Исследование идентифицирует молекулу, которая позволяет бактериям нарушать клеточные барьеры
Новое исследование идентифицирует одну молекулу в качестве ключевой точки входа, используемой двумя типами опасных бактерий, чтобы прорвать клеточные барьеры и вызвать болезнь. Результаты, опубликованные 19 марта в журнале mBio , свидетельствуют о том, что блокирование взаимодействия между молекулой, известной как CD40, и бактериями может представлять собой универсальную стратегию предотвращения опасных для жизни заболеваний, включая синдром токсического шока.
Две бактерии , Staphylococcus aureus (стафилококк) и Streptococcus pyogenes , вызывают много серьезных заболеваний. По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний, стафилококк стафилококк вызывает 70 000 случаев высоконадежной пневмонии, 40 000 случаев тяжелых сердечных инфекций и более 500 000 послеоперационных инфекций в год. Streptococcus pyogenes вызывает 10 миллионов случаев ангины и 30 000 случаев тяжелых инвазивных заболеваний ежегодно.
«Многие инфекции, вызванные этими двумя бактериями, начинаются на коже или на поверхностях слизистой оболочки, которые выстилают полости тела, такие как нос, рот и горло, кишечник и влагалище. Способность этих бактерий вызывать заболевание зависит от производства Семейство токсинов, известных как суперантигены, которые вызывают исключительно вредное воспаление », — объясняет Патрик Шливерт, доктор философии, профессор и руководитель отдела микробиологии и иммунологии в Медицинском колледже Университета Айовы Карвер и ведущий автор нового исследования.
Предыдущая работа Шливерта показала, что суперантигены заставляют эпителиальные клетки слизистого барьера образовывать сигнальные молекулы, называемые хемокинами. Эти хемокины привлекают иммунные клетки, которые нарушают целостность барьера слизистой оболочки, позволяя суперантигенам и часто самим бактериям проникать и вызывать серьезные и часто смертельные заболевания, включая синдром токсического шока .
В новом исследовании Шливерт и его коллеги из UI и National Jewish Health в Денвере использовали вагинальные эпителиальные клетки человека в качестве модели барьера слизистой оболочки. Они показали, что взаимодействие между CD40 и суперантигенами запускает выработку хемокинов в этих клетках. Удаление CD40 из клеток с использованием редактирования гена CRISPR не позволяло бактериальным суперантигенам запускать выработку хемокинов. Напротив, восстановление CD40 в этих клетках восстанавливало способность суперантигенов запускать выработку хемокинов.
Команда проверила три суперантигена: токсический шок, синдром токсина 1 (TSST-1) и стафилококковый энтеротоксин B и C. Из трех TSST-1 произвел самый сильный эффект, что, вероятно, объясняет, почему этот суперантиген ответственен за все случаи менструальной токсичности. шоковый синдром.
«CD40 очень важен; вы не получите ответа (на суперантигены) без него», — говорит Шливерт. «Поскольку теперь мы знаем, что эти два больших семейства бактерий вызывают заболевания через один и тот же рецептор ткани человека, мы ищем способы заблокировать взаимодействие между CD40 и суперантигенами для предотвращения иммунной активации. Эта работа также повышает вероятность того, что многие другие патогены могут вызывают заболевания посредством одного и того же рецепторного взаимодействия.
«Если существует центральный путь, который многие патогены используют для разрушения слизистых барьеров, это означает, что у нас есть единственная цель, которую нужно блокировать, чтобы предотвратить разрушение барьера патогенами. Это может быть огромным», — добавляет он.
