Септиновые белки действуют как клеточная полиция, выявляя, заключая в тюрьму и убивая «супербактерию» Shigella

Используя передовые технологии визуализации человеческих клеток и изучения инфекции на уровне одной бактериальной клетки, исследовательская группа под руководством Лондонской школы гигиены и тропической медицины получила самые убедительные на сегодняшний день доказательства того, что септины берут Shigella в плен.

Ключевое открытие: впервые показано, что эти белки могут определять место, где бактерия будет делиться, и предотвращать деление, формируя вокруг бактерии клеткоподобные структуры.

Устойчивость к противомикробным препаратам — одна из крупнейших угроз глобальному здоровью. Помимо разработки новых лекарств, таких как антибиотики, крайне важны новые способы контроля бактериальных инфекций. Shigella — патоген кишечника человека, ежегодно инфицирующий более 150 миллионов человек и вызывающий до 500 000 смертей. Из-за растущего числа лекарственно-устойчивых штаммов Shigella входит в число «супербактерий», признанных ВОЗ приоритетными.

Исследователи отмечают, что хотя септины являются мощным естественным механизмом сдерживания Shigella, необходима дальнейшая работа, чтобы определить, как можно использовать биологию септинов в терапевтических целях. Надеются, что эти новые данные могут привести к новому способу усиления иммунной системы человека и лечения широкого спектра бактериальных инфекций.

Ведущий автор, профессор Серж Мостовски из Лондонской школы гигиены и тропической медицины, заявил: «Мы активно работаем над тем, чтобы адаптировать это открытие для применения в здравоохранении. Если мы сможем с помощью лекарств усилить клеточное заключение септинами, у нас появится новый способ остановить инфекцию».

В 2010 году исследователи впервые наблюдали, что септиновые клетки могут захватывать Shigella, открывая заманчивую перспективу нового способа остановить распространение бактерий в организме. Однако то, как клетки распознают Shigella для захвата, и судьба захваченных бактерий в основном оставались неизвестными.

Соавтор исследования Сина Кроковски сказал: «Для современной медицины вопрос о том, как клетки могут распознавать бактерии, является предметом интенсивного изучения. Эта информация крайне важна, если септины когда-либо будут использоваться для лечения людей».

Важное открытие: исследовательская группа обнаружила, что септиновая клетка, по-видимому, распознает активно делящиеся бактерии, независимо от того, устойчивы они к противомикробным препаратам или нет. Более того, с помощью микроскопов высокого разрешения и современных камер команда обнаружила, что после заключения в септиновую «клетку» 93% бактерий больше никогда не делятся, поскольку они становятся мишенью для аутофагии — клеточного процесса «самопоедания». Это предоставляет окончательное доказательство того, что клетки обладают антибактериальным действием.

Профессор Мостовски сказал: «Распространение «супербактерий» — одна из величайших глобальных проблем здравоохранения. Новые препараты для борьбы с устойчивостью к противомикробным препаратам крайне важны, но они дороги, и все они, вероятно, встретят сопротивление. Поэтому мы также должны искать другие, новые способы контроля бактериальной инфекции.

Применяя передовые методы микроскопии, доступные только в последние годы, для изучения клеточного иммунного ответа на Shigella, мы теперь имеем четкие доказательства того, что септины могут стать новым «естественным» оружием в борьбе с УПП. Примечательно, что эти белки действуют как «сенсоры» клетки-хозяина, распознавая активно делящиеся бактерии — именно ту популяцию бактерий, которая вызывает заболевание, — для захвата. Помимо Shigella, это также может относиться к широкому спектру инвазивных бактериальных патогенов, таких как Pseudomonas и Staphylococcus».

Авторы признают ограничения исследования, включая возможность того, что некоторые бактерии эволюционировали, чтобы избежать захвата септиновыми клетками, и необходимость исследований in vivo перед применением на людях.