Para ilmuwan di St Rumah Sakit Penelitian Anak Jude telah menemukan bahwa bentuk protein pada permukaan bakteri pneumonia membantu kuman ini menyerang aliran darah manusia. Temuan ini, diterbitkan 16 Desember online oleh Journal EMBO, bisa membantu para ilmuwan mengembangkan vaksin yang secara signifikan lebih efektif dalam melindungi anak-anak terhadap penyakit.
St Jude peneliti menentukan bentuk molekul, besar dayung-seperti yang Streptococcus pneumoniae bakteri gunakan untuk latch ke sel-sel yang melapisi tenggorokan dan paru-paru. Protein, yang disebut CbpA, mengikat molekul pada sel yang disebut pIgR, yang mengambil antibodi dari aliran darah di salah satu sisi sel dan mengangkut mereka ke sisi lain. Ada ia melepaskan antibodi pada lapisan tenggorokan dan paru-paru. Jika bakteri pneumokokus yang melayang pada lapisan saluran pernapasan, kuman ini mengikat pIgR dan mendorong antibodi ini antar-jemput kembali melalui sel ke aliran darah. Setelah di sisi lain dari sel, pneumokokus istirahat bebas dari pIgR dan memasuki darah, di mana ia dapat berkembang biak dan menginfeksi tubuh.
S. pneumoniae adalah bakteri hanya diketahui menggunakan CbpA untuk menyerang sel manusia dengan mengikat pIgR, menurut Richard W. Kriwacki, Ph.D., anggota asosiasi dari St Jude Biologi Struktural. Kriwacki adalah penulis senior dari laporan Journal EMBO. "Fakta bahwa kami sekarang tahu struktur protein ini penting berarti kita dapat mulai mengembangkan vaksin yang lebih efektif pada anak dibandingkan mereka yang saat ini tersedia," kata Kriwacki.
Elaine Tuomanen, MD, ketua Infectious Diseases dan direktur Pusat Pertahanan Infeksi Anak di St Jude, adalah co-penulis kertas EMBO Journal.
"Menggunakan CbpA sebagai bagian penting dari vaksin baru terhadap S. pneumoniae akan memecahkan masalah yang sekarang menghambat kemampuan kita untuk melindungi anak dari infeksi ini," kata Tuomanen.
Vaksin pneumonia saat ini dirancang untuk melindungi orang dewasa terhadap lebih dari dua lusin strain S. pneumoniae tidak bekerja pada anak-anak muda. Vaksin dewasa terdiri dari potongan-potongan karbohidrat alami muncul pada permukaan bakteri ini. Ketika digunakan dalam vaksin, potongan-potongan dari karbohidrat merangsang sistem kekebalan tubuh untuk membuat antibodi terhadap target karbohidrat nyata pada bakteri. Masalah dengan vaksin tersebut adalah bahwa sistem kekebalan tubuh anak yang sangat muda (lebih muda dari dua tahun) tidak menanggapi secara alami karbohidrat. Vaksin pneumokokus untuk anak-anak bukannya harus dimodifikasi dengan mengikat mereka karbohidrat dengan protein khusus yang merangsang sistem kekebalan tubuh anak-anak muda.
"Namun vaksin tersebut begitu kompleks sehingga mereka dapat membawa target karbohidrat untuk hanya beberapa strain tertentu dari bakteri pneumonia," kata Tuomanen. "Jadi anak-anak selalu dilindungi bawah, karena ada begitu banyak strain yang berbeda dari bakteri ini."
Mengetahui bentuk CbpA akan memandu peneliti dalam upaya mereka untuk menggunakan sebagian atau seluruh protein ini sebagai dasar vaksin terhadap S. pneumoniae.
"CbpA adalah protein sangat besar," kata Tuomanen. "Sekarang kita tahu seperti apa dan bagaimana itu disatukan, kita bisa tarik terpisah untuk melihat apakah potongan-potongan kecil dapat digunakan untuk membuat vaksin yang memicu produksi antibodi terhadap CbpA. Karena semua strain S. pneumoniae CbpA perlu untuk menyerang aliran darah, kita dapat memperluas perlindungan vaksin untuk semua 90 jenis pneumococcus dengan hanya menambahkan CbpA, atau sepotong CbpA. "
Penemuan struktur CbpA adalah proses dua langkah yang meliputi studi tentang bagaimana protein ini bekerja, diikuti dengan penentuan struktur yang sebenarnya dengan menggunakan alat laboratorium yang kuat.