במחקר שפורסם לאחרונה ב- American Journal of Physiology-Lung Cellular and Molecular Physiologyקבוצת חוקרים בדקה כיצד נשירת הפראן סולפט (HS) משפיעה על יעילות הקתליצידין בדלקת ריאות מסוג Staphylococcus aureus עמידה במתיצילין (MRSA).
רקע כללי
דלקת ריאות, הנגרמת במיוחד על ידי MRSA, היא הגורם המוביל לתמותה מזיהומים. המנגנונים המובילים לדלקת ריאות סטפילוקוקלית אינם מובנים במלואם. מחקר זה בוחן את האינטראקציות בין MRSA, glycocalyx אפיתל ריאתי ופפטידים אנטי-מיקרוביאליים (AMPs) בדלקת ריאות.
ההתמקדות היא ב- HS מועשר glycocalyx, שכבה סולפטית המצפה את המכתשות הידועה כקושרת חלבונים קטיוניים. אנו בוחנים את השלכת HS למרחב האווירי בעקבות פגיעה בריאות והשפעתה הפוטנציאלית על תפקוד הריאות והאינטראקציות עם AMPs. באופן ספציפי, אנו חוקרים כיצד נשירה של אוליגוסכרידים HS, במיוחד במהלך דלקת ריאות חיידקית, מתקשרת עם AMPs כמו קתליצידינים, ומשפיעים על התגובה החיסונית של המארח ועל הדינמיקה של הפתוגנים.
דרוש מחקר נוסף כדי להבין היטב את המנגנונים שבאמצעותם נשירת HS משפיעה על תפקוד AMP, המציע פוטנציאל לאסטרטגיות טיפוליות חדשות בטיפול בדלקת ריאות.
לגבי המחקר
במחקר זה, בעקבות הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים (IACUC) ומחקר בבעלי חיים: דיווח על הנחיות In Vivo Experiments (ARRIVE), עכברי C57BL6 זכרים עברו החדרת MRSA תוך קנה הנשימה, ולאחר מכן שטיפה ברונכואלוואולרית (BAL) לניתוח נוזלים . חוקרים השתמשו בספקטרומטריית מסה כדי למדוד HS בנוזל BAL, עיוורים לקבוצות טיפול לקבלת תוצאות אובייקטיביות.
בנוסף, הצוות אסף באופן חדשני נוזלים במרחב האווירי מחולי דלקת ריאות באמצעות מסנני מחליף חום ולחות (HME) במרכז הרפואי של אוניברסיטת Vanderbilt תחת פרוטוקול מאושר של הוועדה לביקורת מוסדית (IRB). זה נועד לזהות שינויים בריאות עקב כשל נשימתי.
המחקר השתמש בתהודה פלסמונית משטחית (SPR) כדי לבחון את קינטיקה הקישורית בין AMP ל-HS, תוך מתן תובנות אינטראקציה בזמן אמת ללא תוויות. במקביל, עקומות גדילה של חיידקים נחקרו בתנאים שונים כדי להעריך את ההשפעה של סוגי הפרין שונים על זני MRSA.
בוצעו תהליכים מפורטים של בידוד ורצף של חומצה ריבונוקלאית חיידקית (RNA), הכוללים תרבית MRSA בהפרין או מלוחים, ולאחר מכן מיצוי RNA ורצף. שלבים אלה היו חיוניים בחקירת שינויים תעתיקים ושיפור ההבנה של הדינמיקה של דלקת ריאות חיידקית.
המחקר כלל גם כימות ריכוז מעכב מינימלי (MIC) עבור פתוגנים שונים של דלקת ריאות כנגד AMP בריכוזי HS משתנים. זה היה המפתח בהערכת האופן שבו HS משפיע על יעילות AMP נגד זיהומים חיידקיים. ניתוח סטטיסטי קפדני הבטיח שממצאי המחקר אמינים ותקפים.
תוצאות המחקר
במחקר הנוכחי, החוקרים השתמשו במודל עכברי של דלקת ריאות MRSA. ניתוחי ספקטרומטריית מסה גילו עלייה משמעותית ב-HS בנוזל הציפוי במרחב האווירי של עכברים נגועים ב-MRSA בהשוואה לבקרות מלוחות. יש לציין, עלייה זו אופיינה בשפע גבוה יותר של HS סולפט, במיוחד דו-סוכרים רב-סולפטיים. ניתוחים משלימים עם דגימות מסנן HME הצביעו על רמות גבוהות יותר של HS בחולים עם דלקת ריאות גרם-שלילית בהשוואה לאלו עם דלקת ריאות גרם חיובית, מה שמצביע על קשר ניואנס בין אטיולוגיה חיידקית ונשירת HS.
למרות העלייה שנצפתה ב-HS נשפך בסביבת הריאות, המחקר לא מצא השפעה ישירה של HS על צמיחת MRSA או שעתוק גנים. ניסויים שכללו גדלים שונים ודפוסי סולפטציה של HS לא הראו שינויים משמעותיים בצמיחת MRSA או בתגובה טרנסקריפטומית. ממצא זה הצביע על כך ש-HS, על אף שהוא מהווה מרכיב משמעותי בסביבה הריאות לאחר הפציעה, לא עיכב ישירות את צמיחת החיידקים או גרמה לשינויים בביטוי הגנים החיידקיים.
המחקר העמיק עוד יותר באינטראקציות בין HS לבין מתווכים חיסוניים מארח. באמצעות תהודה פלסמונית משטחית (SPR), החוקרים כימתו את הקישור של HS עם פפטיד אנטי-מיקרוביאלי הקשור ל-cathelicidin עכברי (mCRAMP). הקישור החזק שנצפה הצביע על אינטראקציה סבירה in vivo, שעלולה להשפיע על תגובת המארח לזיהום חיידקי.
באופן קריטי ביותר, המחקר חקר את ההשלכות התפקודיות של קישור HS ל-mCRAMP. התמקדות בפתוגנים נפוצים של דלקת ריאות נוזוקומאלית כולל MRSA, Klebsiella pneumoniaeו Pseudomonas aeruginosa, המחקר השתמש במבחן דיפוזיה רדיאלי שונה כדי להעריך את ה-MIC של mCRAMP כנגד חיידקים אלה.
התוצאות הראו עליות משמעותיות ב-MIC עם ריכוזי HS גבוהים יותר, מה שמצביע על אפקט חיידקי מופחת של mCRAMP בנוכחות HS. ממצא זה היה ראוי לציון במיוחד מכיוון שהוא הדגיש את יחסי הגומלין המורכבים בין HS ומנגנוני הגנה מארח, כאשר HS, למרות שלא השפיע ישירות על צמיחת MRSA, שינה משמעותית את היעילות של פפטיד אנטי-מיקרוביאלי.
סיכום
בסך הכל, המחקר הדגיש את הדינמיקה המורכבת בתוך הסביבה הריאתית בעקבות דלקת ריאות חיידקית. נשירה חריפה של HS אפיתל, במיוחד כאשר הוא מועשר בצורות סולפטיות, הציגה אתגר בעל ניואנסים לתגובה החיסונית של המארח, שעלולה להשפיע על היעילות של מנגנוני חיסון מולדים נגד פתוגנים חיידקיים.
