Czy zakażenie kończy się wraz ze zniknięciem drobnoustroju?
- Dr Ozimek
- Profilaktyka
Przez większą część historii medycyny obowiązywała dość prosta zasada.
Jest patogen.
Pojawia się choroba.
Usuwamy patogen.
Choroba znika.
Model logiczny.
Elegancki.
Wręcz satysfakcjonujący.
Problem polega na tym, że biologia najwyraźniej nie dostała kopii tego podręcznika.
Bo coraz częściej okazuje się, że organizm nie zawsze reaguje wyłącznie na to, co jest.
Czasami reaguje również na to, co było.
I właśnie tutaj zaczyna się jedna z najbardziej fascynujących historii współczesnej immunologii.
Przez lata wyobrażaliśmy sobie układ odpornościowy jako doskonale wyszkoloną armię.
Patogen wchodzi.
Armia atakuje.
Wróg zostaje pokonany.
Żołnierze wracają do koszar.
Koniec historii.
Tymczasem rzeczywistość przypomina raczej ogromne centrum dowodzenia pełne komunikatów, raportów, alarmów i sygnałów ostrzegawczych.
A sygnały mają jedną niezwykle ważną cechę.
Potrafią żyć własnym życiem.
Bakterie, wirusy i pasożyty nie oddziałują na organizm wyłącznie poprzez swoją obecność.
Oddziałują również poprzez informacje biologiczne, które pozostawiają po sobie.
Fragmenty ścian komórkowych.
Lipopolisacharydy.
Białka.
RNA.
DNA.
Pęcherzyki zewnątrzbłonowe.
Molekuły uszkodzeń komórkowych.
Całą bibliotekę biologicznych wiadomości.
Układ odpornościowy odczytuje je z niezwykłą wrażliwością.
Dla niego każda z nich może oznaczać jedno:
„Niebezpieczeństwo nadal istnieje.”
I wtedy uruchamiają się receptory.
TLR2.
TLR4.
NOD1.
NOD2.
Inflamasomy.
Cytokiny.
Chemokiny.
Kaskady sygnałowe.
Molekularne syreny alarmowe.
Problem polega na tym, że alarm biologiczny nie zawsze wie, kiedy powinien się wyłączyć.
Czasami pierwotne zagrożenie mija.
A reakcja pozostaje.
To trochę tak, jakby po wykryciu włamywacza system bezpieczeństwa przez kolejne miesiące uruchamiał syreny przy każdym ruchu zasłony.
Dla bezpieczeństwa.
Organizm nie działa bowiem jak komputer.
Nie posiada przycisku „usuń historię”.
Posiada pamięć.
A pamięć immunologiczna jest znacznie bardziej skomplikowana, niż sądziliśmy jeszcze kilkanaście lat temu.
Coraz więcej badań pokazuje, że komórki odpornościowe potrafią zmieniać swoje zachowanie na długo po przebyciu infekcji.
Niektóre z tych zmian mogą być korzystne.
Inne mogą sprzyjać utrzymywaniu przewlekłego stanu zapalnego.
I właśnie dlatego współczesna nauka coraz częściej odchodzi od pytania:
„Czy drobnoustrój nadal jest obecny?”
Na rzecz pytania:
„Co dzieje się z organizmem po spotkaniu z drobnoustrojem?”
To subtelna różnica.
Ale być może jedna z najważniejszych różnic we współczesnej medycynie.
Bo człowiek nie jest wyłącznie zbiorem narządów.
Jest dynamiczną siecią komunikacji.
Mózg rozmawia z układem odpornościowym.
Jelita rozmawiają z mózgiem.
Mikrobiota rozmawia z gospodarką hormonalną.
Komórki odpornościowe rozmawiają z mitochondriami.
A każda z tych rozmów pozostawia ślad.
Przez lata sądziliśmy, że zdrowie oznacza brak choroby.
Dziś coraz częściej wygląda na to, że zdrowie oznacza również zdolność do zakończenia biologicznej rozmowy we właściwym momencie.
Do wyciszenia alarmu.
Do wygaszenia sygnału.
Do powrotu do równowagi.
Bo czasami największym problemem nie jest już sam intruz.
Największym problemem jest to, że organizm nadal pamięta, że kiedyś się pojawił.
A biologia ma wyjątkowo dobrą pamięć.
Znacznie lepszą, niż chcielibyśmy wierzyć.
Bibliografia (APA 7, bez DOI)
1. Chen, S., Lei, Q., Zou, X., & Ma, D. (2023). The role and mechanisms of gram-negative bacterial outer membrane vesicles in inflammatory diseases. Frontiers in Immunology, 14, 1157813.
2. Sartorio, M. G., Pardue, E. J., Feldman, M. F., & Haurat, M. F. (2021). Bacterial outer membrane vesicles: From discovery to applications. Annual Review of Microbiology, 75, 609–630.
3. Chmiela, M., Walczak, N., & Rudnicka, K. (2018). Helicobacter pylori outer membrane vesicles involvement in the infection development and Helicobacter pylori-related diseases. Journal of Biomedical Science, 25(1), 78.
4. Singhrao, S. K., & Olsen, I. (2018). Are Porphyromonas gingivalis outer membrane vesicles microbullets for sporadic Alzheimer’s disease manifestation? Journal of Alzheimer’s Disease Reports, 2(1), 219–228.
5. Wei, S., Peng, W., Mai, Y., Li, K., Wei, W., Hu, L., et al. (2020). Outer membrane vesicles enhance tau phosphorylation and contribute to cognitive impairment. Journal of Cellular Physiology, 235(5), 4843–4855.
