Ключевой компонент в существующей вакцине против коклюша или коклюша, является бездействующей формой токсина коклюша. Активный токсин коклюша работает, входя в лейкоциты и химически изменяя категорию белков G, которые являются существенными сигнальными молекулами. Они изменили белки G, больше не в состоянии связать с их рецепторами, который разрушает существенную передачу сигналов в клетке, в местном масштабе выведение из строя иммунной реакции и разрешение бактериям распространиться.
Бездействующий токсин коклюша, найденный в вакцине, учит иммунную систему избегать этого глушения.Белки, подобные токсину коклюша, произведены многими бактериями, но относительно мало известно о том, что они делают или как они работают.
Исследовательская группа, за которой наблюдает Джейми Россджон в университете Монаша в Мельбурне, Австралия, интересовалась исследованием разнообразия understudied подобных коклюшу токсинов и наблюдения, что могло быть изучено от них.«[Токсин Pertusis] является действительно вполне удивительной молекулой, и это было очень важно в вакцине против коклюша», сказал Дин Литтлер, научный сотрудник, который привел работу. «Я пришел в восторг действительно от идеи, что могли быть другие формы этого токсина у других бактерий, возможно у бактерий, которые вызывают долгосрочные хронические инфекции, где довольно необходимо для бактерий выключить иммунную систему, чтобы жить».Littler и его коллеги искали последовательности ДНК, подобные тем, которые кодируют токсин коклюша среди изданных геномов бактерий. Они нашли много подобных коклюшу последовательностей токсина в геномах подмножества напряжений E. coli, который может жить мягко в пищеварительном тракте, но вызвать признаки, если они входят в кровь или мочевые пути.
Это было подсказкой, что подобные коклюшу токсины широко распространены среди патогенного E. coli, но это было неизвестно, работает ли E. coli подобный коклюшу токсин или EcPlt, тот же самый способ, которым делает токсин коклюша.«Я особенно интересовался тем, что произошло, как только токсины [произведенный E. coli] были в клетке», сказал Литтлер. Много исследований бактериальных токсинов исследуют, как токсины сначала входят в клетки и эффект на клетку, не точно, как токсин изменяется – и изменен в – внутриклеточная окружающая среда.Команда выполнила биохимические исследования EcPlt от бактериального штамма, который вызывает инфекции мочевых путей.
Они представили первый отчет активной формы EcPlt в клетках человека, описав, как химическая окружающая среда в клетке заставила белок изменять форму и активировать.Они также нашли, что, хотя EcPlt изменяет тот же самый белок G и разрушает тот же самый сигнальный путь, поскольку токсин коклюша делает, это делает так немного отличающимся способом. Токсин коклюша в состоянии изменить только одну определенную аминокислоту в своей человеческой цели белка G; если та аминокислота изменяется, белок G больше не затрагивается токсином коклюша.
EcPlt, с другой стороны, изменил различную аминокислоту, но так же разрушил передачу сигналов G-белка.«Возможно, способ, которым коклюш делает [эту модификацию], просто более труден для клеток человека отменить», сказал Литтлер, размышляя о том, почему коклюш, вызванный токсином коклюша, является более тяжелой болезнью, чем инфекции мочевых путей, вызванные, EcPlt-производя бактерии.
Littler надеется, что понимание естественного разнообразия подобных коклюшу токсинов могло помочь улучшить существующие вакцины и создать новые.«Наши структуры токсина помогают определить, как подобная коклюшу функция токсинов и помощь определяют способы произвести бездействующие версии», сказал Литтлер. «Компонент токсина коклюша вакцины DTaP очень успешен.
Вакцины, направленные против других подобных коклюшу белков, могли быть одинаково эффективными в предотвращении болезни».