Webbläsaren som du använder stöds inte av denna webbplats. Alla versioner av Internet Explorer stöds inte längre, av oss eller Microsoft (läs mer här: * https://www.microsoft.com/en-us/microsoft-365/windows/end-of-ie-support).

Var god och använd en modern webbläsare för att ta del av denna webbplats, som t.ex. nyaste versioner av Edge, Chrome, Firefox eller Safari osv.

Bacterial modulation of host glycosylation - in infection, biotechnology, and therapy

Författare

  • Jonathan Sjögren

Summary, in Swedish

Popular Abstract in Swedish

Hur gör bakterier för att komma undan immunförsvaret? Vi har studerat hur en

vanligt förekommande bakterie, grupp A streptokocker, gör för att undvika kroppens

immunförsvar vid infektion. Vi har upptäckt enzymer som bidrar till bakteriens

förmåga att undvika immunförsvaret genom att avväpna antikroppar. De bakteriella

enzymerna kan användas i bioteknisk industri och eventuellt som framtida läkemedel.

Alla kroppens celler innehåller proteiner och många proteiner i kroppen är

glykosylerade och kallas glykoproteiner. Det betyder att proteinerna bär kedjor av

socker som är viktiga för proteinets struktur och funktion. I immunförsvarets finns

interaktioner som helt beror av proteins sockerkedjor.

Kroppens försvar är uppdelat i ett medfött och ett specifikt (adaptivt) immunförsvar.

Delarna av immunförsvaret kompletterar varandra när kroppen utsätts för en bakterie

eller virus. Det medfödda immunförsvaret har inget immunologiskt minne utan

attackerar strukturer som är gemensamma för flera mikroorganismer. Det adaptiva

immunförsvaret har förmågan att utveckla immunologiskt minne i form av celler som

producerar antikroppar specifikt riktade mot något främmande.

Antikroppar i blodet är glykoproteiner som kallas immunoglobulin G, IgG. Tidigare

forskning har visat att sockerkedjorna på IgG har stor betydelse för antikroppens

funktion. Om sockerkedjan saknas kan inte antikroppen binda till immunceller och då

förstörs inte den främmande mikroorganismen.

Grupp A streptokocker är en vanlig bakterie hos människor. Vi bär den på huden och

i svalget men den kan även orsaka halsfluss eller andra mycket allvarliga infektioner.

Hos grupp A streptokocker har forskare upptäckt enzymet EndoS. Ett enzym är ett

protein som förändrar andra proteiner och just enzymet EndoS klipper bort

sockerkedjan på antikroppen IgG. Antikroppen förlorar då sin förmåga att tillkalla

immunceller och förstöra bakterien. Streptokocker har flera andra enzymer och

proteiner som bidrar till att undkomma det mänskliga försvaret. Vad har egentligen

EndoS för betydelse vid infektioner av streptokocker?

I artikel 1 förändrade vi generna hos grupp A streptokocker och genererade en

EndoS-mutant, en bakterien som saknar EndoS men som har alla andra enzymer och

proteiner. Vi jämförde vår EndoS-mutant mot ursprungsbakterien och studerade hur sjuka möss blev i en modell av allvarlig streptokockinfektion. Det visade sig att

mössen blev lika sjuka och vi drog slutsatsen att EndoS inte ökar bakteriens förmåga

att orsaka sjukdom i möss. Vi genererade även en bakteriestam som utrycker stora

mängder av EndoS och vi såg då att mössen blev sjukare och bakterien mer

aggressiv. Vi tror att halten av enzymet EndoS i den lokala infektionsmiljön har

betydelse för hur allvarligt sjukdomsförloppet.

