Una tossina prodotta da un batterio che causa infezioni del tratto urinario è correlata a, eppure diverso in modi chiave da, la tossina che causa la pertosse, secondo nuove ricerche. Le scoperte, che sarà pubblicato nel numero dell'8 settembre di Il Giornale di Chimica Biologica , potrebbe aiutare nello sviluppo di nuovi vaccini.

L'ingrediente chiave del vaccino esistente contro la pertosse, o pertosse, è una forma inattiva di tossina della pertosse. La tossina attiva della pertosse agisce entrando nei globuli bianchi e modificando chimicamente una categoria di proteine ​​G, che sono molecole di segnalazione essenziali. Queste proteine ​​G modificate non sono più in grado di legarsi ai loro recettori, che interrompe la segnalazione essenziale all'interno della cellula, disabilitando localmente la risposta immunitaria e permettendo ai batteri di proliferare. La tossina inattiva della pertosse trovata nel vaccino insegna al sistema immunitario a evitare questo silenzio.

Le proteine ​​simili alla tossina della pertosse sono prodotte da molti batteri, ma si sa relativamente poco di cosa fanno o di come funzionano. Un gruppo di ricerca supervisionato da Jamie Rossjohn alla Monash University di Melbourne, Australia, era interessato a studiare la diversità delle tossine simili alla pertosse poco studiate e vedere cosa si poteva imparare da loro.

"[La tossina della pertosse] è davvero una molecola sorprendente, ed è stato estremamente essenziale nel vaccino contro la pertosse, " ha detto Dene Littler, il ricercatore che ha guidato il lavoro. "Mi sono davvero emozionato all'idea che ci potessero essere altre forme di questa tossina in altri batteri, forse nei batteri che causano infezioni croniche a lungo termine dove è assolutamente necessario che i batteri spengano il sistema immunitario per vivere".

Littler e i suoi colleghi hanno cercato sequenze di DNA simili a quelle che codificano la tossina della pertosse tra i genomi dei batteri pubblicati. Hanno trovato una serie di sequenze di tossine simili alla pertosse nei genomi del sottoinsieme di ceppi di E. coli che possono vivere benignamente nell'intestino ma causare sintomi se entrano nel sangue o nel tratto urinario. Questo era un indizio che le tossine simili alla pertosse sono molto diffuse tra i patogeni E. coli , ma non era noto se il E. coli tossina simile alla pertosse, o EcPlt, funziona allo stesso modo della tossina della pertosse.

"Ero particolarmente interessato a quello che è successo una volta che le tossine [prodotte da E. coli ] erano all'interno della cella, "Ha detto Littler. Molti studi sulle tossine batteriche esaminano come le tossine entrano prima nelle cellule e l'effetto sulla cellula, non esattamente come la tossina cambia - ed è cambiata - nell'ambiente intracellulare.

Il team ha effettuato studi biochimici su EcPlt da un ceppo batterico che causa infezioni del tratto urinario. Hanno prodotto il primo rapporto sulla forma attiva di EcPlt all'interno delle cellule umane, descrivendo come l'ambiente chimico all'interno della cellula ha fatto sì che la proteina cambiasse forma e si attivasse.

Hanno anche scoperto che, sebbene EcPlt modifichi la stessa proteina G e interrompa la stessa via di segnalazione della tossina della pertosse, lo fa in modo leggermente diverso. La tossina della pertosse è in grado di modificare un solo amminoacido specifico nella sua proteina G umana bersaglio; se quell'aminoacido cambia, la proteina G non è più influenzata dalla tossina della pertosse. EcPlt, d'altra parte, modificato un diverso amminoacido ma similmente interrotto la segnalazione della proteina G.

"Forse il modo in cui la pertosse fa [questa modifica] è semplicemente più difficile da annullare per le cellule umane, "Piccola ha detto, speculando sul perché la pertosse causata dalla tossina della pertosse sia una malattia più grave delle infezioni del tratto urinario causate da batteri che producono EcPlt.

Littler spera che la comprensione della diversità naturale delle tossine simili alla pertosse possa aiutare a migliorare i vaccini esistenti e a crearne di nuovi.

"Le nostre strutture di tossine aiutano a identificare come funzionano le tossine simili alla pertosse e aiutano a definire modi per produrre versioni inattive, " Littler ha detto. "Il componente della tossina della pertosse del vaccino DTaP ha molto successo. I vaccini diretti contro altre proteine ​​simili alla pertosse potrebbero essere ugualmente efficaci nella prevenzione delle malattie".