Bij gevaar, de cellen van ons lichaam zenden een SOS-signaal uit dat door andere cellen wordt ontvangen en een immuunrespons veroorzaakt. Dit is hoe een ontsteking begint. Deze oproep tot actie wordt overgedragen door speciale peptiden die bekend staan als ontstekingsremmende cytokines. Soms zijn het er teveel, en er vindt een zogenaamde cytokinestorm plaats. Deze gevaarlijke en soms dodelijke reactie wordt waargenomen bij ernstige gevallen van COVID-19. Echter, sommige pathogene bacteriën weten hoe ze de beschermende systemen van ons lichaam moeten misleiden:ze gebruiken speciale eiwitten om cytokinen op te vangen en ontstekingen te verminderen.
Tot voor kort wisten wetenschappers niet of bifidobacteriën - nuttige symbiotische micro-organismen die in onze darmen leven - hetzelfde effect hebben op het ontstekingsproces. Een geneticus van de RUDN University was de eerste die dit mechanisme aantoonde.
De onderzoekers voerden een experiment uit om te bestuderen hoe FN3, een oppervlakte-eiwit van Bifidobacterium longum, blokkeert of bindt cytokinen. FN3 helpt cellen zich aan verschillende oppervlakken te hechten, inclusief darmwanden bedekt met slijm. Bovendien, het heeft twee eiwit-koolhydraatgroepen (fibronectinedomeinen) die vergelijkbaar zijn met menselijke cytokinereceptoren. Het experiment toonde aan dat FN3 in staat is om TNF-α te binden, een van de belangrijkste cytokine-stormfactoren.
Om erachter te komen welke specifieke cytokinen door FN3 worden gebonden, het team gebruikte een methode genaamd ELISA (Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay) en paste het toe op een eiwitfragment met een fibronectinedomein. Eerst, antilichamen die alleen met FN3 reageren, werden op een base bevestigd. Vervolgens, een fragment van FN3, cytokinen, en antilichamen tegen hen, gebonden met een fluorescerende tag, werden toegevoegd. Als resultaat, het team bouwde een sandwich-achtige structuur:antilichaam-FN3-cytokine-antilichaam.
Van vier cytokinen die tot verschillende klassen behoorden, alleen de tumornecrosefactor TNF-a vertoonde effectieve binding. Het feit dat bifidobacteriële oppervlakte-eiwitten specifieke klassen van cytokines konden herkennen, ondersteunde de theorie van het team:deze bacteriën zijn ook in staat om onze immuunrespons te reguleren.
Studies zoals deze zijn vooral belangrijk voor het begrijpen van de processen van immuunontwikkeling bij pasgeboren baby's, omdat hun darmmicrobioom bijna volledig uit bifidobacteriën bestaat. Biologen zijn ook van mening dat het tumornecrosefactor-specifieke fragment van FN3 de niveaus van cytokinestorm bij COVID-19-patiënten kan verminderen.
Onderzoek naar cytokine-bindende eigenschappen van micro-organismen is de laatste tijd uiterst belangrijk geworden in het licht van de huidige epidemiologische situatie. Oncontroleerbare ontsteking of cytokinestorm is een van de meest prominente elementen van de pathogenese van COVID-19. Selectieve binding van TNF-α, een van de belangrijkste factoren van ontsteking, met een fragment van het FN3-eiwit van Bifidobacterium longum opent een perspectief voor de ontwikkeling van nieuwe geneesmiddelen die de cytokinereactie zouden vertragen. Er is al afgesproken dat er zo snel mogelijk een preklinische proef met een nieuw op FN3 gebaseerde ontstekingsremmende medicatie moet worden uitgevoerd."
Prof. Valery Danilenko, een doctoraat in de biologie van de RUDN University
De deelnemers aan de studie vertegenwoordigden ook het Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera en het Vavilov Institute of General Genetics van de Russian Academy of Sciences.
Antibioticaresistentie verdubbelt in slechts twee decennia
Afslankmiddel Wegovy goedgekeurd door FDA
Risico op tandvleesaandoeningen en slokdarm- en maagkanker
Goed nieuws voor IBS-patiënten, aangezien onderzoekers "darm jeuk" identificeren
Hoe massale screeningsinspanningen hebben geholpen bij het identificeren van meer gevallen van coeliakie bij kinderen
Kunnen van microalgen afgeleide antivirale verbindingen SARS-CoV-2 en andere virussen bestrijden?
Darmbacterieprofiel kan darmschade voorspellen na radiotherapie
Eerder als een fysieke vingerafdruk, het darmmicrobiële patroon kan worden gebruikt om bepaalde kwetsbaarheden te identificeren bij patiënten die bestralingstherapie ondergaan voor prostaat- of gynaec
Omgaan met coeliakie
Coeliakie is een immuunreactie op het eten van gluten. Gluten is een eiwit dat voorkomt in tarwe, Rogge, gerst, en triticale. De meeste mensen denken aan gluten bij pasta, brood, pizza korst, en derge
Mondwater heeft invloed op de effecten van lichaamsbeweging
Wetenschappers weten al lang dat de bloeddruk daalt na inspanning, maar het mechanisme is niet volledig opgehelderd. Een nieuwe studie toont aan dat bacteriën in de mond, die nitriet produceren, staat