ריר הוא יותר מסתם חומר דביק: הוא מכיל שפע של מולקולות חזקות הנקראות ריריות המסייעות לאלף חיידקים ולמנוע זיהום. במחקר חדש, חוקרי MIT זיהו ריריים שמתגוננים סלמונלה וחיידקים אחרים הגורמים לשלשול.
החוקרים מקווים כעת לחקות מערכת הגנה זו כדי ליצור ריריים סינתטיים שיכולים לעזור במניעה או טיפול במחלות אצל חיילים או אנשים אחרים בסיכון לחשיפה לחשיפה סלמונלהו זה יכול גם לעזור במניעת "השלשול של המטייל", זיהום במערכת העיכול הנגרמת כתוצאה מצריכת מזון או מים מזוהמים.
רירית הם פולימרים בצורת מברשת בקבוקים העשויים ממולקולות סוכר מורכבות המכונות גליקנים, הקשורות לעמוד השדרה הפפטיד. במחקר זה, החוקרים גילו כי מוקין בשם MUC2 מכבה גנים סלמונלה משתמשים בכדי להיכנס ולהדביק תאים מארחים.
"על ידי שימוש ולפורמט מחדש של מוטיב זה ממערכת החיסון המולדת הטבעית, אנו מקווים לפתח אסטרטגיות למניעת שלשול לפני שהיא אפילו מתחילה. גישה זו עשויה לספק פיתרון בעלות נמוכה לאתגר בריאותי עולמי עולה שעולה מיליארדים מדי שנה בפריון אבוד, הוצאות שירותי בריאות וסבל אנושי", אומר קתרינה ריבבק, המחבר והבכירה של המונח הביולוגי.
מדען המחקר MIT קלסי ווילר PhD '21 ו- Michaela Gold PhD '22 הם מחברי העיתון המובילים, שהופיעו ביום שלישי בכתב העת דוחות תאיםו
חסימת זיהום
ריר שורה חלק גדול מהגוף, ומספק מחסום פיזי לזיהום, אבל זה לא כל מה שהוא עושה. בעשור האחרון, ריבק זיהה רירית שיכולים לעזור להתפרק מנשק Vibrio Choleraeכמו גם Pseudomonas aeruginosaשיכולים להדביק את הריאות ואיברים אחרים, ואת השמרים קנדידה אלביקנסו
במחקר החדש, החוקרים רצו לחקור כיצד רירים מדרכי העיכול עשויים לקיים אינטראקציה עם סלמונלה entericaפתוגן הנישא במזון שיכול לגרום למחלה לאחר צריכת מזון גולמי או מבושל, או מים מזוהמים.
להדביק תאים מארחים, סלמונלה חייבים לייצר חלבונים שהם חלק ממערכת ההפרשה מסוג 3 (T3SS), המסייעת לחיידקים ליצור קומפלקסים דמויי מחט המעבירים חלבונים חיידקיים ישירות לתאים מארחים. חלבונים אלה מקודדים כולם בקטע של DNA שנקרא סלמונלה אי פתוגניות 1 (SPI-1).
החוקרים מצאו שכאשר הם חשפו סלמונלה למוקין בשם MUC2, שנמצא במעיים, החיידקים הפסיקו לייצר את החלבונים המקודדים על ידי SPI-1, והם כבר לא הצליחו להדביק תאים.
מחקרים נוספים גילו כי MUC2 משיג זאת על ידי כיבוי חלבון חיידקי רגולטורי המכונה הילד. כאשר חלבון זה חסום על ידי רירית, הוא כבר לא יכול להפעיל את הגנים T3SS.
באמצעות הדמיות חישוביות, החוקרים הראו כי מונוסכרידים מסוימים שנמצאים בגליקנים, כולל GLCNAC ו- GalNAC, יכולים לחבר לאתר כריכה ספציפי של חלבון ה- HILD. עם זאת, המחקרים שלהם הראו כי מונוסכרידים אלה אינם יכולים לכבות את הילד מעצמם – הכיבוי מתרחש רק כאשר הגליקנים קשורים לעמוד השדרה הפפטיד של המוקין.
החוקרים גילו גם כי מוקין דומה בשם MUC5AC, שנמצא בבטן, יכול לחסום את הילד. וגם, MUC2 וגם MUC5AC יכולים לכבות גנים נגיפים בפתוגנים אחרים הנישאים במזון המשתמשים גם ב- HILD כווסת גנים.
רירית כרפואה
ריבק ותלמידיה מתכננים כעת לחקור דרכים להשתמש בגרסאות סינתטיות של רירים אלה כדי לסייע בהגברת ההגנות הטבעיות של הגוף ולהגן על דרכי העיכול מפני סלמונלה וזיהומים אחרים.
מחקרים ממעבדות אחרות הראו כי בעכברים, סלמונלה נוטה להדביק חלקים מדרכי ה- GI שיש להם מחסום ריר דק, או ללא מחסום בכלל.
"חלק מ סלמונלהאסטרטגיית ההתחמקות להגנה מארחת זו היא למצוא מיקומים שבהם הריר נעדר ואז להדביק שם. אז אפשר היה לדמיין אסטרטגיה בה אנו מנסים לחזק את מחסומי הריר כדי להגן על האזורים הללו עם מוקין מוגבל ", אומר ווילר.
אחת הדרכים לפרוס ריריות סינתטיות יכולה להיות להוסיף אותם למלחי התייבשות דרך הפה – תערובות של אלקטרוליטים המומסים במים ומשמשים לטיפול בהתייבשות הנגרמת על ידי שלשול ומחלות במערכת העיכול.
יישום פוטנציאלי נוסף לריריות סינתטיות יהיה לשלב אותם בטבלית לעיסה שניתן לצרוך לפני שנוסעים לאזורים שבהם סלמונלה ומחלות שלשול אחרות נפוצות. החוקרים אומרים כי סוג זה של "מניעה מקדימה של חשיפה" יכול לעזור במניעת סבל רב ופריון איבוד בגלל מחלות.
"מחקות מוקין יאירו במיוחד כמניעה, מכיוון שככה הגוף התפתח ריר – כחלק ממערכת החיסון המולדת הזו כדי למנוע זיהום", אומר ווילר.
המחקר מומן על ידי משרד המחקר של צבא ארה"ב, המכון לצבא ארה"ב לביוטכנולוגיות שיתופיות, הקרן הלאומית למדע האמריקני, המכון הלאומי למדעי הבריאות והסביבה האמריקניים, המוסדות הלאומיים לבריאות האמריקניים וקרן המחקר הגרמנית.
