A Lyme-kór megfejtése

A Lyme-kórt okozó kullancs által terjesztett baktérium, a Borrelia burgdorferi több száz mintájának teljes genomszekvenálása feltárta, hogy miért változik a betegség súlyossága területenként és személyenként. Az eredmények új stratégiákat javasolnak a Lyme diagnosztizálására, kezelésére és megelőzésére - ami Észak-Amerikában és Európában a legelterjedtebb vektorok által terjesztett betegség, és az Egyesült Államokban az egyik leggyorsabban terjedő fertőző betegség.

Jacob Lemieux orvosprofesszor-asszisztens a 2017-ben megkezdett szekvenálási folyamatok élére állt. Lemieux néhány évvel korábban kezdett érdeklődni a kullancsok által terjesztett betegségek iránt, amikor posztdoktori kutatóként Pardis Sabeti immunológiai és fertőző betegségekkel foglalkozó professzor laboratóriumában dolgozott. Egy kollégája említette a genetikai hasonlóságokat a babéziózist (egy szintén kullancsok által terjesztett betegséget) és a maláriát okozó paraziták között, amelyeket Lemieux korábban tanulmányozott. Kíváncsiságtól vezérelve ő és Sabeti, a világ egyik vezető, az emberi betegségek biológiáját és evolúcióját vizsgáló genetikusa 2015-ben publikálták a babézia parazita teljes génállományának szekvenciáját.

Ennek sikere nyomán arra számítottak, hogy a Lyme-ot okozó baktériumok szekvenálása várhatóan hat hónapot vesz igénybe. „Valójában inkább hat évig tartott” - mondja Lemieux. „Kiderült, hogy a Lyme-kór genetikai sokféleségét nagyságrendekkel nehezebb kezelni, mint bármely más kórokozót.” És ez az összetettség összefügg a Lyme-kór tüneteinek széles skálájával - a gyermekeknél jelentkező súlyos ízületi gyulladástól a felnőtteknél fellépő fáradtságig és potenciálisan legyengítő ízületi, neurológiai és kardiovaszkuláris tünetekig -, amelyek egyes betegeknél a kezelés után hónapokig vagy akár évekig is fennállnak.

Ahelyett, hogy egy helyre koncentrálódna, „a Borrelia spirochéta [egy spirális alakú baktériumról van szó] genomja felaprózódik” - magyarázza. „Van egy kromoszóma”, a legtöbb élő sejtben megtalálható kettős szálú, lineáris DNS-sorozat, »de aztán van körülbelül 20 plazmid«. A plazmidok olyan kis, kör alakú DNS-szálak, amelyek a fő kromoszómában lévő DNS-től függetlenül képesek szaporodni. És bár rendkívül nehéz őket szekvenálni, kiderült, hogy kritikus fontosságúak a Lyme-kór változó mértékű súlyosságának megértéséhez.

A nemzetközi Lyme-kór szakértők, akikkel Lemieux és Sabeti együttműködött, 299 olyan Borrelia-mintát elemeztek, amiket 1992 és 2021 között gyűjtöttek Észak- Amerikában és Európában, elsősorban olyan betegektől, akiknél a fertőzésre jellemző kokárda mintázatú bőrfolt jelentkezett. A mintákat a betegek állapotának alakulásaival korrelálva megállapították, hogy a legsúlyosabb esetek egy olyan plazmidok mintái által kódolt felszíni fehérjéhez kapcsolódtak, amely csak a Borrelia bizonyos törzseiben fordul elő. Lemieux, akinek laboratóriuma a COVID-19 vírust is vizsgálja, megjegyzi, hogy laboratóriumának a COVID-fertőzéssel és a Lyme-kórral kapcsolatos vizsgálatai között vannak átfedések. „Ha megnézünk néhány ilyen plazmidot” - magyarázza -, „ezek korábban baktériumokat fertőző vírusok voltak. Az evolúció történetében, amit ma látunk, az egy olyan baktérium, amely egy sor vírust integrált magába”. Ez a vírusból származó DNS most a Lyme-kórral kapcsolatos tünetek széleskörű és tartós jellegéhez kapcsolódik - a fertőzés klinikai aspektusaihoz, amelyeket a COVID-járványt követően már ismer a nyilvánosság.

A csoport, amelynek tagja volt Allen Steere orvosprofesszor (aki először azonosította a betegséget a Connecticut állambeli Lyme-ban és környékén élő gyermekeknél), valamint olyan távoli intézmények szakértői, mint a szlovéniai Ljubljanai Egyetem, a Lyme-kór különböző törzseit azonosította, amik eltérő megfigyelhető tulajdonságokkal rendelkeznek az emberekben. Jelentésükben a csoport azokra a törzsekre összpontosított, amik a fertőzés kezdeti helyéről könnyen eljutnak a véráramba, az agyba, a szívbe és az ízületekbe. Ez a terjedés, magyarázza Lemieux, a „kulcsfontosságú vízválasztó esemény”, amely megkülönbözteti az enyhe fertőzést a súlyos fertőzéstől. „Azonosítottuk a különböző törzseket, amelyek különböző sebességgel terjednek... és a különböző plazmidokat, amelyek kapcsolatban állnak ezzel a terjedéssel, valamint a mögöttes egyedi géneket, amelyek kapcsolatban állnak ezzel a viselkedéssel” - mondja. „Nevezetesen, a terjedési sebességet befolyásoló gének a vírus által létrehozott DNS plazmid szekvenciákon találhatók. A gének némelyike a baktérium felszínén lévő [zsírokból és fehérjékből álló] lipoproteineket kódolja, amelyek a jelek szerint védik a baktériumokat a véráramban történő immunrendszeri támadással szemben.”

Most, hogy a Lyme-kór legpatogénebb formáival összefüggésbe hozható géneket azonosították, olyan diagnosztikai tesztek kifejlesztésére lesz lehetőség, amelyekkel meghatározhatók lehetnek a súlyos betegség kockázatának kitett betegek. Ez pedig lehetővé teszi majd az orvoskutatók számára, hogy teszteljék, hogy a hosszabb ideig tartó antibiotikus kezelések hatékonyabbak-e a legveszélyesebb törzsek ellen.

Még ennél is égetőbb kérdés, hogy meg lehet-e akadályozni a súlyos megbetegedést okozó, szervezeten belüli terjedést. „És azt hiszem, meg is lehetne, az általunk kifejlesztett specifikus antitestekkel és potenciálisan vakcinákkal” - valószínűsíti. „Megtörtént az a felismerés” - folytatja -, hogy mindazt, amit a tudósok az elmúlt 30 évben a humángenetikában tettek, azt a mikrobiális genetikában is megtehetjük" tágabb értelemben. Laboratóriuma például a 2022-es őszi hullám során elemezte a légúti óriássejtes vírus (RSV) genomját. A genetikai ismeretek felhasználhatók annak megértéséhez, hogy az említett és más betegségek hogyan alakulnak ki, terjednek és fejlődnek - és még a gyógyszerekkel szembeni ellenállóképességük megértését is segítik. „Még csak a felszínét kapargatjuk” a lehetőségeknek, mondja. 

Forrás: https://www.harvardmagazine.com/2024/01/right-now-lyme-disease