Пара ученых из Медицинской школы Университета Вирджинии выяснила, как кишечная палочка ищет самые свободные от кислорода щели в толстой кишке, чтобы вызвать самую сильную инфекцию. Открытие может однажды позволить врачам предотвратить инфекцию, позволив кишечной палочке безвредно проходить через организм.
Новое открытие показывает, как патогены пищевого происхождения знают, где и когда начать колонизировать толстую кишку на пути к тому, чтобы вызвать у вас заболевание. Распознав среду с низким содержанием кислорода в толстой кишке, опасная бактерия дает себе наилучшие шансы установить сильную инфекцию, которая наказывает хозяина.
"Бактериальные патогены обычно колонизируют определенную ткань хозяина. Следовательно, в рамках своей стратегии заражения бактериальные патогены точно определяют время размещения белков и токсинов в этих конкретных нишах колонизации в организме человека. Это позволяет патогенам экономить энергию и избегать обнаружения нашей иммунной системой и в конечном итоге вызывать заболевание», - сказала исследователь Мелисса Кендалл, доктор философии, из отдела микробиологии, иммунологии и биологии рака Университета штата Калифорния. «Зная, как бактериальные патогены чувствуют, где они находятся в организме, мы можем однажды предотвратить E. coli, а также другие патогены, от знания, где они находятся внутри человека-хозяина, и позволить им пройти через тело без вызывая инфекцию."
A Бактериальная Златовласка
Е. coli естественным образом живет в нашем толстом кишечнике, и большинство штаммов не причиняют нам вреда. Но есть несколько штаммов, которые могут вызывать судороги, диарею, рвоту, даже почечную недостаточность и смерть. Особому риску подвергаются дети. Таким образом, вспышки кишечной палочки периодически появляются в новостях. В июле, например, люди в нескольких штатах заболели кишечной палочкой, связанной с бизоньим фаршем.
Кендалл и аспирант Элизабет М. Мелсон пролили важный свет на то, как вредные инфекции кишечной палочки закрепляются в организме. Исследователи описали процесс, который бактерии используют для обнаружения низкого уровня кислорода в толстой кишке, а затем производят белки, которые позволяют кишечной палочке прикрепляться к клеткам-хозяевам и вызывать инфекцию.
Кислород на самом деле диффундирует из кишечной ткани в кишечник, и его уровень в тонком кишечнике сравнительно выше, чем в толстом. E. coli специально ждет, пока не достигнет толстой кишки с низким содержанием кислорода, прежде чем нанести удар.
Е. Жизненно важным активом кишечной палочки является небольшая форма РНК, которая активирует определенные гены, когда уровень кислорода достаточно низок, как показывают исследователи. Именно в этот момент инфекция действительно устанавливается. Благодаря этому естественному процессу восприятия бактерии могут заразиться и начать производить вредные шига-токсины.
Исследователи считают, что другие бактериальные патогены, такие как шигеллы и сальмонеллы, вероятно, используют аналогичный механизм контроля, хотя необходимо провести дополнительную работу, чтобы установить это.
«Если ученые смогут понять, как заблокировать восприятие кислорода, мы сможем помешать кишечной палочке производить белки, которые позволяют ей прилипать к нашим кишкам», - сказал Кендалл. «Это может быть эффективной стратегией ограничения инфекции, и, поскольку мы не нацелены на рост или выживание, E. coli может не развить лекарственную устойчивость - она просто не знает, где находится».