Məlumat

İmmunitet sistemimiz bütün bakteriyalara reaksiya verirmi?

İmmunitet sistemimiz bütün bakteriyalara reaksiya verirmi?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Bədənimizdə çoxlu bakteriya daşıyırıq. Onların bəziləri sağlamlığımız üçün zərərlidir, bəziləri isə faydalıdır. Məsələn, bakteriyalar bizi digər patogen bakteriyalardan qoruya bilər.

Amma immun sistemimiz buna reaksiya verir hamısı bakteriyalar, yəni yaxşı və pis, yoxsa seçici olaraq pisi hədəf alır? Əgər belədirsə, faydalı və patogen bakteriyaları necə fərqləndirir?


İmmunitet sistemi anadangəlmə (qeyri-spesifik) və ya adaptiv (spesifik) immun sisteminin komponentləri vasitəsilə patogen ("pis") bakteriyaları tanımağa qadirdir. Patogen bakteriyaların səthində onları "yad" olaraq qeyd edən antigen olacaq, bu da bakteriyalara qarşı immun reaksiyasına səbəb olacaq. Əksinə, immunitet sistemi dözür bədənin normal florası. İnsan immun sisteminin aldığı dəqiq rol dözümlülük və tənzimləmə Normal floranın populyasiyaları məlum deyil, bu, hazırda isti tədqiqat sahəsidir.

Mövcud tədqiqatlar göstərir ki, mikrobiota mikrobla əlaqəli molekulyar model (MAMP) və polisaxarid (PSA) siqnalı vasitəsilə birbaşa olaraq kommensal bakteriyalara qarşı immunitet tolerantlığına səbəb olur. İmmunitet sistemi daimi mikrobiotaya nəzarət edir və kolonizasiya edən mikrobların həddindən artıq çoxalmasının qarşısını almaq üçün müəyyən antimikrobiyal mexanizmlər konstruktiv şəkildə işə düşür: bu, sərbəst adlandırılan şeyi saxlayır. immun homeostazı. Bağırsaq tolerantlığına nəzarət edən mexanizmlərə aşağıdakılar daxildir:

1) minimuma endirmək ifşa2) immun tanınma bağırsaq mikrobiotası və 3) olanlar ki aşağı tənzimləmək hüceyrədaxili və hüceyrələrarası mexanizmlər vasitəsilə immun cavablar.

Tədqiqatlar göstərdi ki, bağırsağın normal mikrobiotasına dözümlü olması üçün geniş bir şəbəkə tələb olunur. tənzimləyici immun hüceyrələri daxil olmaqla Tregs və (tolerogen) dendritik hüceyrələr. Timus mənşəli Tregs Dr. Leszek Ignatowicz tərəfindən bağırsaq florasındakı müxtəlif bakteriya koloniyaları haqqında immun sistemini "maarifləndirmək"də iştirak edən mühüm oyunçu kimi kəşf edilmişdir. siçanların. Bağırsaqda olan bağırsaq bakteriyalarının müxtəlifliyinə cavab olaraq, Treglər 'repertuar T hüceyrə reseptorlarını' ifadə edir (TCR) bağırsaqdakı ayrı-ayrı bakterial koloniyalara xas olan antigenləri tanıyan. Bu reseptorların əlaqəsi ilə Treglər bastırır the adaptiv immun cavab, xüsusilə azad vasitəsilə immunomodulyator sitokinlər interleykin-2 kimi. Üstəlik, bağırsaq bakteriyalarının da ola biləcəyi aşkar edilmişdir tanınıb və a. tərəfindən qorunur fərqli anadangəlmə siçanların bağırsaq astarında limfoid hüceyrə populyasiyası (ILC). Bu hüceyrələr antigen təqdim edən hüceyrələr kimi davranır və əsas histouyğunluq kompleksi II (MHCII) vasitəsilə bağırsaq bakteriyalarından antigenləri tanıyıb təqdim edə bilirlər. Lakin MHCII əlaqəsi vasitəsilə CD4+ T limfositlərini aktivləşdirmək əvəzinə, bu ILC CD4+ T limfositlərini inhibə edir MHCII əlaqəsi vasitəsilə. CD4+ T limfositləri patogen/bakteriyaların təmizlənməsində iştirak edir və beləliklə, CD4+ T limfositlərinin boğulması normal floranın immun-tolerantlığında iştirak edir.

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352345X14000083

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4007055/


Lyme bakteriyası insan immun sistemini necə üstələyə bilər

Merilend Universitetinin (UMD) tədqiqatçısı Lyme xəstəliyinə səbəb olan bakteriyaların bədəndə qalması və sizin erkən, anadangəlmə immun reaksiyalarınızla mübarizə aparması mexanizmini aşkar edib.

Baytarlıq üzrə professor Dr. Utpal Pal, UMD ilə keçirdiyi on iki il ərzində Borrelia burgdorferi bakteriyasını tədqiq edir və onun işi artıq bədəndə bu bakterial infeksiyanı müəyyən etmək üçün istifadə edilən protein markerini istehsal edib.

İndi, Dr. Pal bakteriyalar tərəfindən istehsal olunan bir proteini təcrid etdi ki, bu da orqanizmin ilk immun reaksiyalarından birini aradan qaldırır və bu, əsasən başa düşülməyən mexanizmlər haqqında fikir verir. O, heç vaxt görülməmiş bir fenomeni də müşahidə etdi ki, hətta bu zülal olmadan və immunitet sistemi mükəmməl reaksiya versə belə, bakteriyalar həftələr sonra bədənə qayıda bilər.

Bədəndə həqiqətən uzun müddət qala bilən bir neçə patogenlər arasında olan bu bakteriyanın başa düşülməsi getdikcə xroniki və davamlı olaraq yayılmış ictimai sağlamlıq problemi olan Lyme xəstəliyi kimi gənə ilə ötürülən xəstəliklərin müalicəsi üçün böyük təsir göstərir. .

“Əksər insanlar əslində bədənlərində öz hüceyrələrindən daha çox bakteriya hüceyrəsi ilə gəzdiklərini dərk etmirlər, buna görə də biz həqiqətən bakteriya çantalarıyıq,” izah edir Pal. “Əksəriyyət yaxşıdır, lakin bədəniniz patogen olan və xəstəliyə səbəb ola biləcək bir şeyi aşkar etdikdə, immunitet sisteminiz işləməyə başlayır.”.

Bədən, aid olmayan aşkar edilmiş bakteriyaları öldürmək üçün ilk, qeyri-spesifik hücum dalğası göndərir. Bu, bir neçə saatdan bir neçə günə qədər baş verir. Əgər bu işə yaramırsa, düşməni öyrənmək və qalanı öldürmək üçün ikinci gücləndirici qüvvə göndərmək üçün yeddi-on gün vaxt lazımdır.

“Lyme xəstəliyi əslində sizin immunitet sisteminizdən qaynaqlanır,” Pal izah edir. “Bu bakteriya ilk döyüşdə qalib gəlir və vücudunuz o qədər çox reaksiya verir ki, onu öldürmək üçün çoxlu gücləndiricilər göndərərək bakteriyaların yaydığı bütün oynaqlarda və nahiyələrdə güclü iltihaba səbəb olur. Borreliya daha sonra öldürülür, lakin iltihab qalır və Lyme xəstəliyinin bir çox simptomlarına səbəb olur. Buna görə də ilk toxunulmazlıq dalğasında Borreliyanı öldürmək çox vacibdir.”

