Исследователи Массачусетского технологического института выявили молекулы, обнаруженные в слизи, которые могут блокировать инфекцию холеры, вмешиваясь в гены, которые заставляют микроб переходить в опасное состояние. Эти защитные молекулы, известные как гликаны, являются основным компонентом муцинов, гелеобразующих полимеров, из которых состоит слизь. Команда определила особый тип гликана, который может предотвратить выработку токсина Vibrio cholerae, приводящего к тяжелой диарее. Если бы эти гликаны могли быть доставлены к месту заражения, они могли бы помочь укрепить слизистый барьер и предотвратить симптомы холеры, от которой ежегодно страдают до 4 миллионов человек. Исследователи говорят, что поскольку гликаны разоружают бактерии, не убивая их, они могут стать привлекательной альтернативой антибиотикам. В отличие от антибиотиков, к которым можно довольно быстро развить резистентность, эти гликаны на самом деле не убивают бактерии. Они просто отключают экспрессию генов их вирулентных токсинов, так что это еще один способ, которым можно попытаться лечить эти инфекции, говорит Бенджамин Ван. В последние годы ученые обнаружили, что слизь, которая выстилает большую часть тела, играет ключевую роль в борьбе с микробами. Исследование показало, что гликаны — сложные молекулы сахара, обнаруженные в слизи, — могут выводить из строя такие бактерии, как Pseudomonas aeruginosa и дрожжи Candida albicans, не позволяя им вызывать вредные инфекции. В новом исследовании ученые обратили внимание на микроб, поражающий желудочно-кишечный тракт. Холерный вибрион, который часто передается через зараженную питьевую воду, может вызывать сильную диарею и обезвоживание. Холерный вибрион встречается во многих штаммах, и предыдущие исследования показали, что микроб становится патогенным только тогда, когда он инфицирован вирусом, называемым фагом СТХ, который несет гены, кодирующие холерный токсин, который отвечает за симптомы тяжелой холерной инфекции. Чтобы произошло это «токсигенное преобразование», фаг СТХ должен связываться с рецептором на поверхности бактерий, известным как ко-регулируемый токсином пилюс (TCP). Работая с муцин-гликанами, очищенными из желудочно-кишечного тракта свиньи, команда Массачусетского технологического института обнаружила, что гликаны подавляют способность бактерий продуцировать TCP-рецептор, поэтому фаг CTX больше не может заражать его. Исследователи также показали, что воздействие муциновых гликанов резко изменяет экспрессию многих других генов, в том числе тех, которые необходимы для производства холерного токсина. Когда бактерии подвергались воздействию этих гликанов, они почти не производили холерного токсина. Когда Vibrio cholerae заражает эпителиальные клетки, выстилающие желудочно-кишечный тракт, клетки начинают сверхпродуцировать молекулу, называемую циклическим АМФ. Это заставляет их выделять огромное количество воды, что приводит к тяжелой диарее. Исследователи обнаружили, что когда они подвергали эпителиальные клетки человека воздействию Vibrio cholerae, которые были обезврежены муцин-гликанами, клетки не производили циклический АМФ и не начинали выделять воду. Затем исследователи изучили, какие конкретные гликаны могут воздействовать на холерный вибрион. Для этого они работали над созданием синтетических версий наиболее распространенных гликанов, обнаруженных в природных образцах муцина, которые они изучали. Большинство синтезированных ими гликанов имеют структуры, известные как ядро 1 или ядро 2, которые немного различаются по количеству и типу содержащихся в них моносахаридов. Исследователи обнаружили, что гликаны ядра 2 играют самую большую роль в укрощении холерной инфекции. Подсчитано, что от 50 до 60 процентов людей, инфицированных холерным вибрионом, не имеют симптомов, поэтому исследователи предполагают, что симптоматические случаи могут возникать при отсутствии этих блокирующих холеру муцинов. Сейчас ученые работают над способами доставки синтетических муциновых гликанов, возможно, вместе с антибиотиками, в очаги инфекции. Гликаны сами по себе не могут прикрепляться к слизистым оболочкам тела, поэтому исследователи изучают возможность связывания гликанов с полимерами или наночастицами, чтобы помочь им прикрепиться к этим оболочкам. Исследователи планируют начать с легочных патогенов, но также надеются применить этот подход к кишечным патогенам, включая холерный вибрион.

Наука

В слизи обнаружили молекулы для предотвращения заражения холерой

Автор: Загудалина Диана

14:59 12-12-2022

Установите приложение "ЦСН"

Обнаруженные молекулы заставляют микроб переходить в опасное состояние.

