Znajdź zawartość

U niektórych pacjentów z implantami kardiologicznymi (sztucznymi zastawkami, rozrusznikami itp.) rozwija się groźne niekiedy dla życia zakażenie krwi, ponieważ bakterie w ich organizmie mają zmutowany gen, ułatwiający im tworzenie biofilmu na urządzeniu. Zespół z Uniwersytetu Stanowego Ohio i Centrum Medycznego Duke University, który pracował pod przewodnictwem m.in. prof. Stevena Lowera, zauważył, że pewne szczepy gronkowca złocistego (Staphylococcus aureus) dysponują kilkoma wariantami białek powierzchniowych, ułatwiającymi tworzenie biofilmów. Ponieważ biofilmy są antybiotykooporne, jedynym wyjściem było do tej pory chirurgiczne usunięcie implantu i zastąpienie go nowym. Chcąc ograniczyć liczbę zakażeń i kosztowność wdrażanych procedur, Amerykanie przeprowadzili eksperymenty z wykorzystaniem mikroskopu sił atomowych i symulacji komputerowych. Sprawdzali, w jaki sposób bakterie przylegają do urządzeń, by utworzyć biofilm. Gdy proces zostanie uruchomiony, białka powierzchniowe bakterii łączą się z pokrywającym implant białkami surowicy ludzkiej krwi. Skoro jednak gronkowce znajdują się w nosie niemal połowy Amerykanów, czemu nie każdy pacjent przechodzi zakażenie? Czemu niektóre szczepy powodują infekcję, a niektóre pozostają uśpione? Naukowcy odkryli, że białka powierzchniowe gronkowców z 3 polimorfizmami pojedynczego nukleotydu (ang. single nucleotide polymorphism, SNP) wiązały się z białkami surowicy mocniej niż u pacjentów z gronkowcami z innymi wariantami proteiny. Wielu specjalistów pracuje nad materiałami, które nie dopuszczą do związania bakterii, do problemu można jednak podejść od innej strony - od strony samych bakterii. Prof. Vance Fowler z Duke University dysponuje biblioteką izolatów S. aureus. Naukowcy mają nadzieję, że dzięki niej uda się lepiej poznać oddziaływania między powierzchniami nieożywionymi a żywymi mikroorganizmami na poziomie molekularnym. W ramach najnowszego studium międzyuczelniany zespół badał 80 izolatów z 3 źródeł: 1) od pacjentów z zakażeniem krwi i potwierdzonym zakażeniem implantu kardiologicznego, 2) od pacjentów z zakażeniem krwi i niezakażonym urządzeniem oraz 3) z nosa zdrowych osób zamieszkujących ten sam obszar. Dr Nadia Casillas-Ituarte doprowadzała do związania pojedynczego gronkowca z fibronektyną pokrywającą powierzchnię skanującej sondy mikroskopu AFM (bakterie wykorzystują do tego adhezynę - białko wiążące fibronektynę A). Później próbowała je rozdzielić i zmierzyć siłę każdego połączenia. Jak dokładnie przebiegał eksperyment? Akademicy symulowali bicie ludzkiego serca, pozwalając, by na krótki moment doszło do związania. Później dźwigienkę podrywano, przeprowadzając taki zabieg co najmniej 100-krotnie na każdej komórce. Określano też działanie okolicznych komórek. W ten sposób powstał wykres dla ok. 250 tys. z nich. Pierwszym krokiem jest ustalenie, jak bakterie czują powierzchnię. Można zahamować ten proces, jeśli najpierw się go zrozumie - podkreśla Casillas-Ituarte. W kolejnym etapie badań naukowcy zsekwencjonowali aminokwasy wchodzące w skład białka wiążącego fibronektynę A ze wszystkich wykorzystanych izolatów. W ten właśnie sposób zidentyfikowali SNP charakterystyczne dla próbek pobranych od pacjentów z zakażeniami implantów kariologicznych. Symulacje komputerowe pokazały tworzenie się wiązań między białkami bakteryjnymi i ludzkimi. Przy standardowych sekwencjach białek cząsteczki trzymały się na dystans. Kiedy jednak zmieniono sekwencję 3 aminokwasów w bakteryjnym białku powierzchniowym, między białkami gronkowca i człowieka tworzyło się wiązanie wodorowe. Zmieniliśmy aminokwasy w taki sposób, by przypominały SNP zidentyfikowane u gronkowców od pacjentów z zakażeniami implantów. Wydaje się zatem, że SNP mają związek z tym, czy wiązanie się wytworzy, czy nie - tłumaczy Lower. Białko wiążące fibronektynę A jest jednym z ok. 10 białek powierzchniowych S. aureus, które tworzą wiązania z białkami komórki gospodarza. W przyszłości trzeba się więc będzie skupić na pozostałych. Nie można też wykluczyć, że istnieją warianty fibronektyny, które przyczyniają się do opisanego problemu.