Xəstəliklərə Nəzarət və Qarşısının Alınması Mərkəzləri Birləşmiş Ştatlarda hər il təxminən 300.000 Lyme xəstəliyini təxmin edir. Bununla belə, malyariya kimi ağcaqanadlarla ötürülən xəstəliklərə diqqət yetirildiyi üçün bu hallar böyük ölçüdə qiymətləndirilmir və kifayət qədər məlumat verilmir.

“ABŞ-da bütün vektorlarla ötürülən xəstəliklərin əksəriyyəti əslində gənə ilə ötürülür və 15 fərqli gənə xəstəliyindən 6-sı laboratoriyamızda öyrəndiyimiz Ixodes gənəsi ilə ötürülür,” Pal deyir. “Bu xəstəliklərin simptomları bir çox digər xəstəliklərə bənzər şəkildə özünü göstərir və müəyyən etmək çətindir, buna görə də onlar çox az məlumatlandırılır və yerli və qlobal miqyasda insanların düşündüyündən daha böyük ictimai sağlamlıq problemidir.”

İndi xroniki Lyme xəstəliyi artan narahatlıqdır. Ənənəvi antibiotik terapiyasından 6-12 ay sonra, bir çox insanlarda Müalicədən Sonra Lyme Xəstəliyi Sindromu kimi tanınan, dəyişkən intensivliklə geri dönən və cari müalicə strategiyası olmayan qeyri-obyektiv simptomlar olur.

Dr. Pal'ın araşdırması bu məsələyə bir qədər işıq saldı və immun müdafiənin ilk dalğasını məğlub etmək üçün istifadə edilən zülal olmadan belə infeksiyanın həftələr sonra bədəndə yenidən baş verə biləcəyini kəşf edərək gələcək tədqiqat və müalicə variantlarına yol açdı.

“Bu o deməkdir ki, bədənimizin immun sistemi kimi Borrelia üçün də ikinci müdafiə xətti var. Bu, əvvəllər heç vaxt müşahidə edilməmişdi və bu xroniki Lyme xəstəliyi hallarına nəyin səbəb ola biləcəyi barədə bizə fikir verir, Pal izah edir.

Dr. Pal öz təcrübəsi üçün tez-tez məsləhət görür və bu çox yönlü bakteriya haqqında kitablar yazmışdır. Federal hökumət bu yaxınlarda 21-ci Əsrin Müalicələri Qanununun qəbulu ilə gənə xəstəliklərinin tədqiqinə və böyük bir ictimai sağlamlıq probleminə daha çox diqqət yetirdi.

Bunun bir hissəsi olaraq, Dr. Paldan ABŞ Səhiyyə və İnsan Xidmətləri Departamentinin gənə ilə ötürülən xəstəliklər üçün peyvəndlər və terapevtiklərə diqqət yetirərək, bu sahədə gələcək tədqiqatlara təkan verən Gənə Xəstəlikləri üzrə İşçi Qrupunun Alt Komitəsində xidmət etməsi istəndi.

Doktor Pal hazırda bu iş üçün Milli Sağlamlıq İnstitutlarından eyni vaxtda iki çox milyon dollarlıq RO1 qrantına malikdir, yalnız yüksək əhəmiyyətli və nüfuzlu tədqiqatlar üçün verilir.

“Mən Borreliyaya heyranam və bu kəşf Lyme xəstəliyi kimi mühüm xəstəlikləri müalicə etmək və nəzarət etmək üçün daha çox işin qapısını açacaq,” Pal deyir.

Dr. Pal’s kağız, Plasticity in erkən immun evasion strategies of a bakterial patogen, nəşr Proceedings of the National Academy of Sciences.


Bağırsaqlarınızdakı bakteriyalar immunitet sisteminizlə necə qarşılıqlı əlaqədə ola bilər?

Biz hələ də bağırsaq bakteriyalarının və immun sisteminin qarşılıqlı əlaqəsini öyrənirik. Tədqiqatlar göstərir ki, qarşılıqlı təsir zamanla zərərli patogenlərə reaksiya vermək və zərərsiz orqanizmlərə dözmək arasında tarazlığı idarə etmək üçün inkişaf etmişdir. İmmunitet sisteminizin sizi xəstələndirə biləcək patogenlərə reaksiya verməsini, eyni zamanda bağırsaqlarınızda yaşayan faydalı bakteriyaların öz işlərini görməsinə icazə verməsini istəyirsiniz.

Biz hələ də sağlam bağırsaq mikrobiomunun necə göründüyünü öyrənirik. Sübutlar göstərir ki, balanslaşdırılmış və müxtəlif mikrobiom ümumi sağlamlığa kömək edə bilər, daha az müxtəlif və ya daha az balanslaşdırılmış mikrobiom isə sağlamlığa mənfi təsir göstərə bilər.

2014-cü ilin icmal məqaləsi göstərir ki, yüksək gəlirli ölkələrdə antibiotiklərin həddən artıq istifadəsi, pəhrizlərdə dəyişikliklər və bakteriyalarla işləyən faydalı orqanizmlərin (nematodlar, bir növ qurd kimi) aradan qaldırılması bağırsaq mikrobiomlarının davamlılığı və müxtəlifliyi ilə nəticələnə bilər. balanslaşdırılmış immun cavab yaratmaq üçün tələb olunan funksiyalar. Bunun nə üçün əhəmiyyəti var?

Daha az müxtəlif bağırsaq bakteriyalarına sahib olmaq, inkişaf etmiş ölkələrdə iltihablı bağırsaq xəstəlikləri və otoimmün xəstəliklərin artması ilə əlaqələndirilir.

Məsələn, 2013-cü ildə aparılan bir araşdırma Banqladeşdə yaşayan uşaqların ABŞ-dan olan uşaqlara nisbətən daha müxtəlif bağırsaq mikrobiomlarına sahib olduğunu müəyyən etdi. Tədqiqatçılar pəhriz fərqlərinin - ABŞ-da uşaqların daha çox heyvan mənşəli yağlar və zülal qəbul etmələri ilə bağlı bir amil olduğunu təklif edirlər.


Bağırsaq bakteriyalarının vaksinlərlə nə əlaqəsi var? Shutterstock


İmmunitet sisteminiz ən pis düşməninizə çevrildikdə

Bakteriya kimi çağırılmamış qonaqlara qarşı ən yaxşı silahımız olan immunitet sistemi işğala qarşı müdafiə kimi qurulmuşdur.

Cəbhə əsgərləri davamlı olaraq düşmənləri kəşf edir və təhlükə aşkar edildikdə həyəcan siqnalı verir. Biz bunu &lsquoinnate immun sistemi adlandırırıq.&rsquo

Onların düşməni əvvəllər görüb-görməmələrinin fərqi yoxdur, çünki onlar bütün əcnəbiləri düşmən hesab edirlər. Piyadalar düşmənə qarşı reaksiya verən zülallar və ağ qan hüceyrələrindən ibarətdir və ümumiyyətlə, öz işini yaxşı görürlər.

