W nowym badaniu wspieranym przez fundację New Bay Area Lyme Foundation zidentyfikowano mechanizm bakteryjny, który może pomóc w zapobieganiu i leczeniu boreliozowego zapalenia stawów
Badania opublikowane w czasopiśmie „PLOS Pathogens” wskazują na czynnik wywołujący zapalenie stawów związany ze ścianą komórkową, co otwiera nowe możliwości w leczeniu boreliozowego zapalenia stawów
Fundacja Bay Area Lyme Foundation, wiodący sponsor badań nad boreliozą w Stanach Zjednoczonych, ogłosiła publikację nowych wyników badań w czasopiśmie „PLOS Pathogens”, w których zidentyfikowano nowy mechanizm mogący wywoływać boreliozowe zapalenie stawów – jedno z najczęstszych i najbardziej wyniszczających powikłań boreliozy w USA. Badanie dostarcza nowych informacji na temat tego, w jaki sposób struktura peptydoglikanu Borrelia burgdorferi – składnika ściany komórkowej tej bakterii – oraz jego interakcja z białkiem Borrelia mogą wywoływać stan zapalny stawów. W modelu przedklinicznym subtelne zmiany wprowadzone przez naukowców w strukturze peptydoglikanu bakterii niemal całkowicie wyeliminowały zapalenie stawów pomimo trwającej infekcji, co sugeruje nowe podejścia do ograniczenia zapalenia stawów wywołanego boreliozą oraz uszkodzeń stawów, które mogą uzupełniać działanie antybiotyków poprzez ukierunkowanie na bakteryjne składniki wywołujące stan zapalny.
„Zrozumienie, w jaki sposób te struktury bakteryjne wywołują stan zapalny, otwiera drogę do nowych metod ograniczania długotrwałego uszkodzenia stawów i ewentualnego leczenia pacjentów, u których objawy utrzymują się pomimo standardowej terapii antybiotykowej” – powiedział dr Brandon L. Jutras, główny autor badania, profesor nadzwyczajny mikrobiologii i immunologii w Feinberg School of Medicine na Uniwersytecie Northwestern oraz laureat nagrody Emerging Leader Award 2021 przyznawanej przez Bay Area Lyme Foundation. „Nasze odkrycia dostarczają kluczowych informacji na temat tego, w jaki sposób zapalenie stawów wywołane boreliozą jest w dużej mierze spowodowane przez określone składniki strukturalne bakterii Borrelia burgdorferi, które można zwalczać niezależnie od innych aspektów infekcji”.
To nowe badanie wykazuje, że skład chemiczny i struktura fizyczna peptydoglikanu – składnika strukturalnego ściany komórkowej bakterii Borrelia – odgrywają decydującą rolę w tym, czy rozwinie się stan zapalny stawów. Wykazuje ono również, w jaki sposób zahamowanie interakcji peptydoglikanu z określonym białkiem bakterii Borrelia może wpłynąć na zdolność bakterii do migracji do tkanki stawowej i utrzymywania się w niej, co w badaniu doprowadziło do niemal całkowitego wyeliminowania boreliozowego zapalenia stawów.
„Badania te stanowią znaczący postęp w zrozumieniu biologicznych czynników wywołujących boreliozowe zapalenie stawów i podkreślają znaczenie wczesnego identyfikowania oraz wspierania innowacyjnych naukowców na początku ich kariery” – powiedziała Linda Giampa, członkini zarządu fundacji Bay Area Lyme Foundation. „Inwestując w badania dr. Jutrasa poprzez naszą nagrodę Emerging Leader Award, pomogliśmy przyspieszyć odkrycia, które obecnie wskazują na nowe podejścia terapeutyczne o realnym potencjale zapewnienia pacjentom lepszych opcji leczenia”.
Wcześniejsze badania przeprowadzone przez Jutrasa i jego zespół wykazały, że peptydoglikan może utrzymywać się w tkance stawowej i wywoływać przewlekłe zapalenie.
(Uwaga redaktora: kwestia roli peptydoglikanów w zapaleniu stawów była już wcześniej poruszana. Niektórzy badacze próbują wykorzystać te odkrycia do potwierdzenia istnienia objawów utrzymujących się po leczeniu boreliozy, znanych jako zespół boreliozy po leczeniu. Jednak żadne badanie nie było w stanie udowodnić, że przewlekłe objawy utrzymujące się po leczeniu nie są spowodowane utrzymującą się obecnością patogenu – najprostszym wyjaśnieniem utrzymywania się peptydoglikanów jest to, że sam patogen jest stale obecny. Nie przeprowadzono żadnych badań w celu wykluczenia obecności patogenu.)
Jednak do czasu przeprowadzenia niniejszego badania nie było jasne, dlaczego proces ten prowadzi do ciężkiego zapalenia stawów u niektórych pacjentów, a u innych nie. W tym nowym badaniu naukowcy genetycznie zmodyfikowali B. burgdorferi, aby subtelnie zmienić strukturę jej peptydoglikanu. Zmodyfikowane bakterie wywoływały niewielkie lub żadne zapalenie stawów w przedklinicznych modelach zakażenia. Stanowi to wyraźny kontrast w stosunku do zwierząt zakażonych niezmodyfikowanymi bakteriami, pomimo podobnego poziomu zakażenia w całym organizmie.
Zmiana struktury peptydoglikanu zakłóciła również nieznaną dotąd interakcję między peptydoglikanem a p83/100 – immunodominującym białkiem Borrelia, które w poprzednich badaniach wiązano z zajęciem stawów w boreliozie. Odkrycia te pomagają wyjaśnić, dlaczego resztki bakterii można wykryć w stawach pacjentów wiele lat po zakażeniu, i pokazują, że to nie tylko obecność resztek bakterii, ale także ich budowa oraz sposób, w jaki oddziałują one z układem odpornościowym, napędza rozwój choroby.
p83/100 jest jednym z immunodominujących białek Borrelia, które w poprzednich badaniach powiązano już z zajęciem stawów w boreliozie.
Badanie podkreśla również, że to nie sama obecność resztek bakteryjnych powoduje chorobę, ale kluczowymi czynnikami są również struktura tych resztek oraz sposób, w jaki oddziałują one z układem odpornościowym.
Odkrycie to może otworzyć nowe kierunki badań nad ukierunkowanym leczeniem boreliozowego zapalenia stawów, szczególnie u pacjentów, u których objawy zapalenia stawów utrzymują się nawet po zakończeniu kuracji antybiotykowej.
(C) Fundacja Boreliozy z Lyme
