Ученые разработали новую технику, позволяющую обмануть бактерии и заставить их обнаружить сотни отверстий в стенках их клеток, открывая дверь для лекарств, разрушающих клетки бактерий.
Воздействие на эти поры может сделать существующие антибиотики более эффективными или позволить разработать лекарства без антибиотиков, которые могут использовать эти отверстия.
При воздействии определенных раздражителей, таких как резкое повышение давления внутри клетки, поры в клеточных мембранах действуют как аварийный выпускной клапан, открываясь, позволяя жидкости вытекать из клетки, чтобы предотвратить ее разрыв.
Они служат воротами для лечения, разрушающего клетки бактерий. Самая большая из этих закрытых пор известна как механочувствительный канал большой проводимости (MscL).
Теперь группа ученых во главе с доктором Кристосом Плиотасом из Университета Лидса научилась обманывать клеточные стенки бактерий, открывая эти каналы, что делает бактерии гораздо более уязвимыми для лекарств.
Доктор Плиотас начал это исследование в Университете Сент-Эндрюс в качестве члена Королевского общества Эдинбурга. Сейчас он работает в Школе биомедицинских наук на факультете биологических наук в Лидсе и входит в состав Университетского центра структурной молекулярной биологии Эстбери.
Он сказал: «Благодаря пониманию шлюзов в клеточных стенках бактерий мы можем контролировать их открытие и закрытие. Одновременная активация этих пор приведет к открытию 700 отверстий в клеточной мембране (это число идентичных таких молекул на одну клетку), каждая ~ 3 нанометра в диаметре.
Это будет эквивалентно выстрелу в каждую клетку 700 пулями и 100% эффективностью цели, что приведет к гибели клетки из-за утечки.
"Кроме того, существующие антибиотики должны стать более эффективными за счет облегчения их доступа к клетке через поры MscL, что приведет к увеличению концентрации антибиотика внутри цитоплазмы."
Исследование, опубликованное в Nature Communications, впервые показывает, что каналы MscL удерживаются закрытыми мембранными липидами, особенно липидными цепями, которые расположены в нанокарманах, очень чувствительных к натяжению, давлению и силе.
Исследование показывает, что когда доступ к этим липидам нарушается молекулярными нано-защитами, созданными на входе в нано-карманы, канал механически реагирует и открывает свою пору.
MscL встречается повсеместно у всех бактериальных патогенов и архей, но отсутствует у человека. Следовательно, выборочное воздействие на этот канал оставит человеческие клетки нетронутыми.
Доктор Бела Боде, соавтор и руководитель группы в Школе химии в Сент-Эндрюсе и части Исследовательского комплекса биомедицинских наук, сказал: «В этом исследовании использовался новый метод ЭПР под названием PELDOR (или DEER). Мы ввести крошечные химические маркеры на MscL и отслеживать изменения их расстояний. Это помогло понять стимул для открытия этих сложных биологических систем».