Ερευνητές από την Ιατρική Σχολή του Χάρβαρντ ανακάλυψαν ότι το ανοσοποιητικό σύστημα του σώματος ανιχνεύει αρχικά την παρουσία των σπορίων άνθρακα, αναγνωρίζοντας τα μόρια RNA τα οποία καλύπτουν την επιφάνεια των σπόρων. Αλλά αυτό προκαλεί μία δυσμενή ανοσολογική απάντηση που δυσχεραίνει τη μάχη του οργανισμού κατά του άνθρακα όταν οι σπόροι του έχουν βλαστήσει σε ζωντανά βακτήρια, σύμφωνα με μελέτη η οποία δημοσιεύεται στο The Journal of Experimental Medicine .
Η νόσος του άνθρακα προκαλείται από το βακτήριο Bacillus anthracis , το οποίο είναι εξοπλισμένο με διάφορους μηχανισμούς που του επιτρέπουν να επιβιώνει και να αναπαράγεται στο εσωτερικό του ξενιστή του. Αλλά ο άνθρακας εισέρχεται συνήθως στο σώμα με τη μορφή των λανθανόντων σπορίων που μόνο αργότερα φυτρώνουν στην ενεργή, αναπαραγωγική μορφή του βακτηρίου. «Δεν είναι σαφές αν τα σπόρια του άνθρακα πυροδοτούν ανοσολογικές αποκρίσεις και, αν ναι, ποια στοιχεία των σπορίων ενεργοποιούν το ανοσοποιητικό σύστημα του ξενιστή», λέει ο Jin Mo Park, επίκουρος καθηγητής Δερματολογίας στο Γενικό Νοσοκομείο της Μασαχουσέτης και την Ιατρική Σχολή του Χάρβαρντ, ο οποίος ηγήθηκε της μελέτης .
Ο Park και οι συνεργάτες του διαπίστωσαν ότι τα σπόρια άνθρακα, στην πραγματικότητα, διεγείρουν το ανοσοποιητικό σύστημα του ξενιστή και ότι το πράττουν με την ενεργοποίηση ενός ξεχωριστού συνόλου αισθητήρων του ανοσοποιητικού που δεν αναγνωρίζουν την ενεργό μορφή του βακίλου του άνθρακα . Μακροφάγα κύτταρα αναγνωρίζουν τον Bacillus anthracis χρησιμοποιώντας μια πρωτεΐνη-υποδοχέα της κυτταρικής επιφάνειας που ονομάζεται TLR2, η οποία συνδέεται με μόρια λιποπρωτεΐνης στο βακτηριακό κυτταρικό τοίχωμα. Η ομάδα του Park ανακάλυψαν ότι τα ανθρώπινα μακροφάγα χρησιμοποιούν δύο διαφορετικούς υποδοχείς-TLR7 και TLR8-για να αναγνωρίζουν τα μόρια RNA που ενσωματώνεται στο εξωτερικό στρώμα των σπορίων του άνθρακα.
Αυτός ο διακριτός μηχανισμός αναγνώρισης σημαίνει ότι τα σπόρια του άνθρακα προκαλούν μια διακριτή ανοσοαπόκριση στα μακροφάγα. Σε αντίθεση με άλλα κύτταρα, τα σπόρια του άνθρακα διεγείρουν την παραγωγή στο ανοσοποιητικό μορίων σηματοδότησης (ιντερφερόνες τύπου Ι). Αν και αυτά τα μόρια είναι χρήσιμα για την καταπολέμηση διαφόρων παθογόνων, ο Park και οι συνεργάτες του δείχνουν ότι οι ιντερφερόνες τύπου Ι θα μπορούσαν να μειώσουν την ικανότητα του ανοσοποιητικού συστήματος να εξουδετερώσει τον βάκιλο του άνθρακα όταν τα σπόρια έχουν βλαστήσει. Οι ιντερφερόνες τύπου Ι είναι γνωστό, για παράδειγμα, ότι διαταράσσουν τη δράση δύο άλλων άνοσων μορίων σηματοδότησης, των IL-1 και IL-17, που βοηθούν στην προστασία του οργανισμού από τη λοίμωξη με άνθρακα .
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι τα σπόρια άνθρακα ήταν περισσότερο θανατηφόρα στα ποντίκια απ’ότι η βλαστική μορφή του βακτηριδίου, αλλά σπόρια που στερούνταν το εξώτατο στρώμα τους – που περιέχει RNA- ήταν πολύ λιγότερο θανατηφόρα.