Исследователи обнаружили ранний этап адгезии при кишечном транзите Shigella

Бактериальный патоген Shigella, часто передающийся через загрязнённую пищу или воду, является ведущей причиной смертности детей и пожилых людей в развивающихся странах. Недавнее открытие раннего этапа адгезии в цикле инфекции исследователями из Массачусетской больницы общего профиля (MGH) может предоставить новую терапевтическую мишень или даже новый метод разработки вакцины.

Проходя через пищеварительную систему, Shigella преодолевает тонкий кишечник и затем инфицирует толстый кишечник, вызывая спазмы, диарею и обезвоживание при заболевании шигеллёзом. Работа учёных во главе с доктором Кристиной Фаэрти обнаружила доказательства существования фимбрий, способствующих адгезии к эпителиальным клеткам — важному шагу в начале инфекции.

Ключевые открытия:

• Ранее считалось, что штаммы Shigella не производят фимбрий или других факторов адгезии.
• Имитируя условия тонкого кишечника (добавление желчных солей и глюкозы в лабораторную среду), исследователи выявили ранее скрытые профили экспрессии генов, позволяющие бактерии прикрепляться к эпителиальной ткани хозяина.
• Комплексная микроскопия и генетический анализ показали, что по крайней мере три структурных гена способствуют адгезии штамма S. flexneri 2457T для контакта с эпителиальными клетками и образования биоплёнки. Это противоречит текущей гипотезе.

Роль биоплёнки и новые модели:

• Ранее было установлено, что воздействие желчных солей приводит к образованию биоплёнки — защитного слоя бактериальных сообществ, который, по гипотезе Фаэрти, помогает патогену выжить в жёстких условиях тонкого кишечника.
• Поскольку образование биоплёнки требует факторов адгезии, группа исследовала их экспрессию в этих условиях.
• Для анализа адгезии также использовалась модель органоида человеческого кишечника ("мини-кишечник"), созданного из стволовых клеток. В этой модели были обнаружены структуры адгезии Shigella, осуществляющие первоначальный контакт с эпителиальными клетками восходящей ободочной кишки.

Значение исследования:

Как отмечает соавтор Рейчел Чанин, работа начинает отвечать на вопросы о том, что происходит с патогеном во время транзита через пищеварительную систему до проникновения в клетки, и подчёркивает важность методов культивирования, приближённых к условиям in vivo. Эти методы могут влиять на экспериментальные результаты, раскрывая ранее скрытые механизмы инфекции.