Naukowcy wskazali na polimorfizmy pojedynczego nukleotydu (ang. Single Nucleotide Polymorphism, SNP), które pogarszają rokowania w przypadku zaburzeń odżywiania i wiążą się prawdopodobieństwem, że będą one przewlekłe. Wyniki badań zespołu z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego oraz Scripps Translational Science Institute (STSI) ukazały się w piśmie Neuropsychopharmcology. Studium rzuca nieco światła na SNP, czyli zmienność sekwencji DNA, związaną z długoterminowymi, przewlekłymi zaburzeniami odżywiania. Warianty te sugerują istnienie genetycznych prognostyków u pacjentów, którzy będą szczególnie podatni na zaburzenia odżywiania i których choroba okaże się najtrudniejsza w leczeniu – wyjaśnia dr Walter H. Kaye z UCSD. Badacz podkreśla, że tego typu cechy genetyczne można również powiązać z wyższym lękiem i nasiloną obawą przed pomyłkami, a są to cechy typowe zarówno dla anoreksji, jak i bulimii. Dr Cinnamon Bloss, główna autorka studium, ma nadzieję, że odkrycia jej zespołu utorują drogę bardziej zindywidualizowanemu podejściu do leczenia osób z zaburzeniami odżywiania. Ostatnio autorzy różnych badań, w tym Kaye, dywagowali, że anoreksja i bulimia dzielą niektóre czynniki ryzyka i że pacjenci mogą być genetycznie predysponowani do cech osobowości i temperamentu, które zwiększają podatność na zaburzenia odżywiania. Szczególnie chorzy z anoreksją są często oporni na leczenie i brakuje im świadomości medycznych konsekwencji ich zachowania, co może skutkować chroniczną chorobą, a nawet śmiercią. Pojawiło się więc pytanie: czy istnieją czynniki prognostyczne, które mogą pomóc klinicystom w zidentyfikowaniu dobrych i złych rokowań dla różnych form terapii, włączając w to farmako- i psychoterapię? W studium uwzględniono 1878 kobiet. Większość przez całe życie zmagała się z anoreksją lub z anoreksją typu bulimicznego, gdzie oprócz ograniczania ilości przyjmowanego pokarmu występują też okresy przejadania się. W porównaniu do grupy kontrolnej, dla pacjentek tych charakterystyczny był niższy wskaźnik masy ciała, podwyższony lęk oraz silniejsza obawa przed pomyłkami. Naukowcy ocenili w sumie 5151 polimorfizmów pojedynczych nukleotydów w 350 genach. Na tej podstawie zidentyfikowali 25 najistotniejszych statystycznie. Dziesięć z 25 haplotypów (kombinacji alleli różnych genów, które znajdują się blisko siebie na chromosomie i są zazwyczaj dziedziczone łącznie) objęło SNP z genów GABA-ergicznych (kwas γ-aminomasłowy, in. GABA, jest głównym neuroprzekaźnikiem o działaniu hamującym; receptory GABA-ergiczne wykazują do niego powinowactwo). Najsilniejsze powiązanie z chronicznymi objawami wykazywał polimorfizm pojedynczego nukleotydu w intronie genu GABRGI (znajduje się on na chromosomie 4.).

