Ερευνητές του Πανεπιστημίου Στάνφορντ στις ΗΠΑ (Stanford University) κατάφεραν να μετατρέψουν ένα κοινό βακτήριο που βρίσκεται στο δέρμα όλων των ανθρώπων σε «εμβόλιο».
Σύμφωνα με ανάρτηση άρθρου στην ιστοσελίδα του Πανεπιστημίου, το εγχείρημα έγινε σε ινδικά χοιρίδια που χρησιμοποιήθηκαν ως πειραματόζωα προκειμένου να δοκιμάσουν μία ριζοσπαστική προσέγγιση εμβολιασμού δίχως βελόνες που θα εξαλείψει κάποιες ανεπιθύμητες αντιδράσεις που προκαλούνται σε ορισμένους ανθρώπους, όπως ο πυρετός, το πρήξιμο και ο πόνος
Ο επικεφαλής της ομάδας των ερευνητών, Δρ. Μάικλ Φίσμπαχ (Μ. Fischbach) που είναι καθηγητής Βιοτεχνολογίας στο πανεπιστήμιο Στάνφορντ, εξήγησε πως το ανθρώπινο δέρμα είναι απίστευτα ξηρό, πολύ αλμυρό για τα περισσότερα πλάσματα όπως μονοκύτταρα βακτήρια τονίζοντας πως «σε μια τέτοια επιφάνεια δεν υπάρχουν πολλά για φαγητό, οπότε δεν μπορώ να φανταστώ πως κάτι θα ήθελε να ζήσει εκεί».
Το βακτήριο Staphylococcus epidermidis είναι ένας τύπος σταφυλόκοκκου που ζει στην επιδερμίδα μας. Θεωρείται γενικά αβλαβές και «κατοικεί» ή «αποικεί» στο δέρμα όλων των ανθρώπων.
Today we report that an engineered skin bacterium, swabbed gently on the head of a mouse, can unleash a potent antibody response against a pathogen. Could lead to topical vaccines that are applied in a cream. @DjenetBousbaine led the charge… @Nature 1/55 pic.twitter.com/iLnhdBEpIl
— Michael Fischbach (@mfgrp) December 11, 2024
Τα τελευταία χρόνια, ο Fischbach και οι συνεργάτες του έχουν ανακαλύψει ότι το ανοσοποιητικό σύστημα ανεβάζει μια πολύ πιο επιθετική αντίδραση εναντίον του S. epidermidis από ό, τι περίμενε κανείς.
Η μεταδιδακτορική ερευνήτρια, Ντζένετ Μπουσμπέιν, που είναι και η επικεφαλής συντακτών της έκθεσης που προέκυψε από την έρευνα, εξήγησε με απλά λόγια στην επιστημονική επιθεώρηση Nature το εγχείρημά τους.
Engineered skin S. epidermidis unleashes a potent antibody and T cell response against encoded pathogenic epitopes as a novel topical vaccine that could be applied in a cream @mfgrp @BelkaidLab @DjenetBousbaine @Nature https://t.co/4pWtkK43URhttps://t.co/ZpHWG0dFCA https://t.co/IMGouhbck4 pic.twitter.com/y09FbNlFms
— Waggoner Lab (@LabWaggoner) December 12, 2024
Βούτηξαν μία μπατονέτα σε ένα φιαλίδιο που περιείχε βακτήρια S. Epidermidis, στη συνέχεια έτριψαν με αυτή το κεφαλάκι ενός ποντικού και μετά το έβαλαν πίσω στο κλουβί του. Στη συνέχεια έκαναν αιμοληψίες για τις επόμενες έξι βδομάδες σε καθορισμένα χρονικά σημεία ώστε να εξακριβώσουν εάν το ανοσοποιητικό σύστημα του ποντικού παρήγαγε αντισώματα που να συνδέονται με το βακτήριο S. epidermidis.
