Para saintis menghentikan penyakit pemakan daging pada tikus
Bakteria yang merupakan penyebab utama fasciitis nekrotik, atau penyakit pemakan daging, menyebabkan jangkitan yang meluas dan mematikan dengan membuat sistem saraf menghentikan sistem imun daripada menyerang.
Satu pasukan yang diketuai oleh saintis dari Harvard Medical School di Boston, MA, membuat penemuan mengejutkan ketika mempelajari taktik penularan penyakit Streptococcus pyogenes pada tikus dengan fasciitis nekrotik.
Anda boleh membaca mengenai kajian ini dalam makalah yang akan segera diterbitkan dalam jurnal Sel, di mana para penyelidik juga mencadangkan dua rawatan yang berpotensi.
Sekiranya mereka berjaya dalam percubaan pada haiwan dan manusia, perawatannya dapat sangat berharga dalam mengandung "jangkitan bakteria yang sangat invasif."
"Necrotizing fasciitis," jelas penulis kajian senior, Isaac M. Chiu, yang merupakan penolong profesor mikrobiologi dan imunobiologi di Harvard Medical School, "adalah keadaan yang menghancurkan yang masih sangat mencabar untuk dirawat dan mempunyai kadar kematian yang sangat tinggi."
Penyakit makan daging
Penyakit pemakan daging disebabkan oleh jangkitan bakteria yang serius pada tisu subkutan, tisu yang terletak tepat di bawah kulit, dan fasia, tisu yang menutupi organ yang berada di dalam badan.
Penyakit ini sangat jarang berlaku; setiap tahun, ia mempengaruhi kira-kira 200,000 orang di seluruh dunia, yang merangkumi sekitar 1,200 individu di Amerika Syarikat.
Jangkitan - yang boleh disebabkan oleh beberapa jenis bakteria - tidak mudah didiagnosis, dan boleh berkembang secara tiba-tiba dan menyebar dengan cepat. Jika tidak ditangani dengan segera, itu dapat mengakibatkan "kegagalan dan kematian banyak organ," yang terjadi pada sekitar 30 persen kasus.
Selepas kecederaan, sistem saraf menghantar satu isyarat ke otak dan satu lagi ke sistem imun. Isyarat pertama mencetuskan sensasi kesakitan, dan yang kedua memberitahu sistem kekebalan tubuh menahan diri.
Para saintis menunjukkan bahawa neuron, atau sel-sel saraf, memiliki kemampuan ini untuk mengarahkan sistem kekebalan tubuh menahan diri untuk mencegah "penyebaran berlebihan" sel-sel imun yang mungkin menyebabkan kerosakan "jaminan" pada tisu yang sihat.
Chiu menjadi tertarik dengan bagaimana interaksi sistem saraf dan sistem kekebalan tubuh ini dapat berfungsi dalam penyakit pemakan daging ketika dia mendapati bahawa pesakit yang terkena penyakit sering mengalami tahap kesakitan yang berlebihan sebelum timbulnya gejala.
Mungkinkah bakteria itu memanfaatkan tindak balas ganda semula jadi ini terhadap kecederaan untuk menekan sistem imun untuk keuntungannya sendiri?
Toksin bakteria mencetuskan penyenyapan imun
Untuk menyiasatnya lebih jauh, dia dan rakan-rakannya mengembangkan model tikus penyakit pemakan daging dengan menyuntik haiwan tersebut dengan bakteria S. pyogenes diambil sampel dari pesakit manusia yang dijangkiti.
Dengan menggunakan model tikus, mereka mendapati bahawa toksin yang dihasilkan oleh bakteria - yang dikenali sebagai streptolysin S - adalah pencetus kesakitan dan penyenyapan sistem imun seterusnya.
Dalam ujian lebih lanjut, mereka menyuntik tikus dengan bakteria yang telah direkayasa secara genetik sehingga mereka tidak dapat menghasilkan racun. Walaupun mereka dijangkiti, tikus tidak menunjukkan rasa sakit yang biasa dan juga jangkitannya tidak invasif.
