Большинство видов кишечной палочки безвредны, но те, которые не являются таковыми, могут вызывать серьезную опасную для жизни диарею. Эти проблемные бактерии запускают инфекции, заставляя кишечные клетки образовывать крошечные структуры, называемые пьедесталами, которые закрепляют патогены на месте и помогают расти колониям.
На этой неделе в mBio микробиологи описали ахиллесову пяту для отключения формирования пьедестала. Лабораторные эксперименты с энтеропатогенными и энтерогеморрагическими E. Coli (EPEC и EHEC) показали, что, когда патогенам не давали ввести белок, называемый EspG, в кишечник хозяина, хозяин медленнее и менее эффективно производил пьедесталы, которые закрепляли бактерии на месте. Дальнейшие исследования выявили клеточные пути, захваченные EspG.
Выводы могут помочь раскрыть механизм инфекции и предложить новые пути лечения, сказал микробиолог и соруководитель исследования Питер Хьюм, доктор философии, из Кембриджского университета в Соединенном Королевстве.
«Узнав, как работают эти пути, мы думаем, что сможем разработать новые способы вмешательства в процесс заражения», - сказал он.
По данным Всемирной организации здравоохранения, во всем мире более 500 000 детей ежегодно умирают от диарейных заболеваний, и патогенные штаммы кишечной палочки являются одной из наиболее распространенных причин. Но лечение этих инфекций может быть сложным. Например, использование антибиотиков для лечения человека с EHEC может вызвать выделение бактериями шига-токсина, что может привести к опасной для жизни инфекции, похожей на сепсис. Это означает, что поставщикам медицинских услуг необходимо лечение, отличное от противомикробных препаратов, чтобы держать эти инфекции под контролем, сказал Хьюм.
Исследователям давно известно, что патогенная кишечная палочка вводит своему хозяину различные белки, включая EspG. Однако до сих пор эти взаимодействия были связаны только с другими биохимическими функциями. «Раньше люди пытались найти связь с пьедесталами, но так и не нашли», - сказал Хьюм, чья работа сосредоточена на том, как бактериальные патогены влияют на цитоскелет клеток-хозяев. Текущее исследование было проведено Хьюмом в лаборатории Василиса Коронакиса в сотрудничестве с кембриджскими коллегами Викашем Сингхом и Энтони Дэвидсоном..
Ранее исследователи изучали влияние EspG на макрофаги, и полученные результаты свидетельствовали о том, что этот белок может играть недооцененную роль в формировании пьедестала у кишечных хозяев.
Для текущего исследования они заразили одну группу клеток Hap1 EHEC и EPEC дикого типа, а другую инфицировали теми же типами E. Coli, но без генов, ответственных за производство EspG. Используя флуоресцентную микроскопию, исследователи изучили результаты. Клеткам, инфицированным E. Coli, лишенным EspG, потребовалось больше времени для образования пьедесталов, чем клеткам штаммов дикого типа, а те пьедесталы, которые были произведены, были короче..
Последующие эксперименты показали, что белок EspG захватывает клетку-хозяина, очищая активный фермент под названием PAK. Хотя предыдущая работа показала связь между EspG и PAK, новое исследование впервые связывает их с формированием пьедесталов.
Эта связь может помочь исследователям, изучающим и другие заболевания. PAK был связан с некоторыми видами рака, и другие исследования показали, что некоторые вирусы, включая ВИЧ, могут его активировать.
«Это исследование вполне может иметь значение для других патогенов, которые управляют теми же путями», - сказал Хьюм.