Nhiễm trùng K. pneumoniae

K. pneumoniae thường là nguồn gây nhiễm trùng mắc phải trong bệnh viện và do sử dụng rộng rãi kháng sinh trong các bối cảnh này, vi khuẩn này cũng đã có nhiều gen kháng thuốc. Trên thực tế, chỉ riêng năm 2019 đã có hơn 700.000 ca tử vong liên quan đến tình trạng kháng thuốc kháng sinh được cho là do nhiễm trùng K. pneumoniae.

Màng ngoài lipopolysaccharide (LPS) của K. pneumoniae bao gồm một lipid A neo trên màng được kết nối với một vùng oligosaccharide cốt lõi. Một chuỗi polysaccharide kháng nguyên O có thể được tìm thấy trên bề mặt của vùng oligosaccharide này và bao gồm các nhóm đường lặp lại.

Nhiễm trùng K. pneumoniae thường được phân loại dựa trên biểu hiện của các loại kháng nguyên O khác nhau, trong đó O1, O2 và O3 loại O gây ra khoảng 80% các ca nhiễm trùng lâm sàng. Hầu hết các chủng kháng sinh và siêu độc lực của K. pneumoniae đều biểu hiện kháng nguyên O1 hoặc O2.

Ngoài loại O, loại nang polysaccharide có trên bề mặt của K. pneumoniae cũng có thể cung cấp những hiểu biết quan trọng về đặc tính kích hoạt miễn dịch của loại vi khuẩn này. Cho đến nay, hơn 70 loại nang khác nhau đã được xác định.

Mặc dù hầu hết bệnh nhân bị nhiễm K. pneumoniae đều bị suy giảm miễn dịch, nhưng họ thường vẫn giữ được hệ thống bổ thể hoạt động, do đó cho thấy lợi ích tiềm tàng của kháng thể tăng cường bổ thể để điều trị loại nhiễm trùng này. Tuy nhiên, vẫn chưa rõ nên nhắm mục tiêu vào kháng nguyên vi khuẩn nào để kích hoạt phản ứng bổ thể mạnh.

Xác định kháng thể chống lại K. pneumoniae

Tế bào B nhớ (mBC) biểu hiện kháng thể gắn màng dưới dạng thụ thể tế bào B (BCR) và là nguồn ưa thích để phát hiện kháng thể. Để xác định kháng thể đơn dòng của người (mAb) chống lại vi khuẩn, hầu hết các nghiên cứu đã điều tra các kháng thể nhắm vào một kháng nguyên duy nhất. Tuy nhiên, điều quan trọng là phải thu được kháng thể chống lại các kháng nguyên khác nhau trên cùng một chủng vi khuẩn để nghiên cứu sự khác biệt trong hoạt hóa bổ thể được điều chỉnh bởi kháng thể và đánh giá tốt hơn hiệu quả của việc kết hợp các mAb.

Trong nghiên cứu hiện tại, kháng thể của con người nhắm vào K. pneumoniae đã được xác định bằng cách sử dụng tế bào B có thể xác định K. pneumoniae được gắn nhãn huỳnh quang dựa trên BCR của chúng. Thuốc nhuộm huỳnh quang ATTO-488 và Cy5 được gắn nhãn LPS, đây là thành phần được bảo tồn của vi khuẩn Gram âm. Kỹ thuật đo lưu lượng tế bào và kính hiển vi tái tạo quang học ngẫu nhiên trực tiếp (dSTORM) đã được sử dụng để phát hiện việc gắn nhãn bề mặt thành công của K. pneumoniae.

Tế bào B từ những cá thể khỏe mạnh đã được sử dụng để phân lập những tế bào hướng đến kháng nguyên K. pneumoniae. Các tế bào B dương tính với K. pneumoniae được gắn nhãn ATTO-488 hoặc Cy5 đã được xác định. Tuy nhiên, khoảng 0,05% tế bào B dương tính với cả vi khuẩn được gắn nhãn ATTO-488 và Cy5.