Para penyelidik mengesahkan peranan streptolysin S dengan "merekayasa ulang" keupayaan menghasilkan toksin kembali ke bakteria yang diubah dan kemudian memasukkannya ke dalam tikus yang sama. Jangkitan itu berkembang menjadi penyakit pemakan daging "sepenuhnya"
Pasukan itu kemudian memberi tikus antibodi yang menyekat toksin. Gejala kesakitan pada tikus jauh berkurang, mengesahkan bahawa streptolisin bakteria S adalah pencetus.
Mekanisme molekul yang mendasari
Para penyelidik melakukan eksperimen lebih lanjut di mana mereka meneroka mekanisme molekul yang mendasari interaksi antara sistem saraf dan sistem imun.
Di dalamnya, mereka mendapati bahawa streptolysin S memicu neuron untuk menghantar isyarat sakit ke otak. Ini juga memicu isyarat lain ke sistem kekebalan tubuh yang menyebabkannya mengeluarkan neurotransmitter, atau utusan kimia, yang disebut peptida berkaitan gen calcitonin (CGRP), yang kemudian menahan tindak balas imun.
Mereka juga mendapati bahawa CGRP melakukan ini dengan menghentikan penghantaran neutrofil dan dengan menyekat kemampuan mereka untuk membunuh bakteria di tempat luka.
"Berkesan," kata Prof Chiu, "isyarat neuron ini membungkam sistem penggera yang biasanya memanggil pejuang jangkitan tubuh untuk mengekang infeksi."
Dia terus menerangkan bahawa tindak balas seperti itu sesuai apabila luka bersih dan tidak dijangkiti - anda tidak mahu sistem kekebalan tubuh masuk dan meradang tisu yang sihat dalam usaha menangani jangkitan yang tidak ada di sana.
Tetapi, bakteria strep memanfaatkan ini dan menggunakan strategi yang sama ketika luka dijangkiti, sehingga penyakit ini dapat berkembang tanpa halangan.
Pesakit pada peringkat awal fasciitis nekrotik sering merasakan kesakitan yang sangat banyak tetapi tidak menunjukkan gejala yang mungkin diharapkan untuk menyertainya - seperti kemerahan, pembengkakan, dan keradangan.
Chiu dan rakan sekerja mencadangkan, bagaimanapun, bahawa ini adalah apa yang anda harapkan sekiranya, atas sebab tertentu, neutrofil yang menyebabkan keradangan dan menyingkirkan bakteria tidak dipanggil.
Dua cara yang mungkin untuk menghentikan penyakit ini
Para saintis kemudian menjalankan satu set eksperimen lain, di mana mereka memasukkan bakteria ke dalam dua kumpulan tikus: satu di mana mereka telah menghentikan kemampuan serat saraf untuk membawa isyarat kesakitan, dan satu lagi yang tidak dilakukan.
Ini menunjukkan bahawa menyekat saraf sakit meningkatkan kawalan jangkitan tubuh.
Berbagai eksperimen di mana tikus disuntik dengan botulinum neurotoxin A - penyekat saraf yang terdapat dalam rawatan kosmetik anti-keriput wajah - menunjukkan bahawa pendekatan seperti itu dapat berfungsi sebagai rawatan untuk penyakit pemakan daging.
Suntikan penyekat saraf walaupun 2 hari setelah tikus pertama kali dijangkiti dan sudah mengalami luka menghentikan penyakit menyebabkan lebih banyak kerosakan tisu.
Para penyelidik juga menguji cara lain yang mungkin untuk mengatasi penyakit ini. Mereka menunjukkan bahawa penyekat CGRP melepaskan brek pada sistem kekebalan tubuh dengan menghentikan sel saraf daripada menghantar isyarat berhenti. Mereka juga menghentikan fasciitis nekrotik daripada merebak pada tikus.
"Penemuan kami mendedahkan peranan baru neuron yang mengejutkan dalam perkembangan penyakit ini dan menunjukkan penanggulangan yang menjanjikan yang memerlukan penjelajahan lebih lanjut."
Prof Isaac M. Chiu
