Каждая третья женщина хотя бы раз в жизни сталкивается с циститом, который для некоторых является началом постоянно рецидивирующей инфекции. Цистит вызывают бактерии Escherichia coli , которые прикрепляются к стенке мочевого пузыря с помощью нитевидных структур (пилей). Хан Ремаут из кафедры структурной биологии VIB Брюсселя, Брюссельского свободного университета, впервые раскрывает сложные взаимодействия, которые приводят к образованию этих пилей. Эти знания могут быть использованы для разработки новых антибиотиков для лечения инфекций мочевыводящих путей.
Цистит
Около 80% инфекций мочевыводящих путей вызваны бактериями Escherichia coli , грамотрицательными палочковидными бактериями. Хотя эти бактерии являются частью нормальной кишечной флоры, вирулентные виды могут проникать в мочевой пузырь через уретру и приводить к инфекциям мочевыводящих путей. Эти инфекции чаще встречаются у женщин, чем у мужчин, и составляют большое количество внутрибольничных инфекций, особенно у катетеризированных пациентов. Лечение заключается в использовании существующих антибиотиков. Однако нынешнее поколение антибиотиков теряет свою способность бороться с этими бактериями. Особенно проблематичными являются рецидивирующие инфекции. Существует острая потребность в новых антибиотиках.
Бактерии прикрепляются к клеткам мочевого пузыря
Бактерии могут прикрепляться к поверхности благодаря своим волосоподобным структурам, известным как пили или фимбрии. В случае уропатогенной кишечной палочки возникают пили типа 1, состоящие из четырех различных субструктур. Биосинтез (формирование) этих пилей происходит по консервативному механизму (шаперонный/проводниковый путь биосинтеза). Поскольку пили типа 1 ответственны за прикрепление уропатогенной кишечной палочки к клеткам-хозяевам, они являются многообещающими мишенями для новых антибактериальных препаратов.
Структурно-биологические методы исследования образования пилей
Хан Ремаут вместе с коллегами, работающими в Институте структурной и молекулярной биологии Лондонского университета, исследует механизм, ответственный за биосинтез этих пилей. Для этого они используют дифракцию рентгеновских лучей – стандартный метод определения структуры белков. Детальные знания о структуре белков необходимы, чтобы понять, как они функционируют.
Хан Ремаут и его коллеги были первыми, кто успешно изобразил комплекс сборки, ведущий к биосинтезу пилей. Кроме того, это также первый снимок белкового переносчика в действии.
Новые антибиотики для лечения инфекций мочевыводящих путей
Эти подробные знания о биосинтезе пилей 1 типа из E. coli могут лечь в основу разработки лекарств, блокирующих образование пилей. Если бактерии больше не смогут цепляться за эпителиальные клетки мочевого пузыря, они больше не смогут вызвать инфекцию. Механизм, ответственный за прикрепление E.coli к мочевому пузырю, используется и другими бактериями. В результате это исследование может также внести вклад в борьбу с другими инфекционными заболеваниями, такими как пищевое отравление или диарея путешественников.