A legkülönfélébb antibiotikumoknak ellenálló kórokozó baktériumok megjelenése az orvostudomány egyik nagy kihívása, éppen ezért számos helyen fejlesztenek új, az eddig rendelkezésre állóktól eltérő elven működő antimikróbiális módszereket. Miután a többsejtű élőlényeket folyamatosan támadják a környezetükben élő mikróbák, minden élőlény rendelkezik valamilyen immunrendszerrel, ami kordában tartja a szervezetét elözönlő apró szervezeteket, így kézenfekvő a megoldás, hogy ezeket a már meglévő, igen hatékony rendszereket használjuk fel a mikróbák elleni védekezésre.
A legkülönfélébb antibiotikumoknak ellenálló kórokozó baktériumok megjelenése az orvostudomány egyik nagy kihívása, éppen ezért számos helyen fejlesztenek új, az eddig rendelkezésre állóktól eltérő elven működő antimikróbiális módszereket. Miután a többsejtű élőlényeket folyamatosan támadják a környezetükben élő mikróbák, minden élőlény rendelkezik valamilyen immunrendszerrel, ami kordában tartja a szervezetét elözönlő apró szervezeteket, így kézenfekvő a megoldás, hogy ezeket a már meglévő, igen hatékony rendszereket használjuk fel a mikróbák elleni védekezésre.
Vida András és munkatársai ebbe az irányba indultak el, az emberi CD14 fehérjét vizsgálták meg alaposabban. Az emberi CD14 fehérje a Gram-negatív baktériumok külső membránjában található lipopoliszaccharid molekulát ismeri fel és ezt köti (helyesen: komplexet képez vele) az LBP fehérje jelenlétében. A veleszületett immunitás része, főleg mieloid sejtek felszínén található meg. A szerzők egy olyan gént állítottak elő, ami a CD14 fehérjét kódolja, ám a C-terminális végéhez hozzáillesztették az emberi immunglobulin (=ellenanyag) génből az Fc régiót kódoló szakaszt. Az így elkészített génről átíródó fehérje N-terminális vége a CD14, ami vélhetőleg kötődik majd baktériumokhoz, azonban a C-terminális vége egy ellenanyagmolekuláé, így vélhetőleg képes minden olyan működés ellátásra, amire egy ellenanyag (ha nagyon pongyolán akarunk fogalmazni, az eleje a CD14, a vége az ellenanyag). Ezt elnevezték CD14/Fc -nek. Elkészítettek egy másik gént is, amely a CD14 molekulát kódolta, egy His taggel kiegészítve. Ezt elnevezték CD14/His -nek. A két gént egy emberi eredetű sejtvonalban fejeztették ki, majd megvizsgálták, működnek -e a fehérjék? Hővel elölt, fluoreszcensen zölden jelölt baktériumokhoz adták a két fehérjét, majd megfestették őket az emberi ellenanyagot felismerő fluoreszcensen pirossal jelölt, illetve a His peptidet felismerő, fluoreszcensen narancssárgán jelölt ellenanyaggal, majd áramlási citometriával megmérték, az ibolyántúli fényben zölden világító részecskék milyen erősen világítanak pirosan illetve narancssárgán. Ha ugyanis a CD14/Fc fehérje kötődik a baktériumsejtekhez, akkor az őt felismerő, pirosan ellenanyag kötődik a CD/Fc fehérjéhez, így a zölden világító baktériumsejt pirosan is világítani fog.
Mint az első A ábrán látható, azt tapasztalták, hogyha Salmonella typhimurium baktériumot kezeltek a CD14/Fc -vel és a működéséhez szükséges kofaktorral az LBP fehérjével, a baktériumsejtek vörös fluoreszcenciája (vékony vonal) megnőtt a kezeletlen sejtekéhez képest (vastag vonal), ez jelzi, hogy a CD14/Fc fehérje kötődik a baktériumsejtekhez. Kipróbálták, hogyan kötődik a CD14/Fc egy mutáns S. typhimurium -hoz, az Re mutánshoz, amely rövidebb LPS molekulát épít a membránjába, mint a vad típusú. Meglepő módon ehhez a mutánshoz láthatóan jobban kötődik a CD14/Fc molekula (szaggatott vonal), mint a vad típusú S. typhimurium baktériumhoz. Érdekes módon a CD14/His fehérje ehhez képest gyenge kölcsönhatást alakított ki a baktériumokkal, a vad típusú S. typhimurium -hoz nem kötődik, az Re mutánshoz kötődik ugyan, de jóval kisebb mértékben, mint a CD14/Fc (B ábra). Ennek a különbségnek az oka nem ismert, valószínűleg szerepet játszik benne, hogy ez a fehérje az Fc taggel dimerizál, vagyis két fehérjemolekula összekapcsolódik. Megvizsgálták néhány más baktérium kötését is, ez látható a C ábrán, a fehér oszlopok a CD14 fehérjét nem tartalmazó kontrollok, a szürkék a CD14/His fehérjével kezelt minták, a feketék a CD14/Fc fehérjével kezelt minták. A CD14/Fc fehérje Gram-negatív baktériumokhoz kötődik, míg Gram-pozitívakhoz és gombákhoz nem.
Az emberi immunrendszerben a falósejtek olyan receptorfehérjéket fejeznek ki, amelyek felismerik az emberi ellenanyagok Fc régióját, így ha egy részecske felületén ellenanyagmolekulák kötődnek meg, az nagyban segíti a bekebelezését. Kézenfekvő módon kipróbálták, hogy a CD14/Fc fehérje jelenléte segíti -e a baktériumok bekebelezését? Az S. typhimurium Re mutánsát CD14/Fc fehérjével kezelték, majd az így előkészített baktériumsejteket különböző emberi sejtekhez adták és mérték, milyen hatékonysággal kebelezik be az emberi sejtek a baktériumsejteket, az eredmény a második ábrán látható. A neutrofil granulociták (PMN), a makrofágok és a dendritikus sejtek (DC) is hatékonyabban kebelezték be a baktériumsejteket, ha azokat CD14/Fc fehérjével borították be előzőleg, míg a negatív kontrollként használt SKBR sejtvonal sejtjei sem a kezeletlen, sem a kezelt baktériumokat nem kebelezték be.
Vida A, Bardoel B, Milder F, Majoros L, Sümegi A, Bácsi A, Vereb G, van Kessel KP, van Strijp JA, Antal-Szalmás P. (2012): Fusion of the Fc part of human IgG1 to CD14 enhances its binding to Gram-negative bacteria and mediates phagocytosis by Fc receptors of neutrophils. Immunol Lett. 146:31-39.
