Πρόκειται για την πρωτεΐνη που ονομάζεται ιντελεκτίνη-2 η οποία ενισχύει το προστατευτικό στρώμα βλέννας που καλύπτει το πεπτικό σύστημα.
Η άμυνα του ανθρώπινου οργανισμού απέναντι στους παθογόνους μικροοργανισμούς ξεκινά από τους βλεννογόνους υμένες, οι οποίοι αποτελούν το πρώτο και κρίσιμο φράγμα του ανοσοποιητικού συστήματος. Στο επίπεδο αυτό, σημαντικό ρόλο διαδραματίζουν οι λεκτίνες, μια κατηγορία πρωτεϊνών που έχουν την ικανότητα να αναγνωρίζουν μικρόβια και άλλα κύτταρα προσκολλώμενες σε σάκχαρα που βρίσκονται στην επιφάνειά τους.
Επιστήμονες του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Μασαχουσέτης (MIT) έδειξαν ότι μία συγκεκριμένη λεκτίνη μπορεί να δρα αποτελεσματικά ενάντια σε πολλούς διαφορετικούς τύπους βακτηρίων στο γαστρεντερικό σύστημα. Η πρωτεΐνη αυτή, γνωστή ως ιντελεκτίνη-2 (intelectin-2), δεσμεύεται σε σάκχαρα που βρίσκονται στις βακτηριακές μεμβράνες, συμβάλλοντας τόσο στη σύλληψη των μικροβίων όσο και στην επιβράδυνση της ανάπτυξής τους. Παράλληλα, έχει την ιδιότητα να συνδέει μεταξύ τους τα συστατικά της εντερικής βλέννας, ενισχύοντας έτσι τη συνοχή και τη λειτουργικότητα του βλεννογόνου φραγμού.
Όπως εξηγεί η Λώρα Κίσλινγκ, καθηγήτρια Χημείας στο MIT και επικεφαλής της μελέτης, η δράση της ιντελεκτίνης-2 είναι διπλή και συμπληρωματική. Από τη μία πλευρά, σταθεροποιεί το προστατευτικό στρώμα της βλέννας και από την άλλη, σε περίπτωση που αυτός ο φραγμός διαταραχθεί, μπορεί να περιορίσει ή ακόμη και να εξουδετερώσει τα βακτήρια που προσπαθούν να τον διαπεράσουν. Αυτή η διπλή λειτουργία την καθιστά ιδιαίτερα αποτελεσματικό στοιχείο της έμφυτης ανοσολογικής άμυνας.
Με βάση τα ευρήματα αυτά, οι ερευνητές εκτιμούν ότι η ιντελεκτίνη-2 θα μπορούσε στο μέλλον να αξιοποιηθεί θεραπευτικά. Μία από τις πιθανές εφαρμογές είναι η ενίσχυση του βλεννογόνου φραγμού σε παθήσεις όπως η φλεγμονώδης νόσος του εντέρου, όπου η ακεραιότητα της βλέννας συχνά διαταράσσεται.
Τα μέχρι σήμερα επιστημονικά δεδομένα δείχνουν ότι το ανθρώπινο γονιδίωμα κωδικοποιεί περισσότερες από 200 λεκτίνες, πρωτεΐνες που δεσμεύουν υδατάνθρακες και συμμετέχουν σε πληθώρα λειτουργιών, από την ανοσολογική άμυνα έως την επικοινωνία μεταξύ των κυττάρων. Το εργαστήριο της Κίσλινγκ, το οποίο εδώ και χρόνια μελετά τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ λεκτινών και υδατανθράκων, επικεντρώθηκε σε μια υποομάδα αυτών των πρωτεϊνών που ονομάζονται ιντελεκτίνες. Στον άνθρωπο έχουν αναγνωριστεί δύο μέλη αυτής της οικογένειας, η ιντελεκτίνη-1 και η ιντελεκτίνη-2.
Παρότι οι δύο πρωτεΐνες έχουν πολύ παρόμοια δομή, η ιντελεκτίνη-1 ξεχωρίζει επειδή δεσμεύεται αποκλειστικά σε υδατάνθρακες που συναντώνται σε βακτήρια και άλλους μικροοργανισμούς. Πριν από περίπου μία δεκαετία, η ερευνητική ομάδα της Κίσλινγκ κατάφερε να προσδιορίσει τη δομή της ιντελεκτίνης-1, χωρίς ωστόσο να έχουν αποσαφηνιστεί πλήρως οι λειτουργίες της. Την ίδια περίοδο, υπήρχαν ενδείξεις ότι η ιντελεκτίνη-2 θα μπορούσε επίσης να συμμετέχει στην ανοσολογική άμυνα, αλλά τα διαθέσιμα στοιχεία ήταν περιορισμένα. Η Αμάντα Ντάγκαν, συν-συγγραφέας της μελέτης και ερευνήτρια στο ίδιο εργαστήριο, ανέλαβε να διερευνήσει συστηματικά τον ρόλο αυτής της λιγότερο μελετημένης πρωτεΐνης.
