Разгадана 50-летняя загадка холеры: открытие может помочь создать новый класс антибиотиков

В течение 50 лет учёные не знали, как бактерия, вызывающая холеру у людей, сопротивляется одному из наших базовых врождённых иммунных ответов. Эта загадка теперь решена благодаря исследованиям биологов из Техасского университета в Остине.

Ответы могут помочь проложить путь для нового класса антибиотиков, которые не уничтожают патогенные бактерии, такие как V. cholerae, напрямую, а отключают их защиту, позволяя нашей собственной иммунной системе сделать свою работу.

Ежегодно холера поражает миллионы людей и убивает сотни тысяч, преимущественно в развивающихся странах. Инфекция вызывает обильную диарею и рвоту. Смерть наступает от сильного обезвоживания.

Защита бактерии, раскрытая в этом месяце в Proceedings of the National Academy of Sciences, заключается в присоединении одной или двух небольших аминокислот к крупным молекулам — эндотоксинам, которые покрывают около 75% внешней поверхности бактерии.

Эти крошечные аминокислоты просто меняют электрический заряд на внешней поверхности бактерии с отрицательного на нейтральный.

Это важно, потому что молекулы, которые мы используем для борьбы с такими бактериями — катионные антимикробные пептиды (CAMPs), — имеют положительный заряд. Они могут связываться с отрицательно заряженной поверхностью бактерий, встраиваться в их мембрану и образовывать пору. Вода поступает через пору внутрь бактерии и разрывает её изнутри.

Однако, когда положительно заряженные CAMPs сталкиваются с нейтральными бактериями V. cholerae, они не могут связаться и отскакивают.

V. cholerae может затем захватить наши кишечники, превратив их в фабрику по производству холеры, лишая нас способности удерживать жидкости и получать питательные вещества.

Учёные уже некоторое время знали, что штамм V. cholerae, ответственный за текущую пандемию на Гаити и в других местах, устойчив к этим CAMPs. Эта устойчивость, вероятно, частично объясняет, почему текущий штамм вытеснил штамм, ответственный за предыдущие пандемии.

Теперь, когда механизм этой устойчивости понятен, исследователи надеются использовать эти знания для разработки антибиотиков, которые смогут отключить защиту, возможно, предотвращая "закалку брони" бактериями холеры. Тогда наши CAMPs смогут выполнить остальную работу.

Преимущества такого антибиотика были бы значительными. Он мог бы быть эффективен не только против холеры, но и против ряда опасных бактерий, использующих схожие защиты. И поскольку он обезоруживает, но не убивает бактерии напрямую (как традиционные антибиотики), у бактерий могло бы уйти больше времени на развитие устойчивости к нему.

Лаборатория Трента сейчас занимается скринингом соединений, которые могли бы сделать именно это.