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Il genetista di RUDN trova una proteina bifidobacterial che può diminuire l'infiammazione in COVID-19

Un genetista dall'università di RUDN ha studiato l'effetto di Bifidobacterium (batteri intestinali) sul trattamento infiammatorio ed ha scoperto che la loro proteina di superficie è capace di fermata dell'infiammazione eccessiva o incontrollabile, come quella osservata in pazienti COVID-19. Un frammento di questa proteina può essere usato come farmaco antinfiammatorio quando tratta il coronavirus ed altre malattie. I risultati dello studio sono stati pubblicati nel giornale dell'anaerobio.

Quando in pericolo, le celle del nostro organismo spediscono un segnale di SOS che è ricevuto da altre celle e causa una risposta immunitaria. Ciò è come l'infiammazione comincia. Questa chiamata ad atto è trasmessa dai peptidi speciali conosciuti come le citochine antinfiammatorie. A volte ci sono troppe di loro e una cosiddetta tempesta di citochina accade. Questa reazione pericolosa ed a volte micidiale è osservata in casi gravi di COVID-19. Tuttavia, alcuni batteri patogeni sanno ingannare i sistemi protettivi del nostro organismo: usano le proteine speciali per catturare le citochine e diminuire l'infiammazione.

Fino ad oggi gli scienziati erano stati ignari se bifidobacteria--microrganismi simbiotici utili che vivono in nostri intestini--abbia lo stesso effetto sul trattamento infiammatorio. Un genetista dall'università di RUDN era il primo per dimostrare questo meccanismo.

I ricercatori hanno eseguito un esperimento per studiare come FN3, una proteina di superficie del longum di Bifidobacterium, blocchi o lega le citochine. FN3 aiuta l'attaccatura delle cellule alle superfici differenti, compreso le pareti intestinali coperte in muco. Inoltre, ha due parti del proteina-carboidrato (domini di fibronectin) che sono simili ai ricevitori umani di citochina. L'esperimento ha mostrato che FN3 può legare TNF-α, uno della tempesta principale di citochina scompone.

Per scoprire che citochine specifiche sono limitate da FN3, il gruppo ha usato un metodo chiamato ELISA (analisi Enzima-Collegata dell'immunosorbente) ed applicato ad un frammento della proteina con un dominio di fibronectin. In primo luogo, gli anticorpi che reagiscono soltanto con FN3 sono stati garantiti su una base. Poi, un frammento di FN3, le citochine e gli anticorpi a loro limitare con un tag fluorescente si sono aggiunti. Di conseguenza, il gruppo ha sviluppato una struttura del tipo di panino: antibody-FN3-cytokine-antibody.

Di quattro citochine che hanno appartenuto alle classi differenti, solo il fattore di necrosi tumorale TNF-α ha mostrato l'efficace associazione. Il fatto che le proteine di superficie bifidobacterial potevano riconoscere le classi specifiche di citochine ha supportato la teoria del gruppo: questi batteri sono egualmente capaci di regolamentazione della nostra risposta immunitaria.

Gli studi come questo sono particolarmente importanti per la comprensione dei trattamenti dello sviluppo immune in neonati, poichè il loro microbiome intestinale quasi interamente consiste del bifidobacteria. I biologi egualmente ritengono che il frammento fattore-specifico di necrosi del tumore di FN3 possa diminuire i livelli di tempesta di citochina in pazienti COVID-19.

Gli studi sui beni dell'citochina-associazione dei microrganismi sono diventato recentemente estremamente importanti in considerazione della situazione epidemiologica corrente. La tempesta incontrollabile di citochina o di infiammazione è uno degli elementi più prominenti della patogenesi COVID-19. L'associazione selettiva di TNF-α, uno dei fattori chiave di infiammazione, con un frammento della proteina FN3 del longum di Bifidobacterium apre una prospettiva per sviluppare le nuove droghe medicinali che rallenterebbero la reazione di citochina. Già è stato acconsentito che una prova preclinica di nuovo farmaco antinfiammatorio di FN3-based dovrebbe essere condotta il più rapidamente possibile.„

Prof. Valery Danilenko, un PhD nella biologia dall'università di RUDN

I partecipanti dello studio egualmente hanno rappresentato l'istituto di ricerca di Mechnikov dei vaccini e dei sieri e dell'istituto di Vavilov della genetica generale dell'accademia delle scienze russa.

Source:
Journal reference:

Dyakov, I.N., et al. (2020) FN3 protein fragment containing two type III fibronectin domains from B. longum GT15 binds to human tumor necrosis factor alpha in vitro. Anaerobe. doi.org/10.1016/j.anaerobe.2020.102247.