Исследование, опубликованное в Journal of Biological Chemistry, является первым, в котором описан сигнальный путь, влияющий на коммуникацию - процесс, называемый определением кворума - между клетками бактерий Streptococcus.
Этот тип бактерий вызывает такие заболевания, как острый фарингит, скарлатина, а также некоторые случаи инфекций мягких тканей и пневмонии. В крайних случаях или когда бактерии становятся устойчивыми к антибиотикам, эти распространенные, но серьезные инфекции могут привести к смерти.
Исследователи из Университета Иллинойса в Чикаго, написавшие статью, изучали бактерии Streptococcus и выдвинули гипотезу о том, что пути восприятия кворума являются идеальными мишенями для лекарственных средств для манипулирования бактериальной активностью и подавления вирулентности.
«Чувство кворума - это то, как бактерии регулируют свое поведение как коллектив», - сказал Майкл Федерле, автор исследования. «Это социальное регулирование может дать бактериям много преимуществ, а в случае с вредными бактериями может способствовать выживанию и защите от иммунной системы».
Вот почему Федерле и его команда разработали инструмент для изучения сигнальных путей определения кворума. Их технология позволяет им легко отслеживать активность определенных генов и определять, влияют ли химические вещества или другие условия на экспрессию генов.
Используя эту технику, ученые UIC раскрыли часть процесса коммуникации и идентифицировали небольшую молекулу, которая способствует ощущению кворума у стрептококков. Эта молекула стабилизирует химический сигнал, называемый феромоном, который передается между клетками. В частности, это соединение блокирует фермент, который в противном случае расщепил бы феромон до того, как он сможет доставить сообщение, тем самым способствуя его способности действовать как сигнал.
«Мы идентифицировали молекулу, которая нарушает ингибирование передачи сигналов», - сказал Федерле, доцент кафедры медицинской химии и фармакогнозии в Фармацевтическом колледже UIC. «Теперь, когда мы определили этот путь и это химическое соединение, мы можем искать способы манипулировать ощущением кворума и даже заглушать связь между клетками».
Заглушая эту коммуникацию, по словам Федерле, можно было бы «убедить бактерии оставаться в невраждебном состоянии», что он считает жизненно важным в условиях растущей устойчивости общества к антибиотикам.
«Мы проигрываем войну с бактериями», - сказал он. «Каждый антибиотик, который мы придумали, имеет определенный уровень устойчивости в природе. Нам нужен способ остановить бактерии, прежде чем они станут угрозой и потребуют лечения».
Федерле говорит, что это аналогично поиску дипломатического решения или посредничеству в конфликте до того, как он причинит вред.