Staphylococcus aureus (S. aureus) הוא גורם עיקרי לזיהומי עור ורקמות רכות שעלולות להוביל לפעמים לאלח דם ותסמונת הלם רעיל. החיידק מהווה איום משמעותי על בריאות הציבור, שהחמיר בעקבות התפשטות חיידקי Staphylococcus aureus (MRSA) העמידים למתיצילין בשנים האחרונות. לְפִי ה-Lancet, S. aureus היה קשור ליותר ממיליון מקרי מוות ברחבי העולם בשנת 2019.
זהו פתוגן הזקוק מאוד לשליטה מכיוון שהוא גורם לתחלואה ותמותה משמעותיים לא רק בארצות הברית, אלא בכל העולם".
ג'ורג' ליו, MD, Ph.D., פרופסור ומנהל מחלות זיהומיות בילדים בבית הספר לרפואה של אוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו ובבית החולים לילדים ראדי-סן דייגו
עם זאת, למרות עבודה טובה במודלים של עכברים, כ-30 ניסויים קליניים עד כה לא הצליחו להביא לחיסון אנושי יעיל עבור S. aureus. כעת, חוקרי UC San Diego זיהו סיבה מרכזית לכשלים אלה, מה שמצביע על כך שניתן יהיה לשנות את החיסונים כך שיפעלו בבני אדם. במחקר שפורסם ב-16 בדצמבר 2024 בכתב העת Journal of Clinical Investigation (JCI), הם מדווחים כי S. aureus גורם לשפע יתר של חלבון הנקרא אינטרלוקין-10 (IL-10) בתאי B, מה שמוביל לנטרול של נוגדנים, מה שהופך אותם ללא מסוגלים להרוג S. aureus.
במחקר קשור שפורסם באותו יום ב-Nature Communications, חוקרי בית הספר לרפואה של UC San Diego מצאו גם כי שפע יתר של IL-10 בתגובה ל S. aureus משבית את היכולת של תאי T עוזרים להילחם בפתוגן.
ליו אומר S. aureus חולק היסטוריה ארוכה עם בני אדם. "כדי שחיידק יחיה בקלות באף ובמעיים שלנו, הוא צריך לפתח אסטרטגיה המדכאת ביעילות את התגובה החיסונית כדי להיות מסוגל לשרוד".
בינקות, רובנו מיושב S. aureusשתורם טרמפ במעברי האף שלנו. לרוב, זה לא פוגע בנו. אבל מחקר קודם משנת 2022, בראשות Chih-Ming Tsai, Ph.D., עוזר מדען פרויקט במעבדתו של ליו, הראה שחשיפה מוקדמת זו מטעה את תאי החיסון שלנו לייצר נוגדנים שונה שאינם מצליחים להקים הגנה יעילה מפני S. aureus. יתרה מכך, החיידקים שומרים על "זיכרון" של אותם נוגדנים שאינם מגנים שניתן להחזיר במהלך זיהומים מאוחרים יותר.
צאי אומר שזו הסיבה שמועמדי חיסון שעבדו היטב בעכברים ללא חשיפה קודמת לפתוגן לא הצליחו להגן על בני אדם מפני מפגשים חדשים עם S. aureus. עם זאת, כאשר החוקרים חשפו עכברים לנוגדני S. aureus אנושיים לפני החיסון כדי לשחזר את הניסיון המוקדם שלנו עם החיידקים, החיסון כבר לא עבד.
תאי B
במחקר של JCI, Tsai, Liu והצוות שלהם ביקשו להבין מה הופך את S. aureus נוגדנים חסרי תועלת במלחמה בפתוגן לאחר החיסון. החוקרים חשפו עכברים S. aureusובהמשך חיסן אותם בחיסון Iron Surface Determinant B (IsdB), אשר הוכח בעבר כמעניק חסינות ל-S. aureus בעכברים שהיו תמימים לחיידקים.
