Исследование раскрывает новые подробности того, как бактериальные токсины вызывают опасный для жизни колит

Исследование раскрывает новые подробности того, как бактериальные токсины вызывают опасный для жизни колит

Исследование, проведенное учеными из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и Гарвардского университета, раскрыло подробности того, как бактерия Clostridioides difficile вызывает чрезмерное воспаление в кишечнике, которое может привести к потенциально смертельному колиту. Изучая токсин A C. difficile, один из двух токсинов, выделяемых бактериями, исследователи сделали два ключевых вывода.

Они определили, какая часть токсичного белка может проникать через клеточные мембраны, чтобы проникнуть в клеточные структуры, называемые эндосомами, продемонстрировав, что даже фрагменты белка, содержащие этот ключевой сегмент, способны проникать в эндосомы.

Кроме того, они показали, как молекула токсина вызывает воспаление, что было давней загадкой, потому что такие молекулы обычно быстро перевариваются в кишечнике. Ученые обнаружили, что токсин А – и, что удивительно, даже его фрагменты – могут организовывать ДНК в упорядоченные кристаллические частицы, которые усиливают иммунный ответ за счет связывания с множеством рецепторов TLR9, которые обычно являются частью системы раннего обнаружения микробной ДНК в организме. Результаты показывают, что этот механизм заставляет естественные защитные силы организма вызывать чрезмерное воспаление.

По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний, инфекция кишечника, вызванная C. difficile, может вызвать опасный для жизни колит, при этом только в США ежегодно регистрируется около 500 000 случаев и 29 000 смертей.

Пожилые пациенты, получавшие лечение антибиотиками, подвергаются особому риску заражения C. difficile, устойчивой к ряду антибиотиков. Бактерии , как правило , безвредны , когда она находится под контролем симбиотических микробов , обычно находятся в кишечнике человека. Однако, когда микробиом кишечника подавляется антибиотиками, C. difficile может взять верх: его токсины могут спровоцировать тяжелую аутоиммунную реакцию, которая вызывает такие симптомы, как диарея, спазмы, лихорадка и тошнота.

Исследование объединило в себе машинное обучение , эксперименты с методом под названием малоугловое рассеяние рентгеновских лучей в Стэнфордском источнике синхротронного излучения (лаборатория Министерства энергетики) и эксперименты с использованием линий клеток человека, линий клеток мыши и мышей.

Понимание механизмов, с помощью которых токсины C. difficile вызывают воспаление кишечника, является важным шагом на пути к разработке методов лечения или предотвращения инфекции, вызываемой бактериями.

Исследование опубликовано в Интернете в журнале Gastroenterology .

Ссылка на основную публикацию