Как бактерии прикрепляются к клеткам: основа для нового класса антибиотиков

Исследователи из Университетской клиники Франкфурта и Университета Гёте во Франкфурте расшифровали механизм адгезии бактерий к клеткам хозяина, сделав первый шаг к созданию нового класса антибиотиков.

Адгезия бактерий к клеткам хозяина — это всегда первый, решающий шаг в развитии инфекционных заболеваний. Цель такого прикрепления патогенов — колонизировать организм хозяина (например, человека), а затем вызвать инфекцию, которая в худшем случае может закончиться летально.

Критическое взаимодействие с человеческим белком фибронектином

Учёные выяснили точный механизм бактериальной адгезии на примере патогенной для человека бактерии Bartonella henselae, вызывающей «болезнь кошачьих царапин». В международном проекте под руководством профессора Фолькхарда Кемпфа механизм был расшифрован с помощью комбинации in-vitro тестов на адгезию и высокопроизводительной протеомики.

В исследовании, опубликованном в Microbiology Spectrum, показано, что адгезия бактерий к клеткам хозяина обусловлена взаимодействием определённого класса адгезинов — «тримерных аутотранспортёрных адгезинов» — с фибронектином, белком, часто встречающимся в человеческих тканях. Адгезины — это компоненты на поверхности бактерий, позволяющие патогену прикрепляться к биологическим структурам хозяина.

Гомологи идентифицированного здесь критического адгезина присутствуют и у многих других патогенных для человека бактерий, таких как мультирезистентный Acinetobacter baumannii, который Всемирная организация здравоохранения (WHO) отнесла к наивысшему приоритету для исследований новых антибиотиков.

С помощью современных методов белкового анализа были визуализированы точки взаимодействия между белками. Кроме того, удалось показать, что экспериментальная блокада этих процессов почти полностью предотвращает бактериальную адгезию.

Терапевтические подходы, направленные на предотвращение бактериальной адгезии таким способом, могут представлять собой перспективную альтернативу лечения в качестве нового класса антибиотиков (так называемых «анти-лигандов») в постоянно растущей сфере мультирезистентных бактерий.