Почему бактериальные токсины — «завораживающие машины смерти»

Новое исследование показало, что два почти идентичных бактериальных токсина вызывают разные заболевания — диарею и смертельный синдром токсического шока — связываясь с не родственными человеческими рецепторами. Это также демонстрирует механизм, с помощью которого патогены эволюционировали для предпочтения разных рецепторов, чтобы инфицировать различные органы.

• Исследованные бактерии: Clostridium difficile (вызывает диарею) и его близкий родственник Paeniclostridium sordellii (может вызывать редкие, но смертельные инфекции при попадании токсина в кровоток).
• Известный рецептор: Токсин C. difficile действует через рецептор Frizzled.
• Новое открытие: Команда Университета Торонто обнаружила, что токсин P. sordellii связывается с совершенно другими рецепторами — Semaphorin6A и Semaphorin6B, которые присутствуют, в частности, в лёгких.
• Потенциальное лечение: Инфекцию у мышей удалось остановить, нейтрализовав токсин P. sordellii фрагментами семафорина.
• Структурная загадка: Несмотря на высокое сходство, токсины используют непохожие рецепторы. Криоэлектронная микроскопия показала, что за это отвечает небольшая область в средней части токсина.
• Ключевой эксперимент: Замена всего 15 аминокислот в этой области между двумя токсинами обратимо поменяла их предпочтение в рецепторах.
• Эволюционный вывод: Эта область токсина свободна от эволюционных ограничений, что позволяет патогенам эволюционировать для связывания новых рецепторов и заражения других тканей.
• Широкий контекст: Аналогичная тактика «переключения рецепторов» наблюдается у коронавирусов (включая SARS-CoV-2), что может объяснять различия в тяжести заболеваний.

Исследование подчёркивает, как бактерии и вирусы используют сходные молекулярные тактики для изменения своих целей в клетках человека.