Molekylärbiologiska studier av hästpatogena streptokocker för ökad kunskap om sjukdomen kvarka

Sammanfattning av slutrapport
I projektet har vi studerat potentiella virulensfaktorer hos S. equi samt S. zooepidemicus. Cell- och molekylärbiologiska metoder har använts för att studera olika grupper av bakteriella proteiner vilka binder till olika komponenter i extracellulära matrix hos värden samt påverkar värdens immunförsvar. Projektet har innefattat olika samarbeten med andra forskargrupper. Via dessa samarbeten har även djurförsök ingått. Resultaten visar att båda underarterna kan producera två olika specifikt IgG-klyvande proteaser där den ena typen effektivt klyver sönder alla subklasser av IgG från häst. Vaccinationsförsök på möss visade att vaccination med proteaser inducerar ett skydd mot senare experimentell infektion med S. equi. Vidare har interaktionen mellan S. equi och Mastceller studerats samt interaktionen mellan S. equi proteiner och matrixproteiner hos värden där resultaten pekar på att bakterien förmodligen kan modulera immunförsvaret och den omgivande miljön i infekterad vävnad.

Populärvetenskaplig sammanfattning
Hästuppfödning och hästsport är förutom att de för många är en betydelsefull inkomstkälla även en betydelsefull fritidssysselsättning. Vid inventeringen år 2010 fanns det ca. 363 000 hästar i Sverige. Förutom de allmänfarliga (epizootiska) sjukdomar som inte finns i landet, är det endast en bakteriell infektion, kallad kvarka, som bedöms så allvarlig att den måste rapporteras till Statens jordbruksverk och aktuell länsstyrelse. Utbrott av kvarka rapporteras frekvent och hittills finns inga effektiva och säkra vacciner att tillgå. Stall som drabbas av eller misstänkts ha kvarka måste isoleras vilket kan få svåra ekonomiska konsekvenser för det drabbade stallet. Kvarka orsakas av bakterien Streptococcus equi underart equi (S. equi). I vår forskargrupp har vi under många år studerat den sjukdomsframkallande förmågan hos S. equi samt hos en annan underart kallad S. equi underart zooepidemicus (S. zooepidemicus). Den senare underarten, vilken är att betrakta som en opportunistisk patogen, förkommer frekvent i en rad olika sjukdomstillstånd hos häst. Streptococcus zooepidemicus orsakar även svåra sjukdomar hos andra djurslag såsom ko, gris och hund men även människor kan drabbas. Idag kan streptokockinfekterade hästar behandlas med antibiotika men i framtiden vore det önskvärt att man kunde förebygga sjukdomarna genom vaccination. För att kunna utveckla ett effektivt och säkert vaccin är det vår övertygelse att man primärt måste studera hur bakterierna interagerar med värden på molekylär- och cellnivå. Projektet är en fortsättning på våra grundvetenskapliga molekylärbiologiska studier där vi karaktäriserar extracellulära bakteriella proteiner vilka binder till olika strukturer i vävnader hos värddjuret eller påverkar immunförsvaret hos hästar, studier som även innefattar immunisering och vaccinationsförsök på möss. Våra resultat har visat att många av de studerade proteinerna interagerar specifikt med olika värdproteiner samt att olika vaccinkompositioner baserade på vissa av bakterieproteiner kan ge en skyddseffekt vid senare experimentella infektioner av S. equi (belastningsförsök) på mus. Ett av våra långsiktiga mål är att våra resultat från studierna av de extracellulära proteinerna hos S. equi (och S. zooepidemicus) ska kunna användas i utvecklingen av i första hand ett framtida vaccin mot kvarka.