Walka z E. coli za pomocą E. coli

Informację tę przedstawiono w najnowszym wydaniu pisma „mBio”(https://mbio.asm.org/content/11/4/e01470-20).

E. coli to bakteria ciesząca się złą sławą. Choć stanowi stały składnik flory bakteryjnej naszego organizmu, to niektóre jej szczepy - enterokrwotoczne szczepy pałeczki okrężnicy (EHEC) - mogą powodować poważne, czasami nawet zagrażające życiu, dolegliwości.

Co ciekawe, oprócz tych dwóch rodzajów szczepów istnieje jeszcze inny - nazywa się Nissle i już od ponad 100 lat stosowany jest jako skuteczny probiotyk, a od niedawna także jako środek w leczeniu zaburzeń jelitowych, w tym wrzodziejącego zapalenia jelita grubego.

Zespół naukowców z University of Cincinnati postanowił sprawdzić, czy Nissle byłby w stanie zrobić coś więcej, czyli ochronić tkankę jelitową przed EHEC i innymi patogenami. Specjaliści przebadali więc dobroczynne działanie tego probiotyku za pomocą organoidów, które są eksperymentalnymi modelami prawdziwej tkanki ludzkiej wytworzonej z komórek macierzystych.

Początkowo wstrzyknęli do organoidów E.coli szczepu Nissle. Okazało się, że bakteria jest w pełni nieszkodliwa - w najmniejszym stopniu nie zaburzyła nawet bariery nabłonkowej tworzonej przez zewnętrzną warstwę organoidu. Następnie do miniorganów dodali szczepy enterokrwotoczne (EHEC). Są to szczepy patogenne, wytwarzające toksynę Shiga, przez którą każdego roku na świecie chorują miliony, a umierają tysiące ludzi - głównie dzieci.

Badacze zauważyli, że EHEC bardzo szybko przełamały barierę nabłonkową organoidów.

W kolejnych eksperymentach potraktowali sztuczne narządy szczepem Nissle i dopiero po upływie 12 godzin wstrzyknęli im EHEC. Okazało się, że Nissle miał działanie ochronne: mimo że EHEC namnażały się w tkance organoidalnej, to nie dały rady zniszczyć bariery nabłonkowej. Jednak w czasie obserwacji okazało się, że w pewnym momencie populacja Nissle gwałtownie spadła w badanej tkance. Taki sam efekt zaobserwowano po wstrzyknięciu do organoidów uropatogennych E. coli, czyli szczepów odpowiedzialnych za infekcje dróg moczowych.

„Zasadniczo szczep Nissle został zabity przez bakterie chorobotwórcze, jednak zdążył sprawić, że jelito dużo lepiej zniosło atak patogenów i było mniej podatne na uszkodzenie” - mówi dr Alison Weiss, jedna ze współautorek badania.

Jak dodaje, otrzymane wyniki sugerują, że Nissle może przynosić korzyści nie poprzez bezpośrednie hamowanie patogennych szczepów, ale poprzez pobudzenie mechanizmów obronnych w komórce gospodarza. Niestety szczep Nissle wydaje się być wrażliwy na toksynę Shiga, dlatego potrzeba więcej badań, które wyjaśnią złożone interakcje pomiędzy poszczególnymi szczepami bakterii w warunkach rzeczywistych, czyli w żywym organizmie.

Badaczka uważa, że zapoczątkowane przez jej zespół eksperymenty trzeba kontynuować, ponieważ EHEC zabija każdego roku tysiące dzieci. „Teraz nie jesteśmy w stanie im pomóc. Jedyne, co robimy, to podawanie płynów i wsparcie” - tłumaczy.

Jednocześnie dodaje, że wykorzystanie w tego typu badaniach ludzkich organoidów jelitowych to wielki przełom. „Wiele patogenów jelitowych jest specyficznych dla konkretnego gatunku, a organoidy są świetnym obiektem do obserwowania wczesnych etapów zakażenia” - wyjaśnia.

Dodaje, że organoidy mają jeszcze jedną przewagę nad eksperymentami z udziałem modeli mysich. „Myszy są okropne. Sikają, gryzą i drapią - żartuje. - A nasze małe organoidy nie sprawiają kłopotów”. (PAP)

kap/ zan/