Биологи расшифровали смертельный штамм E. coli

Секрет смертельной вспышки E. coli 2011 года в Германии был раскрыт благодаря исследованиям в Университете штата Мичиган.

Самая смертоносная вспышка E. coli в истории, унесшая 54 жизни и поразившая более 3800 человек, была вызвана особенно вирулентным штаммом, который исследователи ранее не наблюдали в подобных вспышках. В текущем выпуске журнала PLoS ONE команда под руководством молекулярного биолога и эпидемиолога Шеннон Мэннинг предлагает способ потенциально обезвредить эту бактерию-убийцу.

Штамм E. coli O104:H4 имеет некоторые общие характеристики с другими смертоносными бактериями E. coli, но их комбинация является новой. Исследователи не определили механизм, который он использует для вызывания болезни, однако Мэннинг и её команда смогли найти ахиллесову пяту штамма — его биоплёнку.

Сосредоточившись на биоплёнке бактерии — скоплении множества бактерий E. coli, которые прилипают к поверхности клетки и растут, заключённые в самопроизводимое защитное покрытие, — исследователи смогли определить причину его высокой летальности. Когда бактерия, обнаруженная в Германии, образует биоплёнку, она начинает производить больше токсичных генов, таких как ген шига-токсина.

Повышенная выработка шига-токсина — вероятная причина, способствовавшая такому большому числу случаев повреждения почек и смертей во время вспышки 2011 года.

• «Что сделало немецкую вспышку столь необычной, так это то, что многие жертвы, страдавшие от почечной недостаточности, были взрослыми», — сказала Мэннинг. — «Другие типы E. coli, продуцирующие шига-токсины, обычно повреждают почки детей младше 10 лет, а не взрослых».

Кроме того, инкубационный период у инфицированных немецким штаммом был значительно длиннее по сравнению с заражёнными E. coli O157 — схожей бактерией, также способной вызывать болезнь и смерть. Мэннинг полагает, что это связано с тем, что немецкому штамму требуется больше времени для формирования биоплёнки, в то время как для инфекций O157 биоплёнки не так важны.

• «Наше исследование показывает, что формирование биоплёнки критически важно для продукции токсина и повреждения почек», — сказала она. — «Если мы сможем заблокировать способность бактерии формировать стабильную биоплёнку, то, вероятно, сможем предотвратить будущие инфекции E. coli O104:H4».

Следующий этап исследований Мэннинг уже сосредоточен на создании мутантных штаммов, чтобы предотвратить формирование бактерией биоплёнки. Это полностью предотвратило бы болезнь, поскольку условия стали бы неблагоприятными для роста бактерий.