Ученые раскрыли "артиллерию" супербактерии
Исследователи из Института биомедицинских открытий (BDI) Университета Монаша создали первую высокодетальную структуру, изображающую ключевую часть "супербактерии" Pseudomonas aeruginosa, классифицированной ВОЗ как представляющую наивысший уровень угрозы для здоровья человека. Изображение идентифицирует "наномашину", которую высоковирулентные бактерии используют для секреции токсинов, указывая путь для разработки лекарств, нацеленных на нее.
P. aeruginosa — одна из ряда бактерий, развивающих тревожную устойчивость к множеству препаратов, что вызывает обеспокоенность во всем мире по поводу появления панрезистентных организмов.
Ее вирулентность во многом обусловлена способностью бактерий секретировать набор токсинов и ферментов, инфицирующих среду хозяина.
В статье, опубликованной на этой неделе в онлайн-журнале mBio, исследователи BDI изучили белковую наномашину на поверхности бактериальных клеток, ответственную за секрецию этих токсинов. Наномашина, называемая системой секреции II типа, отвечает за секрецию наиболее токсичного фактора вирулентности P. aeruginosa — экзотоксина А.
"Это первый раз, когда мы увидели, как Pseudomonas aeruginosa секретирует этот важный токсин", — сказал первый автор доктор Иэн Хэй.
"Такой первый взгляд захватывает и говорит нам, что следующий шаг по разработке лекарств может быть осуществим", — добавил он.
"Если вы знаете структуру этой поры в бактериальной мембране, которая выкачивает токсины, важные для вирулентности, вы могли бы разработать молекулярную "пробку", чтобы заткнуть ее".
Такое лекарство потенциально могло бы снизить вирулентность, останавливая секрецию токсинов, в то время как другие препараты работали бы над устранением самой инфекции, пояснил доктор Хэй.
Исследователи под руководством профессора Тревора Литгоу из Monash BDI использовали передовую электронную микроскопию на базе Центра криоэлектронной микроскопии Рамаччотти (Университет Монаша), чтобы визуализировать пору наномашины. Они использовали десятки тысяч изображений, созданных лучом микроскопа, чтобы реконструировать 3D-карту поры размером 14 нанометров с почти атомарным разрешением. Нанометр — это одна миллионная миллиметра.
"Микроскоп Titan Krios в Монаше позволил нам увидеть важные молекулярные детали этой наномашины, которые оставались неуловимыми на протяжении десятилетий", — сказал доктор Хэй.
Разработанная исследователями методология будет применима и к другим родственным бактериальным поверхностным наномашинам, отметил он.