Картирование эволюции главного фактора вирулентности E. coli указывает на новую мишень для терапии

Новое исследование, опубликованное в Nature Communications, впервые описывает эволюционную хронологию и распространение защитной внешней капсулы кишечной палочки (Escherichia coli), которая отвечает за её вирулентность. Работа также показывает, как воздействие на этот защитный слой может помочь в лечении экстраинтестинальных инфекций.

Исследование сосредоточено на подгруппе E. coli с капсулой типа K1. Именно такие штаммы вызывают инвазивные заболевания: инфекции кровотока, почек и менингит у новорождённых. Эта капсула позволяет бактерии имитировать молекулы человеческих тканей и проникать в организм незамеченной.

E. coli — частая причина инфекций мочевыводящих путей и кровотока, с уровнем смертности до 40% у новорождённых. Рост числа гипервирулентных и полирезистентных штаммов делает разработку новых стратегий борьбы с ней крайне актуальной.

Используя популяционную геномику высокого разрешения, полное секвенирование генома и вычислительные инструменты, учёные проанализировали 5065 клинических образцов из разных стран и периодов времени, включая образцы эпохи до появления антибиотиков (с 1932 года).

Ключевые выводы:

• Вирулентная капсула K1 появилась примерно на 500 лет раньше, чем считалось, что подчёркивает её критическую роль для выживания бактерии.
• 25% современных штаммов E. coli, вызывающих инфекции кровотока, несут генетическую информацию для построения капсулы K1.

В in vitro экспериментах с использованием человеческой сыворотки исследователи применили ферменты бактериофагов, чтобы удалить защитную капсулу. Это сделало бактерию уязвимой для иммунной системы, подтвердив, что таргетинг капсулы K1 может стать основой для лечения инфекций без применения антибиотиков.

«Мы показали, что терапевтическое воздействие на капсулу K1 делает эти патогены более уязвимыми для нашей иммунной системы и открывает возможности для предотвращения серьёзных инфекций», — говорит старший автор работы доктор Алекс Маккарти.

Это исследование подчёркивает важность масштабных геномных исследований патогенов для понимания их эволюции и разработки новых методов терапии.