Labmedya - Laboratuvar ve Sağlık Gazetesi

İlkbaharın gelmesi ve yürüyüş sezonunun başlamasıyla birlikte, insanlar ayak bileklerine yapışan ve deriye batan kenelerle giderek daha fazla karşılaşabilir. Çoğu kene ısırığı zararsız olsa da, bazıları Lyme hastalığı gibi bakteriyel enfeksiyonları yayabilir.

Genellikle Borrelia burgdorferi bakterisinin neden olduğu Lyme hastalığı, ABD’de yılda yaklaşık 476.000 kişiyi etkiliyor. Bu nedenle, araştırmacılar hastalığa karşı aşı tasarlamaya çalışıyorlar. Son birkaç on yılda, araştırmacılar umut vadeden bir aşı antijeni belirlediler : Bakterilerin konakçıların bağışıklık tepkisinden kaçmasına yardımcı olan tamamlayıcı düzenleyici edinen yüzey proteini 2 (CspZ).

Tufts Üniversitesi’nde bulaşıcı hastalık biyoloğu olan Yi-Pin Lin bir basın bülteninde , « CspZ’nin enfeksiyon sırasında bol miktarda üretildiği için ideal bir aşı hedefi olacağını yıllardır biliyorduk, ancak zorluk, proteinin doğal formunda güçlü bir bağışıklık tepkisini tetiklememesiydi » dedi .

Lin ve ekibi, proteini kodlayan geni düzenledi ve hastalığa neden olan bakterileri etkili bir şekilde öldüren ve hastalıkla ilişkili semptomları önleyen güçlü bir bağışıklık tepkisi uyandıran mutantlar buldu. Nature Communications’da yayınlanan çalışma , diğer adaylardan daha az doz gerektirerek Lyme hastalığına karşı uzun süreli koruma sağlayabilen bir aşı antijeni belirledi . 

Bakteriler konakçıları enfekte ettiğinde, CspZ patojenleri tespit etmekten sorumlu bir konakçı molekülü olan faktör H’ye bağlanır ve bu proteinin bir bağışıklık tepkisi tetiklemesini önler. Daha önce, Lin’in grubu da dahil olmak üzere araştırmacılar, iki değiştirilmiş amino asit taşıyan CspZ’nin ( CspZ-YA ) faktör H ile etkileşime girmediğini ve bunun sonucunda bağışıklık sisteminin patojeni tanıdığını ve bir tepki uyandırdığını gösterdi. 

Mevcut çalışmada Lin ve ekibi, daha kullanışlı bir aşı adayı olacak daha kararlı bir protein üretmek için sonuçlarını geliştirdiler. CspZ-YA’nın X-ışını yapısını açıkladılar ve kararlılığını artırmak için değiştirilebilecek iki ek amino asit kalıntısı belirlediler. Daha sonra bu mutasyonları taşıyan genleri CspZ-YA arka planına klonladılar ve her iki değiştirilmiş CspZ-YA proteinini saflaştırdılar.

Modifiye edilmiş proteinlerden herhangi biriyle aşılanan fareler yüksek titrelerde antikor üretti. Araştırmacılar, iki doz aşılamadan sonra farelerden alınan serumları modifiye edilmiş veya modifiye edilmemiş CspZ-YA ile karşılaştırdılar ve ilkinin kültürlenmiş B. burgdorferi’yi daha etkili bir şekilde öldürdüğünü buldular. 

Aşılanmış fareleri enfekte kenelere maruz bırakmak, modifiye edilmiş protein içeren aşılardan birini alan hayvanlarda daha düşük bakteri yüküyle sonuçlandı. Bu fareler, eklemlerde iltihaplanma gibi Lyme hastalığının daha az şiddetli semptomlarını gösterdi.

Lin ve ekibi daha sonra modifiye edilmiş CspZ-YA’nın gelişmiş bağışıklık tepkisinin altında yatan moleküler temeli araştırdı. Üç boyutlu görüntüleme, simülasyonlar ve algoritmalar kullanarak protein yapılarını tahmin eden araştırmacılar, genetik değişikliklerin faktör H’nin bağlanma bölgesine bitişik proteinin bazı kısımlarında CspZ-YA amino asitleri arasında artan etkileşimlere yol açtığını keşfetti.

Araştırmacılar, artan moleküler etkileşimlerin modifiye edilmiş proteinin ısı toleransını artıracağı ve onu insan vücudu sıcaklıklarında daha kararlı hale getireceği hipotezini öne sürdüler. Bununla tutarlı olarak, modifiye edilmemiş protein, modifiye edilmiş CspZ-YA’ya kıyasla daha düşük bir sıcaklıkta denatüre oldu.

Lin, « Bu, tasarlanmış CspZ proteininin vücutta daha uzun süre kalmasını sağlayarak koruyucu antikorların sürekli üretimini teşvik ediyor ve bu da ihtiyaç duyulan aşı hatırlatma dozlarının sayısını önemli ölçüde azaltıyor » dedi.

Araştırmacılar, nihayetinde, insan klinik deneyleri yaparak, tasarlanmış CspZ protein tabanlı aşı stratejilerinin güvenliğini test etmek için platformlar geliştirmeyi umuyorlar.

Yazar: Bassma Bouanani

Kaynakça: https://www.the-scientist.com/developing-an-effective-lyme-disease-vaccine-72896