Бактерии, вызывающие инфекции мочевыводящих путей (ИМП), создают больше инструментов для кражи у своего хозяина, чем дружественные версии тех же бактерий, обнаруженных в кишечнике, исследователи из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе. Луи и Вашингтонский университет нашли.
Инструменты, соединения, называемые сидерофорами, позволяют вредным бактериям красть железо у своих хозяев, облегчая им выживание и размножение. Но они также предоставляют потенциальный способ уничтожения вредных штаммов бактерий без вреда для хороших штаммов, сообщают исследователи в исследовании, опубликованном в феврале. 20 патогенов PLoS.
"Когда мы лечим инфекцию антибиотиками, это все равно, что бросать бомбу – почти все уничтожается, независимо от того, полезно это или вредно," говорит ведущий автор Джефф Хендерсон, M.D., Ph.D., специалист по инфекционным заболеваниям Вашингтонского университета, который лечит пациентов с ИМП в больнице Barnes-Jewish Hospital. "Мы хотели бы найти способы бороться с вредными бактериями и оставить в покое хорошие бактерии, и эти сидерофоры являются отличным лидером в этом направлении."
ИМП – одна из самых распространенных инфекций, вызывающая около 1 доллара США.6 миллиардов медицинских расходов ежегодно в Соединенных Штатах. Половина всех женщин в какой-то момент своей жизни испытают ИМП, а рецидивирующие ИМП встречаются у 20-40 процентов этих пациентов. Ученые считают, что 90 процентов всех ИМП вызываются бактерией Escherichia coli (E. coli).
E. coli, вызывающие ИМП, могут поступать из кишечника человека, где обитают несколько штаммов бактерий. Ученые считают, что некоторые из этих штаммов помогают своим хозяевам-людям, помогая пищеварению и блокируя другие инфекционные организмы. Изучить, насколько дружелюбный и вызывающий инфекцию E. coli различаются, Хендерсон и его коллеги из Центра исследований женских инфекционных заболеваний Вашингтонского университета использовали новый подход, называемый метаболомикой. Вместо изучения генов метаболомика анализирует все химические вещества, производимые клеткой, включая сигналы роста бактерий, токсины и продукты жизнедеятельности.
"Это позволяет нам увидеть конечные продукты совместной работы множества генов," говорит старший автор Скотт Халтгрен, доктор философии.D., Хелен Л. Стоевер, профессор молекулярной микробиологии. "Мы оцениваем, что производят все различные сборочные линии и какие продукты предпочитают производить болезнетворные бактерии, например, определенные сидерофоры."
Бактерии, изучаемые в эксперименте, были получены от пациентов с рецидивирующими инфекциями мочевых путей, проходивших лечение в Вашингтонском университете. Исследователи культивировали как E. coli в образцах кала и мочи. Они обнаружили, что штаммы из мочи производили больше иерсиниабактина и сальмохелина, двух сидерофоров, которые помогают бактериям поглощать железо, чтобы поддерживать их собственное выживание.
Железо является важным питательным веществом, которое, как правило, находится под жестким контролем хозяина, и есть свидетельства того, что на протяжении тысячелетий между болезнетворными микробами и хозяевами, которых они используют, бушевала постоянная борьба, сосредоточенная на железе. Например, исследования показывают, что люди могут вырабатывать белок, который специфически блокирует определенные бактериальные сидерофоры.
Может быть несколько способов воспользоваться преимуществом зависимости штаммов инфекционных бактерий от сидерофоров. Исследователи попытаются заблокировать или нарушить активность белков, производящих сидерофоры, но они также могут использовать то, что Хендерсон называет "троянский конь" стратегия.
"Чтобы украсть железо, сидерофоры должны быть отправлены из клетки, связаны с железом, а затем возвращены в клетку," он объясняет. "Если мы сможем разработать антибиотик, который выглядит как сидерофор, мы сможем обмануть только болезнетворные бактерии, заставив их принять лекарство, оставив другие бактерии в покое."
Дополнительная информация: Henderson JP, Crowley JR, Pinkner JS, Walker JN, Tsukayama P, Stamm WE, Hooton TM, Hultgren SJ. Количественная метаболомика раскрывает эпигенетический план приобретения железа уропатогенной кишечной палочкой. Патогены PLoS 5 (2): e1000305. DOI: 10.1371 / журнал.ppat.1000305
Источник: Школа медицины Вашингтонского университета