Opuszczając ok. 80-60 tys. lat temu Czarny Ląd, człowiek zabrał ze sobą malarię. Sekwencjonowanie DNA wykazało zatem, że choroba zawędrowała w tropiki wiele tysięcy lat wcześniej niż wcześniej sądzono. Naukowcy zbadali 519 próbek krwi osób zarażonych zarodźcem sierpowym (Plasmodium falciparum), który wywołuje u ludzi najcięższą postać malarii. Chorzy pochodzili z 9 krajów subsaharyjskiej Afryki, południowo-wschodniej Azji, Oceanii i Ameryki Południowej. Analizując różnice w polimorfizmie pojedynczego nukleotydu (ang. single nucleotide polymorphism, SNP) w obrębie dwóch genów metabolizmu podstawowego P. falciparum, naukowcy potrafili określić zakres zmienności genetycznej w malarycznym genomie poszczególnych regionów. Przyglądali się 63 SNP na ok. 5000 nukleotydów w izolacie. Okazało się, że im dalej od Afryki pobrano próbki, tym mniejszą zmienność genetyczną odnotowywano w markerach genetycznych zarodźców. W miarę odchodzenia od kolebki i zwiększania się izolacji pula genetyczna populacji stawała się coraz bardziej skoncentrowana i mniej zróżnicowana. Podobne zjawisko zachodziło również wśród ludzi. Biorąc pod uwagę fakt, że człowiek jest dla zarodźców żywicielem pośrednim (ostateczny to komar z rodzaju Anopheles), badacze zakładają, że pierwotniaki i Homo sapiens koewoluowali. Dowody sugerują, że pasożyty pojawiły się w rejonie wokół Wielkich Jezior Afrykańskich. Malaria nie wytrzymała konfrontacji z niskimi temperaturami, dlatego nie dotarła do Ameryk przez Cieśninę Beringa, lecz dopiero z przybywającymi na statkach niewolnikami. Wcześniej przeważała teoria, że zachorowania na malarię rozpoczęły się ok. 10 tys. lat temu. Wtedy zaczęło się rozwijać rolnictwo, dlatego człowiek zbliżył się do rejonów rozmnażania komarów.

Naukowcy z University of Texas Medical Branch (UTMB) w Galveston odkryli, że karmienie piersią zapobiega infekcjom uszu u dzieci genetycznie podatnych na tego typu schorzenia. U ok. 19% dzieci występują chroniczne lub powtarzające się stany zapalne ucha środkowego. Zakażenia te mogą wpływać na rozwój językowy maluchów, a w konsekwencji na późniejsze osiągnięcia szkolne. Naukowcy od dawna wiedzieli, że geny wpływają na zaobserwowaną podatność na zachorowanie, ale stosunkowo mało badań poświęcono poszukiwaniu "winowajcy". Uzbierano także niewiele informacji na temat związków z konkretnymi czynnikami infekcyjnymi czy wpływem otoczenia, np. biernym paleniem oraz karmieniem piersią. Badacze z UTMB zbadali próbki DNA pobrane od 505 dzieci z Teksasu i Kentucky. Sześćdziesiąt procent sklasyfikowano jako osoby podatne na zapalenie ucha, ponieważ a) zachorowały na nie przed ukończeniem 6. miesiąca życia, b) w ciągu pół roku zachorowały na ostre zapalenie ucha 3 razy lub więcej, c) w ciągu roku zachorowały 4 razy lub więcej lub d) do wieku sześciu lat chorowały 6-krotnie lub częściej. Do tej samej kategorii zaliczono również maluchy, którym aby zapobiec nawrotom choroby, trzeba było założyć dren. Wiemy, że skłonność do zapalenia ucha jest przekazywana w ramach rodziny kolejnym pokoleniom, dlatego zdecydowaliśmy się szukać niewielkich różnic w budowie pojedynczych nukleotydów, tzw. różnic SNP (single-nucleotide polymorphisms), w 3 genach kodujących cząsteczki sygnalizujące stan zapalny — powiedział Janak A. Patel, profesor Wydziału Pediatrii UTMB. Dwie z nich były oznakami zwiększonego ryzyka [zachorowania — przyp. red.]. Wyróżnione geny kodowały cytokiny prozapalne: czynnik martwicy nowotworu alfa (TNF-alfa) oraz interleukinę 6 (IL-6). Naukowcy uważają, że polimorfizm SNP w jednym genie wystarczy, by wytworzyła się podatność na zapalenie ucha środkowego, a jednoczesna zmiana punktowa w obu genach jeszcze bardziej zwiększa ryzyko zachorowania. Badacze sądzą, że konkretne zmiany powodują nasilenie produkcji cytokin i zmniejszają efektywność działania układu odpornościowego. Można temu przeciwdziałać bardzo prosto: karmiąc piersią. Nie od dziś wiadomo, że taki sposób karmienia niemowlęcia zwiększa odporność organizmu. To nasze główne odkrycie: karmienie piersią neutralizuje efekt nawet u dzieci, u których występuje genetyczny polimorfizm — twierdzi Patel. Co więcej, maluchy są chronione także w późniejszym dzieciństwie, na długo po zakończeniu karmienia piersią. U dzieci z polimorfizmem SNP w genie kodującym czynnik martwicy nowotworu alfa narażenie na bierne palenie zwiększało częstość zachorowań na zapalenie ucha.