Механизм адгезии Mycoplasma genitalium к клеткам раскрыт
Исследователи из Института молекулярной биологии Барселоны (IBMB-CSIC) и Института биотехнологии и биомедицины (IBB-UAB) обнаружили механизм, с помощью которого бактерия Mycoplasma genitalium (Mgen) прикрепляется к клеткам человека. Эта адгезия необходима для начала бактериальной инфекции и последующего развития заболевания.
Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, возглавляли Игнасио Фита, а также Оскар Кихеда и Хауме Пиньоль. Первым автором работы является Давид Апарисио.
Mgen — это новый патоген, ответственный за ряд инфекционных заболеваний мочеполовой системы. У мужчин он является наиболее частой причиной уретрита (15-20%), а у женщин ассоциирован с цервицитом, воспалительными заболеваниями органов таза, преждевременными родами и самопроизвольными абортами.
Известно, что прикрепление к мочеполовому тракту происходит благодаря белкам-адгезинам, которые распознают специфические рецепторы на поверхности клеток. В случае Mgen этими клеточными рецепторами являются сиаловые кислоты. Другие важные патогены, такие как вирус гриппа, также используют сиаловые кислоты для адгезии.
В этом исследовании ученые определили трехмерную структуру адгезина P110 Mgen, взаимодействующего с этими клеточными рецепторами.
«Мы создали белковый кристалл адгезина P110, связанного с сиаловыми кислотами, и использовали рентгеновские лучи для определения точного положения атомов в белке, что позволило расшифровать трехмерную структуру», — объясняет Давид Апарисио. Эксперименты проводились на линии Xaloc синхротрона ALBA с помощью рентгеноструктурного анализа.
Параллельно ученые IBB-UAB провели in vivo исследования с человеческими клетками и показали, что мутации в определенных участках белка P110 предотвращают адгезию Mgen. Эти результаты были важны для подтверждения данных, полученных из трехмерной структуры.
Результаты позволяют лучше понять молекулярные основы взаимодействия Mgen с клетками человека. «С одной стороны, мы получили ключевую информацию о процессе колонизации, то есть о том, как патоген вступает в контакт с клетками хозяина. С другой стороны, это позволяет разрабатывать альтернативные препараты, способные блокировать клеточную адгезию Mgen, например, молекулы, имитирующие рецепторы человеческих клеток, или стимулирующие образование антител, которые могут ингибировать функцию этих адгезинов», — поясняет Оскар Кихеда.
Исследование привело к подаче международной патентной заявки и новому сотрудничеству с целью борьбы с появлением новых резистентностей.
Устойчивость к антибиотикам
В настоящее время инфекции Mgen встречаются так же часто, как и инфекции гонореи. Кроме того, Mgen становится супербактерией, способной противостоять всем доступным антибиотикам, что вскоре может оставить человечество без альтернативных методов лечения. Понимание механизма инфекции может помочь в разработке новых методов борьбы с ней.
Устойчивость к антибиотикам достигает опасно высокого уровня. Хотя это естественный процесс, неадекватное использование и злоупотребление этими препаратами ускоряют его.
Поскольку Mgen становится устойчивой ко всем доступным антибиотикам, поиск альтернативной терапевтической стратегии имеет первостепенное значение. Полученные результаты, особенно возможность определить адгезию на молекулярном уровне, необходимы для разработки новых лекарств.