Ученые из Немецкого центра исследования рака (DKFZ) изучают, как иммунная система сдерживает патогены. Впервые исследователи обнаружили антитела, которые способны обезвредить не только одну конкретную бактерию, но и сразу целый ряд микроорганизмов. Недавно обнаруженные антитела распознают крошечную сахарную структуру, обнаруженную на поверхности различных микробов. Таким образом, ограниченного количества антител достаточно для борьбы с широким спектром микроорганизмов.
Бактерии и другие микроорганизмы отображают структуры из молекул сахара на своей поверхности. Эти сахарные структуры играют важную роль в иммунной защите. "Они позволяют иммунной системе распознавать захватчиков, которые не принадлежат телу," объясняет Хедда Вардеманн из Немецкого центра исследования рака (DKFZ) в Гейдельберге. "Антитела специфически прикрепляются к этим структурам и нейтрализуют патоген."
Основываясь на структуре сахара на их поверхности, бактерии можно разделить на подгруппы. Как правило, антитело уничтожает только одну подгруппу и не защищает от других микробов. Однако в исследованиях с бактерией Klebsiella pneumoniae исследователи под руководством Вардеманна впервые обнаружили, что иммунная система также вырабатывает антитела, которые распознают и нейтрализуют различные микроорганизмы.
Более трети всех людей колонизированы палочковидными бактериями вида Klebsiella, которые встречаются в основном на слизистой оболочке носа и в кишечнике. У здоровых людей Klebsiella pneumoniae совершенно безвредна. Но у людей с ослабленной иммунной системой он может чрезмерно воспроизводиться и вызывать опасные для жизни заболевания. Кроме того, Klebsiella pneumoniae является частой причиной внутрибольничных инфекций и становится все более устойчивой к антибиотикам.
В своем исследовании исследователи получили антитела против бактерии из крови здоровых людей. "Антитела, защищающие от различных подгрупп Klebsiella pneumoniae," Доклады Вардеманна. "Но они не ограничивались этим конкретным патогеном, а также распознавали другие бактерии и даже определенные дрожжи и вирусы."
При более внимательном рассмотрении структур, полученных из сахара, на поверхности микробов выяснилось, как они могут это делать. Все микроорганизмы, к которым смогли прикрепиться антитела к клебсиелле, имели небольшую структуру из сахара, называемого маннозой. Формирование антител, распознающих эту сахарную структуру на множестве микроорганизмов, позволяет иммунной системе эффективно отражать различные патогенные агенты, используя только один тип молекулы.
До сих пор неизвестно, может ли иммунная система производить эти "универсальные антитела" против Klebsiella pneumoniae и других микроорганизмов. "Возможное терапевтическое использование антител приобретает все большее значение, поскольку устойчивость к антибиотикам становится все более частой," сказал Вардеманн.
В Германии от 400 000 до 600 000 человек ежегодно заражаются инфекциями во время госпитализации; от этих инфекций умирают от 10 000 до 15 000 человек. Часть внутрибольничных инфекций вызывается микробами, устойчивыми к антибиотикам, часто Klebsiella pneumoniae. Терапевтические антитела, производимые в лаборатории, могут помочь пациентам бороться с инфекцией. В группах высокого риска, таких как пациенты с ослабленной иммунной системой, антитела также могут использоваться в профилактических целях. Их способность распознавать и устранять множество патогенов имеет решающее значение для их эффективности. "Пациента с острым сепсисом – заражением крови, вызванным бактериями, – необходимо быстро вылечить", сказал Вардеманн.
Первые исследования уже показали эффективность антител к клебсиелле. "У мышей антитела были способны нейтрализовать различные подгруппы клебсиелл, тем самым защищая животных," Доклады Вардеманна. "На следующем этапе нам нужно будет провести дополнительные тесты с антителами, чтобы показать их клиническую ценность для людей."