Jed, který probouzí imunitu v ústech

Vědci z Přírodovědecké fakulty UK a Mikrobiologického ústavu AV ČR pod vedením Ing. Radima Osičky, Ph.D. nyní ukázali, že klíč k jejímu chování drží toxin RtxA, molekula schopná zároveň poškozovat buňky i spouštět obranný poplach vrozené imunity.

Kingella kingae je bakterií, která se běžně vyskytuje v horních cestách dýchacích u malých dětí do tří let. Ve většině případů nepůsobí žádné potíže a jen tiše spoluutváří jejich pestrý orální mikrobiom. Toto společenství mikroorganismů však musí udržovat křehkou rovnováhu mezi tolerancí přátelských druhů a rychlou reakcí proti těm potenciálně škodlivým. Přestože je K. kingae u dětí zpravidla považována za nenápadného obyvatele ústní dutiny, za určitých okolností dokáže způsobit vážné zdravotní komplikace – od infekcí kloubů až po záněty kostní dřeně či výstelky srdce. Co rozhoduje o tom, zda se z klidného spolubydlícího stane invazivní nepřítel?

Jedním z hlavních faktorů je toxin RtxA, zástupce skupiny tzv. RTX toxinů, které se vyskytují u několika bakteriálních druhů. RtxA narušuje membrány hostitelských buněk tvorbou malých pórů, jimiž do buňky proudí draselné a vápenaté ionty a spouštějí obranné mechanismy. Ukazuje se však, že RtxA nefunguje pouze jako destruktivní nástroj. Studie týmu z PřF UK a MBÚ AV ČR odhalila, že toxin zároveň velmi účinně aktivuje poplašné systémy vrozené imunity epitelových buněk ústní dutiny. Právě zde se imunitní systém poprvé setkává s obrovským množstvím bakteriálních signálů a musí rychle rozhodnout, co je hrozba a co běžná součást prostředí.

Když vědci vystavili epitelové buňky bakteriím produkujícím RtxA, buňky okamžitě spustily výraznou prozánětlivou reakci. Začaly uvolňovat cytokiny a chemokiny, molekuly svolávající první obranné jednotky imunitního systému. Současně aktivovaly tvorbu antimikrobiálních peptidů, které přímo útočí na bakterie na povrchu sliznice. Tato reakce se objevovala pouze při interakci s běžným kmenem K. kingae, který toxin RtxA produkuje. Geneticky upravený kmen bez genu pro tento toxin a příbuzné neškodné druhy rodu Kingella (K. oralis a K. denitrificans), které RtxA přirozeně neprodukují, vyvolávaly jen minimální odpověď, jako by si jich epitelové buňky téměř nevšímaly.

RtxA tak působí nejen jako zbraň, ale i jako klíčová komunikační molekula mezi bakterií a hostitelem. Aktivuje zánět, který může tělu pomoci zbavit se infekce, ale zároveň může oslabit epitel a otevřít bakterii cestu dál do tkání. Tento paradox je znám i u jiných patogenů, kde hostitelská obrana někdy nechtěně usnadní jejich šíření.

K. kingae obvykle po třetím roce života z ústní dutiny vymizí, zatímco její příbuzné neškodné druhy u dospělých zůstávají. Nabízí se proto úvaha, že právě cytotoxický účinek RtxA, stimulující výraznou prozánětlivou odpověď, může spolu s dalšími faktory virulence přispívat k tomu, že si vyzrálejší imunitní systém s bakteriemi v tomto věku dokáže účinněji poradit. RtxA tak v příběhu K. kingae hraje velmi významnou roli a tyto poznatky přinášejí nový pohled na to, jak vrozená imunita vnímá a reguluje přítomnost RTX toxinů.