Stafylokokkers krig mod immunforsvaret viser nye veje i sygdomsbekæmpelse

Bakterien Staphylococcus aureus forårsager en række alvorlige betændelsestilstande i vores krop. Nyere forskning har vist, at disse stafylokokbakterier fører krig mod vores immunforsvar ved at producere mange forskellige proteiner, der binder sig til proteiner fra vores eget immunforsvar. Vores forsvar mod mikroorganismer er baseret på et hurtigtvirkende system kaldet medfødt immunitet og et langsommere system kaldet tillært immunitet, som fx producerer de velkendte antistoffer. De to systemer arbejder sammen, og når det medfødte immunforsvar opdager en sygdomsfremkaldende organisme, vil det alarmere og stimulere det tillærte immunforsvar. Billedligt talt svarer det til, at let bevæbnede soldater møder fjenden først og tilkalder det tunge skyts, som så rykker ind.

2. februar 2010

En forskergruppe på Molekylærbiologisk Institut ved Aarhus Universitet har studeret et specielt aggressivt bakterieprotein kaldet SSL7, som samtidigt genkender et protein kaldet C5 fra det medfødte immunforsvar og et antistof kaldet IgA. SSL7 forhindrer den normale spaltning af C5 til to mindre stumper, som immunforsvaret iværksætter, når en bakterie opdages. Det er netop en af disse stumper, som alarmerer andre dele af immunforsvaret.

Ph.d. studerende Nick Laursen og lektor Gregers Rom Andersen bestemte først en atomar struktur ved hjælp af røntgenstråling, som viste i detaljer, hvordan SSL7 genkender C5. De opdagede, at det bakterielle protein binder langt fra det sted, hvor C5 spaltes, så SSL7 fungerer ikke som "en prop i hullet". Men ved at kombinere deres resultater med andre typer af studier hos samarbejdspartnere i New Zealand, lykkedes det forskerne at lure bakteriernes trick. Ved samtidigt at binde til C5 og IgA, forhindrer SSL7, at C5 genkendes af vores immunforsvar og spaltes.

Under arbejdet med at forstå dette fremstillede forskerne en mindre version af SSL7 proteinet, som viste sig at have højst eftertragtede egenskaber ved behandling af andre sygdomme, hvor for meget C5 spaltes, hvorved vores egne celler angribes. Den mindre version af SSL7 proteinet vil ikke stoppe alarmering af immunforsvaret, men forhindre at vores egne celler angribes.

Det er de århusianske forskeres håb, at denne viden hurtigt kan føre til udvikling af et nyt lægemiddel til behandling af fx en bestemt sjælden lidelse, hvor C5 ødelægger vores egne røde blodlegemer. Ramte personer får symptomer som blod i urinen, åndenød, kvalme, træthed og blodpropper.

Resultaterne er netop publiceret i det internationalt anerkendte tidsskrift PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences).

Stafylokok-bakteriens SSL7

Figur 1. Bakterieproteinet hæmmer en vigtig komponent i det medfødte immunforsvar.

SSL7-proteinet hæmmer vores immunforsvar ved at forhindre kløvning af C5 i to stumper, her farvet henholdsvis rød og grå.

Det er den røde stump af C5, der alarmerer resten af immunforsvaret, mens den grå stump kan dræbe sygdomsfremkaldende bakterier.

Ved at fjerne den blå del af SSL7-proteinet har forskerne fundet en lovende metode til behandling af sygdomme, hvor C5 angriber vores celler.

Figur 1 i høj opløsning (300 dpi)

Figur 2. SSL7 bruger IgA til at forhindre C5 kløvning

Når C5 (farvet grå og med signaldelen rød) skal kløves, sker det ved at et kæmpe enzym (farvet lilla) binder til C5. SSL7 (farvet blåt/grønt) bundet til C5 forhindrer ikke direkte at enzymet binder.

Men SSL7 binder også til IgA (orange), som samtidigt binder et andet molekyle SSL7, og når disse er bundet, er der ikke plads til enzymet, da både IgA/SSL7 og enzymet skal bruge pladsen markeret med den stiplede linie. Kun en mindre del af IgA (den såkaldte Fc del) er vist, resten af IgA vil pege mod bunden af figuren væk fra C5.

Figur 2 i høj opløsning (300 dpi)

Læs mere om resultaterne på videnskab.dk

Den publicerede artikel i PNAS:

Structural basis for inhibition of complement C5 by the SSL7 protein from Staphylococcus aureus
Nick S. Laursen^a, Natasha Gordon^b, Stefan Hermans^b, Natalie Lorenz^b, Nicola Jackson^b, Bruce Wines^c, Edzard Spillner^d, Jesper B. Christensen^a, Morten Jensen^a, Folmer Fredslund^a, Mette Bjerre^e, Lars Sottrup-Jensen^a, John D. Fraser^b, and Gregers R. Andersen^a,1

^aDepartment of Molecular Biology, Aarhus University, DK-8000 Aarhus, Denmark;
^bMaurice Wilkins Centre for Molecular Biodiscovery, University of Auckland, Auckland 1020, New Zealand;
^cCentre for Immunology, Burnet Institute, Melbourne, Victoria 3004, Australia;
^dInstitute of Biochemistry and FoodSciences, Division of Biochemistry and Molecular Biology, University of Hamburg, 20146 Hamburg, Germany; and
^eImmunoendocrine Research Unit, Medical Research Laboratories, Aarhus University Hospital, DK-8000 Aarhus, Denmark

Yderligere oplysninger

For yderligere oplysninger kontakt lektor Gregers Rom Andersen, Molekylærbiologisk Institut, Aarhus Universitet, tlf. 8942 5024, mobiltlf. 3025 6646, email: gra@mb.au.dk, website: http://www.bioxray.au.dk/research_gra_uk.php.