Krztusiec to choroba zakaźna wywoływana przez bakterię Bordatella pertussis. Mimo prowadzonych od dziesięcioleci szczepień krztusiec nadal stanowi istotny problem zdrowotny.
W 2014 r. WHO odnotowała na świecie ponad 24 mln zakażeń B. pertussis i 160 tys. zgonów związanych z zachorowaniem na krztusiec u dzieci do 5. roku życia.
Zakażenie B. pertussis przebiega w dwóch etapach. Najpierw bakteria musi skolonizować nabłonek dróg oddechowych – w tym procesie biorą udział czynniki adhezyjne, takie jak hemaglutynina włókienkowa (filamenous hemaglutynin, FHA) i fimbrie, a następnie toksyny bakteryjne działają na nabłonek dróg oddechowych, prowadząc do rozwoju stanu zapalnego, którego przejawem jest m.in. wzrost liczby krwinek białych oraz charakterystyczne dla choroby napady duszącego kaszlu, które męczą pacjenta nawet do 10 tygodni.
Za główne toksyny uważa się toksynę krztuścową (Pertussis toxin, PT), której budowa i działanie zostaną szczegółowo opisane w dalszej części artykułu, cytotoksynę tchawiczą, która zabija komórki rzęskowe dróg oddechowych, oraz toksynę cyklazy adenylowej, która hamuje pochłanianie bakterii przez fagocyty.
W przypadku zakażenia B. pertussis, jeśli leczenie antybiotykiem zostanie rozpoczęte do dwóch tygodni od początku infekcji, może nie dopuścić do rozwoju napadowego kaszlu, jeśli jednak rozpoznanie postawione jest z opóźnieniem, to leczenie antybiotykiem nie przynosi już tak dobrych rezultatów i choć pozwala wyeliminować bakterie, to kaszel często pozostaje na długie tygodnie. Sugeruje to, że po zainicjowaniu reakcji toksyna działa niejako niezależnie od bakterii, nie podlega już leczeniu antybiotykiem i może stanowić niezależny cel leczenia.
Hamowanie toksyny krztuścowej
Rozpoznanie krztuśca rzadko jest ustalane na samym początku zakażenia i rzadko udaje się rozpocząć w ciągu pierwszych dwóch tygodni zakażenia, co powoduje, ze męczący kaszel dokucza pacjentowi przez wiele tygodni, nawet mimo leczenia antybiotykiem. Autorzy omawianej publikacji sugerują, że zahamowanie działania PT wydaje się być obiecującym celem leczenia pozwalającym na zredukowanie kaszlu nawet w późniejszych etapach choroby, i przedstawiają stan zaawansowania prac nad takimi inhibitorami.
Przeciwciała neutralizujące lub peptydy wiążące PT przed jej wniknięciem do komórek gospodarza.
W 2015 r. na modelach mysim i małpim wykazano, że podane profilaktycznie humanizowane mysie przeciwciała hu1B7, rozpoznające podjednostkę B PT, i hu11E6, rozpoznające PTS1 zmniejszały kolonizację B. pertussis i zapobiegały wzrostowi liczby krwinek białych. Wykazano także, że przeciwciała zapobiegały wiązaniu się PT z komórkami dróg oddechowych. Badania te kontynuowano, uzyskując przeciwciało biswoiste, łączące swoistości hu1B7 i hu11E6 oraz charakteryzujące się podobną do mieszaniny przeciwciał skutecznością. Przeciwciało hu1B7 podawane małpim noworodkom zapobiegało u nich leukocytozie po zakażeniu B. pertussis, choć nie zmniejszały poziomu kolonizacji dróg oddechowych przez bakterię.
Inhibitory kolejnych etapów działania w komórce np. przejścia do cytoplazmy
Wykazano, że w transporcie PT biorą udział białka szoku termicznego (HSP90, HSP70) i białka z rodziny izmerazy peptydyloprolilowej cis/trans (cyklofiliny i białka wiążące FK506), a ich hamowanie może zapobiegać transportowi PTS1 do cytoplazmy. W pracy opisano następujące inhibitory:
- Inhibitory HSP 90 – radicicol,
- Hsp70 – VER/HA9,
- Cyklofilina – Cyklosporyna A (CsA), VK112, NIM811,
- Białka wiążące FK506 – FK506 (takrolimus).
Inhibitory te w modelu komórkowym zakażenia krztuścem w linii CHO (komórki jajnika chomika chińskiego), redukowały skutki działania PT, zmniejszając jej ilość w cytoplazmie. Ponadto CsA została przebadana w mysim modelu krztuśca, gdzie zmniejszała leukocytozę związaną z zakażeniem, nie zmniejszając jednak liczby bakterii w drogach oddechowych.Z tych leków cyklosporyna i takrolimus są zarejestrowane jako leki immunosupresyjne stosowane po transplantacjach. Z uwagi na to, że białka opiekuńcze i izomerazy peptydyloprolilowe są zaangażowane w wiele procesów w organizmie zastosowanie tych leków w leczeniu krztuśca ma znaczne ograniczenia i autorzy sugerują, że podawanie lokalne mogłoby zmniejszyć potencjalne działania niepożądane.
Inhibitory aktywności enzymu
Wykazano, że ludzkie peptydy antybakteryjne – α-defensyny 1 i 5 hamują aktywność PT. Defensyny stanowią element wrodzonej odporności człowieka i są produkowane przez neutrofile, komórki Panetha oraz komórki nabłonków dróg oddechowych i przewodu pokarmowego. Są to silnie hydrofobowe kationowe białka które wiążą się z ujemnie naładowaną powierzchnią bakterii i tworzą pory w błonach bakteryjnych. Opisywano też ich hamujące działanie na syntezę ściany komórkowej i skuteczność immunomodulacyjną. Ponadto cechują się one zdolnością hamowania niektórych toksyn bakteryjnych. Alfa-defensyny 1 i 5 hamują in vitro aktywność PTS1 orz zmniejszają ilość ADP-rybozylowanej Gαi w komórkach wystawionych na działanie PT.W ostatnim czasie zidentyfikowano również pierwszy drobnocząsteczkowy inhibitor PTS1 – NSC228155. Chociaż w hodowli komórkowej wykazano, że zapobiega on ADP-rybozylacji Gαi przez PTS1, to jednocześnie cechuje się cytotoksycznością i wymaga dalszych badań.
Podsumowanie
Autorzy sugerują, że w obliczu narastającego w wielu państwach problemu zachorowań na krztusiec związanego z szybciej zanikającą odpornością po szczepionce acelularnej, jej mniejszą skutecznością w zapobieganiu transmisji choroby oraz narastającym ruchem antyszczepionkowym wskazane byłyby dalsze badania nad inhibitorami PT, które mogłyby stanowić cenne uzupełnienie antybiotykoterapii. Na razie jednak badania te nie wyszły niestety poza etap linii komórkowych i modeli zwierzęcych.
forumszczepien.esculap.com