I artikel 2 upptäckte vi ett nytt enzym hos streptokocker som inte har studerats

tidigare. Genom att jämföra det okända proteinet med EndoS fann vi att proteinerna

vad 37% identiska, vilket är en låg siffra. Vi såg också att genen för det okända

enzymet fanns på exakt samma plats som EndoS i bakteriens DNA, och kallade

därför enzymet för EndoS2. Vi studerade enzymets aktivitet på IgG och upptäckte att

det klippte bort alla typer av sockerkedjor från antikroppen. Till skillnad från EndoS,

så klipper EndoS2 även bort socker från ett glykoprotein som är involverat i

inflammation. Slutsatsen blev att EndoS2 är ett nytt enzym från streptokocker som

klipper bort alla sockerkedjor från IgG.

Artikel 3, beskriver en studie där vi studerade en annan bakterie, Enterococcus

faecalis, och enzymet EndoE som liknar EndoS, men som klipper bort sockerkedjor

från flera glykoproteiner. Vi upptäckte att EndoE klippte bort socker från laktoferrin,

ett protein som finns i modersmjölk och som har antibakteriella egenskaper.

Laktoferrin utan sockerkedjor var mindre antibakteriellt och bakterierna överlevde

bättre i närvaro av laktoferrin. Vi såg också att enterokocker kunde använda det

bortklippta sockret som näringskälla.

Många nya läkemedel som utvecklas idag är biologiska läkemedel som består av

specifika antikroppar, oftast IgG. I artikel 4 jämförde vi den enzymatiska aktiviteten

av EndoS och EndoS2 på fyra antikroppar som används som läkemedel. Vi upptäckte

att EndoS2 klippte loss alla typer av socker medan EndoS lämnade en typ av socker

som kallas hög-mannos. Det finns indikationer på att antikroppar med mannossocker

fungerar sämre som läkemedel i kroppen. I artikeln presenterar vi en metod som

använder EndoS och EndoS2 för att snabbt och enkelt bestämma halten av mannos

på antikroppsläkemedel.

Artikel 5 handlar om en annan typ av antikropp, immunoglobulin E (IgE) och EndoS.

IgE är en typ av antikropp som har stor betydelse vid allergiska reaktioner. IgE är

precis som IgG, ett glykoprotein och bär flera sockerkedjor. Våra experiment visade

att EndoS även klipper bort socker från IgE och att antikroppen då fungerar sämre. I

en musmodell för allergi kunde vi genom att injicera EndoS, kraftigt minska den

immunaktivering som genom IgE leder till en allergireaktion. Våra resultat är preliminära, men kan tyda på att EndoS skulle kunna användas som läkemedel för

kraftiga allergier.

I denna avhandling visar vi att bakterier använder enzymer som är aktiva på

sockerkedjor på antikroppar för att undkomma immunförsvaret. Vi har upptäckt ett

nytt enzym hos streptokocker, EndoS2, och studerat betydelsen av EndoS vid

allvarlig streptokockinfektion. Vi visar att bakteriella enzymer kan användas i

bioteknisk industri för utveckling av antikroppsläkemedel. Slutligen, har vi upptäckt

att sockerkedjor på IgE har stor betydelse vid allergi och att EndoS skulle kunna

användas som läkemedel vi svåra allergiska reaktioner.

Bakteriers smarta sätt att undkomma immunförsvaret kan lära oss mycket om hur

immunförsvaret fungerar och hur bakterier orsakar infektion. Upptäckten av nya

enzymer kan även leda till applikationer i bioteknisk industri och eventuellt till

framtida läkemedel.

Avdelning/ar

Publiceringsår

2015

Språk

Engelska

Publikation/Tidskrift/Serie

Lund University Faculty of Medicine Doctoral Dissertation Series

Volym

2015:21

Dokumenttyp

Doktorsavhandling

Förlag

Division of Infection Medicine

Ämne

  • Infectious Medicine

Nyckelord

  • IgG
  • endoglycosidase
  • Streptococcus pyogenes
  • glycosylation
  • EndoS

Status

Published

ISBN/ISSN/Övrigt

  • ISSN: 1652-8220
  • ISBN: 978-91-7619-100-2

Försvarsdatum

13 mars 2015

Försvarstid

09:00

Försvarsplats

Belfragesalen, BMC D15, Klinikgatan 32, Lund

Opponent

  • Dennis Burton (Professor)