Ancaq fitri immunitet sistemi həddindən artıq aktivləşdikdə və ya bədənə hücum etmək üçün aldandıqda, öz ən pis düşmənimizə çevrilə bilər. Bu, ürək-damar xəstəliklərinə səbəb ola bilər, septisemi (qan zəhərlənməsi) və ya nevroloji xəstəliklərin şiddətlənməsinə səbəb ola bilər və ən pis halda xəstənin həyatı bahasına başa gələ bilər.

İmmun sistemi &lsquopartlayaraq&rsquo bilər

Xüsusilə anadangəlmə immun reaksiya ilə bağlı iki problem var.

Birincisi, anadangəlmə immun sistemi hadisə yerinə ilk reaksiya verən şəxsdir və ciddi infeksiya, ciddi xəsarətlər və ya yanıqlarla qarşılaşdıqda həddindən artıq aktivləşə bilər.

Məqsəd bakteriyaları öldürmək və ya zədələnmiş toxumanı bərpa etməkdir, lakin nəticə yalnız invaziv mikroblarla mübarizə aparmayan, həm də ev sahibinə (xəstəyə) hücum edən &lsquopartlama&rsquo ola bilər.

Bu, bədəndə iltihaba səbəb olur ki, bu da nəzarətdən çıxa bilər və nəticədə bakteriyalardan daha çox zərər verə bilər. Ən pis halda, orqan çatışmazlığına və ölümə səbəb ola bilər.

Hamımızın &lsquopartlaya bilən fitri toxunulmazlığı var.&rsquo Onu partlamamış bomba kimi düşünün və o, yalnız həqiqətən partlayanda zərər verir.

İmmunitet sistemi bədənin öz toxumasına qarşı reaksiya verə bilər

Xoşbəxtlikdən, bu nadir hallarda olur.

Normalda immunitet sistemi bakteriyaların qayğısına qalır, lakin septisemiyada olduğu kimi qana yayılarsa, bəzən fitri immun sistemimizin bizi xilas etmək üçün bizə zərər verdiyi bir növ &lsquoimmunoloji intihara&rsquo başlaya bilər.

İkincisi, anadangəlmə immun reaksiya kəskin infarkt, transplantasiya orqanının rədd edilməsi və ya ateroskleroza səbəb olan xroniki damar xəstəliyi kimi zədələr zamanı orqanizmin öz toxumasına qarşı reaksiya verə bilər.

Bu kimi hallarda piyadalar düşmən işğalçılarına qarşı deyil, öz zədələnmiş toxumamıza qarşı reaksiya verirlər.

İmmunitet sistemi zərəri bərpa etməyə kömək edəcək, lakin çox geniş olarsa, piyadalar vəziyyəti səhv başa düşə və ehtimal olunan kənar şəxslərlə mübarizə aparmaq üçün müharibəyə başlaya bilərlər.

İmmunitet sistemini zəiflətmək üçün əvvəlki cəhdlər uğursuz oldu

Piyadalar təhlükə qeydə aldıqda, başqalarına reaksiya vermələri üçün məlumat verməyə başlayırlar və bioloji aktyorlardan ibarət bütöv bir batalyon işə başlayır. Bu molekullar və mdashsitokinlər və mdash iltihaba səbəb olur.

Alimlər əvvəllər də onların bir sırasını tədqiq etməyə çalışmışlar, heç bir nəticə əldə etməmişdilər. Xəstələri qan zəhərlənməsi və bir sıra digər xəstəliklər üçün müalicə edərkən onları maneə törətməyə çalışdılar, burada fitri immunitet sistemi həddindən artıq reaksiya verə və xəstəyə zərər verə bilər.

Dərman istifadə olunmazdan əvvəl bütün əvvəlki klinik sınaqlar dayandırıldı. Bəs siz nə edirsiniz?

İki mərkəzi sistem bloklanmalıdır

Bizlərdən biri, Tom Eirik Mollnes, fitri immun sisteminin reaksiyasının partlamasını azaltmağın yeganə yolunun, iltihaba və orqanlara zərər verməzdən əvvəl müəyyən piyada qruplarını bloklamaq olduğunu təklif etdi.

Bu müalicə təhlükə yaxınlaşan kimi reaksiya verən iki xüsusi qrupu hədəf alır. Onlar piyadaların döyüşündəki ən mühüm sistemlərdən ikisidir:

Mollnes və komandası kəşf etdilər ki, iltihabda partlayış baş verməzdən əvvəl bu sistemləri ən başdan inhibə etmək əhəmiyyətli dərəcədə daha effektivdir. İndi biz bunu laboratoriyada insan qanı nümunələrində nümayiş etdirdik.

Sonra göstərdik ki, qan zəhərlənməsindən əziyyət çəkən siçanlarda və donuzlarda da işləyir. Bu iki mərkəzi sistemdəki molekullar (komplement sistemindəki C5 və TLR ailəsindəki CD14) eyni vaxtda inhibə edildikdə daha uzun müddət sağ qaldılar.

Bu nəticələr tamamlayıcı sistem və TLR aktivləşdirildikdən sonra sərbəst buraxılan tək molekulları bloklayan əvvəlki tədqiqatlarla tamamilə ziddiyyət təşkil edirdi.

Buna görə də biz təklif edirik ki, bu iki sistem təhlükə aşkar etdikdə dərhal bloklanması, immun sisteminin həddindən artıq partlayıcı əks hücumu nəticəsində xəstənin ölüm riski altında olduğu hallarda ən təsirli müalicədir.

Piyadalar öz vəzifələrini səhv şərh edirlər

Qan zəhərlənməsi qədər təhlükəli olmayan bir sıra hallar da var ki, bu da bizim immun sistemimizin reaksiyasını bloklamaqla əlaqəli ola bilər.

Bu, piyada qrupları (tamamlayıcı sistem və TLR) vəzifələrini səhv şərh etdikdə tətbiq edilir.

Düşmənə hücum etməli olduqlarını düşünürlər, əksinə xəstənin öz zədələnmiş toxumasına hücum etməlidirlər, bu da zədə səbəbiylə bədənin bir hissəsi kimi tanımadığıdır.

Bu, ateroskleroz, böyrək xəstəliyi (rədd edilmiş transplantasiya orqanları daxil olmaqla) və otoimmün xəstəliklər (məsələn, artrit) kimi bir sıra xəstəliklərə aiddir, burada orqanizm öz toxumasına qarşı antikorlar istehsal edir və komplement sistemini aktivləşdirir.

Eyni problem təhlükəli nevroloji xəstəliklərdə və komplement və/və ya TLR sistemlərini maneə törətməyə kömək edə biləcək hər hansı digər xəstəliklərdə baş verir. Buna görə də hər iki sistemi eyni vaxtda maneə törədən dərmanı sınaqdan keçirməliyik.

Ümid edirik ki, strategiyamız fitri immun sistemin səbəb olduğu bir sıra xəstəliklər üçün gələcək müalicələrin əsasını təşkil edə bilər.


İmmunitet sisteminizin ən yüksək səviyyədə olmasını təmin etmək üçün bütün lazımi peyvəndlərə sahib olduğunuzdan əmin olun. Yetkinlər çox vaxt gənc yaşlarında olan peyvəndləri təzələməyi unudurlar. Tetanus, difteriya, göy öskürək, poliomielit, hepatit, pnevmokok, meningit, qızılca, parotit, məxmərək, qrip və başqaları üçün gücləndirici dərmanlara ehtiyacınız olub olmadığını yoxlayın. Həkiminizlə danışmağınızdan əmin olun!