Στον ανθρώπινο οργανισμό, η ιντελεκτίνη-2 παράγεται σε σταθερά επίπεδα από τα κύτταρα Paneth του λεπτού εντέρου. Στα ποντίκια, αντίθετα, η έκφρασή της από τα καλυκοειδή κύτταρα που παράγουν βλέννα φαίνεται να ενεργοποιείται σε συνθήκες φλεγμονής ή κατά τη διάρκεια ορισμένων παρασιτικών λοιμώξεων. Στη νέα μελέτη διαπιστώθηκε ότι τόσο η ανθρώπινη όσο και η ποντικίσια ιντελεκτίνη-2 δεσμεύονται σε ένα συγκεκριμένο σάκχαρο, τη γαλακτόζη. Η γαλακτόζη απαντάται συχνά στις μουκίνες, τα βασικά δομικά μόρια της βλέννας. Όταν η ιντελεκτίνη-2 συνδέεται με αυτές, συμβάλλει στη μηχανική ενίσχυση του βλεννογόνου φραγμού.
Το ίδιο σάκχαρο βρίσκεται και στην επιφάνεια ορισμένων βακτηρίων. Οι ερευνητές έδειξαν ότι η ιντελεκτίνη-2 μπορεί να προσκολλάται σε μικρόβια που φέρουν γαλακτόζη, συμπεριλαμβανομένων πολλών παθογόνων που ευθύνονται για γαστρεντερικές λοιμώξεις. Με την πάροδο του χρόνου, τα παγιδευμένα βακτήρια φαίνεται να αποδομούνται, γεγονός που υποδηλώνει ότι η πρωτεΐνη μπορεί να διαταράσσει τις κυτταρικές τους μεμβράνες και να τα εξοντώνει. Η αντιμικροβιακή αυτή δράση αφορά ευρύ φάσμα βακτηρίων, ακόμη και ορισμένα που εμφανίζουν αντοχή στα κοινά αντιβιοτικά.
Σύμφωνα με τους ερευνητές, ο συνδυασμός της ενίσχυσης του βλεννογόνου φραγμού και της άμεσης αντιμικροβιακής δράσης προσφέρει ισχυρή προστασία στο γαστρεντερικό σύστημα. Σε ασθενείς με φλεγμονώδη νόσο του εντέρου, τα επίπεδα της ιντελεκτίνης-2 συχνά αποκλίνουν από το φυσιολογικό. Χαμηλά επίπεδα μπορεί να αποδυναμώνουν τον βλεννογόνο φραγμό, ενώ υπερβολικά υψηλά επίπεδα ενδέχεται να οδηγούν σε υπερβολική εξόντωση ωφέλιμων βακτηρίων του εντέρου. Η αποκατάσταση της ισορροπίας αυτής της πρωτεΐνης θα μπορούσε, επομένως, να αποτελέσει θεραπευτικό στόχο.
Όπως τονίζει η Κίσλινγκ, τα ευρήματα αναδεικνύουν τη σημασία της σταθερότητας του βλεννογόνου φραγμού και ανοίγουν τον δρόμο για την αξιοποίηση των ιδιοτήτων των λεκτινών στον σχεδιασμό νέων πρωτεϊνών που ενισχύουν ενεργά αυτό το προστατευτικό στρώμα. Επιπλέον, δεδομένου ότι η ιντελεκτίνη-2 μπορεί να εξουδετερώνει παθογόνα όπως το Staphylococcus aureus και το Klebsiella pneumoniae, τα οποία συχνά εμφανίζουν αντοχή στα αντιβιοτικά, υπάρχει προοπτική να αναπτυχθεί ως νέος αντιμικροβιακός παράγοντας.
Η αξιοποίηση ανθρώπινων λεκτινών για την αντιμετώπιση της μικροβιακής αντοχής, καταλήγει η ερευνήτρια, συνιστά μια ριζικά διαφορετική στρατηγική που βασίζεται στους ίδιους τους έμφυτους αμυντικούς μηχανισμούς του οργανισμού. Η εκμετάλλευση πρωτεϊνών που το σώμα χρησιμοποιεί ήδη για να προστατεύεται από παθογόνους μικροοργανισμούς θεωρείται ιδιαίτερα ελκυστική και αποτελεί ένα πεδίο έρευνας που αναπτύσσεται δυναμικά.
Η μελέτη δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο επιστημονικό περιοδικό NatureCommunications.
