Новый подход к изучению того, как канцерогенные бактерии находят свои цели

Грамотрицательные бактерии Helicobacter pylori (H. pylori) колонизируют желудки большинства населения мира. Хотя у большинства людей инфекция может не вызывать серьёзных осложнений, она повышает риск определённых типов рака желудка, а также других заболеваний, таких как язвенная болезнь и гастрит. Инфекции H. pylori в настоящее время лечат коктейлем антибиотиков, но быстрое развитие устойчивости к ним вызывает серьёзную озабоченность.

Чтобы противостоять этой угрозе, доктор Пушкар Леле исследовал, как H. pylori находят идеальную среду в желудке хозяина. Подвижные бактерии, такие как H. pylori, плавают, вращая нитевидные жгутики. Они ориентируются, ощущая химические сигналы в окружающей среде — процесс, известный как хемотаксис. Внутриклеточный сигнальный путь — хемотаксическая сеть — помогает в навигации, контролируя направление вращения жгутиков.

Текущее понимание работы хемотаксической сети основано на исследованиях Escherichia coli (E. coli), которая является модельной системой. В E. coli эта сеть модулирует вероятность вращения жгутиков по часовой стрелке, чтобы помочь клетке мигрировать к благоприятной химической среде. Как сеть модулирует функции жгутиков у H. pylori, было неизвестно.

Популярные методы с использованием зондов для изучения хемотаксиса плохо работают с H. pylori. Чтобы преодолеть это, группа Леле разработала новый подход без зондов. Их метод использовал тот факт, что клетки плавают по часовой стрелке у стеклянных поверхностей, когда их жгутики вращаются против часовой стрелки, и наоборот.

В статье, опубликованной в eLife, команда впервые сообщила о вероятности вращения по часовой стрелке у H. pylori. Эксперименты, проведённые аспирантом Джйот Антани, также показали, что хемотаксическая сеть H. pylori модулирует функции жгутиков аналогично E. coli.

Леле отмечает, что сходство в контроле жгутиков у двух видов интригует, учитывая их ключевые различия. H. pylori предпочитают желудок, а E. coli обитают в нижних отделах ЖКТ. H. pylori движутся вперёд и назад, в отличие от E. coli, которые движутся вперёд, а затем кувыркаются. В результате модуляция вероятности вращения жгутиков по часовой стрелке, которая хорошо подходит для E. coli, по прогнозам, должна вызывать ошибки в хемотаксисе у H. pylori.

Леле прогнозирует, что будущая работа с их новым подходом покажет, как H. pylori достигают своих целей, несмотря на ошибки, и как можно разработать диетические вмешательства для подавления хемотаксиса.