Güclü immunitet sistemi ilə viruslar və bakteriyaların şansı yoxdur


Sizin sinifdə

Bu məqalə kimyaçıların vaksin istehsalında oynadığı rolu və biologiyada kimyanın əhəmiyyətini vurğulayır. Peyvəndlər bakteriya və ya virusların yaratdığı xəstəliklərlə mübarizə aparmağa kömək edir və kimyaçılar peyvəndləri hətta soyuducuda saxlanmasalar da aktiv saxlamağın yollarını kəşf ediblər. Alimlər daha həssas insanlarda peyvəndlərin immun reaksiyasını gücləndirmək üçün kimyadan da istifadə edirlər. Duzlar və hissəcik modeli haqqında tədris edərkən real dünya kontekstlərini təmin etmək və biologiya ilə kurikulumlar arası əlaqə yaratmaq üçün bu məqalədən istifadə edin.

Bütün peyvəndlər müəyyən bir mikroba qarşı işləyir. Bunu həm virusların, həm də bakteriyaların tərkibində olan kimyəvi tikinti bloklarını hədəf alaraq edirlər. Belə mikroblarda, DNT və ya oxşar RNT molekullarından ibarət genlər, kompüter proqramının robotu idarə edə bildiyi kimi hərəkət edir. Onlar kiçik amin turşusu molekullarını mikrobların bədənlərini təşkil edən daha böyük zülallara necə yığmaq barədə təlimatları kodlayırlar.

Viruslardan qat-qat böyük olan bakteriyalar qanımızdan keçərək öz-özünə çoxalaraq dəfələrlə kopyalana bilirlər. Nəhayət, immunitet sistemimiz bakterial zülal formalarını tanıya bilən antikor adlanan başqa bir protein növü yaratmağı öyrənir. Antikorlar hidrogen bağı kimi molekullararası qüvvələrdən istifadə edərək bakteriyalara yapışır. Antikorlar daha sonra ağ qan hüceyrələrinin gəlməsi və arzuolunmaz işğalçıları öldürməsi üçün siqnal verə bilər. Katie izah edir ki, əksər peyvəndlər immun sistemimizi pis mikroblar üçün lazım olan anticisimləri bizə yoluxdurmazdan əvvəl hazırlamaq üçün öyrədir.

Peyvənd istehsalı zamanı viruslar çox vaxt toyuq yumurtalarında və ya mədəni insan hüceyrələrində yetişdirilir

Peyvəndlər çox vaxt artıq öldürülmüş və ya ram edilmiş mikroblardan hazırlanır. İmmunitet sistemimizi bu cür qeyri-aktiv mikroblara məruz qoymaq, antikorlara onları tanımağı öyrənməyə imkan verir. Məsələn, əksər qrip peyvəndləri zəifləmiş, lakin canlı qrip viruslarından istifadə edir. İstehsal prosesində viruslar toyuq yumurtasına vurulur və orada çoxalır. Şirkətlər daha sonra vaksinlərdə istifadə üçün iynə vasitəsilə virusu çıxara bilərlər. Əksər hallarda peyvəndin özü insanlara verilməzdən əvvəl köməkçi adlanan başqa bir komponentlə birləşdirilir. Alüminium fosfat və alüminium hidroksid ən çox istifadə edilən köməkçi maddələrdəndir.

Adjuvantlardan istifadə çətin bir prosesdir, çünki "biz onların necə işlədiyini tam bilmirik", Katie etiraf edir. "Onlar peyvəndinizdə istifadə etməyə çalışdığınız proteinə qarşı immunitet reaksiyasını gücləndirir" deyir. “Yardımçı maddələr gənc uşaqları və yaşlıları peyvənd etmək üçün həqiqətən vacibdir, burada vaksinlərə reaksiyanın böyüklərdəki kimi yaxşı olmadığını bilirik. Ancaq çox miqdarda köməkçi dərman versəniz, qolunuz çox ağrıyır və s. Bu adətən sizə hər hansı yan təsirlər verən köməkçidir.'

Kasıb ölkələr üçün dəstək

Digər bir problem, vaksinlərin parçalana bilməsidir, deyə sağlamlıq innovasiyasına yönəlmiş beynəlxalq qeyri-kommersiya təşkilatı olan PATH-də peyvəndin hazırlanmasını araşdıran Manjari Lal izah edir. "Ən çox rast gəlinən deqradasiya zülal denatürasiyasıdır ki, bu da üçölçülü strukturun açılmasını nəzərdə tutur". Buna istilik, fiziki güc və ya kimyəvi parçalanma səbəb ola bilər. Vaksinlər dondurularaq qurutma yolu ilə maye haldan toz halına gətirildikdə kimyəvi parçalanma xüsusilə vacib ola bilər. Bu yanaşmada PATH işçiləri tərkibində şəkər stabilizatorları olan məhlulları dondurur və içində olduqları gəmini vakuum altına qoyaraq buzu çıxarırlar. Kimyəvi zərərin qarşısını almaq üçün bu proses zamanı peyvəndin pH sabit qalmalıdır. Manjari və onun həmkarları bunu təmin etmək üçün duzların düzgün birləşməsini və növünü əlavə etməlidirlər.

Eynilə, soyuducuların az olduğu yoxsul, isti ölkələrə peyvəndlərin getməsi lazım olduqda, istiliyin pozulması problemdir. Katie's Jenner İnstitutunun həmkarları adi süfrə şəkəri, saxaroza və fərqli bir şəkər forması olan trehaloza istifadə edərək qarışıqların istidən sağ qalması üçün bir yol tapdılar. Alimlər bu şəkərlərin və peyvəndin və köməkçi maddələrin qarışığını süzgəcdə və ya membranda yavaş-yavaş qurutmaq üçün qoyurlar, orada nazik, şəkərli bir film halına gəlirlər. Şəkərdəki spirt funksional qrupları molekullararası qarşılıqlı təsirlərdən, o cümlədən hidrogen bağından istifadə edərək peyvənd zülallarının formasını sabit saxlayır.

Manjari və onun PATH əməkdaşları da oxşar yanaşmadan istifadə edirlər və o, zülalların hərəkətini dayandırmağın vacibliyini vurğulayır. Su az olduğundan, zülalı parçalamaq üçün digər maddələrin filmə daxil olması da çətindir. Deqradasiya reaksiyası sürəti çox yavaşlayır. Jenner İnstitutunun metodunda peyvənd istehsalçıları daha sonra membranı şprisin ucunda otura bilən sadə plastik kartuşa qoyurlar. Sonra, peyvənd lazım olduqda, tibb işçiləri onu sadəcə su ilə yuya, peyvəndi buraxıb xəstəyə yeridə bilərlər.

