Därför orsakar vissa pneumokocker oftare hjärnhinneinflammation

Strukturer på pneumokockbakteriers yta har stor betydelse för deras förmåga att ta sig in i hjärnan och orsaka svåra infektioner. Det visar forskare vid Karolinska Institutet i en ny studie som publiceras i den vetenskapliga tidskriften Journal of Clinical Investigation. Fynden pekar på att pneumokocker som är små och som har ett speciellt protein på sin yta lättare kan passera blod-hjärnbarriären och orsaka hjärnhinneinflammation, som i många fall är dödlig.

Pneumokockbakterier är kända för att orsaka infektioner i luftvägarna, såsom lunginflammation, bihåleinflammation och öroninflammation. De är också en vanlig orsak till mycket allvarliga sjukdomar som blodförgiftning och hjärnhinneinflammation, även kallat meningit. Men exakt hur det går till när pneumokockerna tar sig in i hjärnan och orsakar meningit är oklart. Hjärnans blodkärl har nämligen speciella egenskaper som hindrar vissa läkemedel, droger och olika potentiellt skadliga celler som immunceller, bakterier och virus att ta sig från blodet till hjärnan. Detta skydd kallas blod-hjärnbarriären.

Strukturer på ytan

I den aktuella studien visar forskarna, ledda av professor Birgitta Henriques-Normark, att strukturer på pneumokockernas yta, så kallade pili, påverkar hur bakterierna kan ta sig genom blod-hjärnbarriären och infektera hjärnvävnaden. Forskarna har tittat närmare på ett av pilusproteinerna, RrgA, som de i tidigare studier har visat är av betydelse för hur pneumokockerna kan binda till celler i lungan. De har nu upptäckt att RrgA underlättar bakteriernas passage till hjärnan.

Pneumokocker är runda bakterier. När pneumokocker växer i blodet sitter de oftast ihop två och två eller i korta kedjor av olika längd. Men forskarna har nu funnit att en liten del av pneumokockerna som har pili, mindre än fem procent, återfinns som runda, enskilda kocker i blodet. Och det är de som är bäst på att ta sig in i hjärnan. Forskarna fann att pneumokocker som infekterat hjärnan hos möss har formen av små runda, enskilda kocker och att de inte uttrycker proteinet DivIVA, som spelar roll för celldelningen och för pneumokockernas oftast äggliknande form.

– Våra data tyder på att pneumokocker som har pilusproteinet RrgA, och är av liten storlek i form av enskilda kocker, lättare kan passera från blodströmmen till hjärnan. Där kan de orsaka meningitis som kan vara dödligt, säger Birgitta Henriques-Normark vid institutionen för Mikrobiologi, tumör- och cellbiologi.

Varbildande infektion

Meningit är en akut, varbildande infektion i hjärnhinnorna och i utrymmen mellan dem. Hjärnhinneinflammation är vanligast hos barn och vuxna över 60 år. Symtomen är bland annat feber, huvudvärk, nackstelhet, sömnlöshet, kräkningar, krampanfall och koma. Sjukdomen kan ge allvarliga långvariga konsekvenser och har en hög dödlighet.

Forskningen har finansierats med anslag från Knut och Alice Wallenbergs stiftelse, Vetenskapsrådet, Stiftelsen för strategisk forskning (SSF), ALF-medel från Stockholms Läns Landsting och Marie Curie-projektet LAPASO som finansieras av EU.

Publikation

Pneumococcal meningitis is promoted by single cocci expressing pilus-adhesin RrgA
Federico Iovino, Disa Hammarlöf, Genevieve Garriss, Sarah Brovall, Priyanka Nannapaneni och Birgitta Henriques-Normark
Journal of Clinical Investigation, publiceras online 27 juni 2016, doi:10.1172/JCI84705.