«Есть нажим, невстреченная потребность когда дело доходит до развития новых и лучших способов рассматривать UTIs», говорит Скотт Хултгрен, преподаватель Хелен Л. Стоевер молекулярной микробиологии в Вашингтонской Университетской Медицинской школе в Сент-Луисе, который наблюдал за исследованием. Из 10 миллионов случаев UTI в США каждый год, приблизительно 1 миллион – хронические текущие случаи.
Те случаи вызывают особое беспокойство, говорит Хултгрен, потому что они часто включают бактерии, которые стали стойкими к многократным антибиотикам, используемым, чтобы бороться с этими инфекциями.«Это исследование дает нам лучшее понимание механизма, которым бактерии в состоянии колонизировать мочевые пути», говорит Хултгрен. «Как электрик, у нас есть молекулярный проект процесса, и мы можем попытаться найти, что узел срывает патогенный каскад».Лаборатория Хултгрена изучает uropathogenic E. coli (UPEC) бактерии, которые вызывают подавляющее большинство UTIs. У единственной бактерии UPEC могут быть сотни крошечных похожих на волосы структур, названных канариумом филиппинским типа 1, которые помогают ему быть свойственным стенкам мочевого пузыря.
Подсказки канариума филиппинского сделаны из адгезина FimH, белок, который плотно связывает с mannose сахарной молекулой, украшающей наружную поверхность клеток мочевого пузыря. Это приложение вызывает бактериальную инвазию этих клеток.«Как только бактерии в состоянии вторгнуться в ту эпителиальную клетку мочевого пузыря, это становится зоной безопасности, где бактерии быстро копируют и укрепляются для инфекции в мочевом пузыре», говорит Хултгрен.
Его группа бросила более близкий взгляд на собрание этих структур канариума филиппинского так ключ к инфекции. Поскольку бактерии, найденные в человеческой моче, часто пропускают их канариум филиппинский, команда Хултгрена задалась вопросом, заставило ли что-то в самой моче бактерии останавливать собрание этих структур.
Собранием Pilus управляет весь набор генов, названных fim опероном, который может быть переключен на НА или ОТ фаз различными сигналами.Когда исследователи посмотрели на UPEC, выращенный в человеческой моче от здоровых людей, они нашли, что что-то в моче переключило все fim опероны на ОТ способа и держало их там. Однако, если бактерии UPEC были уже приложены через FimH к клеткам мочевого пузыря, выращенным в блюде лаборатории, моча потеряла этот эффект.
После дальнейшего контроля команда также нашла, что неизвестные факторы в моче вмешиваются в бактериальную способность белка FimH придерживаться клеток. Кроме того, когда функция FimH разрушена другими способами – генетической мутацией или химическим запрещением – это разрушение также заставляет генетическое оборудование переключаться на ОТ фазы, предотвращая далее pilus формирование.
«Это было одной из больших неожиданностей», говорит Хултгрен. «Это – как будто чувства бактерий, что у этого есть нефункциональный адгезин и это выключает целое pilus производственное собрание». Это выставляет решающую слабость в способности этого болезнетворного микроорганизма заразить.«На основе модели мыши затруднение целого каскада инфекции – приложение FimH.
Если у Вас нет этого, бактерии не могут придерживаться мочевого пузыря, вторгнуться или вызвать инфекцию», отмечает Хултгрен. Это означает, что наркотики, такие как mannosides, химические ингибиторы, которые блокируют приложение FimH к клеткам, могли работать даже эффективнее, также сохраняя pilus экспрессию гена выключенной. Такие наркотики заблокировали бы бактерии от приложения и вторжения, таким образом, тело могло просто промыть их в потоке мочи.
Хултгрен предостерегает, что это будет огромная проблема определить, переводят ли результаты в лаборатории человеческим пациентам. Но если так, Хултгрен говорит, это дало бы разработчикам препарата сильный, неантибиотический способ бороться с UPEC: «FimH мог быть ахиллесовой пятой UTIs».