A Staphylococcus aureus bőrkötése: A kalcium titkos fegyvere

Ha azt hitted, hogy egy alapos kézmosás mindent elmos, ez a tudományos kutatás mindjárt másfele sodor. A Staphylococcus aureus, vagyis a közismert aranystafilokokk, olyan hihetetlenül erősen képes a bőrünkhöz tapadni, hogy a kutatók a valaha mért legerősebb biológiai kötések között tartják számon. És mindezt a kalciumnak köszönheti. De hogyan lehetséges ez, és milyen új kezelési lehetőségek rejlenek ebben a felfedezésben?

Miért olyan ragaszkodó a Staphylococcus aureus?

A bőrünkön élő, ám potenciálisan veszélyes Staphylococcus aureus baktérium olyan módon tapad a bőrsejtekhez, amely lényegében lehetetlenné teszi a mindennapi megszokott tisztítással való eltávolítását. Az Auburn Egyetem biológusai, Rafael Bernardi vezetésével, felfedezték, hogy a baktérium egy SdrD nevű fehérjéje és a bőrünk DSG-1 fehérjéje között kialakuló kapcsolat a kalcium jelenlétében válnak szupererőssé.

Érdekes módon, ez pontosan az a mechanizmus, amit a testünk a bőrsérülések gyógyítására használ. Amikor egy vágás vagy ekcéma fellép, a szervezet kalciumot küld a károsodott területre, hogy gyorsabban regenerálódjon a bőr. „A mechanizmus, amit a zúzódás gyógyítására használunk, ugyanaz, amit a baktériumok kihasználnak, hogy jobban tapadjanak a bőrünkhöz” – magyarázza Bernardi. Ilyen módon a testünk védelmi mechanizmusa paradox módon elősegíti a fertőzést.

Egy nanovilág erőviszonyai: 2 nanonewtonnál erősebb kötés

De vajon milyen erős pontosan ez a kötés? A kutatók mikroszkópos megfigyeléseket és számítógépes szimulációkat végezve azt találták, hogy a két fehérje a kalcium segítségével 2 nanonewtonnál is nagyobb erőket képes ellenállni. Bernardi kijelenti: „Nem ismerünk olyan biológiai kötést, amely erősebb lenne ennél anélkül, hogy kovalens kötésről lenne szó.”

Hogy ezt érthetőbbé tegyük, egy sejten belül zajló mechanikai erők általában piconewtonokban mérhetők (egy nanonewton ezredrésze). Például az izomösszehúzódást lehetővé tevő fehérjék szétválasztásához mindössze 60-80 piconewton erőre van szükség. A stafilokokk kötődési ereje azonban körülbelül hússzorosa ennek. „A molekuláris szinten a parányi baktériumok jobban tudnak markolni, mint amennyit az izmaid fel tudnak emelni” – fűzi hozzá Bernardi.

Milyen következményei vannak az új felfedezésnek?

Ez a szupererős kötés magyarázatot adhat arra, hogy miért olyan makacsok a stafilokokk-fertőzések. A baktériumok könnyen behatolhatnak vágásokon, karcolásokon keresztül, és bőrgyulladást (cellulitis) vagy életveszélyes szisztémás fertőzéseket okozhatnak. Ha sikerülne megakadályozni az SdrD és a DSG-1 fehérjék kötődését, az forradalmasíthatná a kezeléseket.

Különösen fontos ez az antibiotikum-rezisztens törzsek, például a MRSA esetében. Ezek a baktériumok úgynevezett biofilmet, azaz egy nyálkás védőpajzsot képeznek, ami megnehezíti az antibiotikumok hatását. Azonban, ha az egyedi baktériumsejtek nem tapadnak meg a bőrön, a biofilm nem tud kialakulni. Ekkor az immunsejtek vagy a gyógyszerek közvetlenül támadhatják meg a kórokozókat.

Még számos kérdés nyitva marad. Például, hogy a bőrünkön élő különböző stafilokokk-törzsek kötődési ereje változó-e. De egy dolog biztos: a bőr és a baktérium közti molekuláris kézfogás megzavarása egy teljesen új frontot nyithat a fertőzések elleni harcban. Talán egyszerűbb lesz elmosni a baktériumot, mint eddig hittük, de ehhez előbb fel kell törnünk a kalcium által létrehozott védelmet. Vajon a jövő antibiotikumai pontosan itt fognak beavatkozni?