Международная команда ученых обнаружила, что гликаны, которые содержатся в слизи, выстилающей органы человека изнутри, могут защищать от холеры. Они снижают экспрессию генов, кодирующих токсины, но не убивают бактерии. Исследование опубликовано в журнале The EMBO Journal.
За последние несколько лет ученые выяснили, что слизь, которая выстилает органы человека изнутри, играет ключевую роль в защите организма от бактериальных инфекций. Так, исследователи показывали, что гликаны — компоненты слизи, представляющие собой полисахариды, — могут «деактивировать» бактерию Pseudomonas aeruginosa и дрожжи Candida albicans, предотвращая развитие инфекций. Однако до сих пор особое внимание уделялось только инфекциям легких.
Теперь ученые сосредоточились на инфекции ЖКТ — на холере. Это заболевание вызывается бактерией Vibrio cholerae и может передаваться через загрязненную питьевую воду. Бывает много штаммов Vibrio cholerae, а недавно было показано, что эта бактерия становится патогенной только в том случае, если она заражена вирусом — фагом CTX. Этот фаг переносит гены, которые кодируют холерный токсин, и внедряет их в геном бактерии. Чтобы процесс этой передачи произошел, фаг при этом должен связаться с рецептором TCP, который находится на поверхности бактерии. Работая с гликанами, полученными из очищенной слизи из ЖКТ свиней, исследователи заметили, что эти соединения снижают способность бактерий синтезировать рецептор TCP. Следовательно, из-за этого фаг CTX не может их заражать. Воздействие гликанами влияет на экспрессию и других генов: зараженные бактерии практически не синтезируют холерный токсин. Также известно, что когда холерный вибрион заражает клетки эпителия человека, то эти клетки начинают синтезировать чрезмерно много циклического аденозинмонофосфата (цАМФ). Из-за этого они также выделяют большое количество воды, что приводит к диарее. Ученые обнаружили, что если эпителиальные клетки контактируют с холерными вибрионами, на которых подействовали гликанами, то клетки человека не синтезируют цАМФ и не выделяют воду.
Исследователи попытались выяснить, какие именно гликаны влияют на холерный вибрион. Для этого они создали синтетические версии самых распространенных гликанов. Большинство из этих гликанов имели структуры, которые называются ядрами первого или второго типа. Они немного различаются по количеству и типу моносахаридов, которые в них содержатся. Ученые выяснили, что гликаны второго типа играли ключевую роль в устранении холерной инфекции. Они также предположили, что именно с отсутствием этих молекул в слизи ЖКТ связаны симптоматические случаи холерной инфекции, тогда как известно, что в 50–60% случаев она проходит бессимптомно.
Ученые отметили, что гликаны не убивают бактерий, то есть не действуют как антибиотики. Благодаря этому к ним сложнее выработать устойчивость. В настоящее время исследователи работают над способами доставки синтетических гликанов в организм. При этом они столкнулись с проблемой: сами по себе гликаны не могут прикрепляться к поверхностям органов. В связи с этим ученым, вероятно, придется прикрепить их к полимерам или наночастицам, чтобы облегчить адгезию к тканям. Начать исследователи планируют с инфекций легких, но также заинтересованы в применении терапии холеры гликанами.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
