Исследователи в группе Яна Михилса (Лёвенский центр микробиологии VIB-KU) определили механизм пробуждения сонных бактерий. Это открытие важно, так как сонные клетки часто ответственны за упорство хронических инфекций. Результаты, опубликованные в журнале Molecular Cell, открывают новые перспективы в лечении хронических инфекций, например, путем принудительного пробуждения бактерий.
Спящие бактерии
Бактерии способны впадать в глубокий сон. Эти спящие бактерии называются «персистерами», и их можно найти в каждом типе бактериальной популяции, изученной до сих пор, включая важные патогены человека. С точки зрения пациента персистенты нежелательны, поскольку их спящее состояние делает их нечувствительными к антибиотикам.
Эти спящие бактерии могут спонтанно просыпаться и колонизировать хозяина, что приводит к возврату инфекции. Следовательно, персистентность связана с неэффективностью антибактериальной терапии, если она не уничтожается иммунной системой. До сих пор было неизвестно, как эти клетки смогли вернуться из спящего состояния в активное. Эти новые результаты дают представление о том, как просыпаются настойчивые.
Разрыв ссылок для пробуждения
Чтобы исследовать, как персистенты просыпаются, ученые использовали модельную систему E. coli, основанную на HokB. HokB представляет собой пептид, младший брат белков, который, как известно, способствует развитию клеток-персистеров, образуя поры в клеточной мембране бактерий. Это приводит к быстрой потере энергии, толкая бактерии в низкое энергетическое состояние или глубокий сон. Важно отметить, что это образование пор возможно только тогда, когда два пептида HokB связаны вместе. Пробуждение этих спящих бактерий возможно только при разрыве связи между пептидами. Это, в свою очередь, разрушает поры. Только когда поры разрушаются, клетки снова получают энергию, потребляя доступные питательные вещества.
Ведущий автор Дориен Вильмартс (VIB-KU Leuven Center for Microbiology) говорит: «Вы можете сравнить этот процесс с проколотой шиной: сначала вы вынимаете шип, а затем снова надуваете его. Делаете это наоборот. не имеет смысла."
Избавление от хронических инфекций
Персистерные клетки ответственны за хронические инфекции, которые продолжают возвращаться. Примерами являются инфекции мочевыводящих путей, вызванные Escherichia coli, инфекции легких у пациентов с муковисцидозом, вызванные Pseudomonas aeruginosa, или туберкулез, вызванный Mycobacterium tuberculosis. Как пробуждаются клетки-персистеры - давний вопрос в исследованиях персистенции. Эта работа впервые дает подробное механистическое понимание механизма пробуждения и открывает новые перспективы в отношении того, как стимулировать пробуждение глубоко спящих клеток.
проф. Ян Михилс (VIB-KU Leuven) говорит: «Результаты этой работы могут помочь нам открыть новые молекулы и разработать новые стратегии для искоренения персистирующих инфекций. Комбинации молекул, стимулирующих пробуждение, вместе с классическими антибиотиками могут искоренить хронические инфекции».