Бактериальная генная "терапия" для борьбы с холерой

Холера — это крайне вирулентная кишечная инфекция, вызываемая бактерией Vibrio cholerae. Исследователи из ЕС выяснили молекулярные механизмы, лежащие в основе экспрессии генов вирулентности, что имеет важное значение для разработки новых методов лечения.

Холера вызывает сильную диарею и рвоту, а последующее обезвоживание часто приводит к смерти в течение нескольких часов. В настоящее время лечение включает комбинацию регидратационной терапии и антибиотиков.

Однако действует принцип "выживания наиболее приспособленных" (в данном случае — наиболее вирулентных), в результате чего бактерии, устойчивые к антибиотикам, выживают и размножаются. Это создаёт постоянную потребность в разработке новых методов лечения для преодоления резистентности.

Бактерии используют различные механизмы контроля экспрессии генов с помощью молекул рибонуклеиновой кислоты (РНК). У V. cholerae есть свои механизмы, среди них — четыре малые регуляторные РНК (sRNAs), называемые Qrrs, которые контролируют экспрессию генов вирулентности и, следовательно, цикл инфекции.

На ранней стадии инфекции (при низкой плотности клеток в хозяине) количество Qrrs высоко. Они связываются с определёнными мишенями — матричными РНК (мРНК) — с помощью РНК-связывающего белка Hfq, что приводит к экспрессии вирулентных генов.

С ростом плотности клеток производство Qrrs прекращается, экспрессия генов вирулентности выключается, и бактерии высвобождаются из хозяина для повторного заражения.

В рамках проекта VCSRNAHV исследователи изучили молекулярные процессы, ведущие к экспрессии вирулентных генов, чтобы найти способы заблокировать этот процесс и обезвредить бактерии.

Клонирование вспомогательной молекулы Hfq из V. cholerae позволило выяснить её молекулярную структуру и идентифицировать механизмы, ведущие к повышенной устойчивости к дестабилизирующим условиям.

Также была определена стехиометрия связывания Hfq с молекулами Qrr (один к одному), место связывания на Qrr и изменения в молекуле Qrr после связывания. Наконец, команда разработала новый метод анализа, позволивший определить предпочтения в связывании конкретных Qrr с определёнными мишенями-мРНК.

Холера является смертельным заболеванием, особенно в развивающихся странах, а её растущая устойчивость к обычным антибиотикам усложняет лечение. Выяснение молекулярных механизмов экспрессии генов вирулентности у V. cholerae должно оказать важное влияние на разработку новых и эффективных методов терапии.