Để hiểu rõ thêm về hiện tượng viêm trong nhiễm liên cầu suis, chúng tôi trích dịch phần tóm tắt từ một luận án tiến sĩ của một tác giả ở Đại học Montréal, được trình vào tháng 4 năm 2010 tại khoa Giải phẩu bệnh và Vi sinh tại Đại học Thú y, Canada.
Liên cầu suis type 2 là một tác nhân gây bệnh quan trọng ở lợn chịu trách nhiệm các bệnh nhiễm trùng khác nhau, viêm màng não là hình thái lâm sàng nổi bật nhất của nó. Ngoài ra, là một tác nhân gây bệnh động vật lây cho người mới nổi, mà đã gây sự chú ý toàn thế giới do những vụ dịch quan trọng xảy ra ở châu Á. Sự hiểu biết về bệnh sinh về các bệnh do nhiễm S. suis vẫn còn là một thách thức. Đến nay, đáp ứng tiền viêm do S. suis chỉ được nghiên cứu trong ống nghiệm, và vẫn còn có một nhu cầu rất lớn về mô hình thực nghiệm phù hợp cho cả sốc nhiễm trùng lẫn viêm màng não. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã phát triển thành công một mô hình cơ thể sống để gây nhiễm S. suis ở chuột trưởng thành qua đường phúc mạc. Mô hình này được dùng trong nghiên cứu các yếu tố tiền viêm diễn ra tại cả nhiễm S. suis toàn thân lẫn nhiễm S. suis ở hệ thần kinh trung ương (CNS) liên quan đến tác nhân gây bệnh quan trọng này. Ngoài ra, mô hình này có ích để xác định tính nhạy cảm với nhiễm S. suis có thể bị ảnh hưởng bởi nền tảng di truyền của vật hay không.
(Streptococcus suis)
Mô hình chuột được gây nhiễm S. suis được chuẩn hóa trên cơ sở chuột CD1. Những kết quả đã cho thấy nhiễm khuẩn máu tồn tại trong 3 ngày sau khi gây nhiễm S. suis, được kèm theo sự giải phóng nhanh với lượng lớn đáng kể các cytokine tiền viêm khác nhau (TNF-α, IL-6, IL-12p40/p70, IFN-ɣ) và các chemokine (KC,MCP-1 và RANTES) mà dẫn đến sốc nhiễm khuẩn và tỷ lệ tử vong 20% chuột. Một khi dấu hiệu của giai đoạn nhiễm khuẩn ở chuột CD1 được gây nhiễm S. suis được hình thành, nghiên cứu được tiếp tục với mục tiêu là để xác nhận vai trò của viêm trong tỷ lệ tử vong và để xác định liệu rằng nền tảng di truyền của vật chủ có thể ảnh hưởng đến đáp ứng viêm đối với tác nhân gây bệnh này và các kết cục thêm nữa đối với bệnh này. Về điều này, mô hình chuột được gây nhiễm S. suis đã được dùng với hai dòng chuột di truyền bẩm sinh khác nhau, đó là, dòng chuột C57BL/6 (B6) và dòng chuột A/J, mà được xem là nguyên mẫu tương ứng của chuột type-Th1 và type-Th2. Kết quả đã chứng minh tính nhạy cảm ấn tượng đối với nhiễm S. suis ở chuột A/J so với chuột B6, với tỷ lệ tử vong 100% ở dòng chuột A/J vào giờ thứ 20 sau gây nhiễm với S. suis, và tỷ lệ tử vong 16% vào giờ thứ 36 sau gây nhiễm với dòng chuột B6. Vô cùng thú vị, và tương tự như chuột CD1, nhiễm khuẩn máu hình như không chịu trách nhiệm về cái chết của những con chuột, khi cả hai dòng chuột có sự hiện diện tương tự nhau về lượng vi khuẩn trong máu và ở các cơ quan.