Phân tích kính hiển vi huỳnh quang cho thấy quần thể tế bào B dương tính kép được làm giàu mạnh mẽ đối với tế bào mBC CD27+. Nhiều vi khuẩn bám vào tế bào B được phân loại dương tính kép, trong khi tế bào B được phân loại dương tính đơn không biểu hiện sự bám dính đáng kể của vi khuẩn.

Các tế bào B được chọn chống lại hai phân lập K. pneumoniae lâm sàng là KpnO2 và KpnO1, cả hai đều là chủng K. pneumoniae kháng nhiều loại thuốc chiếm ưu thế. Ban đầu, 368 tế bào B dương tính kép được phân lập đối với KpnO2 bằng cách phân loại tế bào đơn. Sau khi sàng lọc, lần lượt xác định được 17 và 12 mAb có CDR3 duy nhất liên kết với KpnO1 và KpnO2.

Kích hoạt bổ thể phụ thuộc kháng thể trên bề mặt mục tiêu

Mặc dù liên kết kháng thể với bề mặt mục tiêu được coi là bước đầu tiên của chuỗi bổ thể, các nhà nghiên cứu của nghiên cứu hiện tại đã quan sát thấy rằng liên kết kháng thể K. pneumoniae không gây ra hệ thống bổ thể mà thay vào đó, sự kích hoạt hệ thống bổ thể này phụ thuộc vào kháng nguyên mục tiêu.

Tổng cộng có 12 kháng thể nhắm mục tiêu cụ thể vào kháng nguyên O2, trong khi ba kháng thể nhắm mục tiêu vào vỏ (KL110). Mặc dù tất cả các kháng thể kháng O2 đều cho phép kích hoạt hệ thống bổ thể, nhưng các kháng thể kháng vỏ kém hiệu quả hơn trong việc kích thích và khả năng hình thành các cụm IgG hexameric.

Sự xuất hiện của các đột biến tăng cường theo cụm dẫn đến việc kích hoạt bổ thể bằng các kháng thể kháng vỏ đối với cả K. pneumoniae và S. pneumoniae. Cần có thêm nhiều nghiên cứu để hiểu rõ hơn về khả năng di chuyển, nồng độ bề mặt và sự tập hợp của polysaccharides vỏ và glycan O2 trên K. pneumoniae.

Bốn kháng thể bao gồm UKpn72, UKpn77, UKpn69 và UKpn76 đã nhận diện hiệu quả epitope được bảo tồn trong kháng nguyên O1 và phản ứng chéo với tất cả các chủng O1 đã thử nghiệm. Các kháng thể này cũng phát hiện thành công kháng nguyên O1 bên ngoài vi khuẩn.

Đối với tất cả các kháng thể kích hoạt bổ thể, lắng đọng C3b trên bề mặt của K. pneumoniae gây ra sự kích hoạt thực bào do bổ thể trung gian và sự đào thải của bạch cầu trung tính ở người.

Các kết hợp kháng thể kích hoạt hiệp đồng hệ thống bổ thể

Sự kết hợp của hai dòng kháng thể kháng nang gây ra liên kết hiệp đồng và hoạt hóa bổ thể. Các thí nghiệm sử dụng các đoạn F(ab’)2 cho thấy liên kết hiệp đồng giữa các kháng thể kháng nang không phụ thuộc vào đuôi Fc. Tuy nhiên, hoạt hóa bổ thể sau đó được trung gian bởi đuôi Fc. Hai dòng kháng thể trung gian hiệp đồng có nguồn gốc từ cùng một người hiến tặng, do đó làm nổi bật khả năng các kháng thể này có thể cùng hoạt động trong cơ thể sống.

 

Kết luận

Nghiên cứu hiện tại đã phát hiện ra các kháng thể tiềm năng để điều trị nhiễm trùng K. pneumoniae và cho thấy sự kết hợp của các kháng thể khác nhau có thể tăng cường mạnh mẽ và hiệp đồng hoạt hóa bổ thể trên K. pneumoniae.

Nguồn: News medical life sciences| By Dr. Priyom Bose, Ph.D.|Reviewed by Benedette Cuffari, M.Sc.|Sep 30 2024

Đường dẫn: Xem tại đây