Genetik RUDN našiel bifidobakteriálny proteín, ktorý môže zmierniť zápal pri COVID-19

Genetik z Univerzity RUDN študoval vplyv Bifidobacterium (črevné baktérie) na zápalový proces a zistil, že ich povrchový proteín je schopný zastaviť nadmerný alebo nekontrolovateľný zápal, ako je ten, ktorý sa pozoroval u pacientov s COVID-19. Fragment tohto proteínu možno použiť ako protizápalový liek pri liečbe koronavírusu a iných chorôb. Výsledky štúdie boli publikované v Anaerobe časopis.

Keď je v nebezpečenstve, bunky nášho tela vysielajú signál SOS, ktorý je prijatý inými bunkami a spôsobuje imunitnú odpoveď. Tak začína zápal. Túto výzvu na akciu prenášajú špeciálne peptidy známe ako protizápalové cytokíny. Niekedy ich je priveľa, a dôjde k takzvanej cytokínovej búrke. Táto nebezpečná a niekedy smrteľná reakcia sa pozoruje v závažných prípadoch COVID-19. Avšak, niektoré patogénne baktérie vedia, ako oklamať ochranné systémy nášho tela:používajú špeciálne proteíny na zachytenie cytokínov a zníženie zápalu.

Vedci donedávna nevedeli, či bifidobaktérie-užitočné symbiotické mikroorganizmy, ktoré žijú v našich črevách-majú rovnaký účinok na zápalový proces. Genetik z univerzity RUDN bol prvým, kto predviedol tento mechanizmus.

Vedci uskutočnili experiment s cieľom zistiť, ako FN3, povrchový proteín Bifidobacterium longum, blokuje alebo viaže cytokíny. FN3 pomáha bunkám prichytiť sa na rôznych povrchoch, vrátane črevných stien pokrytých hlienom. Navyše, má dve skupiny proteín-uhľohydrát (domény fibronektínu), ktoré sú podobné ľudským cytokínovým receptorom. Experiment ukázal, že FN3 je schopný viazať TNF-α, jeden z hlavných faktorov cytokínovej búrky.

Ak chcete zistiť, ktoré konkrétne cytokíny sú viazané FN3, tím použil metódu nazývanú ELISA (Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay) a aplikoval ju na proteínový fragment s doménou fibronektínu. Najprv, protilátky, ktoré reagujú iba s FN3, boli zaistené na základe. Potom, fragment FN3, cytokíny, a pridali sa k nim protilátky naviazané s fluorescenčnou značkou. Ako výsledok, tím vybudoval sendvičovú štruktúru:protilátka-FN3-cytokínová protilátka.

Zo štyroch cytokínov, ktoré patrili do rôznych tried, iba nádorový nekrotický faktor TNF-a vykazoval účinnú väzbu. Skutočnosť, že bifidobakteriálne povrchové proteíny boli schopné rozpoznať špecifické triedy cytokínov, podporila teóriu tímu:tieto baktérie sú tiež schopné regulovať našu imunitnú odpoveď.

Tieto štúdie sú obzvlášť dôležité pre pochopenie procesov imunitného vývoja u novorodencov, pretože ich črevný mikrobióm takmer úplne pozostáva z bifidobaktérií. Biológovia sa tiež domnievajú, že fragment FN3 špecifický pre faktor nekrózy nádorov môže znížiť hladiny cytokínovej búrky u pacientov s COVID-19.

Štúdie vlastností mikroorganizmov viažucich cytokíny sú v poslednom čase mimoriadne dôležité vzhľadom na súčasnú epidemiologickú situáciu. Nekontrolovateľný zápal alebo cytokínová búrka je jedným z najdôležitejších prvkov patogenézy COVID-19. Selektívna väzba TNF-α, jeden z kľúčových faktorov zápalu, s fragmentom proteínu FN3 Bifidobacterium longum otvára perspektívu pre vývoj nových liečiv, ktoré by spomalili cytokínovú reakciu. Už bolo dohodnuté, že predklinická štúdia nového protizápalového lieku na báze FN3 by mala byť vykonaná čo najskôr. “

Prof. Valery Danilenko, doktorát z biológie na Univerzite RUDN

Účastníci štúdie reprezentovali aj Mechnikovov výskumný ústav vakcín a Séry a Vavilovský ústav všeobecnej genetiky Ruskej akadémie vied.

• Štúdia imunitného systému pomáha osvetliť prekvapujúce spojenie mysle a tela
• Doplnky oligosacharidov z ľudského mlieka môžu pomôcť zlepšiť zdravie čriev u dospelých