Исследователи Массачусетского технологического института выявили молекулы, обнаруженные в слизи, которые могут блокировать инфекцию холеры, вмешиваясь в гены, которые заставляют микроб переходить в опасное состояние. Эти защитные молекулы, известные как гликаны, являются основным компонентом муцинов, гелеобразующих полимеров, из которых состоит слизь. Команда определила особый тип гликана, который может предотвратить выработку токсина Vibrio cholerae, приводящего к тяжелой диарее.

Если бы эти гликаны могли быть доставлены к месту заражения, они могли бы помочь укрепить слизистый барьер и предотвратить симптомы холеры, от которой ежегодно страдают до 4 миллионов человек. Исследователи говорят, что поскольку гликаны разоружают бактерии, не убивая их, они могут стать привлекательной альтернативой антибиотикам.

В отличие от антибиотиков, к которым можно довольно быстро развить резистентность, эти гликаны на самом деле не убивают бактерии. Они просто отключают экспрессию генов их вирулентных токсинов, так что это еще один способ, которым можно попытаться лечить эти инфекции,
говорит Бенджамин Ван.

В последние годы ученые обнаружили, что слизь, которая выстилает большую часть тела, играет ключевую роль в борьбе с микробами. Исследование показало, что гликаны — сложные молекулы сахара, обнаруженные в слизи, — могут выводить из строя такие бактерии, как Pseudomonas aeruginosa и дрожжи Candida albicans, не позволяя им вызывать вредные инфекции.

В новом исследовании ученые обратили внимание на микроб, поражающий желудочно-кишечный тракт. Холерный вибрион, который часто передается через зараженную питьевую воду, может вызывать сильную диарею и обезвоживание. Холерный вибрион встречается во многих штаммах, и предыдущие исследования показали, что микроб становится патогенным только тогда, когда он инфицирован вирусом, называемым фагом СТХ, который несет гены, кодирующие холерный токсин, который отвечает за симптомы тяжелой холерной инфекции.

Чтобы произошло это «токсигенное преобразование», фаг СТХ должен связываться с рецептором на поверхности бактерий, известным как ко-регулируемый токсином пилюс (TCP). Работая с муцин-гликанами, очищенными из желудочно-кишечного тракта свиньи, команда Массачусетского технологического института обнаружила, что гликаны подавляют способность бактерий продуцировать TCP-рецептор, поэтому фаг CTX больше не может заражать его.

Исследователи также показали, что воздействие муциновых гликанов резко изменяет экспрессию многих других генов, в том числе тех, которые необходимы для производства холерного токсина. Когда бактерии подвергались воздействию этих гликанов, они почти не производили холерного токсина.

Когда Vibrio cholerae заражает эпителиальные клетки, выстилающие желудочно-кишечный тракт, клетки начинают сверхпродуцировать молекулу, называемую циклическим АМФ. Это заставляет их выделять огромное количество воды, что приводит к тяжелой диарее. Исследователи обнаружили, что когда они подвергали эпителиальные клетки человека воздействию Vibrio cholerae, которые были обезврежены муцин-гликанами, клетки не производили циклический АМФ и не начинали выделять воду.

Затем исследователи изучили, какие конкретные гликаны могут воздействовать на холерный вибрион. Для этого они работали над созданием синтетических версий наиболее распространенных гликанов, обнаруженных в природных образцах муцина, которые они изучали. Большинство синтезированных ими гликанов имеют структуры, известные как ядро 1 или ядро 2, которые немного различаются по количеству и типу содержащихся в них моносахаридов.

Исследователи обнаружили, что гликаны ядра 2 играют самую большую роль в укрощении холерной инфекции. Подсчитано, что от 50 до 60 процентов людей, инфицированных холерным вибрионом, не имеют симптомов, поэтому исследователи предполагают, что симптоматические случаи могут возникать при отсутствии этих блокирующих холеру муцинов.

Сейчас ученые работают над способами доставки синтетических муциновых гликанов, возможно, вместе с антибиотиками, в очаги инфекции. Гликаны сами по себе не могут прикрепляться к слизистым оболочкам тела, поэтому исследователи изучают возможность связывания гликанов с полимерами или наночастицами, чтобы помочь им прикрепиться к этим оболочкам. Исследователи планируют начать с легочных патогенов, но также надеются применить этот подход к кишечным патогенам, включая холерный вибрион.