Vì vậy, có thể mặc nhiên công nhận rằng tỉ lệ tử vong cao hơn ở chuột A/J được gây nhiễm S. suis là do sốc nhiễm khuẩn không được kiểm soát. Thực vậy, chuột A/J có nồng độ rất cao của TNF-α, IL-12p40/p70, IL-1β và IFN-ɣ, mà cao vượt quá mức ý nghĩa so với nồng độ các chất này được tìm thấy ở chuột B6. Đáng chú ý, các nồng độ chemokine tương tự nhau giữa 2 dòng chuột, cho thấy sự tham gia hạn chế của chúng trong sự phát triển của sốc nhiễm khuẩn do S. suis gây ra. Một tỷ lệ sống sót của dòng chuột B6 lớn hơn một phần liên quan đến một sự điều hòa tốt hơn của dòng cytokine tiền viêm, vì chúng đã cho thấy một sự sản xuất cytokine IL-10 kháng viêm cao hơn nồng độ cytokine này ở dòng chuột A/J. Vai trò lợi ích tiềm năng của IL-10 ở chuột được gây nhiễm với S. suis đã được xác minh bằng cách dùng hai phương pháp: đầu tiên, bằng sự ức chế của các đầu tiếp nhận tế bào của IL-10 (IL-10R) với một kháng thể đơn dòng (Mab) kháng đầu tiếp nhận IL-10 chuột ở dòng chuột B6 và lần thứ hai bằng cách dùng IL-10 chuột tái tổ hợp (rm) (rmIL-10) cho dòng chuột A/J.
Dòng chuột B6 tiếp nhận điều trị với IL-10R Mab trước khi được gây nhiễm với S. suis đã phát triển một hình thái lâm sàng bệnh cấp tính tương tự với hình thái lâm sàng như được quan sát ở dòng chuột A/J, với sự tăng lên đáng kể và nhanh chóng về tỷ lệ tử vong và nồng độ TNF-α cao hơn so với tỷ lệ tử vong và nồng độ TNF- α của những con chuột bị gây nhiễm mà không nhận được điều trị. Vấn đề còn bàn cải là điều trị với rmIL-10 đã làm trì hoãn đáng kể sự khởi phát sốc nhiễm khuẩn ở dòng chuột A/J bị nhiễm S. suis. Những kết quả này cho thấy rằng sự sống sót sau khi bị sốc nhiễm khuẩn do S. suis đòi hỏi phải có một điều hòa chặt chẽ của các cơ chế tiền viêm và kháng viêm, và cơ chế kháng viêm phải được hoạt hóa cùng lúc hoặc ngay sau khi khởi phát đáp ứng tiền viêm. Phần này của nghiên cứu có thể đại diện một bước tiến đầu tiên trong việc xác định các gen vật chủ liên quan đến sự đề kháng chống lại S. suis.
Một trong những thành tựu quan trọng nhất của mô hình chuột được gây nhiễm này đã mô tả trong dự án này là sự phát triển các dấu hiệu lâm sàng của bệnh thần kinh khác biệt ở chuột CD1 từ ngày thứ 4 sau gây nhiễm với S. suis. Thật vậy, ở chuột CD1 sống sót sau nhiễm khuẩn toàn thân do S. suis, dấu hiệu lâm sàng của bệnh thần kinh và hội chứng tiền đình, mà là khá giống với các trường hợp đã được quan sát trong lâm sàng của viêm màng não do S. suis ở cả lợn và người. Các nghiên cứu về não bộ của chuột CD1 được gây nhiễm dùng sự lai tạo tại chỗ được kết hợp với hóa tế bào miễn dịch, đã chứng minh rằng đáp ứng viêm hệ thần kinh trung ương bắt đầu với một sự gia tăng có ý nghĩa trong phiên mã ban đầu của đầu tiếp nhận TLR-2 và CD14 trong vi tuần hoàn não và màng mạch, gợi ý rằng S. suis có thể dùng các cấu trúc này như đường để xâm nhập vào não.
