Новый подход к лечению инфекционных заболеваний как альтернатива антибиотикам

Исследователи под руководством Университета Осаки выяснили, как патогенные бактерии E. coli прикрепляются к эпителию кишечника хозяина. Они показали, что пили IV типа на поверхности бактерий недостаточны для адгезии к клеткам кишечного эпителия, и что также необходимы белки, секретируемые E. coli. Обнаружено, что этот механизм прикрепления может быть общей чертой многих энтеропатогенов, таких как Vibrio cholerae, и представляет собой новую терапевтическую мишень против таких бактериальных патогенов.

Энтеротоксигенная Escherichia coli (ETEC) является основной причиной диареи у путешественников и жителей развивающихся стран. По данным Всемирной организации здравоохранения (WHO), ETEC ответственна за 300 000–500 000 смертей в год, что представляет серьёзную проблему.

Эффективные вакцины против ETEC не разработаны, поэтому инфицированных пациентов лечат антибиотиками и поддерживающей терапией. Однако появление мультирезистентных бактерий стало социальной проблемой, что стимулирует поиск новых методов лечения.

Адгезия к эпителию кишечника хозяина — важный этап инфекции ETEC у людей. Считалось, что филаментозная структура на поверхности бактерий, называемая «пили IV типа», важна для прикрепления, но её детальный механизм не был известен.

Исследователи под руководством Университета Осаки выяснили, как патогенная E. coli прикрепляется к эпителию кишечника, используя пили IV типа и секретируемые белки. Результаты их работы опубликованы в PNAS.

Один из авторов-корреспондентов, Шота Накамура, заявляет: «Мы продемонстрировали, что пили IV типа на поверхности бактерий недостаточны для адгезии ETEC к клеткам кишечного эпителия, и что также необходимы белки, секретируемые E. coli. Введение антител против секретируемых белков ингибировало прикрепление E. coli».

С помощью рентгеновской кристаллографии исследователи изучили, как белок, расположенный только на кончике пили, взаимодействует с белком, секретируемым E. coli в кишечнике, и прояснили механизм адгезии ETEC. Секретируемые белки служат молекулярными мостиками, связывающими как пили IV типа на поверхности бактерий, так и клетки кишечного эпителия человека.

Накамура также отмечает: «Вполне вероятно, что такое прикрепление является общей чертой многих энтеропатогенов, экспрессирующих пили IV типа, таких как Vibrio cholerae, и представляет собой новую терапевтическую мишень против таких бактериальных патогенов».

Эти результаты могут привести к разработке не только новых вакцин против ETEC, но и антиадгезивных агентов, предотвращающих связывание белков, участвующих в бактериальной адгезии. Антиадгезивные агенты могут «вымывать» патогенные бактерии из организма, не уничтожая их, поэтому нет риска развития резистентности. Эти агенты, будучи разработанными, станут новым терапевтическим подходом, который может служить альтернативой антибиотикам.