Сибирская язва, инфекционное заболевание, вызываемое бактерией Bacillus anthracis, часто поддается лечению на ранних стадиях. Но как только болезнь переходит «точку невозврата» всего за несколько дней, пациенты почти наверняка обречены.
В новом исследовании журнала Nature Microbiology ученые из Питтсбургского университета продемонстрировали, что коктейль из факторов роста обратил вспять потенциально летальное повреждение клеток у мышей с сибирской язвой, что позволяет предположить, что этот подход можно адаптировать для использования у пациентов, находящихся за гранью.
«Хотя в Соединенных Штатах от сибирской язвы ежегодно умирает всего несколько человек, всегда существует опасение, что бактерия может быть выпущена в больших масштабах в качестве биологического оружия», — сказал старший автор Шихуэй Лю, доктор медицинских наук, доцент кафедры медицины в Медицинской школе Питта и член Института старения, совместного предприятия Питта и UPMC.
«Поскольку ранние симптомы сибирской язвы неспецифичны и похожи на грипп, болезнь часто не диагностируется до тех пор, пока не становится слишком поздно для того, чтобы современные методы лечения могли помочь. Нам нужны новые подходы к лечению этой поздней стадии заболевания».
Когда B. anthracis попадает в организм через вдыхание, проглатывание, инъекцию или контакт с кожей, он вырабатывает два белка, которые объединяются, образуя смертельный токсин.
На ранней стадии сибирскую язву можно лечить антибиотиками, которые уничтожают бактерию, или антителами, которые нейтрализуют смертельный токсин до того, как он попадет в клетки. Но, попав внутрь клеток, токсин инактивирует членов группы ферментов, известных как МЕК, отщепляя один из их концов, нарушая важные пути, которые они контролируют, и быстро вызывая широкомасштабное повреждение клеток, тканей и органов — и смерть.
Чтобы узнать больше о роли контролируемых MEK путей в токсичности сибирской язвы, Лю и его команда создали мышей с модифицированными MEK, которые были устойчивы к расщеплению смертельным токсином. К ним относятся MEK1 и MEK2, которые контролируют путь, называемый ERK, участвующий в клеточном делении и выживании, а также MEK3 и MEK6, которые регулируют путь p38, участвующий в защите, вызванной стрессом.
При воздействии летального токсина или B. anthracis мыши с модифицированными MEK1/2 или MEK3/6 показали гораздо более высокую выживаемость, чем нормальные животные, что указывает на то, что сибирская язва должна инактивировать как пути ERK, так и пути p38, чтобы убить своего хозяина.
У мышей и человеческих клеток, подвергшихся воздействию смертельного токсина или B. anthracis, комбинация трех факторов роста (все они по отдельности одобрены для лечения других заболеваний) реактивировала путь ERK и вернула их из точки невозврата.
«Поскольку летальный токсин разрушает белки MEK, обрезая их концы, мы думали, что это повреждение клеток необратимо», — сказал Лю. «Поэтому мы были очень удивлены, обнаружив, что определенные факторы роста способны реактивировать путь ERK и спасти клетку».
Поскольку разным типам клеток в организме могут потребоваться разные факторы роста для активации ERK, исследователи в настоящее время работают над оптимизацией лечения сибирской язвы у людей.
