כאשר הגוף נתקל בחיידקים, וירוסים או חומרים מזיקים, תאי החיסון המולדים שלו, נויטרופילים, מתאספים במקום כדי להילחם בפולש.
לחיידקים ולנגיפים יש דרכים להימנע מהגנות אלה. Yersinia pestis, החיידקים הגורמים למגפת בובות וריאות, למשל, יכולים להסתתר ממערכת החיסון, ולאפשר לה להשתכפל בגוף באין מפריע עד שהוא יכול להציף את המארח. היכולת הזו אפשרה י פסטיס להפיץ מגפת בולים ברחבי אירופה ב-14ה' מאה, הרג שליש מאוכלוסיית אירופה.
בעוד שמגפה אולי לא מהווה איום רציני על בריאות האדם בתקופה המודרנית, חוקרים מאוניברסיטת לואיוויל חוקרים י פסטיס להבין טוב יותר את יכולתה להתחמק ממערכת החיסון וליישם את ההבנה הזו כדי לשלוט בפתוגנים אחרים.
אם מסתכלים על מגפה אנושית, אנשים לא מראים סימפטומים מיד למרות שיש להם זיהום פעיל כי החיידק מסתתר ממערכת החיסון. ואז פתאום יש הרבה חיידקים, המערכת החיסונית מוצפת ובמקרה של מגפת ריאות, הפרט מת מדלקת ריאות".
מתיו לורנץ, פרופסור, UofL המחלקה למיקרוביולוגיה ואימונולוגיה
נויטרופילים הם המגיבים הראשונים של מערכת החיסון, ושולחים מולקולות חלבון כדי לזמן נויטרופילים אחרים לתקוף ולהשמיד את הפולש. בין המולקולות הראשונות שנשלחות על ידי נויטרופילים לאותת זיהום נמצאות מולקולות שומנים מסוג Leukotriene B4 (LTB4). י פסטיס מפריע לתגובה החיסונית על ידי דיכוי אותות LTB4. לורנץ קיבל מענק חדש של 2.9 מיליון דולר לארבע שנים מהמכונים הלאומיים לבריאות כדי לחקור כיצד י פסטיס חוסם LTB4. בסופו של דבר, הוא מצפה שהבנה זו תוביל לדרכים למנוע י פסטיס מחסימת האותות ובתקווה ליישם את ההבנה הזו על סוגים אחרים של זיהומים.
"הפתוגן ההיסטורי הזה ממש טוב במניפולציה של המערכת החיסונית, אז אנחנו משתמשים בו ככלי כדי להבין טוב יותר כיצד תאי דם לבנים כמו נויטרופילים ומקרופאגים מגיבים לזיהום חיידקי", אמר לורנץ. "בפרויקט הזה אנחנו משתמשים ירסיניה כדי להבין טוב יותר מדוע LTB4 כל כך חשוב לשליטה במגפה. ההבנה הזו תחול כמעט על כל זיהום של הריאות או אזורים אחרים, והיא כנראה יכולה לחול גם על וירוסים".
חבר במרכז UofL לרפואה חזויה להגנה ביולוגית ומחלות זיהומיות מתעוררות, לורנץ חקר חיידקי מגיפה במשך כמעט שני עשורים. עבודתו הקודמת כוללת תגליות כיצד י פסטיס רוכשת ברזל ואבץ כדי להתגבר על מנגנון ההגנה של המארח המכונה חסינות תזונתית והגבירה את ההבנה כיצד י פסטיס מאכלס חללים בתוך מקרופאגים מארח כדי להסתתר ממערכת החיסון.
קטלין שנמן, דוקטורנטית במעבדה של לורנץ, קיבלה גם פרס מחקר יוקרתי בסך 100,000 דולר לחניכים מה-NIH. מענק זה יממן את המחקר שלה כדי להבין כיצד י פסטיס משנה את התוכן של שלפוחיות תאיות, מיכלים תאיים המיוצרים על ידי תאי חיסון המכילים חלבונים, שומנים כמו LTB4 ורכיבים אחרים. שלפוחיות אלה משתחררות לזרם הדם כדי לתקשר לתאים אחרים מה קורה בחלק שלהם בגוף, כגון זיהום.
"הפרויקט שלי בוחן איך י פסטיס משנה את מספר השלפוחיות המיוצרות, מה נארז בהן וכיצד תאים אחרים מגיבים אליהן", אמר שנמן. "יש לנו כמה ראיות טובות לכך pestis הוא מסוגל לתמרן את הייצור של שלפוחיות אלה, אז אנחנו הולכים להסתכל על התפקיד שלפוחיות ממלאות בזיהום ריאתי וכיצד השפעה זו תורמת לזיהום מערכתי כללי."
מאחר ואין חיסון יעיל נגד זיהום על ידי י פסטיס ויש לו פוטנציאל לשמש כנשק ביולוגי, מחקר של לורנץ ושנמן י פסטיס במתקני ביו-בטיחות רמה 3 של UofL במעבדה אזורית לריכוז ביולוגי, חלק מרשת של 12 מעבדות ביולוגיות אזוריות ו-2 לאומיות לחקר גורמים זיהומיים. מתקני בטיחות ביולוגית ברמה 3 בנויים בהתאם לתקני בטיחות ואבטחה פדרליים על מנת להגן על החוקרים והציבור מפני חשיפה לפתוגנים הנחקרים.
