Лаймската болест, бактериална инфекция, предавана от кърлежи, засяга почти половин милион души в Съединените щати всяка година. Лаймската болест е една от най-разпространените, предавани с кърлежи инфекции в България.Между 20% и 30% от възрастните иксодови кърлежи и 10% от нимфите им са заразени с причинителите на Лаймската болест. В повечето случаи антибиотиците ефективно премахват инфекцията, но при някои пациенти симптомите остават с месеци или години.

Изследователи от Масачузетския технологичен институт и Университета в Хелзинки откриха, че човешката пот съдържа протеин, който може да предпази от Лаймска болест.

Не е известно как точно протеинът инхибира растежа на бактериите, причиняващи лаймска болест, но изследователите се надяват да използват защитните способности на протеина, за да създадат кремове за кожа, които биха могли да помогнат за предотвратяване на заболяването или за лечение на инфекции, които не реагират на антибиотици.

„Този ​​протеин може да осигури известна защита от лаймска болест и ние смятаме, че тук има реални последици за превантивна и евентуално терапевтична терапия на базата на този протеин“, казва Михал Каспи Тал, главен научен сътрудник в отдела по биологично инженерство на MIT и един от старшите автори на новото изследване.

Лаймската болест най-често се причинява от бактерия, наречена Borrelia burgdorferi. Симптомите включват треска, главоболие, умора и характерен обрив.

Повечето пациенти получават доксициклин, антибиотик, който обикновено изчиства инфекцията. При някои пациенти обаче симптоми като умора, проблеми с паметта, нарушения на съня и болки в тялото могат да продължат с месеци или години.

Тал и Олила, които са постдокторанти заедно в Станфордския университет, започнаха това проучване преди няколко години с надеждата да намерят генетични маркери за чувствителност към лаймска болест. За тази цел те решиха да проведат проучване за асоцииране на целия геном (GWAS) на финландски набор от данни, който съдържа геномни последователности за 410 000 души, заедно с подробна информация за техните медицински истории.

Този набор от данни включва около 7000 души, които са били диагностицирани с лаймска болест, което позволява на изследователите да търсят генетични варианти, които са по-често срещани при хора, които са имали лаймска болест, в сравнение с тези, които не са.

Този анализ разкрива три попадения, включително две, открити в имунни молекули, които преди това са били свързвани с Лаймска болест. Третият им удар обаче беше пълна изненада - секретоглобин, наречен SCGB1D2. Секретоглобините са семейство протеини, намиращи се в тъканите, покриващи белите дробове и други органи, където играят роля в имунните отговори на инфекция. Изследователите открили, че този конкретен секретоглобин се произвежда предимно от клетки в потните жлези.

За да разберат как този протеин може да повлияе на лаймската болест, изследователите създадоха нормални и мутирали версии на SCGB1D2 и ги изложиха на Borrelia burgdorferi, отглеждани в лабораторията. Те откриха, че нормалната версия на протеина значително инхибира растежа на Borrelia burgdorferi. Въпреки това, когато изложиха бактериите на мутиралата версия, беше необходим два пъти повече протеин за потискане на бактериалния растеж.

След това изследователите излагат бактериите на нормалния или мутиралия вариант на SCGB1D2 и ги инжектират в мишки. Мишки, инжектирани с бактериите, изложени на мутантния протеин, се заразяват с лаймска болест, но мишки, инжектирани с бактерии, изложени на нормалната версия на SCGB1D2, не го правят.

„В документа показваме, че са останали здрави до 10-ия ден, но ние проследихме мишките повече от месец и те никога не са се заразили. Това беше наистина вълнуващо“, казва Тал.

Предотвратяване на инфекция

След като изследователите от Масачузетския технологичен институт и Университета в Хелзинки публикуваха първоначалните си открития,, изследователи в Естония повториха резултатите от проучването за асоцииране в целия геном, използвайки данни от Естонската биобанка. Тези данни от около 210 000 души, включително 18 000 с лаймска болест, по-късно бяха добавени към окончателното проучване на Nature Communications .

Изследователите все още не са сигурни как SCGB1D2 инхибира бактериалния растеж или защо вариантът е по-малко ефективен. Въпреки това, те откриха, че вариантът причинява изместване от аминокиселината пролин към левцин, което може да попречи на образуването на спирала, открита в нормалната версия.

Сега те планират да проучат дали прилагането на протеина върху кожата на мишки, които не произвеждат естествено SCGB1D2, може да ги предпази от заразяване с Borrelia burgdorferi . Те също планират да изследват потенциала на протеина като лечение на инфекции, които не реагират на антибиотици.

„Имаме фантастични антибиотици, които действат при 90 процента от хората, но през 40-те години, в които знаем за лаймската болест, не сме помръднали от това“, казва Тал. „Десет процента от хората не се възстановяват след прием на антибиотици и няма лечение за тях.“

„Това откритие отваря вратата към напълно нов подход за предотвратяване на лаймската болест на първо място и ще бъде интересно да видим дали може да бъде полезно и за предотвратяване на други видове кожни инфекции“, казва Кара Спилър, професор по биомедицина иновация в Училището по биомедицинско инженерство към университета Дрексел, който не е участвал в проучването.

Изследователите отбелязват, че хората, които имат защитната версия на SCGB1D2, все още могат да развият лаймска болест и не трябва да предполагат, че няма да го направят. Един фактор, който може да играе роля, е дали човекът се поти, когато е ухапан от кърлеж, носител на Borrelia burgdorferi .

SCGB1D2 е само един от 11 секретоглобинови протеини, произведени от човешкото тяло, и Тал също планира да проучи какво могат да правят някои от тези други секретоглобини в тялото, особено в белите дробове, където се намират много от тях.

„Нещото, което ме вълнува най-много, е идеята, че секретоглобините може да са клас антимикробни протеини, за които не сме мислили. Като имунолози говорим непрекъснато за имуноглобулини, но никога не бях чувал за секретоглобин, преди това да се появи в нашето проучване на GWAS. Ето защо сега ми е толкова забавно. Искам да знам какво правят всички“, казва тя.

Изследването е финансирано отчасти от Емили и Малкълм Феърбейрн, Научната фондация Instrumentarium, Академията на Финландия, Финландската медицинска фондация, Younger Family и Bay Area Lyme Foundation.