Новое исследование механизма вирулентности синегнойной палочки проведено в Пристнонском университете.

Синегнойная палочка, одна их основных бактерий, поражающих легкие больных муковисцидозом, встречается в природе повсеместно, и заражает не только людей но и млекопетающих, насекомых, червей, грибы и даже амеб. Когда бактерия встречается с клеткой потенциального хозяина (то есть попадает из воды, почвы  на живой организм), она прикрепляется к клетке потенциальной жертвы.

И с этого момента включаются в бактериях сложные механизмы, которые позволяют им  успешно бороться с защитными силами нового хозяина, жить, размножаться и защищаться от лекарств, постепенно убивая свою жертву.

То, что синегнойная палочка может заражать самые разнообразные виды животных и растений, было известно и раньше. Но оставался вопрос – каким же образом она обнаруживает клетки такого большого количества видов жертв? Ведь большинство других бактерий гораздо более разборчивы в своем выборе и заражают какой то один или несколько видов животных или растений. Так, например, вызываемая бактериями чумка собак не опасна для людей, а бактериальный рак растений – большая проблема виноградарей, совершенно безопасен для животных (кстати, лечат виноградный рак препаратом из продуктов жизнедеятельности синегнойной палочки, ее токсины убивают и вызывающих его бактерий).

Задачей исследователей было определить механизм распознавания синегнойной палочкой клеток разных типов и прикрепления к их поверхности.
В ходе исследования обнаружили, что бактерии могут заразить организм только если они действуют не по-одиночке, а целой группой захвата: только почувствовав присутствие бактерий своего штамма (чувство кворума) синегнойные палочки связываются с поверхностью и заражают организм. При этом бактериям все равно, какие клетки заражать – главное – действовать сообща. Но не только наличие партнеров своего штамма важно для активности бактерий. Также необходим контакт с поверхностью  и возможность закрепиться на ней.

Что бы продемонстрировать возможность заражения любых хозяев доктор Siryaporn (один из авторов исследования), заразил культуру экспериментальных клеток синегнойной палочкой, а затем добавил к ним амеб. Бактерии Pseudomonas arg сразу почувствовал присутствие амеб и быстро убили их. «Бактерии не знают, на каких именно клетках они живут, они атакуют все подряд, не делая различий между одним или другим хозяином». Вероятно, существует какой-то универсальный механизм обнаружения объектов, которые можно заразить. И такой механизм был найден.
В ходе работы в поверхности бактерий был обнаружен белок PilY1, который, как оказалось, является ключевым в процессе активации вирулентных (поражающих) свойств бактерий. Оказалось, что без этого белка бактерии совершенно беспомощны и не могут никого заразить.
Это открытие позволяет развивать новый подход к борьбе с синегнойной палочкой: обрабатывать бактерии так, чтобы блокировать работу белка PilY1, вместо того, что бы пытаться убить коварные бактерии, которые резистентны почти ко всем лекарственным средствам.
В доказательство реальности такого метода борьбы с синегнойной палочкой, доктор Siryaporn удалил белка PilY1 с поверхности бактерий, и бактерии перестали обнаруживать, инфицировать и убивать амеб.

Авторы иследования считают, что данная работа дает возможность бороться с ростом устойчивости бактерий к лекарствам. Когда лекарственный препарат убивает не все бактерии, выживают сильнейшие и самые приспособленные, они дают такое же крепкое потомство, бороться с которым становится все труднее. Если же мы не будем убивать бактерии, а просто не дадим им заражать, мы сможем снизить размножение именно устойчивых бактерий – все будут размножаться одинаково хорошо, и роста резистентности наблюдаться не будет.

Обнаруженный в синегнойной палочке белок PilY1 есть также и в бактериях рода  Burkholderia, которые чрезвычайно опасны для пациентов с муковисцидозом. Можно предположить, что белок PilY1 является частью общего неспецефического механизма регулирования вирулентности бактерий.

Эта работа может стать началом разработки лекарств нового типа, разрушающих механизмы активации вирулентности бактерий вместо препаратов, которые убивают сами бактерии.

Синегнойная палочка может также вызывать поражения кожи у пациентов. Особенно быстро и тяжело поддаются  лечению кожные поражения, вызванные синегнойной палочкой, у пациентов с ослабленным иммунитетом. Дерматологи применяют как системные, так и местные антибиотики.  При необходимости поучения дерматологической помощи можно обратиться к специалистам в Спб — дерматолог купчино

Источник: PNAS