Kimya və biologiya arasında kurrikulumlar arası əlaqələri araşdırın

Sinoptik revizyon, 16-18 yaş aralığı

Tələbələrinizin tanımadığı kontekstlərdə kimya haqqında düşünmələrini təmin etmək üçün bu sinoptik suallarla biologiya ilə kurikulumlar arası əlaqə yaradın. Resursun iki versiyası var, biri sualların mövzular üzrə qruplaşdırıldığı, digəri isə qruplaşdırılmadığı yerdir. Suallar seçilə və sinifdə müzakirəni stimullaşdırmaq üçün istifadə edilə bilər. Alternativ olaraq, onlar mövzunun sonunda (qruplaşdırılmış suallar) və ya kursun sonunda (sinoptik suallar) təftiş və ya genişləndirmə fəaliyyəti üçün iş vərəqində istifadə edilə bilər.

Qruplaşdırılmış suallar (MS Word və ya pdf kimi) və ya sinoptik suallar (MS Word və ya pdf kimi) olan resursu yükləyin.

Katie deyir ki, bir çox geniş istifadə olunan peyvəndlər üçün tədqiqatçılar antikorların əmələ gəlməsi üçün düzgün tetikleyicini tapdılar, çünki onlar "prosesin əvvəlində şanslı idilər". Məhdud elmi biliklərlə digər xəstəliklər üçün peyvəndlər əlçatmazdır. Bu xəstəliklərə tez-tez antikorların bəzən təsir etmədiyi viruslar səbəb olur. Bunun səbəbi virusların hüceyrələrimizin səthindəki zülalları tanıyıb tuta bilməsidir. Viruslar özlərinin surətlərini çıxarmaq üçün bu hüceyrələrin içərisinə doğru yol alır və onların zülal mexanizmlərini qaçırırlar.

"Onda iş daha çətindir, çünki virusu yoluxmuş hüceyrələrin içindən təmizləməlisən və antikorlar bunu edə bilməz" dedi Katie. Keti və onun komanda yoldaşlarının Ebola peyvəndi hazırlamaq üçün istifadə etdikləri variantlardan biri virusların hüceyrələrə daxil olmasını əngəlləməkdir. Bu mümkündür, çünki son on ildə mikrobların necə qurulduğunu kodlayan genləri oxumaq xeyli ucuzlaşıb. O, hansı genlərin Ebolanın hüceyrələrimizə yapışmaq üçün istifadə etdiyi zülallarla əlaqəli olduğunu öyrənə bilər.

Keti deyir: "Biz bundan sonra bu zülallara qarşı antikor istehsal edən bir peyvənd yarada bilərik". “Bu, çox sadədir, çünki Ebola genomunda kodlanmış cəmi yeddi zülal var.” Ebola peyvəndini hazırlamaq təəccüblü dərəcədə asandır – insanlarda sınaqdan keçirilmiş heç biri uğursuz olmadı, o qeyd edir. Onlar əsasən mövcud deyildilər, çünki heç kim onları inkişaf etdirməyə üstünlük verməmişdi.

Fərqli fikirlərin formalaşması

Digər problem istehsal zamanı, şirkətlər yumurtada virus yetişdirən zaman yaranır. Bu zaman viruslar bir qədər dəyişə bilər və peyvəndlərdə daha az təsirli olur. Bunun əvəzinə, Katie və onun həmkarları Jenner İnstitutunun alimləri bakteriya, maya və ya həşərat hüceyrələrini genetik cəhətdən dəyişdirərək peyvəndlərdə istifadə üçün zülal istehsal edirlər. Daha sonra hüceyrələri açaraq, xromatoqrafiya kimi kimyəvi təmizləmə üsullarından istifadə edərək ehtiyac duyduqları zülalları ayıra bilərlər.

Bu cür irəliləyişlər peyvənd istehsalındakı ümumi təkmilləşdirmənin bir hissəsidir ki, bu da onları əvvəlkindən daha güclü etmək üçün imkanlar açır. Katie virusa yoluxmuş hüceyrələri öldürmək üçün T-hüceyrə adlanan ağ qan hüceyrəsini öyrədə bilən "alt vahid" peyvəndlərin hazırlanmasında ixtisaslaşıb. "Adi bir soyuqdəymə virusunu qəbul edirsən və onun genomunun təxminən yarısını silirsən" deyə izah edir. "O, insan daxilində çoxala bilməz, ancaq bir gen ifadə edə və immunitet sisteminə zülal göstərə bilər." O deyir ki, bu, antikor öyrədən peyvəndlər hazırlamaqdan "daha çətindir", lakin bu, vacib bir problemin öhdəsindən gəlməyə kömək edə bilər. problem: qripə qarşı peyvəndlər bəzən işləmir.

Mənbə: © Amos Gumulira/AFP/Getty Images

Tibb bacısı 23 aprel 2019-cu il tarixində Malavinin Lilonqve şəhərindəki Mitundu İcma xəstəxanasında malyariya peyvəndi tətbiqi pilot proqramının başlanğıcında xəstə uşaqlara müalicə etməyi gözləyir.

Bu problem, H1N1 və ya H5N1 kimi adlar verilmiş qripin müxtəlif suşlarının olması səbəbindən baş verir. H, adi peyvəndlərdən yaranan antikorların hədəf aldığı hemaglutinin adlı bir proteinə aiddir. Hazırda peyvənd bizi yoluxduran ştammı əhatə etmirsə, immun sistemimiz onunla mübarizə aparmağa öyrəşməyib. Hemagglutinin bir baş və bir gövdəyə malikdir, peyvəndlərdən gələn antikorlar adətən baş hissəsini hədəf alır. Bununla belə, bu hissə hemaglutininin müxtəlif versiyaları arasında dəyişir. Kök daha vahid və sabitdir, lakin adətən immunitet sistemi tərəfindən nəzərə alınmır. Alt vahid peyvəndi hazırlamaq üçün bu gövdə üçün gendən istifadə etmək hər cür qripdən qoruya bilər.

Jenner İnstitutu bu yanaşmadan vaksinlərə təcili ehtiyac duyulan digər xəstəliklərdə, o cümlədən HİV, vərəm və xüsusilə malyariyada istifadə edir. "İki il əvvəl Qərbi Afrikada böyük Ebola epidemiyası təxminən 11,000 insanın ölümünə səbəb oldu" dedi Katie. “Malyariya bu rəqəmi iki həftədən bir öldürür!” Malyariya bakteriya və viruslardan daha böyük və genetik cəhətdən daha mürəkkəb olan parazitlərdən qaynaqlanır. Buna görə də peyvəndin hansı zülalın hədəf alınacağına qərar vermək çətindir.

Katie 2019-cu ilin aprelində genişmiqyaslı insan sınaqlarına daxil olan və 30 ildir inkişaf etdirilən malyariya peyvəndini vurğulayır. İndi biz elmi daha yaxşı başa düşürük, malyariya immunitetin özünümüdafiəsinin təkmilləşdirilmiş üsullarından faydalanan ilk xəstəliklərdən biri ola bilər, o təklif edir. "Biz peyvəndi daha ucuz və istehsalını asanlaşdıra, potensial olaraq daha təhlükəsiz və bəlkə də daha sərfəli edə bilərik - ümid edirəm ki, onu 21-ci əsr versiyasına çevirə bilərik."


Bağırsaq mikroblarının immun sistemimizə heyrətamiz təsiri

Kredit: CC0 Public Domain

Crohn xəstəliyi, dağınıq skleroz və ya tip 1 diabet kimi otoimmün və allergik vəziyyətlər bir gün bağırsaqlarınızdakı mikroblarla müalicə edilə bilərmi?

