Według Centrum Kontroli i Zapobiegania Chorobom (CDC) borelioza, wywoływana przez niemal bezbolesne ukąszenie kleszcza, powoduje co roku silny ból i stan zapalny u ponad 475 000 osób w Stanach Zjednoczonych.
Leki pozwalają leczyć infekcje po wystąpieniu objawów, jednak Mollie Jewett, ekspertka ds. chorób zakaźnych z Uniwersytetu Centralnej Florydy, stara się powstrzymać rozwój bakterii Borrelia burgdorferi, wywołującej boreliozę, na samym początku, bez uciekania się do ogólnych antybiotyków. Jej celem jest „pozbawienie” bakterii składników odżywczych niezbędnych do ich funkcjonowania, zanim rozprzestrzenią się one w organizmie człowieka.
Jewett, profesor i kierowniczka Wydziału Badań nad Odpornością i Patogenezą na Wydziale Medycyny UCF, otrzymuje wsparcie w postaci niedawno przedłużonej pięcioletniej dotacji w wysokości 2,5 miliona dolarów od Narodowego Instytutu Zdrowia (NIH).
Rozpoczyna ona trzeci z rzędu cykl badań finansowanych ze środków federalnych, otrzymując w tym roku 513 314 dolarów. Badania Jewett opierają się na ponad dekadzie odkryć, które zawęziły zakres poszukiwań sposobów powstrzymania bakterii B. burgdorferi przed wywoływaniem boreliozy, jednej z najczęstszych chorób przenoszonych przez wektory w kraju. W skład jej zespołu wchodzi student studiów licencjackich UCF, który od czasu do czasu miał trudności z chodzeniem z powodu bólu spowodowanego boreliozą.
Choroba ta jest przenoszona przez kleszcze czarnonogie, które ulegają zakażeniu po ugryzieniu ssaków lub ptaków będących nosicielami bakterii. Kleszcze są tak małe, że ludzie często nie zauważają, że zostali ugryzieni. Objawy obejmują gorączkę, dreszcze, ból głowy i zmęczenie, które często są błędnie diagnozowane jako infekcja wirusowa lub grypa. Nawet po leczeniu pacjenci cierpiący na boreliozę mogą borykać się z powikłaniami, takimi jak zaburzenia układu nerwowego i serca, silne zmęczenie oraz bóle stawów.
Choroba ta występuje najczęściej na obszarze od stanu Maine do Wirginii oraz w górnej części Środkowego Zachodu, ale rozprzestrzenia się w miarę jak zabudowa podmiejska wkracza na tereny dzikiej przyrody. Na Florydzie odnotowuje się co roku niewiele przypadków boreliozy, ale podróżni udający się do obszarów endemicznych, takich jak Nowa Anglia, są narażeni na zwiększone ryzyko.
Nowe podejście do walki z Borrelia
Naukowcy z UCF skupiają się na tym, w jaki sposób B. burgdorferi udaje się przetrwać i rozwijać, rozprzestrzeniając się od kleszczy i ssaków na ludzi.
„Bakteria musi przystosować się do dwóch różnych środowisk, dlatego chcemy dowiedzieć się, w jaki sposób to robi. Badamy, czym żywi się ta bakteria i czego potrzebuje, by przetrwać. W naszym laboratorium nazywamy Borrelia „słabym patogenem”, ponieważ nie jest w stanie samodzielnie wytworzyć wielu potrzebnych jej składników odżywczych, więc pozyskuje to, czego potrzebuje, z każdego dostępnego źródła”.
(Mollie Jewett, profesor i kierownik Działu Badań nad Odpornością i Patogenezą, Wydział Medyczny UCF)
Pierwsza transza grantu NIH pozwoliła naukowcom przebadać wszystkie geny bakterii, które mogłyby mieć znaczenie dla przebiegu infekcji. Dzięki drugiej transzy grantu Jewett skoncentrowała się na trzech genach, które wydawały się odgrywać rolę w rozprzestrzenianiu się infekcji z miejsca ukąszenia na skórze do innych części ludzkiego ciała.
Obecnie skupili się na ryboflawinie, powszechnie znanej jako witamina B2, po odkryciu, że B. burgdorferi pozyskuje tę witaminę od każdego gospodarza, aby się utrzymać.
„Jeden z tych trzech genów, które zidentyfikowaliśmy, ma kluczowe znaczenie dla zdolności bakterii do przyswajania ryboflawiny” – mówi Jewett. „Wiemy, że ryboflawina jest prekursorem innych procesów komórkowych, które mają znaczenie dla metabolizmu bakterii. Zasadniczo chcemy skupić się na tym genie i sprawdzić, czy uda nam się pozbawić bakterie pożywienia”.
Jeśli teoria ta się sprawdzi, mogłoby to doprowadzić do opracowania terapii ukierunkowanych konkretnie na B. burgdorferi, które zapobiegałyby skutecznej infekcji bakteryjnej poprzez ograniczenie wchłaniania ryboflawiny przez bakterie. Zaletą takich potencjalnych metod leczenia byłoby to, że pacjenci nie musieliby przyjmować ogólnych antybiotyków, które mogą również szkodzić pożytecznym bakteriom w organizmie i zwiększać ryzyko pojawienia się bakterii opornych na antybiotyki.
Zespół z UCF współpracuje z naukowcami z Uniwersytetu Baylor, aby dokładnie zbadać, w jaki sposób bakterie wykorzystują ryboflawinę.
Studenci motorem odkryć
Anna Schulz, doktorantka nauk biomedycznych, odegrała kluczową rolę w ustaleniu konkretnych sposobów, w jakie bakterie wykorzystują ryboflawinę do wytwarzania energii. Była pierwszą autorką niedawnej publikacji poświęconej badaniu tych procesów i twierdzi, że nie może się doczekać rozwoju jako badaczka w kolejnym etapie.
„Jako pierwsza autorka przejęłam większą odpowiedzialność za eksperymenty i proces pisania” – mówi Schulz. „[Jewett] wykazał się ogromną otwartością, pozwalając mi kierować projektem jako studentce. Borrelia jest tak wyjątkowa, a wciąż jest tak wiele rzeczy, których nie wiemy – i właśnie to sprawia, że nadal angażuję się w te badania”.”
Grace Easterling, studentka trzeciego roku nauk biomedycznych, mówi, że do laboratorium Jewetta przyciągnęło ją to, że wcześniej zachorowała na boreliozę i cierpiała z powodu ogromnego bólu stawów. Była zdeterminowana, by znaleźć sposób na ochronę innych.
„Ponieważ mieszkamy na Florydzie, choroba ta nie została wykryta we wczesnym stadium, ponieważ nie jest tam zbyt powszechna” – mówi Easterling. „Długo walczyłam o postawienie diagnozy i nie mogłam podjąć leczenia aż do kilku lat po zakażeniu. Dlatego naprawdę zależy mi na znalezieniu nowych metod leczenia boreliozy i zrozumieniu tej bakterii”.
(C) Fundacja Boreliozy z Lyme
