Во рту человека может обитать более 700 различных видов бактерий. В нормальных условиях эти микробы сосуществуют с нами как часть нашей резидентной микробиоты полости рта. Но когда бактерии распространяются в другие ткани через кровоток, результаты могут быть катастрофическими.
Исследователи из Бристольского университета выявили потенциально ключевой молекулярный процесс, который происходит в случае инфекционного эндокардита, типа сердечно-сосудистого заболевания, при котором бактерии вызывают образование нежелательных тромбов на сердечных клапанах. При отсутствии лечения это состояние приводит к летальному исходу, и даже при лечении смертность остается высокой (до 30 процентов). Ежегодно в Великобритании регистрируется более 2000 случаев инфекционного эндокардита, и заболеваемость растет.
Выводы команды из Бристоля могут привести к разработке новых лекарств для борьбы с этой опасной для жизни болезнью сердца.
Ключевая часть исследования включала использование национальной синхротронной установки Великобритании Diamond Light Source. С помощью этого гигантского рентгеновского микроскопа команда смогла визуализировать структуру и динамику белка под названием CshA, который, основываясь на предыдущих исследованиях в Бристольском университете, считался играющим важную роль в нацеливании бактерии полости рта Streptococcus gordonii на ткани ротовой полости. сердце. Исследователи были заинтригованы, обнаружив, что CshA действует как «молекулярное лассо», позволяющее S. gordonii связываться с поверхностью клеток человека. Такие адгезивные взаимодействия являются важными первыми шагами в способности этой бактерии вызывать заболевание.
Исследование, которое фигурирует как «Выбор редакции» в текущем выпуске Journal of Biological Chemistry, было проведено в сотрудничестве с профессором Ричем Ламонтом из Университета Луисвилля, США.
Ведущий автор доктор Кэтрин Бэк из Бристольской школы оральных и стоматологических наук сказала: «Наша работа выявила совершенно новый механизм, с помощью которого S. gordonii и родственные бактерии способны связываться с тканями человека. назвал это механизмом «поймать-зажать».
Команда смогла продемонстрировать, что терминальная часть CshA очень гибкая. Это позволяет ему сбрасываться с поверхности бактерии наподобие аркана. Когда лассо контактирует с фибронектином на поверхности клеток человека («улов»), он сближает CshA и фибронектин. Затем это позволяет другой части CshA плотно «зажать» два белка вместе, прикрепляя S. gordonii к поверхности клетки-хозяина.
Соавтор доктор Пол Рэйс из Бристольской школы биохимии и Исследовательского центра BrisSynBio сказал: «Что особенно интересно в этой работе, так это то, что она открывает новые возможности для разработки молекул, которые ингибируют либо «улавливание», либо этапы «зажима» в этом процессе или, возможно, и то, и другое. Последняя возможность особенно интригует, поскольку бактерии, как правило, с меньшей вероятностью становятся устойчивыми к агентам, которые нацелены на несколько стадий инфекционного процесса».
Доктор Анджела Ноббс из Школы оральных и стоматологических наук, которая совместно с доктором Рэйсом руководила исследованием, добавила: «Благодаря пониманию молекулярного уровня, которое дает наше исследование, теперь есть реальная возможность, что мы можем начинают разрабатывать антиадгезивные агенты, нацеленные на болезнетворные стрептококки и родственные им бактерии».