מחקר חדש חושף כיצד שילובי נוגדנים מגבירים באופן סינרגטי את הפעלת המשלים כדי להילחם בזיהומי Klebsiella pneumoniae העמידים לתרופות.
לִלמוֹד: גישת בחירת תאי B אגנוסטית מזהה נוגדנים נגד K. Pneumoniae המניעים באופן סינרגטי את הפעלת המשלים. קרדיט תמונה: Kateryna Kon / Shutterstock.com
באחרונה תקשורת טבע מחקר, חוקרים חוקרים את הפעלת המשלים תלוי-נוגדנים במהלך Klebsiella pneumoniae הַדבָּקָה.
K. pneumoniae הַדבָּקָה
K. pneumoniae הוא לעתים קרובות המקור לזיהומים הנרכשים בבתי חולים, ובשל השימוש הנרחב באנטיביוטיקה במסגרות אלה, רכש גם גנים רבים של עמידות. למעשה, יוחסו יותר מ-700,000 מקרי מוות הקשורים לעמידות לאנטיביוטיקה K. pneumoniae זיהומים בשנת 2019 בלבד.
הממברנה החיצונית של הליפופוליסכריד (LPS). K. pneumoniae מורכב משומן A מעוגן בממברנה המחובר לאזור אוליגוסכריד ליבה. שרשרת O-antigen polysaccharide יכולה להימצא על פני השטח של אזור אוליגוסכריד זה ומורכבת מחלקי סוכר חוזרים.
K. pneumoniae זיהומים מסווגים לעתים קרובות על סמך הביטוי של סוגים שונים של אנטיגן O, כאשר סוגי O1, O2 ו-O3 אחראים לכ-80% מהזיהומים הקליניים. רוב זני האנטיביוטיקה וההיפר-ווירולנטיים של K. pneumoniae מבטאים את האנטיגן O1 או O2.
בנוסף לסוג O, סוג הקפסולה הפוליסכרידית הקיימת על פני השטח של K. pneumoniae יכול גם לספק תובנות חשובות לגבי תכונות ההפעלה החיסונית של חיידק זה. עד כה זוהו למעלה מ-70 סוגי כמוסות שונים.
למרות שרוב החולים נגועים ב K. pneumoniae הם מדוכאים חיסוניים, הם בדרך כלל שומרים על מערכת משלים מתפקדת, ובכך מצביעים על התועלת הפוטנציאלית של נוגדנים משפרי משלים לטיפול בסוג זה של זיהום. עם זאת, עדיין לא ברור אילו אנטיגנים חיידקיים צריכים להיות ממוקדים כדי לעורר תגובה משלימה חזקה.
זיהוי נוגדנים נגד K. pneumoniae
תאי B זיכרון (mBCs) מבטאים נוגדנים הקשורים לממברנה כקולטנים לתאי B (BCRs) והם המקור המועדף לגילוי נוגדנים. כדי לזהות נוגדנים חד שבטיים אנושיים (mAbs) נגד חיידקים, רוב המחקר חקר נוגדנים המכוונים לאנטיגן בודד. עם זאת, חשוב להשיג נוגדנים נגד אנטיגנים שונים על אותו זן חיידקי כדי לחקור את ההבדלים בהפעלת המשלים המווסתת על ידי נוגדנים ולהעריך טוב יותר את היעילות של שילוב mAbs.
במחקר הנוכחי, נוגדנים אנושיים המכוונים K. pneumoniae נקבעו באמצעות תאי B שיכולים לזהות שכותרתו ניאון K. pneumoniae מבוסס על BCR שלהם. צבעים פלורסנטיים ATTO-488 ו-Cy5 סומנו ל-LPS, שהוא מרכיב שמור של חיידקים גראם-שליליים. ציטומטריית זרימה וטכניקות מיקרוסקופיה אופטית שחזור אופטית ישירה (dSTORM) שימשו כדי לזהות תיוג משטח מוצלח של K. pneumoniae.
