Исследователи Института биомедицинских открытий (BDI) Университета Монаша создали первую структуру с высоким разрешением, изображающую ключевую часть «супербактерии» Pseudomonas aeruginosa, классифицированной ВОЗ как представляющая наивысший уровень угрозы для здоровья человека. Изображение идентифицирует «наномашину», используемую высоковирулентными бактериями для выделения токсинов, указывая путь для разработки лекарств, нацеленных на это.
П. aeruginosa - одна из многих бактерий, у которых развилась тревожная резистентность ко многим лекарствам, что вызывает обеспокоенность во всем мире по поводу появления панрезистентных микроорганизмов.
Его вирулентность во многом обусловлена способностью бактерий выделять набор токсинов и ферментов, заражающих окружающую среду хозяина.
В статье, опубликованной на этой неделе в онлайн-журнале mBio, исследователи BDI исследовали белковую наномашину на поверхности бактериальных клеток, ответственную за секрецию этих токсинов. Наномашина, называемая системой секреции II типа, отвечает за секрецию наиболее токсичного фактора вирулентности P. aureginosa, экзотоксина A.
«Мы впервые видим, как Pseudomonas aeruginosa выделяет этот важный токсин», - сказал первый автор, доктор Иэн Хэй.
«Этот вид первого взгляда захватывающий и говорит нам, что следующий шаг в разработке лекарств может быть осуществим», - сказал он.
"Если вы знаете структуру этой поры в бактериальной мембране, которая выкачивает токсины, важные для вирулентности, вы можете сконструировать молекулярную "пробку", чтобы заткнуть ее."
Такое лекарство потенциально может снизить вирулентность, останавливая секрецию токсинов, в то время как другие лекарства работают на устранение самой инфекции, сказал доктор Хэй.
Исследователи во главе с профессором Monash BDI Тревором Литгоу использовали передовую электронную микроскопию в Центре криоэлектронной микроскопии Рамачиотти (Университет Монаша) для визуализации поры наномашины. Они использовали десятки тысяч изображений, созданных лучом микроскопа, для реконструкции трехмерной карты с почти атомарным разрешением 14-нанометровой поры. Нанометр - это миллионная часть миллиметра.
«Микроскоп Titan Krios в Монаше позволил нам увидеть важные молекулярные детали этой наномашины, которые оказались неуловимыми на протяжении десятилетий», - сказал доктор Хэй.
Методология, разработанная исследователями, будет применима к другим родственным бактериям поверхностным наномашинам, сказал он.
Доктор Хэй и профессор Литгоу получают поддержку от ARC Australian Laureate Fellowships. Профессор Литгоу является участником программы NHMRC по клеточной микробиологии.