Фрагмент белка может обеспечить защиту, когда антибиотики не работают.

Бактериальные инфекции, не реагирующие на антибиотики, являются растущей проблемой. Ученые нашли  новые потенциальные возможности для контроля развития сепсиса и бактериальных инфекций, которые его провоцируют.
По статистике сепсис каждый год является основной причиной смерти около миллиона человек в США и новорожденных и детей во всем мире. Как и устойчивые к антибиотикам инфекции, он не имеет эффективного  лечения. Благодаря серии экспериментов ученые Бостонской Детской программы в области клеточной и молекулярной медицины (PCMM) выявили конечные клеточные события, необходимые для сдерживания бактериальной атаки.

Исследования показали, что при любом признаке бактериальной инвазии (атаки бактерий на организм), белковые комплексы, которые называются инфламмасома,  активируются. Эта активация запускает процесс, называемый пироптоз (программируемая некротическая гибель клетки), а также, подает химические сигналы, которые идентифицируются, как иммунный сигнал тревоги. Тонкая грань: слишком сильный сигнал тревоги может вызвать сепсис, что приводит к фатальным повреждениям кровеносных сосудов и пораженного органа.

«Иммунная система пытается изо всех сил контролировать инфекцию, но если бактерии побеждают, иммунный ответ может убить пациента», объясняет Джуди Либерман, доктор медицинских наук, «Большинство попыток успокоить иммунный ответ не работал при лечении сепсиса в клинике, так как процессы, которые запускают его не были до конца поняты».
Активированная инфламмасома активирует ферменты, которые называются каспазы. Каспазы расщепляют молекулу под названием gasdermin D на две части. Это расщепление высвобождает gasdermin-активный фрагмент, известный как gasdermin-D-NT. Но, как это вызывает пироптоз, было не известно.

Ученые установили, что gasdermin-D-NT «наносит» один-два удара. С одной стороны, это перфорирует мембрану бактерии и убивает их. С другой стороны «пробивание» отверстий в мембране клетки-хозяина запускает сигналы иммунной системы сигнализации. Соседние неинфицированные клетки остаются невредимыми.

Во-вторых, ученые обнаружили, что gasdermin-D-NT непосредственно убивает бактерии вне клеток, в том числе E.coli, золотистый стафилококк и листерии. В эксперименте это происходит в течение пяти минут.

Понимание того, как gasdermin-D-NT работает,  может быть использовано для лечения особо опасных бактериальных инфекций.  «Из-за широкого распространения устойчивости к антибиотикам, мы должны думать о других стратегиях», говорит Либерман, «"Так как фрагмент убивает бактерии, но не повреждает неинфицированные клетки, можно представить себе введение фрагмента непосредственно в область поражения, особенно для лечения локализованной инфекции с участием устойчивых к антибиотикам бактерий».

Для блокады слишком сильного сигнал тревоги, способного вызвать сепсис,  Либерман предполагает разработку способов ингибирования или блокирования gasdermin-D-NT, например, с помощью антител или стратегий, ориентированных на каспазы ферменты.

Источник:Xing Liu, Zhibin Zhang, Jianbin Ruan, Youdong Pan, Venkat Giri Magupalli, Hao Wu, Judy Lieberman. Inflammasome-activated gasdermin D causes pyroptosis by forming membrane pores . Nature , 2016

Читайте также:  Отправляетесь в путешествие? Проверьте прививки!

Автор: Андрей Ганул
©Медицинский портал Здоров-Инфо