U SAD, bakterija Klebsiella pneumoniae je čest uzrok infekcije urinarnog trakta, infekcije krvotoka i pneumonije. Dok se kod nekih infekcija bakterijom može lako lečiti, Klebsiella ima opasnu drugu stranu: takođe je često otporna na antibiotike, što je čini izuzetno teškim za lečenje kod drugih. Otprilike polovina ljudi zaraženih hipervirulentnim sojem bakterije otpornim na lekove umire.
Naučnici rade na vakcinama za Klebsielu, ali optimalni dizajn vakcine još uvek nije poznat. Međutim, nova studija na miševima koju su sproveli naučnici sa Medicinskog fakulteta Univerziteta Vašington u Sent Luisu i Omniose, startap kompanija iz Sent Luisa specijalizovana za proizvodnju vakcina, pruža kritične podatke koji bi mogli biti ključni za razvoj efikasne vakcine za Klebsielu. Nalazi, objavljeni u PLOS Pathogens, korak su ka ukroćavanju superbakterije.
„Kada razmislite o bakterijama koje mogu biti otporne na skoro sve antibiotike – strašne superbakterije u vestima – mnoge od njih su sojevi Klebsiele,” rekao je stariji autor studije, David A. Rosen, MD, Ph.D. , docent pedijatrije i molekularne mikrobiologije na Vašingtonskom univerzitetu. „Dugo vremena, bakterija nije čak ni bila goruća tema. Ali sada jeste, zbog eksplozije klebsiele otporne na antibiotike. Naš cilj je da smanjimo status superbakterije Klebsiele razvojem vakcine pre nego što se hipervirulentni ili rezistentni sojevi razbole i ubiti još više ljudi“.
Hipervirulentni sojevi Klebsiella su se proširili širom sveta, često izazivajući infekcije stečene u zajednici.
U SAD, infekcije klebsielom se prvenstveno javljaju u zdravstvenim ustanovama gde su medicinski ugroženi pacijenti imunokompromitovani, zahtevaju duge kurseve antibiotika za lečenje drugih stanja, imaju hronične bolesti ili su stariji ljudi ili novorođenčad. „Ali sada vidimo pojavu hipervirulentnih sojeva koji su dovoljno opasni da izazovu ozbiljne bolesti ili smrt među zdravim ljudima u zajednici“, rekao je Rozen.
Među naučnicima najviše zabrinjavaju sojevi Klebsiella nepropusni za karbapeneme, klasu antibiotika širokog spektra koji se koriste za lečenje najtežih bakterijskih infekcija. Iz tog razloga, Svetska zdravstvena organizacija i američki centri za kontrolu i prevenciju bolesti identifikovali su Klebsielu otpornu na karbapenem kao hitnu pretnju javnom zdravlju.
Bakterija u obliku štapa je nepokretna i, poput bombona prelivenih čokoladom, inkapsulirana je u šećerne prevlake. U novoj studiji, istraživači su kreirali dve eksperimentalne vakcine zasnovane na dva različita šećera, ili polisaharida, na površini Klebsiele: terminalni šećeri na lipopolisaharidu, koji se zove O-antigen, i kapsularni polisaharid ili K-antigen. Pošto šećeri sami po sebi imaju tendenciju da proizvode slab imuni odgovor, istraživači su povezali svaki od šećera sa proteinom da bi pojačali imuni odgovor, stvarajući takozvane konjugovane vakcine.
Vakcine konjugovane šećerno-proteinske vakcine pokazale su se uspešnim u borbi protiv nekoliko bakterija, uključujući Streptococcus pneumoniae, najčešći uzrok pneumonije. Istorijski gledano, ova veza između šećera i proteinskog nosača je postignuta korišćenjem sintetičke hemije u epruveti; međutim, vakcine stvorene za ovu studiju nazivaju se biokonjugovane vakcine, jer su istraživači povezali šećer sa proteinom sve u okviru projektovanog bakterijskog sistema.
Kada su vakcine stvorene, istraživači su testirali sposobnost eksperimentalnih biokonjugiranih vakcina da zaštite miševe od bolesti uzrokovanih Klebsiellom.
„Ispostavilo se da je vakcina u kapsulama daleko bolja od vakcine protiv O-antigena“, rekao je prvi autor studije, dr Paeton Vantuč, postdoktorski saradnik u Rozenovoj laboratoriji. „Miševi koji su primili vakcinu u kapsulama imali su značajno veću verovatnoću da će preživeti infekciju klebsielom u plućima ili krvotoku nego miševi koji su primili O-antigen vakcinu.
Obe vakcine su izazvale visoke nivoe antitela protiv svojih meta. Ali antitela protiv O-antigena jednostavno nisu bila tako efikasna kao ona protiv kapsule. Kod nekih sojeva Klebsiele, O-antigen može biti zamagljen drugim šećerima, tako da antitela koja ciljaju O-antigen ne mogu da stupe u kontakt sa svojom metom.
„Naši nalazi sugerišu da ćemo možda morati da uključimo i antigene zasnovane na kapsulama u formulacije vakcine razvijene protiv Klebsiele“, rekao je Rozen. „Zbog toga je za nas toliko važno da nastavimo da proučavamo interakcije antitela i antigena u različitim sojevima, sa ciljem da se uskoro identifikuje idealan sastav vakcine za klinička ispitivanja. Potreba nikada nije bila imperativ, posebno zato što je Klebsiella otporna na lekove, hipervirulentni sojevi postaju jači, smeliji i opasniji po ljudsko zdravlje.“
