Белок разрушает инфекционные биоплёнки

Многие инфекционные патогены трудно поддаются лечению, потому что образуют биоплёнки — слои метаболически активных, но медленно растущих бактерий, погружённых в защитный слой слизи, которые обладают повышенной устойчивостью к антибиотикам. Исследователи из Калифорнийского технологического института (Caltech) и Оксфордского университета добились прогресса в борьбе с биоплёнками. Группа под руководством Дианн Ньюман, профессора биологии и геобиологии, идентифицировала белок, который разрушает и ингибирует биоплёнки Pseudomonas aeruginosa — основного патогена при инфекциях, связанных с муковисцидозом.

Работа описана в статье журнала Science, опубликованной онлайн 8 декабря.

Биоплёнки P. aeruginosa трудно лечить с помощью обычных антибиотиков. Исследование предлагает новый подход к их ингибированию.

Группа сосредоточилась на пиоцианине — небольшой молекуле, продуцируемой P. aeruginosa, которая придаёт синий пигмент. Ранее группа Ньюман показала, что эта молекула также поддерживает рост биоплёнки, что открыло возможность её деградации как нового пути подавления биоплёнок.

Для поиска фактора, избирательно разрушающего пиоцианин, постдок Кайл Коста использовал образец почвы со двора Института Бекмана в Caltech. Из почвы он выделил другую бактерию, Mycobacterium fortuitum, которая производит ранее не охарактеризованный небольшой белок — пиоцианин деметилазу (PodA).

Добавление PodA к растущим культурам P. aeruginosa ингибировало развитие биоплёнки.

Новизна исследования в том, что избирательная деградация небольшого пигмента, поддерживающего биоплёнку, может подавлять её распространение. Результаты открывают путь для изучения аналогичного подхода к другим пигмент-продуцирующим бактериям в различных условиях.

Потребуются годы экспериментов, чтобы определить, можно ли перенести лабораторные результаты в клиническую практику. Однако работа открывает перспективы использования белков, подобных PodA, для лечения устойчивых к антибиотикам инфекций, связанных с биоплёнками.

С экологической точки зрения интересно, что потенциально новый терапевтический подход использует реакции, катализируемые почвенными бактериями, которые, вероятно, коэволюционировали с патогеном.