Учёные имитировали пищевые привычки бактерии, чтобы изучить распространённую желудочную инфекцию

Бактерия Helicobacter pylori (H. pylori) присутствует в организме примерно у двух третей людей, но у большинства не вызывает симптомов. У других она является частой причиной язвенной болезни, а в некоторых случаях может привести к раку желудка.

H. pylori нуждается в питательных веществах из нашей пищи, но то, как бактерия использует отдельные нутриенты для взаимодействия со средой, выживания и распространения, оставалось в значительной степени неизвестным.

Учёные из Йельского Института микробных наук разработали новую технологию, имитирующую способ питания этой распространённой бактерии. Их выводы, опубликованные в Cell Chemical Biology, могут помочь контролировать питательные факторы, формирующие взаимодействие между бактериями и их хозяевами.

«У H. pylori высокие пищевые потребности, но она не умеет хорошо "упаковывать свои закуски"», — пояснила аспирантка и первый автор исследования Анна Семинара.

Эти бактерии растут в сложной среде из различных тканей и питательных веществ, поэтому учёным точно неизвестно, чему они подвергаются и как их среда формирует поведение.

Предыдущие исследования лаборатории старшего автора Ставрулы Хациос, адъюнкт-профессора молекулярной, клеточной биологии развития и химии, выявили распространённый в рационе человека нутриент, способствующий выживанию этой вызывающей рак бактерии.

Им оказался известный антиоксидант эрготионеин (EGT). Было обнаружено, что он защищает бактерии от окислительного стресса — дисбаланса между реактивными формами кислорода (свободными радикалами) и антиоксидантами, который является признаком многих инфекционных заболеваний.

Чтобы понять, почему H. pylori потребляет именно эту молекулу и как на неё реагирует, исследователи попытались изменить среду, в которой живут бактерии. Однако не существовало способа выращивать H. pylori без этого вещества.

Тогда они обратились за подсказками к самой бактерии.

Имитируя биологический механизм, который H. pylori использует для захвата и потребления EGT, учёные разработали новую технологию — своего рода «молекулярную губку» — для удаления антиоксиданта эрготионеина из среды, сохраняя при этом все остальные компоненты, необходимые для роста бактерий.

Учёные ожидают, что полученная смола станет базовым материалом для сравнения роста H. pylori в разных средах, что позволит выявить генетические черты, реагирующие на различные химические питательные вещества. В более широком смысле новая технология перспективна для изучения микробов с разными пищевыми потребностями.

Объединяя области химии и микробиологии, такие исследования углубляют наше фундаментальное понимание взаимодействий хозяина и микроба и дают новые возможности для поиска терапевтических мишеней при желудочно-кишечных заболеваниях.

Среди прочих ресурсов авторы использовали масс-спектрометрию в аналитическом центре кампуса West Campus для проведения экспериментов.