6. Pirolli, N. H., Bentley, W. E., & Jay, S. M. (2021). Bacterial extracellular vesicles and the gut-microbiota brain axis: Emerging roles in communication and potential as therapeutics. Advanced Biology, 5(7), e2000540.
7. Bittel, M., Reichert, P., Sarfati, I., Dressel, A., Leikam, S., Uderhardt, S., et al. (2021). Visualizing transfer of microbial biomolecules by outer membrane vesicles in microbe-host communication in vivo. Journal of Extracellular Vesicles, 10(12), e12159.
8. Xie, J., Cools, L., Van Imschoot, G., Van Wonterghem, E., Pauwels, M. J., Vlaeminck, I., et al. (2023). Helicobacter pylori-derived outer membrane vesicles contribute to Alzheimer’s disease pathogenesis via C3-C3aR signalling. Journal of Extracellular Vesicles, 12(2), e12306.
9. Park, A., & Tsunoda, I. (2022). Helicobacter pylori infection in the stomach induces neuroinflammation. Inflammation and Regeneration, 42(1), 39.
10. Pritchard, A. B., Fabian, Z., Lawrence, C. L., Morton, G., Crean, S., & Alder, J. E. (2022). Effects of Porphyromonas gingivalis outer membrane vesicles on blood-brain barrier integrity. Journal of Alzheimer’s Disease, 86(1), 343–364.
11. Nonaka, S., Kadowaki, T., & Nakanishi, H. (2022). Secreted gingipains increase permeability in cerebral endothelial cells. Neurochemistry International, 154, 105282.
12. Hajishengallis, G., & Lamont, R. J. (2012). Beyond the red complex and into more complexity. Molecular Oral Microbiology, 27(6), 409–419.
13. Fu, P., Gao, M., & Yung, K. K. L. (2020). Association of intestinal disorders with Parkinson’s disease and Alzheimer’s disease. ACS Chemical Neuroscience, 11(3), 395–405.
14. Beydoun, M. A., Beydoun, H. A., Weiss, J., Hossain, S., El-Hajj, Z. W., & Zonderman, A. B. (2021). Helicobacter pylori, periodontal pathogens and Alzheimer’s disease dementia. Molecular Psychiatry, 26(10), 6038–6053.
15. Nikolova, V. L., Smith, M. R. B., Hall, L. J., Cleare, A. J., Stone, J. M., & Young, A. H. (2021). Perturbations in gut microbiota composition in psychiatric disorders. JAMA Psychiatry, 78(12), 1343–1354.
16. Michels, N., Zouiouich, S., Vanderbauwhede, B., Vanacker, J., Indave Ruiz, B. I., & Huybrechts, I. (2022). Human microbiome and metabolic health. Obesity Reviews, 23(4), e13409.
17. Huang, R., Liu, P., Bai, Y., Huang, J., Pan, R., Li, H., et al. (2022). Gut microbiota changes in osteoporosis patients. Journal of Zhejiang University Science B, 23(12), 1002–1013.
18. Youssefi, M., Tafaghodi, M., Farsiani, H., Ghazvini, K., & Keikha, M. (2021). Helicobacter pylori infection and autoimmune diseases. Journal of Microbiology, Immunology and Infection, 54(3), 359–369.
19. Calsolaro, V., & Edison, P. (2016). Neuroinflammation in Alzheimer’s disease. Alzheimer’s & Dementia, 12(6), 719–732.
20. Kuehn, M. J., & Kesty, N. C. (2005). Bacterial outer membrane vesicles and the host-pathogen interaction. Genes & Development, 19(22), 2645–2655.
21. Schwechheimer, C., & Kuehn, M. J. (2015). Outer membrane vesicles from Gram-negative bacteria. Nature Reviews Microbiology, 13(10), 605–619.
22. Jan, A. T. (2017). Outer membrane vesicles (OMVs) of Gram-negative bacteria. Frontiers in Microbiology, 8, 1053.
23. Cecil, J. D., O’Brien-Simpson, N. M., Lenzo, J. C., Holden, J. A., Chen, Y. Y., Singleton, W., et al. (2019). Outer membrane vesicles in Gram-negative bacteria. Molecular Oral Microbiology, 34(4), 151–163.
24. Kaparakis-Liaskos, M., & Ferrero, R. L. (2015). Immune modulation by bacterial outer membrane vesicles. Nature Reviews Immunology, 15(6), 375–387.
25. Ellis, T. N., & Kuehn, M. J. (2010). Virulence and immunomodulatory roles of bacterial outer membrane vesicles. Microbiology and Molecular Biology Reviews, 74(1), 81–94.
26. O’Donoghue, E. J., & Krachler, A. M. (2016). Mechanisms of outer membrane vesicle entry into host cells. Cellular Microbiology, 18(11), 1508–1517.
27. Toyofuku, M., Nomura, N., & Eberl, L. (2019). Types and origins of bacterial membrane vesicles. Nature Reviews Microbiology, 17(1), 13–24.
28. Brown, L., Wolf, J. M., Prados-Rosales, R., & Casadevall, A. (2015). Through the wall: Extracellular vesicles in Gram-positive bacteria. Nature Reviews Microbiology, 13(10), 620–630.
29. Gill, S., Catchpole, R., & Forterre, P. (2019). Extracellular membrane vesicles in the three domains of life. FEMS Microbiology Reviews, 43(3), 273–303.
30. Yu, Y. J., Wang, X. H., Fan, G. C. (2018). Versatile effects of bacterium-released membrane vesicles on mammalian cells and infectious diseases. Frontiers in Immunology, 9, 1132.