Βλέννα: Περιέχει μόρια που μπλοκάρουν τη λοίμωξη από σαλμονέλα

Η βλέννα δεν είναι απλώς μια κολλώδης ουσία που καλύπτει το εσωτερικό του σώματος. Σύμφωνα με νέα μελέτη του MIT, περιέχει ισχυρά μόρια που μπορούν να εξουδετερώσουν μικρόβια και να αποτρέψουν λοιμώξεις. Οι ερευνητές εντόπισαν συγκεκριμένες βλέννες που αδρανοποιούν τη Salmonella και άλλα βακτήρια που προκαλούν διάρροια, ανοίγοντας τον δρόμο για νέες μεθόδους πρόληψης.

Βλέννες: φυσικά «όπλα» του οργανισμού

Οι βλέννες είναι πολυμερή σε σχήμα «βούρτσας μπουκαλιού», που αποτελούνται από πολύπλοκα σάκχαρα (γλυκάνες) δεμένα σε μια πεπτιδική ραχοκοκαλιά. Στην παρούσα μελέτη, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι η MUC2, μια βλέννα που εντοπίζεται στο έντερο, «κλείνει» τα γονίδια που χρησιμοποιεί η Σαλμονέλα για να εισέλθει και να μολύνει τα κύτταρα του ξενιστή.

Η καθηγήτρια Katharina Ribbeck, επικεφαλής της έρευνας, εξηγεί: «Χρησιμοποιώντας και επαναδιαμορφώνοντας αυτό το μοτίβο του φυσικού ανοσοποιητικού συστήματος, ελπίζουμε να αναπτύξουμε στρατηγικές για την πρόληψη της διάρροιας πριν καν εκδηλωθεί. Πρόκειται για μια χαμηλού κόστους προσέγγιση σε μια παγκόσμια πρόκληση υγείας που κοστίζει δισεκατομμύρια ετησίως».

Ο μηχανισμός της Σαλμονέλας και η δράση της MUC2

Για να μολύνει τα κύτταρα, η Salmonella enterica ενεργοποιεί το λεγόμενο σύστημα έκκρισης τύπου 3 (T3SS). Μέσω αυτού σχηματίζει «βελονοειδή» συμπλέγματα που μεταφέρουν πρωτεΐνες απευθείας μέσα στα κύτταρα του ξενιστή. Όλα τα σχετικά γονίδια βρίσκονται σε μια περιοχή του DNA που ονομάζεται Salmonella pathogenicity island 1 (SPI-1).

Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η MUC2 μπλοκάρει την παραγωγή αυτών των πρωτεϊνών, καταστέλλοντας τον ρυθμιστικό παράγοντα HilD, ο οποίος ελέγχει την ενεργοποίηση των γονιδίων SPI-1. Χωρίς τον HilD, η Σαλμονέλα δεν μπορεί να επιτεθεί.

Με χρήση υπολογιστικών προσομοιώσεων, φάνηκε ότι συγκεκριμένα μονοσακχαρίδια των γλυκανών, όπως τα GlcNAc και GalNAc, συνδέονται με τον HilD. Ωστόσο, μόνο όταν βρίσκονται ενσωματωμένα στη δομή της μουκίνης καταφέρνουν να «σβήσουν» τη δράση του.

Περισσότερες βλέννες με προστατευτικό ρόλο

Η μελέτη αποκάλυψε ότι και η MUC5AC, που βρίσκεται στο στομάχι, έχει την ίδια ικανότητα να μπλοκάρει τον HilD. Επιπλέον, τόσο η MUC2 όσο και η MUC5AC μπορούν να απενεργοποιούν γονίδια λοιμογόνου δράσης και σε άλλα παθογόνα που χρησιμοποιούν τον HilD για ρύθμιση.

Η ερευνητική ομάδα του MIT έχει στο παρελθόν δείξει ότι οι βλέννες συμβάλλουν στην εξουδετέρωση και άλλων μικροοργανισμών, όπως η Vibrio cholerae (χολέρα), η Pseudomonas aeruginosa που μολύνει πνεύμονες και όργανα, καθώς και ο μύκητας Candida albicans.

Από τη φύση στην ιατρική: συνθετικές μουκίνες

Το επόμενο βήμα, σύμφωνα με την ομάδα, είναι η ανάπτυξη συνθετικών εκδόσεων αυτών των μορίων ώστε να ενισχυθούν οι φυσικές άμυνες του οργανισμού. Μελέτες σε ποντίκια έχουν δείξει ότι η Σαλμονέλα προσβάλλει κυρίως περιοχές του εντέρου με λεπτό ή ανύπαρκτο στρώμα βλέννας. Ο ερευνητής Kelsey Wheeler σχολιάζει: «Η Σαλμονέλα εκμεταλλεύεται περιοχές χωρίς βλέννα για να μολύνει. Μια πιθανή στρατηγική θα ήταν η ενίσχυση των φραγμών βλέννας, ώστε να προστατεύονται αυτά τα ευάλωτα σημεία».

Πιθανές εφαρμογές

• Διάλυση σε άλατα ενυδάτωσης: Τα συνθετικά μόρια θα μπορούσαν να προστεθούν σε διαλύματα που χρησιμοποιούνται κατά της αφυδάτωσης από διάρροια.

• Μασώμενα δισκία: Θα μπορούσαν να λαμβάνονται προληπτικά από ταξιδιώτες σε περιοχές με αυξημένο κίνδυνο γαστρεντερικών λοιμώξεων.

• Προληπτική προστασία στρατιωτών ή άλλων ομάδων υψηλού κινδύνου που εκτίθενται σε μολυσμένα τρόφιμα ή νερό.

Η ιδέα είναι να προσφερθεί ένα είδος «προφυλακτικού φραγμού» πριν την έκθεση στα παθογόνα, αξιοποιώντας τον τρόπο με τον οποίο το ίδιο το σώμα έχει εξελιχθεί να χρησιμοποιεί τη βλέννα ως πρώτη γραμμή άμυνας.

Παγκόσμια σημασία

Η διάρροια που οφείλεται σε τροφικές λοιμώξεις, όπως εκείνες από Σαλμονέλα, παραμένει τεράστιο πρόβλημα δημόσιας υγείας. Κοστίζει δισεκατομμύρια δολάρια ετησίως σε χαμένη παραγωγικότητα, ιατρικές δαπάνες και ανθρώπινη ταλαιπωρία. Η ανάπτυξη φθηνών, εύκολα διαθέσιμων θεραπειών που μιμούνται τη φυσική δράση των βλεννών θα μπορούσε να συμβάλει ουσιαστικά στη μείωση της επιβάρυνσης.

Η μελέτη του MIT δείχνει ότι η βλέννα δεν είναι απλώς μια παθητική ασπίδα, αλλά μια ενεργή και έξυπνη άμυνα απέναντι σε επικίνδυνα μικρόβια. Η ανακάλυψη ότι οι βλέννες MUC2 και MUC5AC απενεργοποιούν τα γονίδια λοιμογόνου δράσης της Σαλμονέλας προσφέρει μια νέα προοπτική: θεραπείες που αξιοποιούν ή μιμούνται τα φυσικά μας μόρια άμυνας.

Η μετάβαση από τη βασική βιολογία στην ιατρική πράξη μπορεί στο μέλλον να οδηγήσει σε καινοτόμα προληπτικά μέσα ενάντια στη διάρροια και σε άλλες τροφικές λοιμώξεις, βελτιώνοντας την υγεία εκατομμυρίων ανθρώπων σε όλο τον κόσμο.