Bağırsağınızın içərisində bağırsaq mikrobiotası kimi tanınan bakteriya, göbələk və viruslar toplusu var.

Təəccüblüdür ki, onlar biz doğulduqdan dərhal sonra inkişaf etməyə başlayırlar. Anamızın bakteriyaları bədənimizi və bağırsağımızı sürətlə kolonizasiya edərək, həftələr ərzində mədə-bağırsaq traktımız mikroblarla yüklənir.

Bu geniş mikroorqanizmlər cəmiyyəti bədənimizdə yaşayır və bədənimizin hissələrinin necə işləməsi üçün çox vacibdir. Əslində, bu mikroorqanizmlər o qədər vacibdir ki, bədənimizdə öz hüceyrələrimiz qədər önə çıxırlar.

Bağırsağımıza gəldikdə, mikrobiota əsasən bakteriyalardan ibarətdir, baxmayaraq ki, göbələklər və viruslar da var.

Bağırsağımızda hər an milyardlarla bu bakteriya hüceyrəsi var və onların işlərindən biri bədənimizin istehsal edə bilmədiyi B1-dən B12-yə, folat, K vitamini və tiamin kimi vacib vitaminləri istehsal etməkdir.

Bu mikrobların digər mühüm funksiyası onların immunitet sisteminə təsiridir. Bu, bədənin infeksiyalara qarşı ilk müdafiə xəttidir. İmmunitet sistemi də öz hüceyrələrimiz xəstələndikdə onları məhv edərək bizi sağlam saxlayır.

Son illərdə bağırsağımızdakı mikroblar intensiv araşdırmaların mərkəzindədir. Ortaya çıxan şey, sağlamlığımız ilə bağırsaq mikroblarının xüsusi qruplarının olması və ya olmaması arasında güclü əlaqələrdir.

Bağırsaq mikrobları və immunitet sistemi

Sarkis Mazmanian Kaliforniya Texnologiya İnstitutunun Mikrobiologiya professorudur. O, 15 ildən çoxdur ki, bağırsaq mikroblarının sağlamlığımıza necə təsir etdiyini öyrənir.

Sarkis deyir: "İnsanlardakı bağırsaq mikrobiotası fərdlər arasında dəyişir".

“Biotibbdə yeni bir konsepsiya ortaya çıxdı ki, bağırsaqdakı müxtəlif bakteriya növlərinin tarazlığı immunitet sisteminin aktiv olub-olmamasına təsir göstərə bilər.

"Bu vacibdir, çünki həddindən artıq aktivləşdirilmiş immunitet sistemi zamanla toxuma zədələnməsi və simptomlarla nəticələnə bilər" dedi.

"[Bu] insanlarda bir çox otoimmün, iltihablı və allergik xəstəliklərin səbəbinin altında olduğuna inanılır."

Sarkis, antiinflamatuar xüsusiyyətlərə malik bakteriyalarla kolonizasiyanın gələcəkdə bir çox xəstəliklərin qarşısını ala və ya hətta müalicə edə biləcəyinə inanır.

Effektiv immun sisteminin əsasını immunitet hüceyrələrinə dostları düşmənlərdən ayırmağa kömək edən zərif kimyəvi tarazlıq təşkil edir. Bağırsaq bakteriyaları bu tarazlığın mühüm oyunçularıdır. Yediyiniz lifi götürür və həzm edir, daha kiçik molekullara çevirirlər.

Bu molekulların bir qrupu mədə-bağırsaq sağlamlığımızın vacib hissəsi olan qısa zəncirli yağ turşularıdır (SCFA). SCFA-lar bədən daxilində bir sıra hüceyrələrə və funksiyalara təsir göstərə bilər və bağırsağın immun funksiyasında dəyişikliklərə səbəb ola bilər.

Bu SCFA-lar başqa bir vacib immun hüceyrəyə - tənzimləyici T hüceyrələrinə də təsir göstərir.

T-hüceyrələri immunitet sisteminin məlumatvericiləridir və bədəninizə işğalçı patogenlərə və ya mikroblara necə cavab verəcəyini söyləyirlər.

Bağırsaq bakteriyaları tərəfindən istehsal olunan SCFA-lar T hüceyrələri ilə qarşılıqlı əlaqədə olur və onların davranışlarına təsir edərək onları hüceyrələrə hücum və ya ehtiyata yönəldə bilər.

1-ci tip diabetdə immunitet sisteminin həddindən artıq olması

Bağırsaq mikrobiotası 150.000-dən çox avstraliyalını təsir edən otoimmün xəstəlik olan I tip diabetlə də əlaqələndirilmişdir.

Bu vəziyyət bədənin kifayət qədər insulin istehsalını dayandırır, çünki öz immun sistemi bu vəzifəni yerinə yetirən mədəaltı vəzi hüceyrələrinə hücum edir.

Bir araşdırmada tədqiqatçılar siçanları bağırsaq mikrobları tərəfindən fermentləşdirilmiş bir sıra xüsusi pəhrizlərlə bəslədilər. Pəhrizdən asılı olaraq, bu, bağırsaq bakteriyaları tərəfindən istehsal olunan iki ümumi SCFA-nın böyük miqdarda asetat və ya butiratın istehsalına səbəb oldu. Bu SCFA-ların siçanları diabetdən qoruduğu ortaya çıxdı.

Monaş Universitetinin immunologiya professoru Çarlz Makkay deyir: "Bu tədqiqatın diqqətəlayiq cəhəti [bu] SCFA-ların bir çox səviyyələrdə diabetdən qorunması idi".

SCFAs biologiyamızın başqa bir mürəkkəb aspektinə - epigenomumuza da təsir göstərir.

Genomumuzla birlikdə səssizcə işləyən epigenom, bir çox genin funksiyasını tənzimləyən DNT molekullarına yerləşdirilən geniş kimyəvi etiketlər repertuarıdır.

Epigenetik modifikasiyalar adlanan bu kimyəvi maddələr demək olar ki, palto kimi fəaliyyət göstərir. Onlar DNT və ya əlaqəli zülalların hissələrinə yerləşdirildikdə, onların funksiyalarına təsir göstərirlər.

Epigenetik modifikasiyaların birbaşa nəticəsi odur ki, genlər açıla və ya söndürülə bilər və tədqiqatlar SCFA-ların bu dəyişikliklərə təsir edə biləcəyini göstərdi.

2016-cı ildə aparılan araşdırmada tədqiqatçılar müəyyən ediblər ki, siçanların yağ və şəkərlə zəngin, lakin liflə zəngin olmayan Qərb pəhrizi ilə qidalanması epigenetik nəticələrə malikdir. Bu siçanlar, liflə zəngin pəhrizlə qidalanan siçanlarla müqayisədə əhəmiyyətli dərəcədə aşağı səviyyədə Bacteroidetes və daha çox miqdarda Firmicutes (iki ümumi bağırsaq bakteriyası) göstərdi.

"SCFAs, xüsusilə butirat, biologiyaya böyük təsir göstərən müəyyən genlərin ifadəsinə təsir göstərə bilər" deyə Çarlz izah edir.

Digər tədqiqatlar bağırsaq mikrobiotası, epigenetika və iltihablı bağırsaq xəstəlikləri, immun problemləri və hətta xərçəng kimi vəziyyətlərin yaranması arasında əlaqə yaratmışdır.

