Учёные нашли механизм, который может остановить размножение E. coli у крупного рогатого скота

Микробиологи из Медицинского центра UT Southwestern совместно с Министерством сельского хозяйства США определили потенциальную мишень в организме крупного рогатого скота, воздействие на которую может помочь предотвратить вспышки болезней пищевого происхождения, вызываемых опасным штаммом Escherichia coli.

В исследовании, опубликованном в Proceedings of the National Academy of Sciences, учёные заблокировали генетический механизм восприятия сигнала у штамма E. coli O157:H7 (энтерогеморрагическая E. coli, EHEC). Этот механизм позволяет бактерии колонизировать ректо-анальный переход у скота. Без него бактерии погибали, не достигнув места колонизации.

«Мы уменьшаем колонизацию, не позволяя EHEC эффективно попасть туда, куда ей нужно», — сказала доктор Ванесса Сперандио, старший автор исследования. — «Если мы сможем предотвратить колонизацию этих бактерий у скота, у нас появится реальный шанс повлиять на заболеваемость людей».

По оценкам, 70–80% поголовья крупного рогатого скота в США являются носителями EHEC. Хотя для людей эта бактерия — смертельный патоген, для скота она часть нормальной микрофлоры ЖКТ.

Ключевой механизм:

• Ген sdiA в EHEC кодирует белок SdiA.
• Белок SdiA «чувствует» химический сигнал от микробов в рубце (первом из четырёх желудков коровы).
• Обнаружение этого сигнала позволяет EHEC пройти через рубец и успешно колонизировать ректо-анальный переход.

Эксперимент и результаты:

В рубец восьми взрослым коровам ввели два типа модифицированной EHEC:

1. Мутантный штамм, лишённый SdiA (не мог детектировать сигнал).
2. Штамм, разрушающий химические сигналы в рубце. В обоих случаях колонизация ректо-анального перехода значительно снижалась.

«Если нет сигнала, то нет и устойчивости к кислоте — обязательного условия, чтобы патоген добрался до ректо-анального перехода», — пояснила доктор Сперандио.

Это открытие служит доказательством принципа, что данную систему можно сделать мишенью для предотвращения заражения пищи. Теоретически, в корм скоту можно добавлять антагонист этого сигнального механизма, что снизит выделение бактерий с фекалиями и последующее загрязнение пищевых продуктов.

Следующий шаг — оценить, что происходит с коровами на травяной, а не зерновой диете.

Контекст проблемы:

• EHEC передаётся через заражённую пищу (фарш, шпинат, сырые ростки).
• Вызывает кровавую диарею и гемолитико-уремический синдром (может привести к почечной недостаточности и смерти), особенно опасен для детей, пожилых и людей с ослабленным иммунитетом.
• Скот — основной источник инфекций E. coli в США. Загрязнение происходит через попадание навоза в воду и на посевы, а также при антисанитарном забое.