Naukowcy odkryli mechanizm obronny jednej z najgroźniejszych bakterii świata

Wszawicowy dur nawrotowy, wywoływany przez bakterię borelię duru powrotnego Borrelia recurrentis, należy do najgroźniejszych chorób zakaźnych człowieka. Naukowcy z Universitätsmedizin Frankfurt oraz Justus-Liebig-Universität Gießen zidentyfikowali pięć białek, które pozwalają patogenowi skutecznie blokować elementy wrodzonej odpowiedzi immunologicznej. Odkrycie może przyczynić się do rozwoju nowych metod diagnostycznych oraz przyszłych szczepionek przeciwko tej zaniedbanej chorobie tropikalnej.

W artykule:

• Czym jest wszawicowy dur nawrotowy i gdzie występuje
• Dlaczego zakażenie może być śmiertelne
• Jak białka Chi blokują układ odpornościowy człowieka
• Znaczenie plazminogenu dla rozprzestrzeniania się bakterii
• Nowe możliwości diagnostyczne i szczepionkowe
• Znaczenie badań dla zdrowia publicznego

Wszawicowy dur nawrotowy jest chorobą zakaźną wywoływaną przez krętkowatą bakterię Borrelia recurrentis, przenoszoną przez wszy odzieżowe (a nie wszy głowowe). Schorzenie zostało opisane już przez Hipokratesa w IV wieku p.n.e. i przez stulecia stanowiło poważne zagrożenie zdrowotne podczas wojen, migracji oraz kryzysów humanitarnych.

Pierwszym objawem zakażenia jest zwykle wysoka gorączka utrzymująca się przez kilka dni. Następnie pojawia się okres bezgorączkowy, po którym dochodzi do kolejnych nawrotów gorączki. Charakterystyczne cykle gorączkowe są cechą wyróżniającą tę chorobę. Chociaż zakażenie można skutecznie leczyć antybiotykami, nieleczone przypadki kończą się zgonem nawet u 20% chorych, szczególnie w regionach o ograniczonym dostępie do opieki medycznej.

Choroba związana z ubóstwem i kryzysami humanitarnymi

Wszawicowy dur nawrotowy należy do grupy chorób określanych jako „Poverty-Related Neglected Diseases”, czyli zaniedbanych chorób związanych z ubóstwem. Jeszcze w XX wieku powodował rozległe epidemie w Europie. Obecnie ogniska choroby występują głównie w krajach Rogu Afryki, takich jak Erytrea, Etiopia, Somalia i Sudan Południowy.

Według dostępnych badań europejskie populacje wszy odzieżowych obecnie nie są nosicielami zakażonych krętków. Choroba ponownie zwróciła jednak uwagę specjalistów w 2015 roku, kiedy zaczęto diagnozować ją u większej liczby uchodźców przybywających do krajów europejskich.

Białka Chi chronią bakterię przed układem odpornościowym

Zespół badawczy kierowany przez prof. Petera Kraiczego z Instytutu Mikrobiologii Medycznej i Higieny Szpitalnej Universitätsmedizin Frankfurt oraz Goethe-Universität Frankfurt, we współpracy z naukowcami z Justus-Liebig-Universität Gießen, zidentyfikował pięć wzajemnie podobnych białek powierzchniowych odgrywających kluczową rolę w przeżyciu bakterii w organizmie człowieka.

Białka te, określane jako białka Chi, prawdopodobnie wyewoluowały ze wspólnego przodka, dlatego są uznawane za białka homologiczne. Ich najważniejszą funkcją jest wiązanie określonych składników krwi i blokowanie aktywacji ludzkiego układu dopełniacza – jednego z najważniejszych elementów odporności wrodzonej.

Układ dopełniacza odpowiada za rozpoznawanie, znakowanie i eliminowanie drobnoustrojów. Dzięki działaniu białek Chi bakteria skutecznie unika oznaczenia przez komórki odpornościowe i może przetrwać w krwiobiegu znacznie dłużej niż byłoby to możliwe w normalnych warunkach.

Wykorzystanie plazminogenu do szerzenia zakażenia

Naukowcy wykazali również, że białka Chi wiążą obecny we krwi plazminogen i uczestniczą w jego przekształcaniu do aktywnej formy – plazminy.

Plazmina jest enzymem odpowiedzialnym między innymi za rozkład skrzepów oraz elementów macierzy pozakomórkowej. Wiele patogenów wykorzystuje ten mechanizm do łatwiejszego przemieszczania się pomiędzy tkankami gospodarza.

Jak wyjaśnia prof. Peter Kraiczy, wcześniejsze badania innych drobnoustrojów wykazały, że przejmowanie kontroli nad układem plazminogen–plazmina pozwala patogenom skuteczniej penetrować tkanki. W połączeniu z możliwością hamowania układu dopełniacza daje to Borrelia recurrentis wyjątkowo skuteczny zestaw mechanizmów umożliwiających przeżycie i rozprzestrzenianie się w organizmie człowieka.

Nowe testy diagnostyczne już powstają

Odkrycie funkcji białek Chi ma nie tylko znaczenie poznawcze. Na podstawie uzyskanych wyników zespół badawczy opracował już nowe narzędzia diagnostyczne pozwalające na szybsze rozpoznawanie zakażenia.

Wysoka gorączka jest objawem wspólnym dla wielu chorób zakaźnych, dlatego specyficzne testy serologiczne umożliwiają szybką identyfikację patogenu i wdrożenie właściwej antybiotykoterapii. Obecnie prowadzone są badania terenowe w Kenii i Nigerii z wykorzystaniem testów opracowanych przez naukowców we Frankfurcie.

Potencjalny cel dla przyszłych szczepionek

Zdaniem badaczy białka Chi mogą stać się również atrakcyjnym celem dla przyszłych szczepionek przeciwko wszawicowemu durowi nawrotowemu. Opracowanie skutecznej profilaktyki mogłoby mieć szczególne znaczenie w regionach zagrożonych konfliktami, migracjami i pogorszeniem warunków sanitarnych.

Prof. Kraiczy podkreśla, że choć obecnie europejskie wszy odzieżowe nie są zakażone Borrelia recurrentis, przyszłe kryzysy humanitarne mogą doprowadzić do ponownego pojawienia się patogenu na kontynencie. W takich warunkach istnieje ryzyko zawleczenia zakażonych wszy i wystąpienia lokalnych ognisk choroby.

Badania zostały wsparte przez kraj związkowy Hesja w ramach programu LOEWE-Zentrum DRUID (2018–2024), którego celem było rozwijanie badań nad zaniedbanymi chorobami tropikalnymi prowadzonych przez uczelnie i instytuty badawcze Hesji.

Źródło: Nature Communications, Complement inhibition by a unique cluster of immunomodulatory outer surface proteins of Borrelia recurrentis.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-026-72359-y