Bizim unikal mikrobiomumuz

Bağırsaqlarımızı sağlam saxlamağın vacib olduğunu bilirik, lakin ən böyük problemlərdən biri hələ də həllini tapmayıb – bunu necə edə bilərik?

Çarlz deyir: "Mikrobiom tədqiqatının hazırkı vəziyyəti mikrobiomunuzu yaxşılaşdırmaq üçün geniş şəkildə təsdiqlənmiş üsulları təmin etmir".

"Bu, əsasən, daha çox iş görülməli olduğu üçün, lakin eyni zamanda hamıya uyğun bir müdaxilə olmayacaqdır."

Nevertheless, some sure ways to improve the health of your gut and the rest of your body is to eat a healthy diet, rich in fibre and low in fat, sugar and processed foods, as explained by the CSIRO. Also, exercising and sleeping well are a sure way to improve your gut and overall health.

This article first appeared on Particle, a science news website based at Scitech, Perth, Australia. Orijinal məqaləni oxuyun.


Resistance to antibiotics and to immune system are interconnected in bacteria

E. coli bacterium visualized by electron microscopy. Credit: Electron Microscopy Unit, IGC.

Antibiotics and the immune system are the two forces that cope with bacterial infections. Now, two studies from Isabel Gordo's laboratory, at Instituto Gulbenkian de Ciência (IGC, Portugal), show for the first time that resistance to antibiotics and to the immune system is interconnected in bacteria. The researchers further discovered that bacteria adaptation to the immune system influences the spectrum of antibiotic resistance and, as a side effect, bacteria become more resistant to some antibiotics, but also more sensitive to other classes of antibiotics. These results were now published in the scientific journals Antimikrobiyal agentlər və kemoterapiTəkamül Tətbiqləri.

Bacterial infection requires an effective answer from the immune system. Macrophages are the immune cells that first respond to bacterial infection, by recognizing, engulfing and killing microorganisms. Paulo Durão and colleagues, at Isabel Gordo's laboratory, investigated the ability of bacteria that are resistant to several antibiotics to survive in the presence of macrophages. For this study, they used Escherichia coli bacteria with mutations that confer resistance to two antibiotics, rifampin and streptomycin, which are common in pathogenic bacteria. The researchers observed that these bacteria could survive better inside macrophages than non-resistant bacteria. Paulo Durão: "In our experiments there are no antibiotics present and still, in the harsh environment found inside macrophages, the E. coli strains which have antibiotic resistance seem to be fitter than the susceptible strain. This means that antibiotic treatment selects for antibiotic resistance and simultaneously selects for a higher resistance to the innate immune system."

At the same time, other team members of Gordo's Laboratory investigated the other side of the question: what happens when bacteria become resistant to the immune system? Ricardo Ramiro, first author of this study, conducted a series of experiments, forcing bacteria to evolve in the presence of macrophages. This resulted in bacteria capable of surviving better inside macrophages. Ramiro and colleagues discovered that these bacteria, initially without any resistance to antibiotics, became more resistant to a specific class of antibiotics, the aminoglycosides, and more sensitive to other classes of antibiotics.

"This side effect of bacterial adaptation to the immune system could be used in our favor to better select antibiotics for treatment of infections", says Ricardo Ramiro. "While adapting to the immune system, bacteria become more sensitive to some antibiotic classes. Thus, using those antibiotic classes for treatment of infections, should allow for a faster cure of the infection while minimizing the emergence of antibiotic resistant bacteria."

Isabel Gordo adds: "Our results with E. coli set the ground for future experiments in other important bacterial species, such as M. vərəmSalmonella."

Bacterial resistance to antibiotics has been increasing, posing a serious threat to human health. Understanding the relation between bacteria, immune system and antibiotics can open new avenues to cope with such public health problem.

Paulo Durão et al. Enhanced Survival of Rifampin- and Streptomycin-Resistant Escherichia coli Inside Macrophages, Antimikrobiyal agentlər və kemoterapi (2016). DOI: 10.1128/AAC.00624-16


Antibiotics can have adverse effects on your immune system

The immune system is your body's defense against invasive bacteria, viruses, and other harmful pathogens. This infection-fighting work happens on a cellular level: White blood cells (leukocytes) fight infections, B cells make antibodies to fight bacteria, and T cells destroy infected cells.

"Sometimes, the body's immune system cannot fight the bacterial infection off alone, which is when antibiotics enter the picture," says Kathleen Dass, MD, a Michigan-based immunologist and allergist. Antibiotics work to either kill off bacteria, or prevent them from reproducing, she explains.

And, in most cases, these drugs are incredibly effective. "In 1900, the top three causes of death were all due to infectious disease. That's no longer the case today, and that's because of… better hygiene, sanitation, vaccines, and antibiotics." says Alex Berezow, PhD, a microbiologist at the American Council on Science and Health.

However, these powerful drugs are not without a downside. For instance, taking antibiotics can destroy the normal, healthy bacteria in your gut. "This can affect the functioning of your digestive system, metabolism, and parts of the immune system that are in the digestive tract," Berezow says.

As Case Western Reserve University researchers found in one lab-based study on mice, antibiotics can destroy the good bacteria that work on behalf of the immune system to fight off fungal infections. Another mice study found that antibiotics made immune cells less effective at destroying bacteria, as well as changing their cells in ways that caused them to protect (instead of kill) the pathogen.

In humans, Berezow notes that changes to gut flora, or the bacteria living within your digestive tract, can also make you more susceptible to infection. And, the changes to the important microorganisms in your gut due to antibiotics can be permanent. "Your normal flora may never actually return completely to normal," Berezow says.


What a glowing green worm can teach us about our immune systems

Dennis Kim , associate professor of biology at MIT, spends his days carefully raising worms that are no bigger than a comma. The students in his lab feed them, watching them grow and multiply on petri dishes that sit in a plastic tub.

Then they infect the worms with deadly bacteria and watch them fight for their lives.

But as the worms die, humans learn how the simplest immune system can stave off a deadly infection while swimming in a world of bacteria.

“We’re interested in how (the worm) defends itself against bacteria,” Kim said. “They have an immune response that has a lot in common with a very ancient and kind of basic sort of branch of the human immune system, called the innate immune system.”

Primitive Immunity

Kim’s lab is studying the innate immune system, which is a first line of defense against infections. It’s a more primitive defense system, where physical barriers keep out bacteria and immune cells swarm to infection sites to fight off pathogens. All multicellular organisms — humans, worms, plants — have this general protection, Kim said.

Humans also have what is known as an adaptive immune system. When our body is attacked by a virus or bacteria, our white blood cells develop highly specialized antibodies to attack the disease.

That response can take days to kick in, and it’s up to the innate immune system to trigger it, said Stephen Calderwood , chief of infectious disease at Massachusetts General Hospital. If the immune system is weakened, either by medications, severe injury or genetic disorders like cystic fibrosis, infections can run rampant.

“Some of the mortality that occurs from bacterial infections occurs very early, in the first 24 hours, and that’s a time when the innate immune system is most relevant. Antibiotics are very effective of course, but often don’t have an opportunity to interact with the bacterium that quickly,” Calderwood said.

