Ученые из Медицинской школы Вашингтонского университета в Санкт-Петербурге. Луи нашел новые ключи к разгадке того, почему некоторые инфекции мочевыводящих путей постоянно рецидивируют после нескольких курсов лечения.
Их исследования, проведенные на мышах, показывают, что бактерии, вызывающие инфекции мочевыводящих путей, используют систему утилизации клеточных отходов, которая обычно помогает бороться с захватчиками. В результате нелогичного открытия они узнали, что при отключении системы утилизации мыши избавлялись от инфекций мочевыводящих путей намного быстрее и тщательнее.
"Это может быть началом смены парадигмы в том, как мы думаем о взаимосвязи между этой системой утилизации отходов, известной как аутофагия, и болезнетворными организмами," говорит старший автор Индира Майсорекар, доктор философии, доцент кафедры акушерства и гинекологии, патологии и иммунологии. "Могут существовать и другие стойкие патогены, которые нашли способы использовать аутофагию, и эта информация будет очень полезна для определения новых методов лечения."
Результаты будут опубликованы 18 июня 2012 г. в раннем онлайн-выпуске The Proceedings of the National Academy of the Sciences.
Инфекции мочевыводящих путей очень распространены, особенно у женщин. Только в Соединенных Штатах ежегодные затраты на лечение оцениваются в 1 доллар США.6 миллиардов. Ученые считают, что от 80 до 90 процентов этих инфекций вызываются бактерией Escherichia coli (E. coli).
Данные нового исследования и более ранние результаты привели Майсорекар и ее коллег к предположению, что E. coli, которые вызывают рецидивирующие инфекции мочевыводящих путей, могут скрываться в отсеках, похожих на мусорные баки, внутри клеток, выстилающих мочевыводящие пути.
Эти компартменты, обнаруженные почти во всех клетках, называются аутофагосомами. Они собирают мусор внутри клетки, включая вредные бактерии и изношенные части клетки. Затем они сливаются с другими отделениями клетки, заполненными ферментами, расщепляющими содержимое аутофагосом.
"Мы думаем, но пока не можем доказать, что бактерии нашли способ заблокировать этот последний шаг, " Myosrekar говорит. "Это превратит аутофагосому из смертельной ловушки в безопасное убежище, где бактерии могут ждать, скрытые от иммунной системы, своего следующего шанса вызвать инфекцию."
В новом исследовании Майсорекар объединился с коллегами из Медицинской школы, которые вывели мышей, у которых были нарушены обе копии важного гена аутофагии, Atg16L1. Соавтор Герберт В. Вирджин, доктор медицинских наук, профессор Эдварда Маллинкродта и глава отделения патологии и иммунологии, и другие создали мышей для изучения болезни Крона, хронического воспаления кишечника, связанного с мутациями в Atg16L1.
Со-ведущие авторы Кайхонг Ван, доктор медицинских наук, доктор философии, научный сотрудник, и Джейн Симингтон, студентка доктора медицины / доктора философии в группе Майсорекара, заразили мышей E. кишечная палочка. Исследователи обнаружили, что уровень бактерий в мочевыводящих путях модифицированных мышей после заражения снижался намного быстрее, чем у нормальных мышей. Клетки, выстилающие мочевыводящие пути мышей с мутированным геном, также имеют значительно меньше спящих резервуаров E. coli, чем у нормальных мышей.
Ученые определили структурные изменения в клетках мочевыводящих путей мышей с мутациями Atg16L1, которые могут помочь объяснить их неожиданные результаты. Эти изменения, возможно, значительно затруднили обнаружение бактериями аутофагосом и их проникновение в аутофагосомы, говорит Майсорекар.
Измененный ген также был связан с изменениями в иммунной системе. У модифицированных мышей E. инфекции кишечной палочки в мочевыводящих путях привели к тому, что клетки вырабатывали больше воспалительных иммунных факторов, и побудили дополнительные иммунные клетки, борющиеся с бактериями, прийти к месту инфекции.
"Иммунная система, кажется, настроена атаковать мышей с мутациями при малейшей провокации," Майсорекар говорит. "Возможно, поэтому мутации в Atg16L1 также связаны с болезнью Крона, при которой иммунные клетки ошибочно атакуют полезные микроорганизмы в кишечнике."
По словам Virgin, мутации в Atg16L1 довольно распространены, хотя не все, у кого есть мутированная форма гена, заболеют болезнью Крона.
"Эти новые результаты могут помочь объяснить, почему мутации так долго сохраняются в общей популяции," он говорит. "Они не только подвергают носителя риску болезни Крона, но и могут иметь защитный эффект, помогающий бороться с инфекциями."
Майсорекар планирует выяснить, как E. coli использует полностью функционирующую систему аутофагии у мышей с инфекциями мочевыводящих путей.