Check out our last pub. from @mfgrp lab! We discovered that skin commensal microbes induce systemic and local B cell responses upon colonization and took advantage of this knowledge to create topical vaccines using engineered skin microbes. Please read the thread for details. https://t.co/whxBr3rsLG
— Djenet Bousbaine (@DjenetBousbaine) December 11, 2024
Σύμφωνα με τον Φίσμπαχ, η αντίδραση αντισωμάτων των ποντικών στο βακτήριο S. epidermidis ήταν «σοκαριστική», καθώς «τα επίπεδα αυτών των αντισωμάτων αυξήθηκαν αργά, στη συνέχεια μερικά ακόμη – και στη συνέχεια ακόμη περισσότερα». Στις έξι εβδομάδες, είχαν φτάσει σε υψηλότερη συγκέντρωση από ό, τι θα περίμενε κανείς από έναν τακτικό εμβολιασμό. Και το κυριότερο; Παρέμειναν σε αυτά τα επίπεδα.
«Είναι σαν τα ποντίκια να είχαν εμβολιαστεί» πρόσθεσε ο Φίσμπαχ, τονίζοντας πως η απόκρισή τους από τα αντισώματα ήταν εξίσου ισχυρή σαν να αντιδρούσε σε ένα παθογόνο.
«Το ίδιο πράγμα φαίνεται να συμβαίνει φυσικά στους ανθρώπους», δήλωσε ο Fischbach. «Πήραμε αίμα από δότες και διαπιστώσαμε, μετά από ανάλογη προσέγγιση, πως τα επίπεδα αντισωμάτων που κυκλοφορούν στον οργανισμό τους ήταν τόσο υψηλά όσο σε άλλους που εμβολιάζονταν συστηματικά».
Εν ολίγοις, αυτές οι μελέτες διαφέρουν από προηγούμενες έρευνες σε σχέση με τις ανοσοποιητικές ιδιότητες του δέρματος. Σε συνδυασμό με προηγούμενες μελέτες, οι επιστήμονες έχουν τώρα μια καλύτερη κατανόηση των ιδιοτήτων του δέρματος και πώς αυτές μπορούν να βοηθήσουν τους ανθρώπους να παραμείνουν υγιείς.
Εμβόλιο plug-and-play
Η ερευνητική ομάδα μετέτρεψε σταδιακά το S. epidermidis σε ένα «ζωντανό», plug-and-play εμβόλιο που μπορεί να εφαρμοστεί τοπικά. Έμαθαν ότι το τμήμα του S. epidermidis που είναι υπεύθυνο για την ενεργοποίηση μιας ισχυρής ανοσολογικής απόκρισης είναι μια πρωτεΐνη που ονομάζεται Aap. Αυτή η μεγάλη, δενδρόμορφη δομή, της οποίας το μέγεθος είναι πέντε φορές μεγαλύτερο από αυτό μιας μέσης πρωτεΐνης, προεξέχει από το βακτηριακό κυτταρικό τοίχωμα.
Οι ερευνητές επανέλαβαν το πείραμα χρησιμοποιώντας αυτή τη φορά είτε αμετάβλητο S. epidermidis είτε βιολογικά τροποποιημένο S. epidermidis που κωδικοποιεί το θραύσμα της τοξίνης του τετάνου. Χορήγησαν αρκετές φορές το βακτήριο σε διάστημα έξι εβδομάδων.
Τα ποντίκια που έλαβαν μόνο το τροποποιημένο S. epidermidis, ανέπτυξαν εξαιρετικά υψηλά επίπεδα αντισωμάτων που στοχεύουν την τοξίνη του τετάνου.
Όταν οι ερευνητές χορήγησαν στα ποντίκια θανατηφόρες δόσεις τοξίνης τετάνου, εκείνα που έλαβαν το φυσικό S. epidermidis υπέκυψαν, ενώ εκείνα που έλαβαν την τροποποιημένη έκδοση παρέμειναν χωρίς συμπτώματα.