The worms, seen through a microscope, swim in a “lawn” of E. coli bacteria.

Why a Tiny Worm May Have the Answers

That innate immune response is the first line of defense in humans, Kim said. But even without highly specialized antibodies, microscopic organisms can fend off infections.

“Worms and flies don’t have that adaptive immune response, so it’s that first branch where they recognize that there’s a problem, and do what they can to either neutralize or kill the microbe with making proteins that can, for example, kill bacteria,” he said.

To understand how they do it, Kim’s lab has been studying Caenorhabditis elegans , usually just called C. elegans or “the worm.” It’s a tiny worm that lives in places teeming with bacteria, like soil, compost and rotting fruit. They eat bacteria E. coli is the regular worm chow in the lab.

At first glance, worms don’t have anything in common with humans. Each adult has about 1,000 cells, 302 of which are neurons or brain cells. They are transparent. They’re hermaphrodites, meaning each worm can create both sperm and eggs. That means each of its babies is a clone of its parent.

Despite those differences, a third of the worm’s genes have human counterparts, said Joshua Meisel, one of the graduate students in Kim’s lab. To understand which genes affect its simple immune system, Meisel creates random mutations in the worm, then looks for the mutant worms that have an impaired immune response.

“So you ask in this mutant, what is the gene I mutated that is producing this defect?”, Meisel said. “So you’re understanding the function of an unknown gene that has a human counterpart that no one has ever known before. And you would not have been able to get there if you had to guess at what the gene was that was controlling the immune response.”

And its a lot simpler to do this with worms rather than mice, he said.

“To do a genetic screen in mice like that you would need many, many years and a building the size of the MIT campus to hold all the mice. But in worms we can do a forward genetic screen where we mutate all the genes in the worm genome in a shoebox like this in 10 days.”

Associate professor Dennis Kim says that studying these worms may be able to teach us how to better coexist with bacteria.

Pseudomonas aeruginosa: The ‘Scourge of the Burn Unit’

About 30 feet down the hallway from the lab is a room the size of a coat closet, where beakers full of greenish fluid are kept at 98.6 degrees Fahrenheit. Machines whir to keep the beakers spinning, circulating air inside the beakers to allow the bacteria Pseudomonas aeruginosa to thrive.

Pseudomonas is unusual because it can infect just about any organism, Kim said. If this strain was injected into a plant, it would kill the plant. Put it in a mouse, and the mouse would develop sepsis and die, he said.

The strain of Pseudomonas in his lab was cultured from a patient across the river at Massachusetts General Hospital in the 1990s, and it remains the “scourge of the burn unit,” Kim said.

Pseudomonas is one of the top five nastiest hospital-acquired infections, Calderwood said. The bacteria is in the environment all around us, and for those of us with healthy immune systems, it rarely becomes a problem, he said.

But the bacteria is notoriously antibiotic resistant, making infections tough to treat, he said. In a hospital, Pseudomonas can be carried into a patient’s lungs or blood through medical equipment — breathing tubes, IVs, needles — and it’s a common cause of hospital-acquired pneumonia.

It’s a nasty infection to look at in some patients, Calderwood said. For one thing, it has a cloyingly sweet smell to it. Kim describes it as being grape-like. Zoe Hilbert, a graduate student in Kim’s lab, says it smells like a dirty gym locker room. The bacteria can also create inflammation and cause infected wounds to ooze green pus.

And for burn patients, Pseudomonas can be fatal. Pseudomonas kills the patient’s skin tissue, and patients wait in agonizing pain for a skin graft.

“Burn wound infections with Pseudomonas can be quite difficult to look at, and obviously if you’re the patient, quite difficult to tolerate. They’re usually heavily sedated with pain medicine, obviously to keep them out of pain while the treatment takes hold,” Calderwood explained.

View through a microscope of C. elegans worms that have been tagged with a green protein.

Seeing Green and Watching the Immune System at Work

One of the advantages of using C. elegans is biologists can watch how the entire organism reacts to an infection, Kim said. But the worms are see-through, and the bacteria are even smaller that the millimeter-long C. elegans.

So the researchers make the worms and bacteria light up with a green fluorescent protein that is found in jellyfish. Scientists take the jellyfish gene for fluorescence and splice it into the DNA of a protein they want to study and watch it glow in the dark. They can tag specific tissues or individual cells, said Doug Cattie, a graduate student in Kim’s lab.

For one experiment, researchers engineered the bacteria with the glowing green protein so they could watch how the microbes made the worms ill.

“Normally when C. elegans eat bacteria, the bacteria die and burst open,” Cattie said. “When the worms get sick and the bacteria start growing inside of their intestine, then you’ll actually have division of the bacteria inside the intestine of the worm and you can see this green fluorescence glow as the bacteria become pathogenic to the worm.”

How the Worm — and Humans — Can Win

The Pseudomonas can kill the worm in just a couple of days, Kim said. But the worm can win. Its innate immune response uses a protein as warning flag, signaling to the worm’s cells to mount an attack against the Pseudomonas.

Studying those proteins can help us understand how humans’ immune systems deal with bacteria too.

“It turns out that if you look at the proteins that are involved (in) signaling the worm, many of those proteins actually have a function in mice or human cells, in defending mammalian hosts against pathogenic infection,” he said.

But what has been more surprising is that the worms learn to avoid the bad bacteria in the first place, Kim said. Not only do their bodies adapt to fight the Pseudomonas, they learn behaviors to avoid the bad bacteria. And it turns out that worms help other worms stay alive.

“They’re social organisms. They make small molecules that allow them to sense crowdedness … we think, actually, some of these sort of cues are also involved in their responses to pathogenic bacteria. So in some ways, it’s a group effort,” Kim said.

This is how worms survive in a world full of bacteria, Kim said. And by continuing to study how they survive and avoid the bad bacteria, we may understand how our own cells cope with a world of microscopic invaders, which, he said, outnumber our cells 10-1.

But we’re really not battling these bacteria all the time. “In fact, we’re just coexisting with them,” said Kim. “Yet there’s emerging evidence that there’s some communication going on.” In other words, if a worm can avoid the bad bacteria, maybe our cells can do it too, he explained.

And for those who work in infectious disease, understanding how the body’s first line of defense works could mean better survival for their high-risk patients.

“If you could figure out better how the innate immune system works, then you could probably stimulate it in a non-specific way, non-specific in relation to what kind of infection is going on,” Calderwood said. “Even if you didn’t know the infection yet for another day or two, while you’re still getting tests, the innate immune system could respond … That’s what happens in most normal people, so the question is: could we reproduce that in people who aren’t responding in a normal way, to influence the mortality in that first 24 hour window?”


Videoya baxın: Top 10 Foods You MUST EAT To Lose Weight FOREVER (Iyul 2022).


Şərhlər:

  1. Buinton

    Düşünürəm ki, səhvə icazə verəcəksiniz. PM-də mənə yazın, biz onu idarə edəcəyik.

  2. Samutaur

    Müzakirədə indi iştirak edə bilmirəm - boş vaxt yoxdur. Mən qayıdacağam - mütləq rəyi ifadə edəcəyəm.

  3. Zelus

    haqlı deyilsən. Biz bunu müzakirə edəcəyik. PM-ə yazın, əlaqə saxlayaq.



Mesaj yazmaq