תאי B מאנשים בריאים שימשו כדי לבודד את אלה שכוונו נגדם K. pneumoniae אנטיגנים. תאי B שהיו חיוביים עבור ATTO-488 או Cy5 מסומנים K. pneumoniae זוהו. עם זאת, כ-0.05% מתאי B היו חיוביים לחיידקים המסומנים ב-ATTO-488 וגם ב-Cy5.
ניתוח מיקרוסקופ פלואורסצנטי גילה שאוכלוסיית תאי B כפולים חיוביים מועשר מאוד עבור CD27+ mBCs. חיידקים רבים המחוברים לתאי B ממוינים כפול חיובי, ואילו תאי B ממוינים חיוביים בודדים לא הפגינו התקשרות חיידקית משמעותית.
תאי B נבחרו מול שניים קליניים K. pneumoniae מבודדים KpnO2 ו ו KpnO1, שניהם עמידים לריבוי תרופות דומיננטיים K. pneumoniae זנים. בתחילה בודדו 368 תאי B חיוביים כפולים עבור KpnO2 על ידי מיון תא בודד. לאחר ההקרנה, 17 ו-12 mAbs עם CDR3 ייחודי קשור ל KpnO1 ו Kpnזוהו O2, בהתאמה.
הפעלת משלים תלוית נוגדנים על מטרת פני השטח
למרות שקשירת נוגדנים למשטח המטרה נחשבת לשלב הראשון של מפל המשלים, החוקרים של המחקר הנוכחי הבחינו כי קשירת נוגדנים K. pneumoniae לא גרמו למערכת המשלים, אלא שהפעלה זו של מערכת המשלים תלויה באנטיגן המטרה.
בסך הכל 12 נוגדנים מכוונים ספציפית לאנטיגן O2, ואילו שלושה כוונו לקפסולה (KL110). למרות שכל הנוגדנים אנטי-O2-antigen אפשרו הפעלה של מערכת המשלים, נוגדנים נגד קפסולה היו פחות יעילים בגירוי וביכולת שלהם ליצור צבירי IgG הקסאמריים.
ההחדרה של מוטציות מגבירות מקבץ הובילה להפעלת משלים על ידי נוגדנים נגד קפסולה עבור שניהם K. pneumoniae ו S. pneumoniae. יש צורך במחקר נוסף כדי להבין טוב יותר את הניידות, ריכוזי פני השטח והתקבצות של פוליסכרידים קפסולריים וגליקנים O2 על K. pneumoniae.
ארבעה נוגדנים כולל UKpn72, UKpn77, UKpn69 ו-UKpn76 זיהו ביעילות את האפיטופ השמור בתוך אנטיגן O1 והגיבו עם כל זני O1 שנבדקו. נוגדנים אלו גם זיהו בהצלחה את האנטיגן O1 מחוץ לחיידק.
עבור כל הנוגדנים המפעילים משלים, שקיעת C3b על פני השטח של K. pneumoniae גרם להפעלה של פגוציטוזיס בתיווך משלים ולסילוק על ידי נויטרופילים אנושיים.
שילובי נוגדנים מפעילים באופן סינרגטי את מערכת המשלים
שילוב של שני שיבוטים של נוגדנים נגד קפסולות גרם לקשירה סינרגטית ולהפעלת משלים. ניסויים בשימוש במקטעי F(ab')2 גילו שקישור שיתופי בין נוגדנים אנטי קפסולריים אינו תלוי בזנבות Fc. עם זאת, הפעלת המשלים שלאחר מכן מתווכת על ידי זנב Fc. שני שיבוטי הנוגדנים המתווכים סינרגיה נגזרו מאותו תורם, ובכך הדגישו את האפשרות שהנוגדנים הללו יכולים לפעול יחד in vivo.
מסקנות
המחקר הנוכחי גילה נוגדנים אפשריים לטיפול K. pneumoniae זיהומים וגילה ששילובים של נוגדנים שונים יכולים לשפר בצורה חזקה וסינרגטית את הפעלת המשלים על K. pneumoniae.