הצוות מצא שתאי B -; תאי דם לבנים המייצרים נוגדנים -; מפרישים שפע של IL-10 כאשר מתגרים בו S. aureus בפעם השנייה. בתוך תאי B, IL-10 מכוון את האנזימים להוסיף סוכר הנקרא חומצה סיאלית לאזור Fc של הנוגדנים -; האזור האחראי על יצירת תגובה חיסונית מתאימה. כאשר הסוכר נמצא בשפע, הפעילות האנטי-סטפילוקוקלית של נוגדנים המיוצרים על ידי תאי B מנוטרלת, מה שהופך אותם ללא מסוגלים להרוג את הפתוגן.
"ה-IL-10 עוזר לייצר טונות מסוג סוכר זה ובכך הוא מכבה את המערכת החיסונית שלנו", אמר צאי. עם זאת, החוקרים מצאו גם שחסימת IL-10 בזמן החיסון משחזרת את יעילות החיסון. "אותו חיסון שלא עבד בעבר עובד בצורה מושלמת בעכברים", הוסיף.
תאי T
בעוד מחקר JCI התמקד בתפקיד של IL-10 בתאי B, מאמר Nature Communications, בראשותו של המחבר הראשון Irshad A. Hajam, Ph.D., עוזר מדען פרויקט במעבדתו של ליו, בדק כיצד S. aureus מקיים אינטראקציה עם לימפוציטים CD4+ T, הידועים גם כתאי T עוזרים. אלו הם תאי דם לבנים שמזהים זיהומים ומפעילים תאי חיסון אחרים כדי לתקוף ולהרוג פתוגנים.
החוקרים גילו שכמו תאי B, גם תאי T עוזרים מפרישים שפע יתר של IL-10 בתגובה ל S. aureus בעכברים שנחשפו בעבר ולאחר מכן חוסנו עבורם S. aureus.
IL-10 משבית את יכולתם של תאי T המסייעים לייצר אינטרלוקין-17 (IL-17A), ציטוקין יעיל במיוחד בלחימה S. aureus זיהומים. אבל על ידי חסימת IL-10 או הוספת חומר בשם CAF01 -; ידוע כמשפר את יעילות החיסון על ידי הגברת התגובה של תאי T לזיהומים מיקרוביאליים -; החוקרים הצליחו לשחזר את רמות IL-17A.
"הוספת CAF01 במהלך החיסון סייעה להפוך את חיסון ה- IsdB הלא יעיל לכזה שעבד S. aureus"עכברים חשופים", אמר חג'ם. "באופן מפתיע, זה עבד גם עם כמה חיסונים כושלים אחרים נגד S. aureus."
הממצאים משני המחקרים עשויים להיות חדשות טובות לבני אדם S. aureus פיתוח חיסון. ליו אומר כי ייתכן שניתן להפוך חיסוני S. aureus שפותחו כבר אך נכשלו יעילים על ידי חסימת IL-10 או הגברת IL-17A במהלך החיסון. הוא מוסיף שייצור IL-10 על ידי מספר חיידקים אחרים כולל (Clostridioides difficile ומלריה) יכולה להיות סיבה לכך שחיסונים מבטיחים למצבים אלה נכשלו בניסויים קליניים בבני אדם, מה שמרמז שחסימת הציטוקינים יכולה לשחזר את יעילותם גם כן.
מחברים שותפים נוספים במחקר JCI כוללים: Irshad A. Hajam, JR Caldera, Biswa Choudhury, Cesia Gonzalez, Xin Du, Brian Lin, Haining Li, Ty'Tianna Clark, Fatemeh Askarian, Igor Wierzbicki, Emi Suzuki, Conrad J. דאגלס, דיוויד ג'יי גונזלס, ויקטור ניזט, נתן אי לואיס, כולם באוניברסיטת סן דייגו בית הספר לרפואה; אנג'ליקה מ' ריסטרה באוניברסיטת סן דייגו סטייט; ואוסטין WT Chiang באוניברסיטת אוגוסטה.
מחקר JCI מומן, בחלקו, על ידי המכונים הלאומיים לבריאות (מענקים R01AI127406, R01AI144694, R01AI181321, R01AI179098 ו-R35 GM119850) וקרן נובו נורדיסק (NNF20SA0066621).