Ερευνητές στην Ιατρική Σχολή του Χάρβαρντ ανακάλυψαν ότι ένα μόριο που παράγεται από τον Streptococcus pyogenes – το βακτήριο που προκαλεί τον στρεπτόκοκκο και άλλες λοιμώξεις – θα μπορούσε να βοηθήσει στην εξήγηση πολλών μακροχρόνιων ιατρικών μυστηρίων:
- Γιατί ο στρεπτόκοκκος μερικές φορές οδηγεί σε σοβαρές επιπλοκές του ανοσοποιητικού, συμπεριλαμβανομένου του ρευματικού πυρετού.
- Πώς η αναγνώριση του μορίου από το ανοσοποιητικό σύστημα μπορεί να συμβάλει σε ασθένειες όπως ο λύκος.
- Γιατί μια από τις πρώτες ανοσοθεραπείες καρκίνου έδειξε πολλά υποσχόμενη πριν από περισσότερα από 100 χρόνια.
- Πώς οι τρέχουσες ανοσοθεραπείες για τον καρκίνο θα μπορούσαν να είναι πιο αποτελεσματικές.
Τα ευρήματα έρχονται επίσης σε αντίθεση με μια μακροχρόνια πεποίθηση ότι το ανοσοποιητικό σύστημα αγνοεί αυτό το βακτηριακό μόριο και θα μπορούσε να ωθήσει τις προσπάθειες να δαμάσει ή να ενεργοποιήσει το ανοσοποιητικό σύστημα για τη θεραπεία μιας σειράς ασθενειών. Η ομάδα, με επικεφαλής το εργαστήριο του βιοχημικού HMS Jon Clardy, δημοσίευσε τα ευρήματά της στις 22 Σεπτεμβρίου στο Journal of the American Chemical Society. «Ήμασταν πολύ έκπληκτοι από τα αποτελέσματα, αλλά τα δεδομένα ήταν συναρπαστικά», είπε ο Κλάρντι, καθηγητής Βιολογικής Χημείας και Μοριακής Φαρμακολογίας στο Ινστιτούτο Blavatnik.
Από τις τοξίνες του Coley μέχρι τις καρδιολιπίνες
Ένας χειρουργός ονόματι Friedrich Fehleisen ανακάλυψε το 1883 ότι το S. pyogenes προκάλεσε εξάνθημα γνωστό ότι εξαπλώθηκε στο δέρμα ορισμένων ανθρώπων των οποίων οι καρκίνοι εξαφανίστηκαν ανεξήγητα. Ένας άλλος χειρουργός, ο William Coley, αποκάλυψε τότε ότι η μόλυνση ασθενών με καρκίνο που δεν μπορούσαν να θεραπευθούν με S. pyogenes ή άλλα βακτηριακά στελέχη – που ονομάστηκαν “τοξίνες του Coley” – μερικές φορές θεράπευε την ασθένειά τους.
Αλλά πολλοί από τους συνομηλίκους του δεν πίστευαν τα αποτελέσματα και οι μέθοδοί του δεν άργησαν να ευνοηθούν καθώς η ακτινοβολία και η χημειοθεραπεία ήρθαν στο προσκήνιο. Η φήμη του Coley αποκαταστάθηκε με την εμφάνιση των σύγχρονων ανοσοθεραπειών για τον καρκίνο που αξιοποιούν το ανοσοποιητικό σύστημα για να νικήσει τους όγκους, αλλά μέχρι τώρα κανείς δεν είχε καταλάβει τι έκανε τις αρχικές του θεραπείες να λειτουργήσουν.
Ο Clardy και οι συνεργάτες του στο HMS έλαβαν μια απάντηση χρησιμοποιώντας ένα τεστ ενεργοποίησης του ανοσοποιητικού. Το τεστ εντοπίζει βακτηριακά μόρια που διεγείρουν μια ανοσολογική απόκριση σε κυτταροκαλλιέργειες που προέρχονται από μυελό των οστών ποντικού. Μόνο ένα μόριο στο S. pyogenes έκανε το κόλπο: ένα ανεπιτήδευτο λιπαρό μόριο, γνωστό ως καρδιολιπίνη, στην κυτταρική μεμβράνη. Η ομάδα το ονόμασε SpCL-1, για την πρώτη καρδιολιπίνη S. pyogenes.
