Как грамотрицательные бактерии доставляют токсины для уничтожения соседей

Два аспиранта из UC Santa Barbara продемонстрировали, как некоторые микробы используют белки в соседних бактериях для доставки токсинов и их уничтожения. Исследователи предполагают, что механизмы этой бактериальной войны можно использовать для таргетирования патогенных бактерий. Результаты опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Ведущие авторы Джулия Л.Е. Уиллетт и Грант К. Гучински детально описали, как грамотрицательные бактерии используют системы контакт-зависимого ингибирования роста (CDI) для проникновения и доставки белковых токсинов в соседние клетки. Изучая бактерию Escherichia coli (E. coli), они задокументировали, как «транслокационные домены» CDI могут использовать несколько путей для переноса этих токсинов в клетку. Понимание этого механизма может позволить использовать его как модель для точечного таргетирования бактерий.

«Долгосрочный, реальный потенциал заключается в том, что если мы знаем, что бактерии могут доставлять свои собственные белки в другие клетки, мы, возможно, сможем использовать это как систему доставки для антибиотиков и других терапевтических средств», — сказала Уиллетт.

Исследование показало, что мутации в клетках-мишенях позволяют системам CDI использовать их и вводить токсины. «Эти системы CDI фактически захватили механизмы, которые уже есть у клеток», — объяснила Уиллетт. Клеткам для роста необходимо поглощать питательные вещества, и системы CDI захватывают эти уже существующие системы для доставки токсинов.

В перспективе это может открыть новый фронт в борьбе с патогенными бактериями, особенно на фоне роста устойчивости к антибиотикам. «Вместо того чтобы лечить всё широким спектром, если мы сможем понять, как естественная антибактериальная система доставляет вещества, убивающие другие бактерии, мы сможем научиться доставлять специфические белки или антибиотики», — отметила Уиллетт.