Kohlenhydrat-bindende Proteine in Lücken in der Immunabwehr

Unsere Körper produzieren eine Familie von Proteinen, das erkennen und abtöten von Bakterien, deren Kohlenhydrat-Schichten ähneln denen unserer eigenen Zellen zu eng, haben Wissenschaftler entdeckt.

Genannt galectins, die diese Proteine erkennen Kohlenhydrate aus einer breiten Palette von Krankheit-verursachenden Bakterien und kann möglicherweise eingesetzt werden, wie Antibiotika zur Behandlung bestimmter Infektionen. Die Ergebnisse sind geplant für die Publikation in Nature Chemical Biology.

Forscher an der Emory University School of Medicine machte die Entdeckung mit Hilfe von Glas-Objektträger, beschichtet mit einer Palette von über 300 verschiedenen Glykane (die Kohlenhydrate auf der Oberfläche von Zellen), die aus Bakterien, von denen viele gefunden in den Darm. Man kann sich diese Folien genannten mikrobiellen glycan-microarrays – Kleiderschränke Anzeige einer Vielzahl von Kleidung getragen von den Darmbakterien.

„Viele Mikroben decken sich mit Glykane, die etwas ähneln die unsere eigenen Zellen,“ sagt Richard D. Cummings, PhD, professor und Stuhl der Abteilung von Biochemie an der Emory University School of Medicine. „Das begrenzt, wie gut das Immunsystem können Antikörper zu reagieren, um jene Mikroben.“

Um zu verhindern, dass auto-immun-Angriff, den unser Körper für gewöhnlich keine Antikörper gegen Moleküle auf unsere eigenen Zellen. Das hinterlässt Lücken in unserer Abwehr, die Bakterien ausnutzen konnte. Einige dieser Lücken werden gefüllt durch galectins, die Forscher gefunden.

Die Entdeckung baut auf eine erste Feststellung, veröffentlicht in Nature Medicine im Jahr 2010, beschreibt galectins, erkennen und töten Bakterien exprimieren die humane Blutgruppe-B-antigen.

Die Emory-Forscher arbeiteten mit dem Labor von James C. Paulson, Doktor, am Scripps Research Institute (TSRI). Erster Co-Autoren des Papiers sind Sean Stowell, MD/PhD (resident in der in der Labor-und Transfusionsmedizin an der Emory), Connie Arthur, PhD (post-doc fellow an der Emory mit Stowell), wissenschaftliche Assistentin und Ryan McBride an TSRI.

Im Gegensatz zu Antikörpern, die galectins töten die Bakterien direkt, ohne dass andere Teile des Immunsystems zu Haufen auf. Die Forscher identifizierten mehrere Sorten von Bakterien (Pseudomonas aeruginosa, Providencia alcalifaciens, Klebsiella pneumoniae und Serratia marcescens, zum Beispiel) für die gezielte Tötung durch galectins. In einigen Fällen werden nur bestimmte Stämme von bestimmten Bakterien waren anfällig, da nur die Stämme getragen die Ziel-glycan.

„Diese Studien haben den Weg freigemacht für das Verständnis der Möglichkeiten, in denen adaptive oder Antikörper-basierte Faktoren arbeiten zusammen mit angeborenen oder Gal-basierte Faktoren zu geben, die uns Immunität gegen ein breites Spektrum von Mikroben,“ Cummings sagt.

Darüber hinaus wird die microarray-Technologie bietet tools für die Studie glycan-bindende Antikörper und galectins in der Bevölkerung, sagt er.

„Diese Studien verwenden winzige Mengen von Blut – nur ein paar Tropfen – und zeigen, wie glycan-microarrays könnte ersetzen alte Technologie“, sagt er. „Mit diesen Werkzeugen, die Ermittler identifizieren konnte, Entwicklungs – und altersspezifische Unterschiede in der anti-mikrobiellen glycan-Antikörper in Menschen, die können Vorhersagen, Anfälligkeit für Krankheiten.“

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