Αυτή είναι η πρώτη φορά που οι ερευνητές εμπλέκουν μια βακτηριακή καρδιολιπίνη στις ανθρώπινες ανοσολογικές αποκρίσεις. «Η συμβατική σοφία είναι ότι τα απλά λιπίδια της μεμβράνης, όπως οι βακτηριακές καρδιολιπίνες σε αυτό το έγγραφο, δεν είναι ανοσογόνα», είπε ο Κλάρντι. «Αυτό το αποτέλεσμα ανατρέπει αυτή την πεποίθηση».
Ρευματικός πυρετός και άλλα αυτοάνοσα νοσήματα
Οι δικές μας κυτταρικές μεμβράνες περιέχουν επίσης καρδιολιπίνες. Σε ορισμένες αυτοάνοσες ασθένειες και ρευματικό πυρετό, το σώμα, για αδιευκρίνιστους λόγους, παράγει αντισώματα που επιτίθενται σε αυτά τα μόρια. Η νέα μελέτη παρέχει στοιχεία ότι τέτοιες ασθένειες μπορούν να ξεκινήσουν όταν το ανοσοποιητικό σύστημα αντιδρά στις καρδιολιπίνες στα εισβάλλοντα βακτήρια. Μετά την καταπολέμηση των βακτηρίων, τα εμποτισμένα αντισώματα μπορούν στη συνέχεια να ενεργοποιήσουν τις καρδιολιπίνες του ατόμου.
«Η εργασία μας δίνει μια απάντηση στο μυστήριο του γιατί, σε ορισμένες από αυτές τις ελάχιστα κατανοητές αυτοάνοσες ασθένειες, το σώμα αναπτύσσει μια ανοσολογική απόκριση στα αυτο-αντιγόνα – γιατί επιτίθεται στον εαυτό του», είπε ο Κλάρντι. Οι γνώσεις θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους ερευνητές στις προσπάθειές τους να αποτρέψουν αυτές και τις σχετικές αυτοάνοσες διαταραχές.
Ανοσοθεραπεία βακτηρίων και καρκίνου
Από την άλλη πλευρά, η εργασία προσφέρει πληροφορίες για το πώς τα βακτηριακά μόρια μπορούν να βοηθήσουν τους επιστήμονες να αξιοποιήσουν το ανοσοποιητικό σύστημα για τη θεραπεία ασθενειών. Η ομάδα διαπίστωσε ότι δύο υποδοχείς στην επιφάνεια πολλών ανοσοκυττάρων, γνωστοί ως υποδοχείς τύπου toll, κλειδώνουν στις καρδιολιπίνες του S. pyogenes. Στη συνέχεια, τα κύτταρα αναγνωρίζουν τα βακτήρια ως εισβολείς και ζητούν την απελευθέρωση ενός φλεγμονώδους μορίου που είναι γνωστό ως παράγοντας νέκρωσης όγκου (TNF) άλφα.
Επομένως, η καρδιολιπίνη θα μπορούσε να προσφέρει μια πρόσθετη στρατηγική για την τόνωση της ανοσολογικής απόκρισης για την καταπολέμηση του καρκίνου. Μια τέτοια στρατηγική θα ενώσει άλλες προσπάθειες που βασίζονται στην ανακάλυψη ότι οι καρκίνοι ορισμένων ασθενών ξεγελούν τα κύτταρα του ανοσοποιητικού ώστε να μην εκκρίνουν TNF άλφα και άλλα μόρια που θα έπρεπε να τα σκοτώσουν. Το αν η ίδια η καρδιολιπίνη SpCL-1 θα μπορούσε να αποτελέσει ή να εμπνεύσει μια επιτυχημένη νέα ανοσοθεραπεία καρκίνου μένει να φανεί, αν και οι τοξίνες του Coley παρέχουν μια πολλά υποσχόμενη βάση.
«Το ιστορικό αρχείο παρέχει κάποιους λόγους για αισιοδοξία», είπαν οι συγγραφείς. Εν τω μεταξύ, τα ευρήματα θα μπορούσαν επίσης να βοηθήσουν τους ερευνητές να κατανοήσουν καλύτερα γιατί οι ανοσοθεραπείες για τον καρκίνο δεν λειτουργούν σε όλους τους ασθενείς. Μελέτες από το HMS και όχι μόνο έχουν δείξει ότι το μικροβίωμα του εντέρου επηρεάζει την αποτελεσματικότητα της ανοσοθεραπείας και οι βακτηριακές καρδιολιπίνες μπορεί να προσθέσουν ένα κομμάτι στο παζλ.