Studies of immune responses to cell surface proteins of Helicobacter pylori and Borrelia burgdorferi by enzyme immunoassay and immunoblotting

Sammanfattning: Popular Abstract in Swedish Upptäckten av Helicobacter pylori (Hp) (1982) har revolutionerat synen på uppkomsten av såväl magsår, magkatarr som magsäckskancer. Idag vet vi att Hp är en mycket starkt bidragande orsak till samtliga dessa sjukdomar och är en av våra vanligaste sjukdomsframkallande bakterier. Epidemiologiska studier har visat att mellan 50 och 80% av jordens befolkning är smittad. I Sverige är omkring hälften av vår vuxna befolkning infekterade med Hp, men endast 5-10% får symtom i form av magkatarr (gastrit) eller magsår. I vårt land är Hp-infektion ovanlig bland barn och ungdomar men i många u-länder infekteras så gott som samtliga individer redan tidigt i barnaåren. Bakterien är försedd med flera rörelseorgan s.k. flageller vilket gör att den snabbt kan simma genom den sura miljön i magsäcken ner genom dess slemlager och fästa till epitelytan. Den har utvecklat en rad unika egenskaper t.ex. enzymet ureas med vars hjälp denna mikrob kan bilda ammoniak som lokalt kan neutralisera magsäckens saltsyrautsöndring. Numera behandlas återkommande magsår med läkemedel som hämmar magsäckens saltsyra och med antibiotika för att eliminera bakterien. Borrelia-infektion (Lyme borreliosis) är en sjukdom som förekommer globalt och som sprids via fästingar. Trots den relativt låga incidensen av Borrelia-infektioner, i jämförelse med vissa andra infektionssjukdomar, så utgör denna ett stort hälsoproblem i många delar av världen såsom norra halvklotets tempererade regioner, främst kanske på grund av de allvarliga neurologiska, hjärt och ledkomplikationer som den kan orsaka vid kroniska infektioner. Olika Borrelia-isolat har visat på betydande genetiska och immunologiska skillnader och bakterien indelas i flera undergrupper, varav åtminstone tre, B. borrelia sensu stricto, B. afzelii och B. garinii är humanpatogena. Små däggdjur, ofta gnagare, är den huvudsakliga reservoaren för Borreliabakterien. Större däggdjur såsom hästar, klövdjur (hjortar och rådjur), hundar och katter fyller en viktig funktion för fästingens blodmåltider. För adekvat behandling av den enskilda patienten är det av stor betydelse att säkerställa diagnosen vid dessa två infektioner som annars kan leda till kroniska sjukdomstillstånd vilket i sin tur leder till en förlängd sjukvårdsperiod förenat med högre sjukvårdskostnader. Båda infektionerna ger upphov till ett immunologiskt svar hos den infekterade individen, vilket utnyttjas i serologisk laboratoriediagnostik med s.k. antikroppsanalyser. Den vanligaste använda metoden kallas EIA (enzyme immuno assay, en biokemisk analysmetod) och testet utförs med ett enkelt patientblodprov (serum). Syftet med denna studie har varit att kartlägga vilka av de båda bakteriernas ytproteiner (antigener) som är mest användbara i konfirmerande antikroppsanalyser av Helicobacter och Borrelia-infektioner. I den första Borrelia-studien undersöktes om den antigena specificiteten var bättre med upprenade membranproteiner, blandade från två olika Borrelia-stammar, i jämförelse med ett s.k. helcells antigen, vilket innehåller bakteriecellens alla beståndsdelar. Det upprenade extraktet visade minde korsreaktivitet d.v.s. en högre specificitet då sera från personer med närbesläktade infektioner inte reagerade. Sera från misstänkt infekterade individer bosatta i Syd-Sverige (endemiskt för Borrelia), analyserades mot antigena komponenter från Borrelia-stammar, isolerade i USA, Danmark, och Sverige. Resultaten från denna studie visar att en utförlig analys av den lokala stammens antigena egenskaper är av betydelse samt utvärdering av serodiagnostiska kriterier i aktuellt geografiskt område bör ske. För H. pylori utvärderades olika metoder för antigen-extraktion Proteinmönstret från olika stammar jämfördes efter separation med gel-elektroforetiska metoder. Vi fann att yt-proteiner, frigjorda med en mild kemisk metod som ej orsakar cell-lys visade hög sensitivitet och specificitet också i jämförelse maknadsförda test. Western immunoblot, är en metod där man fäster separerade proteiner på ett membran vilket förenklar inbindningen av antikroppar och ger metoden en högre grad av sensitivitet. Serumprover från både Hp-infekterade patienter och från personer med andra infektioner undersöktes med denna analysmetod. Avsikten var att skilja ut specifika Hp-ytproteiner, från s.k. korsreaktiva antigen (proteiner som kan förekomma hos flera olika bakterie-arter). Vi påvisade flera proteiner med hög specificitet som nu används i vår rutindiagnostik som markörer för konfirmation av svårtolkade EIA-resultat. Dessa yt-proteiner analyserades vidare med en annan högupplösande gel-elektroforetisk metod (2-D PAGE) som separerar proteiner efter deras molekylmassa (storlek) och laddning (isoelektrisk punkt). I samma studie undersöktes också om skillnader förelåg mellan ytproteiner från både den spirala och den sfäriska formen (troligen en överlevnadsform) av Hp. Åtskilligt fler ytproteiner kunde nu identifieras samt att skillnader mellan de två formernas ytproteiner förekom. Ytterligare karakterisering av dessa proteiner pågår.