سرفه موش و مبارزه با سیاه سرفه

سیاه سرفه که معمولاً به عنوان سیاه سرفه شناخته می شود، یک بیماری تنفسی است که در نتیجه عفونت با باکتری Bordetella pertussis ایجاد می شود. این بیماری اغلب کودکان را مبتلا می کند و با سرفه شدید و مداوم مشخص می شود. با این حال، تکرار این علامت در مدل های حیوانی بسیار دشوار بوده است. همانطور که در مقاله اخیر منتشر شده در mBioگروهی به سرپرستی محققان دانشگاه اوزاکا با موفقیت مدل موشی را ایجاد کردند که می‌تواند سرفه را بازتولید کند و از آن برای بررسی مکانیسم‌های مولکولی گریزان سیاه سرفه استفاده کرد.

سرفه سنگین به عنوان سرفه حمله ای توصیف می شود – حملات سرفه شدید که اغلب می تواند بر توانایی بیمار برای تنفس تأثیر بگذارد. با این حال، فقدان یک مدل حیوانی در دسترس، محققان را از درک کامل این که عفونت چگونه این سرفه را القا می کند، باز داشته است و علیرغم وجود واکسن در دسترس برای جلوگیری از سیاه سرفه، این باکتری شروع به سازگاری با آن کرده است. بنابراین، هدف گروه دانشگاه اوزاکا شناسایی مکانیسم حاکم بر سرفه برای تسهیل توسعه روش‌های درمانی برای مبتلایان به بیماری فعال بود.

یوکیهیرو هیراماتسو، سرپرست تیم تحقیق، می‌گوید: «ما موش‌ها را از طریق بینی با باکتری‌ها تلقیح کردیم. “یک سویه کلاسیک، به نام B. pertussis 18323، سرفه را به بهترین شکل القا کرد. جالب اینکه، توانایی هر سویه در ایجاد سرفه با ظرفیت آن برای استعمار نای و ریه‌ها ارتباطی نداشت، که نشان می‌دهد عوامل مکانیکی دیگری در این کار نقش دارند.”

محققان ابتدا سم سیاه سرفه (PTx) را بررسی کردند، زیرا قبلاً پیشنهاد شده بود که در سرفه نقش داشته باشد. سویه کمبود PTx باعث سرفه در مدل موش آنها نشد. با این حال، تلقیح موش‌ها با PTx خالص منجر به سرفه نشد، به این معنی که سایر عوامل باکتریایی مورد نیاز است. برای شناسایی آنها، این تیم، گونه های مختلف جهش یافته B. pertussis را در آزمایشگاه خود غربالگری کردند. آنها دریافتند که یک سویه کمبود Vag8، یکی دیگر از عوامل بیماریزا، باعث سرفه کمتری نسبت به سویه نوع وحشی می شود. علاوه بر این، لیپولیگوساکارید (LOS)، که بخشی از غشای خارجی باکتری است، نیز به اثرات کمک کرد. درمان نمونه‌های باکتریایی با آنتی‌بیوتیکی به نام پلی‌میکسین B، که LOS را از بین می‌برد، منجر به کاهش قابل توجهی در توانایی القای سرفه شد.

یاسوهیکو هوریگوچی، نویسنده ارشد این مقاله، توضیح می‌دهد: «آزمایش‌های عملکردی مختلف نشان داد که علاوه بر PTx، دو جزء در تولید سرفه دخیل هستند. “نتایج این کار نشان داد که یکی در برابر گرما پایدار است در حالی که دیگری می تواند توسط گرما تخریب شود، که به شناسایی آنها به عنوان Vag8 و LOS کمک کرد.”

از نظر مکانیکی، تیم تشخیص داد که LOS مولکولی به نام برادی کینین را القا می کند که یک کانال یونی به نام TRPV1 را حساس می کند و منجر به رفلکس سرفه می شود. Vag8 با مسدود کردن سیستمی که تولید برادی کینین را مهار می کند به این سیگنال دهی کمک می کند. علاوه بر این، PTx با مکانیسم های ذاتی که TRPV1 را مهار می کند تداخل می کند.

هیراماتسو توضیح می‌دهد: «این سه مولکول با هم عمل می‌کنند تا سیگنال‌های برادی‌کینین و TRPV1 را تشدید کنند که در نهایت باعث سرفه می‌شود».

کار این تیم بسیار قابل توجه است، زیرا آنها نه تنها اولین مدل موش سیاه سرفه را توسعه دادند، بلکه عوامل باکتریایی خاص مسئول ایجاد سرفه ناتوان کننده را نیز شناسایی کردند. این بدون شک داده های بسیار مهمی برای توسعه روش های درمانی برای هدف قرار دادن سیاه سرفه خواهد بود.