Nowe badania ujawniają, w jaki sposób nasz układ odpornościowy wykorzystuje białka wiążące guanylan do zwalczania infekcji bakteryjnych poprzez tworzenie niszczycielskiej otoczki wokół bakterii, oferując potencjalne ścieżki innowacyjnych terapii.
Białko GBP1 jest kluczowym składnikiem naturalnej obrony naszego organizmu przed patogenami. Zwalcza bakterie i pasożyty, otaczając je białkowym płaszczem. Do niedawna mechanizm tego działania ochronnego pozostawał tajemnicą. Naukowcy z Politechniki w Delft rozszyfrowali teraz sposób działania tego białka. Ich ustalenia, opublikowane w Przyroda Biologia strukturalna i molekularnamoże utorować drogę do opracowania nowych leków i terapii, zwłaszcza dla osób z osłabionym układem odpornościowym.
Rola GBP we wrodzonej odporności
Jak wyjaśnia biofizyk Arjen Jakobi, białka wiążące guanylan (GBP) są niezbędne dla naszego wrodzonego układu odpornościowego. „GBP stanowią pierwszą linię obrony przed różnymi chorobami zakaźnymi wywoływanymi przez bakterie i pasożyty. Przykładami takich chorób są czerwonka, dur brzuszny wywołany przez bakterie Salmonella i gruźlica. Białko odgrywa również znaczącą rolę w leczeniu chlamydii przenoszonej drogą płciową, a także w toksoplazmozie, która jest szczególnie niebezpieczna w czasie ciąży i dla nienarodzonych dzieci.
GBP1: Płaszcz bakteryjny
W swojej publikacji Jakobi i jego współpracownicy po raz pierwszy opisują, w jaki sposób wrodzony układ odpornościowy walczy z bakteriami za pomocą białek GBP1. „Białko otacza bakterie, tworząc wokół nich rodzaj otoczki” – wyjaśnia Tanja Kuhm, doktorantka w grupie badawczej Jakobiego i główna autorka artykułu. „Zacieśnienie tej otoczki powoduje przerwanie błony bakteryjnej – warstwy ochronnej otaczającej intruza – dzięki czemu komórki odpornościowe mogą pozbyć się infekcji”.
Rozszyfrowanie strategii obronnej GBP
Aby rozszyfrować strategię obronną GBP, naukowcy zbadali, w jaki sposób białka GBP1 wiążą się z błonami bakteryjnymi, za pomocą kriogenicznego mikroskopu elektronowego. Umożliwiło im to szczegółowe obejrzenie procesu aż do skali molekularnej. Jakobi: „Udało nam się uzyskać szczegółowy trójwymiarowy obraz tworzenia się otoczki białkowej. Razem z eksperymentami biofizycznymi przeprowadzonymi w grupie badawczej Sandera Tansa w instytucie badawczym AMOLF, które umożliwiły nam precyzyjne manipulowanie systemem, udało nam się rozszyfrować mechanizm działania antybakteryjnego.”
Potencjał zastosowań medycznych
Według Jakobiego badania te pomagają nam lepiej zrozumieć, w jaki sposób nasz organizm jest w stanie zwalczać infekcje bakteryjne. „Jeśli dobrze to zrozumiemy i będziemy w stanie konkretnie aktywować lub dezaktywować zaangażowane białka za pomocą leków, może to zaoferować możliwości przyspieszenia pozbycia się niektórych infekcji”.
Odniesienie: „Strukturalne podstawy montażu powłoki membrany przeciwdrobnoustrojowej przez człowieka GBP1” autorstwa: Tanja Kuhm, Clémence Taisne, Cecilia de Agrela Pinto, Luca Gross, Evdokia A. Giannopoulou, Stefan T. Huber, Els Pardon, Jan Steyaert, Sander J. Tans i Arjen J. Jakobi, 11 października 2024 r., Przyroda Biologia strukturalna i molekularna.
DOI: 10.1038/s41594-024-01400-9