Cũng có sự kích hoạt của NF-κB (như được chỉ ra bằng cách kích hoạt phiên mã của IκBα như một hệ thống ghi nhận) và TNF-α, IL-1β và MCP-1, chủ yếu là trong các tế bào được xác định là tiểu tế bào đệm thần kinh (microglia) và đến một mức độ thấp hơn trong các tế bào hình sao. Những tín hiệu này đi đến các cấu trúc não khác nhau, chủ yếu là vỏ não, corpus callosum, vùng hippocampus, màng mạch, đồi thị, vùng dưới đồi và màng não. Tất cả những yếu tố tiền viêm này có liên quan với các khu vực rộng lớn của tình trạng viêm và hoại tử, sự mất myelin nghiêm trọng và sự hiện diện các kháng nguyên S. suis bên trong tiểu tế bào đệm thần kinh. Các nghiên cứu ở ống nghiệm được tiến hành để hiểu rõ hơn về sự tương tác của S. suis với tiểu tế bào thần kinh đệm. Về điều này, tế bào tiểu thần kinh đệm của chuột được gây nhiễm một dòng S. suis mang tính độc hoang dã. Hai dòng S. suis đột biến đẳng gene (isogenic) tương ứng không có bao (CPS) hoặc không sản xuất hemolysin (suilysin, SLY), cũng được bao gồm cho các mục đích so sánh.
Bao ở thành tế bào của S. suis là thành phần quan trọng để chống lại sự thực bào, và nó cũng điều hòa đáp ứng viêm bằng cách che dấu các thành phần tiền viêm đối với thành tế bào vi khuẩn. Mặt khác, sự vắng mặt của SLY, một yếu tố có tiềm năng gây độc tế bào, đã không có tác động lớn trên sự tương tác của S. suis với các tiểu tế bào thần kinh đệm. Các nghiên cứu với tiểu tế bào thần kinh đệm đã giúp để xác nhận các dữ liệu trước đó trên cơ thể chuột, như là dòng S. suis mang tính độc hoang dã đã gây cảm ứng điều hòa tăng (up-regulation) của TLR2 và sản xuất một số các chất trung gian tiền viêm, gồm cả TNF-α và MCP-1. Như đã quan sát ở chuột, S. suis gây cảm ứng chuyển vị NF-kB, mà là nhanh hơn đối với các tế bào được kích thích với dòng S. suis đột biến thiếu bao vi khuẩn (CPS), gợi ý rằng các thành phần của thành tế bào vi khuẩn là những chất gây cảm ứng mạnh của NF-kB.
Hơn nữa, dòng S. suis hoang dã độc tính cao đã nâng cao phosphotyrosine, PKC và các yếu tố protein kinase kích hoạt sự bào phân (mitogen-activated protein kinase: MAPK). Tuy nhiên, tiểu tế bào thần kinh đệm bị nhiễm dòng S.suis đột biến thiếu bao cho thấy toàn bộ các quá trình phosphoryl hóa mạnh mẽ hơn và bền vững hơn. Cuối cùng, bao của S. suis cũng điều hòa sự biểu thị iNOS (inducible nitrogen oxide synthase: iNOS) và sản xuất NO (nitric oxide) thêm nữa trong tiểu tế bào thần kinh đệm được gây nhiễm với S. suis, mà có thể liên quan đến tính độc thần kinh và giãn mạch trong cơ thể.
Chúng tôi tin rằng kết quả của chúng tôi có thể giúp để hiểu đầy đủ hơn về các cơ chế cơ bản mà S. suis cảm ứng hiện tượng viêm, dẫn đến việc thiết kế các chiến lược kháng viêm hiệu quả hơn đối với nhiễm khuẩn huyết và viêm màng não.
(Trích từ tóm tắt luận án tiến sĩ của MARÍA DE LA CRUZ DOMÍNGUEZ PUNAROvề “Studies on the exaggerated inflammatory response caused by streptococcus suis at systemic and central nervous system levels”. Département de pathologie et microbiologie. Faculté de médecine vétérinaire. Thèse présentée à la Faculté de médecine vétérinaire en vue de l’obtention du grade de philosophiae doctor (Ph.D.) en sciences vétérinaires option microbiologie. Avril, 2010)
