ZNANOST: hrvatski znanstveni portal

Student otkrio kako bakterije zaobilaze krvno-moždanu barijeru

Brandon Kim, student doktorskog studija biologije na Državnom sveučilištu u San Diegu (SDSU) otkrio je molekularni proces koji bakterijama pomaže prevariti obrambene mehanizme mozga.

Bakterije koje se uspiju prošuljati pokraj obrambenih mehanizama mozga i uzrokuju smrtonosni bakterijski meningitis nadasve su pametni neprijatelji. Brandon Kim to sad pouzdano zna. Taj je student biologije na doktorskom studiju na SDSU-u istraživao molekularne trikove kojima se bakterije služe kako bi svoje ''domaćine'' uvjerile da su bezopasne, a onda potom prouzrokovale brojne bolesti.

U istraživanju objavljenom u znanstvenom časopisu Journal of Clinical Investigation, Kim i njegov mentor, profesor biologije na SDSU-u, Kelly Doran, opisali su svoje nedavno otkriće. Bakterije zloupotrebljuju molekularni signal upozorenja te tako izazivaju kratkotrajni raspad staničnog oklopa mozga. Pritom horda bakterija ulazi u moždano tkivo.

Njihovo bi otkriće moglo biti vrlo korisno, posebice za liječenje i sprečavanje bakterijskog meningitisa.

Krvno-moždana barijera tanka je mreža krvnih žilica čije se stanice naslanjaju jedna na drugu. Pritom formiraju proteinske spojnice neprobojne za bakterije i viruse. Svrha je te barijere spriječiti da neželjeni materijal prijeđe iz krvotoka u moždano tkivo.

Zid od cigle

„Krvno-moždanu barijeru možete zamisliti kao zid od cigle,“ objasnio je Kim, koji završava svoj doktorat u Doranovu laboratoriju. „Svaka stanica krvno-moždane barijere je cigla, a tijesne spojnice među njima su žbuka.“

Kao što to rade i stražari nekog dvorca, stanice koje formiraju krvno-moždanu barijeru mogu odabrati tko će ući, a tko ne. Stanice selektivno propuštaju hranjive tvari i ''odobrene'' molekule potrebne za normalno funkcioniranje mozga.

Kad se bakterije i virusi uspiju provući kroz krvno-moždanu barijeru i inficirati moždano tkivo, to može rezultirati bakterijskim meningitisom, često smrtonosnom bolešću koja nastane kad dođe do opasne upale mozga.

Koristeći kulture stanica, zebrice i miševe u svojim pokusima, Kim i Doran su istražili kako bakterija streptokok grupe B uspije proći kroz obrambeni mehanizam mozga.

Promatrajući napredak bakterije u različitim trenucima te usput analizirajući aktivne molekularne procese, Kim i Doran otkrili su nešto uistinu zanimljivo. Kada receptori uzduž krvno-moždane barijere otkriju streptokok grupe B, obrambeni sistem mozga oglašava molekularni signal opasnosti. Međutim, u ovom signalu opasnosti nalazi se još jedan štetni signal.

Autodestruktivni signal opasnosti

Kad stanice krvno-moždane barijere oglase signal opasnosti, on izazove molekularni odgovor mozga na poziv upomoć, ali pritom prouzrokuje i proizvodnju proteina. Točnije, dolazi do proizvodnje transkripcijskog faktora poznatijeg pod nazivom Snail1 koji uzrokuje raspad tijesnih spojnica krvno-moždane barijere. Na taj način, barijera nenamjerno uništava vlastitu strukturu i omogućava bakterijama ulazak u mozak.

Ovo je prvo istraživanje u kojem je Snail1 proučavan u kontekstu meningitisa. Prijašnja su istraživanja Snail1 opisivala kao faktor kod invazivnog raka.

Razumijevanje ovog procesa znanstvenicima bi moglo pomoći u razvijanju terapeutika koji bi privremeno kontrolirali proizvodnju Snaila1 i na taj način spriječili krvno-moždanu barijeru da djeluje na autodestruktivan signal. Osim toga, razumijevanje ovog procesa moglo bi znanstvenicima pomoći da taj isti proces pozitivno iskoriste, tj. da stvore lijekove koji bi krvno-moždanoj barijeri rekli da ih propusti unutra kako bi se mogli boriti protiv raznih bolesti mozga.

„Ovo će otkriće u potpunosti promijeniti način na koji smo dosad doživljavali bakterijski meningitis, a moglo bi i poslužiti kao temelj za neke nove metode liječenja u budućnosti,“ rekao je Kim.

Izvor: SDSU

Podijeli.