Antrace, una malattia infettiva causata dal batterio Bacillus anthracisè spesso curabile nelle sue prime fasi. Ma una volta che la malattia è progredita oltre il “punto di non ritorno” dopo pochi giorni, i pazienti sono quasi certamente condannati.
In un nuovo Microbiologia della naturaStudio, i ricercatori dell’Università di Pittsburgh mostrano che un cocktail di fattori di crescita ha invertito il potenziale danno cellulare letale nei topi con antrace, suggerendo che questo approccio potrebbe essere adattato per l’uso in pazienti oltre l’orlo.
“Mentre solo poche persone muoiono di antrace negli Stati Uniti ogni anno, c’è sempre la preoccupazione che il batterio possa essere rilasciato su larga scala come bioweapon”, ha dichiarato l’autore senior Shihui Liu, MD, Ph.D. “Poiché i primi sintomi dell’antrace non sono specifici e simili all’influenza, la malattia spesso non viene diagnosticata fino a quando non è troppo tardi per aiutare gli attuali trattamenti. Abbiamo bisogno di nuovi approcci per trattare questa fase successiva della malattia.”
Quando B. antracis Entra nel corpo attraverso l’inalazione, l’ingestione, l’iniezione o il contatto con la pelle, produce due proteine che si combinano per formare tossina letale.
All’inizio, l’antrace può essere trattato con antibiotici che eliminano il batterio o gli anticorpi che neutralizzano la tossina letale prima di entrare nelle cellule. Ma una volta all’interno delle cellule, la tossina inattiva i membri di un gruppo di enzimi conosciuti come MEKS scindendosi una delle loro estremità, interrompendo i percorsi importanti che controllano e causando rapidamente il danno cellulare, tessuto e organo diffuso.
Per saperne di più sui ruoli dei percorsi controllati da MEK nella tossicità dell’antrace, Liu e il suo team hanno generato topi con MEK modificati che erano resistenti all’essere scissi dalla tossina letale. Questi includevano MEK1 e MEK2, che controllano un percorso chiamato ERK coinvolto nella divisione cellulare e la sopravvivenza, e MEK3 e MEK6, che regolano il percorso p38 che è coinvolto nella difesa indotta da stress.
Se esposto a tossina letale o B. antracisi topi con MEK1/2 o MEK3/6 modificati avevano una sopravvivenza molto maggiore rispetto agli animali normali, indicando che l’antrace deve inattivare entrambi i percorsi ERK e P38 per uccidere il suo ospite.
Nei topi e nelle cellule umane esposte a tossina letale o B. antracisuna combinazione di tre fattori di crescita – tutti approvati individualmente come trattamenti per altre condizioni – ha riattivato il percorso ERK e li ha riportati dal punto di non ritorno.
“Poiché la tossina letale rompe le proteine MEK tagliando le loro estremità, abbiamo pensato che questo danno cellulare fosse irreversibile”, ha detto Liu. “Quindi siamo rimasti davvero sorpresi di scoprire che specifici fattori di crescita sono stati in grado di riattivare il percorso ERK e salvare la cellula.”
Poiché diversi tipi di cellule nel corpo possono richiedere diversi fattori di crescita per attivare ERK, i ricercatori stanno ora lavorando per ottimizzare un trattamento per l’antrace nell’uomo.
Altri autori dello studio sono stati Jie Liu, Ph.D., Zehua Zuo, Ph.D., Michael Ewing, Qing Cao, MS, Qi Li, MD, Ph.D. e Toren Finkel, MD, Ph.D., tutti di Pitt e UPMC; Liu Cao, MD, Ph.D., della China Medical University; e Stephen H. Leppla, Ph.D., del National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID).
Questa ricerca è stata supportata da NIAID (R01AI170574).
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