Anzeige
The finding, which could aid in development of new treatments for serious infections in human patients, will be reported in the August 14 issue of the journal Cell Host & Microbe.
Led by senior author Victor Nizet, M.D., UC San Diego professor of pediatrics and pharmacy and an infectious diseases physician at Rady Children's Hospital, San Diego, the researchers showed that a protease known as SpyCEP (Strep. pyogenes cell envelope protease) – produced in large amounts by the most dangerous strains of Strep –inactivates an immune system molecule that controls the body's white blood cells ability to fight bacteria. Without signals from this molecule, white blood cells become slower and weaker, and infections can spread out of control.
"These findings may suggest a new approach to treating serious Strep infections by supporting our body's natural defense system," said Nizet.
The research focuses on the major human pathogen group A Streptococcus. Among the most important of all bacterial pathogens, Strep is responsible for a wide range of diseases – from simple strep throat to life-threatening conditions such as necrotizing fasciitis ("flesh-eating disease") and toxic shock syndrome.
The UC San Diego investigators examined the interaction of Strep bacteria with neutrophils, specialized white blood cells that play a front-line role in humans' immune defense against pathogenic microbes. Previous research had shown that Strep bacteria change their pattern of gene expression dramatically during the course of infection, including a massive increase in production of SpyCEP, which has the unique ability to inactivate an immune defense molecule known as interleukin-8 (IL-8). IL-8 is produced at sites of infection and serves as a signal for neutrophils to migrate out of the bloodstream and into the tissues to clear the infection.
The UC San Diego team used a molecular genetic approach for their studies, knocking out the gene encoding the SpyCEP from a pathogenic strep strain that was originally isolated from a patient suffering from necrotizing fasciitis.
"Lacking this single protease, the mutant Strep strain was easily killed by human neutrophils," said lead author Annelies Zinkernagel, M.D., a postgraduate researcher in the UCSD department of pediatrics. "In addition, the mutant Strep bacteria no longer produced a spreading infection when injected into the skin of experimental mice."
The critical role of the Strep protease was confirmed by cloning the corresponding gene into a normally non-pathogenic bacterial strain, which then became resistant to neutrophil killing. More detailed analysis demonstrated that by inactivating IL-8, SpyCEP blocked neutrophil migration across blood vessels as well as neutrophil production of "extracellular traps" used to ensnare bacteria.
The immune-blocking effects of SpyCEP produced by Strep were strong enough to allow other bacterial species to survive at the site of infection, which may contribute to mixed infections that require complex antibiotic regimens. The researchers also showed that a pathogen of fish, Streptococcus iniae, produces its own version of SpyCEP that may contribute to recent reports of severe skin infections caused by this bacterium in fish handlers.
Nizet explained that the researchers' findings could lead to novel treatments for Strep-related diseases. "In addition to attempting to kill the bacteria directly with standard antibiotics, new treatment strategies could be targeted to inhibit the Strep protease and thereby disarm the pathogen, making it susceptible to clearance by our normal immune defenses," he said.
Debra Kain | Quelle: EurekAlert!
Weitere Informationen: www.ucsd.edu
Weitere Berichte zu: blood cells > bloodstream > flesh-eating disease > IL-8 > Molecule > Neutrophil > Pathogen > Protease > SpyCEP > STREP > Streptococcus > Streptococcus iniae > toxic shock syndrome
Mütterliche Antikörper behindern Impfschutz bei jungen Katzen
22.05.2012 | Paul-Ehrlich-Institut - Bundesinstitut für Impfstoffe und biomedizinische Arzneimittel
Der nukleare GAU ist wahrscheinlicher als gedacht
22.05.2012 | Max-Planck-Institut für Chemie
Unter Federführung der Empa erscheint ein neues Standardwerk, das die europäische Forschung an Nanopartikeln vereinheitlichen soll.
Exakte Laborvorschriften zur Herstellung definierter Nanopartikel und zu deren Analytik stellen die Arbeiten auf diesem Gebiet auf eine neue Grundlage und machen sie erstmals vergleichbar. Herausgeber ist Harald Krug, Leiter des Empa-Departements «Materials meet Life».
Das neue Standardwerk soll Schluss machen mit dem «babylonischen Sprachgewirr», das derzeit noch in der Nanoforschung ...
Bei rheumatischen Erkrankungen erlauben moderne bildgebende Verfahren weit mehr als nur die Darstellung der knöchernen Gelenkstrukturen.
Mit funktionellen Untersuchungsmethoden wie der hochauflösenden Einzelphotonen-Emissions-Computertomographie (SPECT) können pathologische Knochenumbauvorgänge bereits sehr früh nachgewiesen werden, mitunter schon zu einem Zeitpunkt, zu dem selbst die MRT-Diagnostik noch unauffällig ist. Eine Studie der Universitätsradiologie Düsseldorf, die jetzt auf dem 93. Deutschen Röntgenkongress vorgestellt wurde.
In der Rheumatologie hat sich in den letzten ...
Wirkmechanismus eines der ältesten Arzneimittel der Menschheit aufgeklärt
Rizinusöl ist vor allem als effektives Abführmittel bekannt, wurde aber auch bereits in der Antike bei Schwangeren zur Förderung der Wehentätigkeit eingesetzt.
Erst jetzt ist es Wissenschaftlern vom Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung gelungen, die entscheidenden Details des Wirkmechanismus zu entschlüsseln. Verantwortlich ist demnach ein Rezeptor mit dem Namen EP3 auf ...
Pünktlich zum morgigen Weltschildkrötentag wird die Artenliste der Panzerträger um zwei Namen reicher.
Wissenschaftler des Senckenberg Forschungsinstitutes in Dresden haben gemeinsam mit einem internationalen Forscherteam zwei neue Arten der afrikanischen Gelenkschildkröte identifiziert. Die zugehörige Studie ist kürzlich im Fachjournal „Journal of Zoological Systematics and Evolutionary Research“ erschienen.
Gelenkschildkröten sind die Bewegungskünstler unter den landlebenden Schildkröten. Aufgrund eines Scharniers im Rückenpanzer können die in Afrika ...
Eine Forschungsgruppe der Universität Ulm hat einen neuartigen molekularen Schalter im Gehirn identifiziert, der eine wichtige Rolle bei der Steuerung der postnatalen Neurogenese im Gyrus dentatus spielt, der Unterregion im Hippocampus, in der lebenslang Nervenzellen aus neuralen Stammzellen gebildet werden.
„Unsere Untersuchungen beschreiben erstmals einen neuen und letztlich unerwarteten Signalweg bei der Regulation der Neurogenese im Hippocampus“, sagt Professor Stefan Britsch, Direktor des Instituts für Molekulare und Zelluläre Anatomie, der die Arbeit dieser Tage gemeinsam mit Dr. Ruth Simon im international renommierten Fachblatt EMBO-Journal veröffentlicht. An dem von der Deutschen ...
Anzeige
Anzeige

Mütterliche Antikörper behindern Impfschutz bei jungen Katzen
22.05.2012 | Biowissenschaften Chemie
Researchers Improve Fast-Moving Mobile Networks
22.05.2012 | Kommunikation Medien
New microscope uses rainbow of light to image the flow of individual blood cells
22.05.2012 | Medizintechnik
Bericht zum Lachsmanagement: Die BLE auf der NASCO-Jahrestagung
22.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten
Plagiate und wissenschaftliches Fehlverhalten
22.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten
Der IdeenPark weckt Begeisterung für Technik
22.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten