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科学者はマウスの肉食病を止める

壊死性筋膜炎の主要な原因である細菌、または肉食病は、免疫系がそれを攻撃するのを止める神経系を得ることによって、広範囲にわたる致命的な感染を引き起こす。

オレンジの背景に細菌

マサチューセッツ州ボストンのハーバード大学医学部の科学者たちが率いるチームは、壊死性筋層炎のマウスで病気を誘発する戦術を研究しながら、驚くべき発見をしました。

この研究については、すぐにジャーナルに掲載する予定で、研究者は2つの可能性のある治療法を提案しています。

彼らが動物およびヒトの試験で成功すれば、この治療法は「高度に侵襲性の細菌感染」を含むことに大きな価値がある可能性がある。

ハーバード大学医学部の微生物学と免疫生物学の助教授であるシニア研究の著者Isaac M. Chiuは、「壊死性筋膜炎」は、治療に非常に挑戦的であり、許容できないほど高い死亡率を有する荒廃した状態であると説明している。

肉食病

肉食性疾患は、皮下組織、皮膚の直下にある組織、および体内にある器官を覆う筋膜である深刻な細菌感染によって引き起こされます。

病気は非常にまれです。毎年、世界中で約200,000人が罹患しており、米国には約1,200人が罹患しています。

いくつかのタイプの細菌によって引き起こされる可能性のある感染症は、診断が容易ではなく、急に発達して急速に広がる可能性があります。速やかに治療しないと、約30%の症例で起こる「多臓器不全と死」を引き起こす可能性があります。

傷害後、神経系は1つのシグナルを脳に送り、もう1つは免疫系に送る。最初のシグナルは痛み感を誘発し、2番目のシグナルは免疫システムに抑制を促します。

科学者たちは、ニューロンや神経細胞には、健康な組織に「副次的な」損傷を引き起こす可能性のある免疫細胞の「過剰配備」を防ぐために、免疫系を抑えるよう指示する能力があることを示唆している。

Chiu教授は、この神経系と免疫系の相互作用が肉食疾患においてどのように働くかに興味を持ち、罹患した患者がしばしば症状が発現する前に起こった過度の痛みを経験したことを発見した。

細菌が自らの利益のために免疫系を抑制するための傷害に対するこの自然な二重応答を何らかの形で利用していたのだろうか?

細菌毒素が免疫沈黙を引き起こす

これをさらに調査するために、彼と彼の同僚は感染したヒト患者から採取した細菌を動物に注射することによって、肉食疾患のマウスモデルを開発した。

マウスモデルを使用して、彼らは細菌によって産生される毒素(ストレプトリジンSと呼ばれる)が痛みの引き金となり、その後の免疫系のサイレンシングであることを発見しました。

さらなる試験で、彼らは毒素を産生できないように遺伝子操作された細菌をマウスに注射した。彼らは感染したが、マウスは通常の痛みを示さなかったし、感染も侵襲的にならなかった。

研究者らは、改変細菌に毒素産生能を「再構築」し、その後同じマウスにそれらを導入することによって、ストレプトリジンSの役割を確認した。この感染症は「本格的な」肉食病に発展した。

その後、チームは毒素を遮断する抗体をマウスに与えた。マウスの疼痛症状は、細菌性ストレプトリジンSがトリガーであることを確認して、大幅に減少した。

基盤となる分子メカニズム

研究者らは、神経系と免疫系との間の相互作用の根底にある分子メカニズムを探究するさらなる実験を行った。

これらの研究で、彼らは、ストレプトリジンSがニューロンを誘発して痛みの信号を脳に送ることを発見した。これはまた、カルシトニン遺伝子関連ペプチド(CGRP)と呼ばれる神経伝達物質または化学伝達物質を分泌させる免疫系への別のシグナルを誘発し、免疫応答を保持する。

彼らはまた、CGRPは、好中球の放出を停止すること、および創傷部位で細菌を殺すそれらの能力をブロックすることによって、これを行うことも発見した。

Chiu教授は、「効果的に、このニューロン信号は、感染を抑制するために身体の感染症戦闘機に通常呼び出される警報システムを消音する」と述べている。

彼は、傷口がきれいで感染していないときに、そのような反応が適切であることを説明するために続けます。そこにない感染症に対処するために、免疫システムが入ってきて健康な組織に炎症を起こすことは望ましくありません。

しかし、ストレプトバクテリアはこれを利用して、傷口に感染したときと同じ戦略を呼び起こし、病気を妨げられずに発症させることができます。

壊死性筋膜炎の初期段階の患者は、しばしば膨大な量の痛みを感じるが、赤み、腫脹、炎症など、それに付随すると思われる症状を示さない。

しかし、Chiuらは、何らかの理由で炎症を引き起こし、細菌を取り除いた好中球が召喚されなかった場合、これが期待したことであると示唆している。

病気を止める2つの方法

科学者たちは実験を行い、2群のマウスに細菌を導入した.1つは神経線維が痛みの信号を伝える能力を停止し、もう1つは痛みのシグナルを伝えないことである。

これらは、痛みの神経を遮断することにより、身体の感染の制御が改善されることを実証した。

顔のしわ防止化粧処置に存在する神経ブロッカーであるボツリヌス神経毒Aをマウスに注射した種々の実験は、このようなアプローチが肉食疾患の治療として働く可能性があることを示した。

マウスが最初に感染してすでに2日後に神経ブロッカーを注射し、既に創傷が病気を止めてより多くの組織損傷を引き起こしていた。

研究者らはまた、この疾患に取り組む別の可能性のある方法をテストした。彼らは、CGRPブロッカーが、神経細胞が停止シグナルを送達するのを止めることによって、免疫系のブレーキを除去したことを示した。彼らはまた、壊死性筋膜炎がマウスに広がるのを止めた。

「我々の発見は、この疾患の発症におけるニューロンの驚くべき新しい役割を明らかにし、さらなる探索を保証する有望な措置を指摘する」と述べた。

Isaac M. Chiu教授

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