Учёные раскрыли новый токсин, повреждающий кишечник
Учёные из Университета Ла Троб обнаружили, как вызывающая диарею разновидность бактерий использует «молекулярные ножницы», чтобы разрезать и уничтожить клетки кишечника, что приводит к тяжёлой болезни и иногда смерти.
Исследование, опубликованное в Gut Microbes, впервые раскрывает трёхмерную структуру токсина, секретируемого бактериями энтеропатогенной E. coli (EPEC), и показывает, как бактерии используют этот токсин для вторжения и разрушения эпителиальных клеток, выстилающих кишечник.
Токсин, являющийся ферментом под названием EspC, разрушает клетки, разрезая их внутреннюю белковую структуру.
Понимание того, как работает этот опасный бактериальный токсин, критически важно для будущей разработки новых, целевых препаратов для лечения инфекций EPEC в условиях растущей антимикробной устойчивости.
- Проблема устойчивости: Многие штаммы E. coli, включая EPEC — основную причину диарейных заболеваний, становятся всё более устойчивыми к антибиотикам, обычно используемым для лечения этих инфекций.
- Масштаб угрозы: 1.3 миллиона детей в возрасте до 5 лет ежегодно умирают от диарейных заболеваний из-за сильного обезвоживания и потери необходимых электролитов.
- Значение открытия: Раскрытие структуры токсичного оружия EPEC и демонстрация того, как оно разрушает клетки, приближает нас на шаг к остановке этой смертельной болезни, затрагивающей миллионы людей во всём мире.
Существует более пяти типов E. coli, которые повреждают эпителиальные клетки разными способами, вызывая кишечную инфекцию. К ним относятся:
- STEC (ответственный за недавний отзыв шпината), который использует токсин Шига.
- EPEC (предмет данного исследования), который использует токсин EspC и является основной причиной диареи у детей и младенцев во всём мире.
Лечение и проблема устойчивости:
- Инфекции, вызванные различными штаммами E. coli, обычно лечат антибиотиками широкого спектра действия, которые убивают как вредные, так и полезные бактерии кишечника.
- Способность E. coli к быстрой адаптации означает, что эти патогены становятся устойчивыми ко многим антибиотикам.
- Лечение инфекций E. coli становится всё труднее, и клиницистам часто приходится использовать сильнодействующие антибиотики «последней надежды».
- Большинство традиционных антибиотиков не нацелены на конкретные бактерии, что приводит к широкому распространению устойчивости к одному типу препарата среди многих видов бактерий.
Методология и перспективы:
Исследование проводилось междисциплинарной командой учёных. Используя междисциплинарный подход, удалось определить 3D-структуру токсина EspC, что показывает, как он устроен и какую роль играет каждая из его частей.
- Доктор Акила Пилапития: «Это знание закладывает основу для разработки новых, более специфичных препаратов, которые могут обезвредить EPEC, бороться с диарейными инфекциями и защитить наши клетки кишечника от повреждений».
- Профессор Бегонья Херас: «Наша работа показывает, как объединение разных областей науки может помочь решить сложные исследовательские вопросы и поддержать разработку новых лекарств для защиты здоровья человека».