Forskare vid Marshall University Joan C. Edwards School of Medicine har upptäckt en ny strategi för att minska vävnadsskador orsakade av Streptococcus pyogenes, den ”köttätande bakterie” som orsakar allvarliga infektioner som nekrotiserande fasciit. Studien, publicerad i tidskriften Nature Communications, visar att genom att störa den köttätande bakteriens ämnesomsättning kan kroppen bättre tolerera infektionen och läka mer effektivt.
Bakterien manipulerar kroppens immunförsvar
Forskningen leddes av Wei Xu, docent i biomedicinska vetenskaper vid Marshall University, tillsammans med kollegor vid Washington University School of Medicine och Central China Normal University. Teamet fann att S. pyogenes manipulerar kroppens immunförsvar genom sin aeroba blandade syrajäsningsprocess. Denna process producerar metaboliska biprodukter – såsom acetat och format – som försämrar immuncellernas funktion, fördröjer elimineringen av bakterier och saktar ner sårläkningen.
Genom att hämma denna metaboliska väg hos bakterien med en pyruvat dehydrogenasinhibitor, lyckades forskarna minska vävnadsskadorna i en musmodell med nekrotiserande hudinfektion. Dessa resultat tyder på att omprogrammering av bakteriens ämnesomsättning kan fungera som en ny terapeutisk strategi. Detta kan inte bara förbättra värdens tolerans mot infektionen utan också vara en potentiell kompletterande behandling tillsammans med antibiotika. Strategin skulle kunna öka effektiviteten hos befintliga behandlingar, särskilt vid svåra infektioner där antibiotikaresistens eller kraftig inflammation försämrar patienternas utfall.
”Denna studie kastar ljus över hur den köttätande bakteriens ämnesomsättning påverkar immunförsvaret,” säger Xu. ”Genom att förstå dessa interaktioner kan vi utveckla nya behandlingsstrategier som skyddar vävnader, förbättrar antibiotikas effekt och leder till bättre patientresultat”.
PDH-hämmare främjar snabbare läkning
Studien visar att S. pyogenes använder enzymet pyruvat dehydrogenas (PDH) i sin aeroba blandade syrajäsning. Forskarna upptäckte att inhibition av PDH ökade nivåerna av den antiinflammatoriska cytokinen IL-10 och främjade en snabbare läkning i musmodellen. Detta beror på att inhiberingen av PDH minskar produktionen av acetat och format, vilket i sin tur påverkar värdcellernas acetyl-CoA-metabolism och regleringen av IL-10.
Vidare identifierade studien en specifik PDH-hämmare, kallad H8, som visade sig effektivt minska vävnadsskador i möss infekterade med S. pyogenes. Behandlade möss hade en liknande bakteriebörda som obehandlade möss, men signifikant mindre hudskador.
Forskarna menar att dessa fynd kan leda till utvecklingen av nya terapier för allvarliga infektioner orsakade av S. pyogenes och potentiellt andra patogena bakterier som också är beroende av PDH. En kombination av PDH-hämmare och traditionella antibiotika skulle kunna vara särskilt fördelaktig vid behandling av infekterande sjukdomar där snabb vävnadsdestruktion försvårar antibiotikas tillträde till infektionsstället och fördröjer läkningsprocessen.
Viktiga punkter från studien
- Streptococcus pyogenes använder aerob blandad syrajäsning för att manipulera immunförsvaret och orsaka vävnadsskador.
- Metaboliska biprodukter som acetat och format hämmar immunfunktionen och fördröjer läkning.
- Inhibering av enzymet pyruvat dehydrogenas (PDH) minskar vävnadsskador i en musmodell.
- PDH-inhibering leder till ökade nivåer av den antiinflammatoriska cytokinen IL-10 och främjar sårläkning.
- Den specifika PDH-hämmaren H8 minskade effektivt vävnadsskador i infekterade möss.
- Resultaten tyder på att omprogrammering av bakteriell metabolism kan vara en ny terapeutisk strategi mot svåra infektioner.
Denna forskning öppnar upp för nya möjligheter att behandla allvarliga infektioner orsakade av ”köttätande bakterier” genom att fokusera på bakteriens metabolism snarare än enbart på att döda bakterierna. Detta kan leda till effektivare behandlingar och bättre utfall för patienter i framtiden.
