Бактерии, которые являются основной причиной смерти во всем мире от внутрибольничных инфекций после лечения антибиотиками, похоже, будут уничтожены из-за соперничества своих братьев и сестер.
Различные штаммы Clostridium difficile (C. diff) используют крошечное оружие, чтобы убивать друг друга, и ученые из Великобритании и США открыли, как это работает, что позволяет превратить их в антимикробный агент, способный предотвращать или вылечить инфекцию C. diff.
Группа ученых из Университета Шеффилда, калифорнийской биотехнологической компании AvidBiotics Corp и Университета Глазго также обнаружила, что, когда C. diff вырабатывает устойчивость к этому оружию, бактерии больше не могут вызывают инфекцию, делая их безвредными.
Исследование опубликовано в журнале Science Translational Medicine.
С. diff живет в кишечнике человека - обычно в небольшом количестве, - но когда люди принимают антибиотики, это убивает многие из их защитных кишечных бактерий, позволяя C. diff укрепиться. Затем он очень быстро растет, выделяя токсины, вызывающие диарею и воспаление, которые могут привести к летальному исходу.
Как и многие бактерии, C. diff может создать оружие, способное идентифицировать и убивать конкурирующие штаммы C. diff. Это оружие прикрепляется к поверхности других клеток C. diff и стреляет иглой типа гарпуна через их мембрану, вызывая гибель клетки.
Ученым из корпорации AvidBiotics удалось разработать это оружие таким образом, чтобы его можно было массово производить в стабильной форме в качестве потенциального средства для лечения или профилактики инфекций, вызванных C. diff.
Но хотя этот набор антимикробных агентов, называемых Avidocin-CD, может убивать несколько штаммов C. diff, не затрагивая другие «дружественные» бактерии, они все еще не были уверены, как именно это «оружие» идентифицирует различные штаммы C..diff и почему другие бактерии остались невредимыми.
Итак, они объединились с доктором Робертом Фэганом с факультета молекулярной биологии и биотехнологии Университета Шеффилда, который является экспертом в области кристаллического внешнего слоя C. difficile, известного как S-слой. Команда поняла, что ответ, по-видимому, связан с различными типами S-слоя - штаммы C. diff производят один из 14 возможных различных типов.
Д-р Фэган сказал: «Мы обнаружили, что оружие, производимое естественным путем C. diff, и оружие, разработанное нашими коллегами из AvidBiotics, использует определенные белки в S-слое, чтобы определить, какие штаммы являются мишенями.
S-слой C. diff уникален для этих бактерий, что объясняет, почему авидоцин-CD так специфичен. Затем ученые из AvidBiotics Corp смогли разработать различные версии авидоцина-CD для воздействия на 12 из 14 известных типов S-слоя».
Более того, команда также обнаружила, что, избавившись от своего S-слоя, C.diff мог стать устойчивым к этому оружию, но тогда он больше не мог производить большое количество токсина. Доктор Джиллиан Дус из Университета Глазго смогла показать, что, хотя эти устойчивые C. diff все еще могут выживать и размножаться в кишечнике, они становятся безвредными и больше не вызывают заболеваний.
До сих пор исследования проводились только в лаборатории и на животных, поэтому потребуется дополнительная работа, прежде чем лечение станет доступным в клинике.