Скрытая патогенная роль "домашнего" фермента в бактерии Listeria раскрыта

Докторант Университета Пердью Донци Лю обнаружил ранее неизвестный механизм, который пищевая бактерия Listeria monocytogenes использует для вторжения и заражения людей и животных.

L. monocytogenes ежегодно заражает около 1600 человек в США, вызывая примерно 260 смертей. Наибольшему риску подвержены беременные женщины, плод, люди с ослабленным иммунитетом и пожилые.

После употребления зараженной пищи бактерия вызывает листериоз, проходя через желудок и кишечник, а затем распространяясь в печень, селезенку и даже мозг. Ранее было показано, что белок адгезии листерий (LAP) играет важную роль в преодолении кишечного барьера.

Оставался вопрос: как LAP, выделяемый бактерией, удерживается на её поверхности? Это необходимо для развития инфекции.

Исследование Лю и 16 соавторов из Университета Пердью и Технического университета Брауншвейга, опубликованное в Cell Reports, дало ответ. Установлено, что патоген использует липкий вирулентный белок интерналин B для закрепления LAP на бактериальной поверхности.

Ключевые моменты открытия:

  • LAP — это фермент "домашнего хозяйства", и его регуляция вирулентности отличается от традиционных факторов патогенности.
  • Интерналин B превращает LAP в "совмещающий обязанности" патогенный фактор, закрепляя его на поверхности клетки листерии. Их взаимодействие необходимо для патогенеза.
  • Для поиска лиганда, связывающего LAP, использовался комплекс биохимических методов, включая оптоволоконные сенсоры, иммунопреципитацию и масс-спектрометрию ("ловля лиганда").
  • Это альтернативная стратегия выживания патогена: если один путь блокирован, используется другой.

Значение и перспективы:

  • Понимание механизма открывает перспективы для создания более эффективных методов профилактики, например, антител или вакцин для уязвимых групп.
  • Белки, секретируемые и displayed на поверхности, как LAP, обнаружены и у других патогенных бактерий (Streptococcus pyogenes, Mycobacterium tuberculosis). LAP — первый, для которого охарактеризован механизм поверхностного закрепления.
  • Такие белки или соответствующие им антитела в организме хозяина могут стать важными диагностическими и прогностическими маркерами инфекционных заболеваний.

Исследование мотивировано вспышками листериоза. Ранее команда уже установила, что LAP связывается с рецептором на эпителиальных клетках, что позволяет бактерии преодолевать кишечный барьер (опубликовано в Cell Host & Microbe в 2018 г.). Новое открытие дополняет эту картину.