Léčba antraxu s pomocí GM enzymu

12.12.2022 |

Antrax, onemocnění způsobené sporami bakterie Bacillus anthracis, je vzhledem k vysoké nakažlivosti, úmrtnosti a odolnosti nechvalně známý jako prostředek používaný v biologických zbraních. Výsledné onemocnění, označované také jako sněť slezinná, historicky způsobovalo problémy především v zemědělství, jelikož se vyskytovalo primárně u dobytka. Jako biologická zbraň byl antrax použit např. Japonskem během druhé čínsko-japonské války (1937-1945). Používala jej také armáda USA, a to až do roku 1972, kdy došlo k podepsání Úmluvy o zákazu biologických zbraní. V současnosti bývá antrax používán především extremistickými a teroristickými organizacemi, které měly na svědomí např. rozesílání spor do amerických médií a členům Kongresu USA v roce 2001, kdy antraxem onemocnělo 22 osob, z nichž pak pět zemřelo.

Kromě výše zmíněné vysoké infekčnosti spočívá nebezpečí antraxu také v poměrně jednoduché genové manipulaci, díky které existují např. kmeny odolné vůči používaným antibiotikům nebo ústící v závažnější formu infekcí. Významným je především kmen známý jako Ames, který je obalen v ochranné kapsuli tvořené kyselinou poly-D-glutamovou. Ta funguje jako jakýsi neviditelný plášť umožňující bakterii vyhnout se imunitnímu systému. Kapsula je k bakterii ukotvena pomocí enzymu CapD, který však může být pomocí genetických modifikací upraven tak, aby kapsulu degradoval. A právě na tyto modifikace se zaměřil výzkumný tým z U.S. Naval Research Laboratories, Washington D.C. (USA).

Tento tým na myším modelu prokázal, že použití upraveného CapD vede k vyléčení infikovaných myší, a to bez použití antibiotik. Účinnost se jim podařilo zvýšit použitím polyethylenglykolu, který prodlužuje dobu působení. Dále se jim pomocí metod genového inženýrství podařilo připojit CapD k myším protilátkám, pomocí kterých se pak stabilně spojily dvě molekuly enzymu. Tím došlo ke dvojnásobnému zvýšení vazebné kapacity enzymu. Kromě toho zkoušeli vědci různé optimalizační kroky, odstraňovali či naopak vkládali do enzymu různé úseky, dokud se jim nepovedlo najít takovou formu, která zaujímá stabilní 3D strukturu a neztrácí účinnost v širokém spektru pH. Výsledný enzym působil u myší delší dobu než verze s připojenými protilátkami, jeho účinnost je však nižší.

Tým hodlá ve svém bádání pokračovat a bude se snažit vytvořit ideální molekulu enzymu s vysokou účinností a dlouhou dobou působení. Již teď se však jedná o důležitý krok na cestě k úspěšné léčbě infekcí způsobených kmeny B. anthracis rezistentními vůči antibiotikům.

 

Zdroje: