Buňky bakterií zbavené DNA poslouží jako vakcína

21.03. 14:57 | Autor:

Salmonella typhimurium na snímku z elektronového mikroskopu.

Mikrobiologové připravili buňky původce střevní chřipky zbavené chromozomů, takže se nemohly rozmnožovat. Když je naočkovali laboratorním myším, získala zvířata imunitu proti kompletní bakterii. Postup by se dal použít k výrobě bezpečnějších sér.

Existence takzvaných minibuěk je vědcům známa už od šedesátých let minulého století. Bakterie se množí dělením. Napřed musí okopírovat svůj chromozom, obří knihovnu, obsahující naprostou většinu dědičné informace, kterou vlastní. Získá dvě stejné kopie. Každá putuje do jedné její poloviny. Ty se pak navzájem oddělí a začnou žít samostatně. Při vzniku minibuněk se to ale nepovede. Kousek bakterie, který měl mít svůj vlastní chromozom, se oddělí bez něj. Výsledek je schopen života. Obsahuje všechny potřebné bílkoviny, a dokonce i zásobu RNA.

RNA vyrábí buňka podle DNA. Podle RNA skládají z aminokyselin bílkoviny. Minibuňka je tak na nějaký čas předzásobena recepty na proteiny, které by mohla potřebovat. Nemůže se ale sama rozmnožovat, protože nemá DNA. Čtveřice vědců, vedená Jorgem E. Galánem z Yaleovy univerzity v New Havenu v americkém státě Connecticut, přinutila k tvorbě minibuněk bakterii Salmonella typhimurium.

Výsledky svého výzkumu zveřejnili v časopise Nature Communications. S. typhimurium je hlavní původce střevních chřipek. Kromě toho se ale také hodně používá jako modelový organizmus k výzkumu bakteriálních onemocnění. Minibuňky salmonely získali vědci z mutantů, postrádajících gen jménem minD.

Bakteriální jehla

Salmonely používají k ničení buněk hostitele složitý molekulární stroj, označovaný jako sekreční sytém typu III. Ten připomíná injekční stříkačku a zhruba tak i funguje. Tvoří ho několik krátkých a širokých tubusů, na něž navazuje jeden dlouhý a tenký. Tenký tubus nabodne buňku hostitele a vpraví do ní jed. Z dalších bakteriálních strojů je sekreční systém typu III nejpodobnější bičíku. Proteiny, z nichž se skládá, jsou sestaveny z obdobných řetězců aminokyselin.

Schéma sekrečního sytému typu III.

Miniaturní injekční stříkačka je zároveň potřebná i pro úspěšnou výrobu vakcíny. Buňky imunitního systému podle ní poznají, že narazily na nepřítele a uloží si ho do paměti. Galánovi a jeho třem spolupracovníkům se povedlo mininbuňky sekrečním systémem typu III vybavit. Když jimi pak naočkovali laboratorní myši, začaly jejich imunitní buňky útočit zdravou bakterii S. typhimurium.

Bezpečné injekce

Výzkum je ještě v experimentální fázi. Pokud by se techniku povedlo dovést až do prakticky použitelného stadia, mohla by být velmi užitečná. Část současných vakcín obsahuje oslabené živé bakterie. Aby neškodily, nechají je výrobci očkování růst v jiném hostiteli než v člověku. Mikrobi se změní, aby se novému hostiteli přizpůsobili. S adaptací ztratí schopnost prospívat ve starém hostiteli a stanou se méně nebezpečnými.

Dají se pak použít jako očkování. Postup ale není bez rizika. Mohou si na staronového hostitele znovu zvyknout a začít zase způsobovat potíže. Lidé s oslabenou imunitou nebo děti, jejichž obranný systém není ještě dost zkušený, mohou po očkování zažívat nepříjemné komplikace. Minibuňky by proto mohly být zajímavá alternativa.

Foto: Profimedia , T3SE database, National University of Singapore.