Rakusiseste nanokehade kasutamine erlihhioosi raviks

Kui tavaline antikeha koosneb antigeenile kinnituvast kergest ning immuunrakkudele kinnituvast raskest ahelast, koosnevad nanokehad kergest ahelast, millel on ainult üks domeen. Raske ahel nanokehadel puudub, seega ei aktiveeri need komplemendisüsteemi ning neid saab kasutada eelkõige biomolekulide neutraliseerimisel. Inimkeha toodab nanokehi vaid geenimutatsiooni korral ning sel juhul tekkivatel nanokehadel pole rakuväliste antigeenide vastu võitlemisel antikehade ees mingit eelist. Seevastu ei suuda tavalised antikehad oma suuruse tõttu raku sees normaalselt liikuda, nanokehad on selleks aga piisavalt väikesed.

Inimese monotsüütne erlihhioos on Erlichia perekonna bakterite poolt põhjustatud nakkushaigus, mida levitavad puugid ning mida esineb nii inimestel kui ka loomadel. Eestis on erlihhioosi seni vähe diagnoositud, kuid Ameerika Ühendriikides on erlihhioos puukide levitatavate haiguste seas sageduselt teine. Ehrlichia chaffeensis on rangelt rakusisene bakter, mis paljuneb makrofaagides ja põhjustab gripitaolisi sümptomeid, kõrvalekaldeid hemogrammis ning hepatiiti. Immuunsupreseeritutel või samaaegselt mitut puukide poolt levitatavat haigust põdevatel inimestel on suurenenud raskete tüsistuste ja surma risk. Seni on erlihhioosi raviks olnud saadaval vaid doksütsükliin, mis on laia toimespektriga antibiootikum ning mille kasutamine on vastunäidustatud lastel ja rasedatel. Samuti tekib probleem, kui patsient on doksütsükliini vastu allergiline või tekkima peaks resistentsus, kuivõrd alternatiivset preparaati ei ole.

E. chaffeensis eritab tüüp IV sekretsioonisüsteemi abil rakku valke Etf-1 ja Etf-2, mis liiguvad mitokondrisse ning inhibeerivad mitokondriaalset apoptoosirada. Nii hoiab bakter oma paljunemise ajal peremeesrakku elus. Etf-1 alaühik indutseerib autofaagiat, et saada paljunemise jaoks rakuvälisest ruumist toitaineid. Etf-2 alaühik takistab baktereid sisaldavate inklusioonide liitumist lüsosoomidega, peatades seeläbi bakterite lagundamist. Kaamelite, laamade ja alpakade immuunsüsteem suudab toota antikehi, mille kerge ahel on ühedomeeniline, ning kui eraldada nendelt antikehadelt raske ahel, tekibki nanokeha. Seepärast valitigi katseloomaks laama, kellele manustati Etf-1 valku, mille vastu tekkisid ka vastavad antikehad. Kuivõrd nanokehad iseseisvalt rakku ei pääse, otsustati transportmolekulina kasutada rakumembraani läbivaid looduslikke tsüklilisi peptiide. Valituks osutus CPP12 rakumembraani läbistav tsükliline valk. Antud meedium ei ole kasutatavas koguses tsütotoksiline ning seda on võimalik manustada nii suukaudselt kui ka intravenoosselt. Ravitoime uurimiseks nakatati nõrgestatud immuunsüsteemiga hiiri kõrge virulentsusega E. chaffeensis tüvega ning üks ja kaks päeva hiljem manustati Etf-1 vastaseid nanokehi. Võrreldes kontrollgrupiga leidus nanokehi saanud hiirtes kaks nädalat hiljem tunduvalt vähemal määral E. chaffeensis bakterit.

Uuringus näidati nanokehade potentsiaalne kaitsev võime rakusiseste patogeenide vastu. Sama meetodiga on teoreetiliselt võimalik blokeerida ka muid kahjulikke rakusiseseid protsesse. Uuritud bakteri puhul pakuksid nanokehad täiendust või alternatiivi praegu ainsale valikule, doksütsükliinile.

Allikas: Zhanga W, Lina M, Yan Q et al. An intracellular nanobody targeting T4SS effector. inhibits Ehrlichia infection. PNAS May 4, 2021 118 (18) e2024102118; https://doi.org/10.1073/pnas.2024102118