Исследование показывает, как устойчивые к лекарствам бактерии выделяют токсины, указывая на мишени для снижения вирулентности
Устойчивость к противомикробным препаратам входит в топ-10 глобальных угроз общественному здоровью по версии ВОЗ. Исследование под руководством учёного из Университета Мэриленда в сотрудничестве с Национальным институтом аллергии и инфекционных заболеваний (NIAID) предполагает, что снижение вирулентности инфекций может стать альтернативой попыткам уничтожить бактерии.
Исследование раскрыло, как два белка позволяют бактерии метициллин-резистентного золотистого стафилококка (MRSA) выделять токсины, вызывающие болезнь. Терапия, нацеленная на эти белки, могла бы обезвредить MRSA, сделав его менее смертоносным или даже безвредным, а также снизила бы риск развития антибиотикорезистентности.
Статья, опубликованная 13 февраля 2023 года в PNAS, указывает, что аналогичные механизмы могут существовать и у других бактерий.
Новый подход к MRSA
Учёные решили понять, как бактерия вызывает заболевание, чтобы научиться мешать факторам её вирулентности. «Если мы сможем её обезоружить, то, возможно, нам не придётся беспокоиться о том, что она ускользает от действия противомикробных средств», — заявил ведущий автор Сет Дики.
Подход, который делает инфекцию менее вредной, не убивая её, мог бы устранить риск селективного размножения устойчивых штаммов, стоящего за появлением супербактерий.
Механизм секреции токсинов
Предыдущие работы показали, что два белка-транспортёра перевозят молекулы токсинов через клеточную мембрану бактерии наружу. Чтобы понять их функцию, команда удалила каждый из них с помощью генной инженерии и наблюдала за секрецией токсинов MRSA.
- Первый транспортер собирает гидрофильные (водолюбивые) токсины из цитоплазмы и выводит их. В его отсутствие эти токсины накапливаются внутри клетки, оставаясь безвредными.
- Второй транспортер выводит гидрофобные (отталкивающие воду) токсины. Без него эти токсины встраиваются в жирную клеточную мембрану, повреждая как клетки хозяина, так и сами клетки MRSA.
Выводы и перспективы
Это означает, что:
- Терапия против первого транспортера может снизить вирулентность.
- Терапия против второго транспортера может снизить вирулентность и оказать антибиотический эффект, повреждая бактерию её же токсинами.
Анализ геномов других бактерий показал, что у многих из них есть гены для аналогичной системы из двух транспортных белков, что открывает потенциал для нового подхода к лечению различных бактериальных инфекций.