Så kan pneumokocker hindras från att invadera hjärnan
Ett internationellt forskarlag, lett av forskare från Karolinska Institutet, har identifierat två receptorer på cellerna i hjärnans blodkärl som kan blockeras och hindra pneumokocker från att ta sig in i hjärnan. Studien, som publiceras i den vetenskapliga tidskriften The Journal of Experimental Medicine, visar att antikroppar som blockerar receptorerna kan bli en ny behandlingsstrategi mot hjärnhinneinflammation.
Pneumokocker är den vanligaste orsaken till bakteriella luftvägsinfektioner, och även den viktigaste orsaken till hjärnhinneinflammation i världen. Uppskattningsvis drabbas cirka 100 000 barn under 5 år årligen av detta tillstånd, som för många är livshotande. Trots behandling med antibiotika är det vanligt att patienter får bestående neurologiska komplikationer.
Fäster på hjärnans blodkärl
För att orsaka hjärnhinneinflammation måste bakterierna ta sig från luftvägarna till blodet och vidare genom blod-hjärnbarriären – det täta cellagret som omsluter hjärnans blodkärl. Hur bakterierna lyckas med det sista steget har forskarna inte känt till tidigare. I den aktuella studien undersökte forskarna hjärnvävnad från patienter som avlidit efter hjärnhinneinflammation och kunde se att 90–95 procent av alla pneumokocker befann sig vid två receptorer, PECAM-1 och pIgR, på cellerna i blod-hjärnbarriären.
Sedan tidigare är det känt att pneumokocker kan ta sig in i hjärnan, men inte hur de fäster på cellerna. Den nya forskningen visar hur två viktiga bakterieproteiner, RrgA och PspC, känns igen av två specifika receptorer, PECAM-1 och pIgR, på cellerna i blod-hjärnbarriären.
– Våra resultat tyder på att de här två receptorerna är väldigt viktiga för pneumokockernas förmåga att ta sig in i hjärnan, säger Birgitta Henriques-Normark, professor vid institutionen för mikrobiologi, tumör- och cellbiologi på Karolinska Institutet.
I nästa steg undersökte forskarna hur blockering av de två receptorerna med antikroppar påverkade pneumokockinfektioner i möss. De möss vars receptorer blockerades fick upp till hundra gånger färre bakterier i hjärnan jämfört med obehandlade möss.
Ny behandlingsstrategi
Forskarna visade även att antibiotika, som är den vanliga behandlingsformen, i kombination med antikroppar var effektivare än bara antibiotika – vissa möss botades helt. Resultaten tyder på att även antibiotikaresistenta bakterier kan stoppas från att infektera hjärnan med hjälp av antikroppar.
– Nu ska vi fortsätta undersöka hur förloppet ser ut och försöka förstå mekanismerna som gör att pneumokockerna tar sig in i hjärnan med hjälp av receptorerna. Fynden gör också att vi kan börja fundera över nya strategier för behandling i människor. Kan interaktionen mellan pneumokocker och cellerna i hjärnan stoppas så är mycket vunnet, säger Birgitta Henriques-Normark.
Studien finansierades av Knut & Alice Wallenbergs stiftelse, Vetenskapsrådet, Stiftelsen för strategisk forskning och ALF-medel från Stockholms läns landsting.
Publikation
pIgR and PECAM-1 bind to pneumococcal adhesins RrgA and PspC mediating bacterial brain invasion
Federico Iovino, Joo-Yeon Engelen-Lee, Matthijs Brouwer, Diederik van de Beek, Arie van der Ende, Merche Valls Seron, Peter Mellroth, Sandra Muschiol, J. Bergstrand, J. Widengren, Birgitta Henriques-Normark, The Journal of Experimental Medicine, online 17 maj 2017