Glykaner i slim er ansvarlige for mikrobetæmning,

undersøgelse afslører Mere end 200 kvadratmeter af vores kroppe - inklusive fordøjelseskanalen, lunger, og urinveje - er beklædt med slim. I de seneste år, forskere har fundet nogle tegn på, at slim ikke bare er en fysisk barriere, der fanger bakterier og vira, men det kan også afvæbne patogener og forhindre dem i at forårsage infektioner.

En ny undersøgelse fra MIT afslører, at glykaner-forgrenede sukkermolekyler, der findes i slim-er ansvarlige for det meste af denne mikrobetæmning. Der er hundredvis af forskellige glycaner i slim, og MIT -teamet opdagede, at disse molekyler kan forhindre bakterier i at kommunikere med hinanden og danne infektiøse biofilm, effektivt gør dem ufarlige.

Det, vi har i slim, er en terapeutisk guldmine. Disse glykaner har biologiske funktioner, der er meget brede og sofistikerede. De har evnen til at regulere, hvordan mikrober opfører sig og virkelig indstille deres identitet. "

Katharina Ribbeck, Mark Hyman, Jr. Karriereudvikling Professor i biologisk teknik ved MIT

I dette studie, som vises i dag i Naturmikrobiologi , forskerne fokuserede på glycaners interaktioner med Pseudomonas aeruginosa , et opportunistisk patogen, der kan forårsage infektioner hos patienter med cystisk fibrose og mennesker med kompromitteret immunsystem. Arbejde i gang i Ribbecks laboratorium har vist, at glycaner også kan regulere adfærden hos andre mikrober.

Hovedforfatteren af Naturmikrobiologi papir er MIT -kandidatstuderende Kelsey Wheeler.

Kraftfulde forsvarere

Den gennemsnitlige person producerer flere liter slim hver dag, og indtil for nylig menes dette slim primært at fungere som et smøremiddel og en fysisk barriere. Imidlertid, Ribbeck og andre har vist, at slim faktisk kan forstyrre bakteriel adfærd, forhindrer mikrober i at fæstne sig til overflader og kommunikere med hinanden.

I den nye undersøgelse, Ribbeck ønskede at teste, om glykaner var involveret i slimets evne til at kontrollere mikrobernes adfærd. Disse sukkermolekyler, en type oligosaccharid, vedhæfte proteiner kaldet muciner, de geldannende byggesten i slim, at danne en flaskebørste-lignende struktur. Slim-associerede glykaner er blevet undersøgt lidt, men Ribbeck troede, at de måske ville spille en stor rolle i den mikro-afvæbnende aktivitet, hun tidligere havde set fra slim.

For at undersøge den mulighed, hun isolerede glycaner og udsatte dem for Pseudomonas aeruginosa . Ved eksponering for mucin glycaner, bakterierne gennemgik store adfærdsforskydninger, der gjorde dem mindre skadelige for værten. For eksempel, de producerer ikke længere toksiner, knyttet til eller dræbt værtsceller eller udtrykte gener afgørende for bakteriel kommunikation.

Denne mikrobe-afvæbnende aktivitet havde kraftige konsekvenser for denne bakteries evne til at etablere infektioner. Ribbeck har vist, at behandling af Pseudomonas-inficerede brandsår med muciner og mucinglykaner reducerer bakteriel spredning, angiver det terapeutiske potentiale af disse virulensneutraliserende midler.

"Vi har set, at intakte muciner har regulatoriske virkninger og kan forårsage adfærdsændringer i en lang række patogener, men nu kan vi lokalisere den molekylære mekanisme og de enheder, der er ansvarlige for dette, som er glykanerne, "Siger Ribbeck.

I disse forsøg, forskerne brugte samlinger af hundredvis af glycaner, men de planlægger nu at studere virkningerne af individuelle glycaner, som kan interagere specifikt med forskellige veje eller forskellige mikrober.

Bakterielle interaktioner

Pseudomonas aeruginosa er blot en af ​​mange opportunistiske patogener, som sundt slim holder i skak. Ribbeck studerer nu glykanernes rolle i regulering af andre patogener, herunder Streptococcus og svampen Candida albicans, og hun arbejder også på at identificere receptorer på mikrobe celleoverflader, der interagerer med glycaner.

Hendes arbejde med Streptococcus har vist, at glycaner kan blokere vandret genoverførsel, en proces, som mikrober ofte bruger til at sprede gener til lægemiddelresistens.

Ribbeck og andre forskere er nu interesserede i at bruge det, de har lært om muciner og glycaner, til at udvikle kunstigt slim, som kunne tilbyde en ny måde at behandle sygdomme som følge af tabt eller defekt slim.

Udnyttelse af slimets kræfter kan også føre til nye måder at behandle antibiotikaresistente infektioner på, fordi den tilbyder en supplerende strategi til traditionelle antibiotika, Siger Ribbeck.

"Det, vi finder her, er, at naturen har udviklet evnen til at afvæbne svære mikrober, i stedet for at dræbe dem. Dette ville ikke kun hjælpe med at begrænse selektivt tryk for at udvikle resistens, fordi de ikke er under pres for at finde måder at overleve på, men det bør også hjælpe med at skabe og vedligeholde et mangfoldigt mikrobiom, " hun siger.

Ribbeck formoder, at glykaner i slim også spiller en nøglerolle i bestemmelsen af ​​mikrobiomets sammensætning - billioner af bakterieceller, der lever inde i menneskekroppen. Mange af disse mikrober er gavnlige for deres menneskelige værter, og glycaner kan give dem næringsstoffer, de har brug for, eller på anden måde hjælpe dem med at blomstre, hun siger. På denne måde, slim-associerede glykaner ligner de mange oligosaccharider, der findes i modermælk, som også indeholder en lang række sukkerarter, der kan regulere mikrobeadfærd.

"Dette er et tema, der sandsynligvis spiller i mange systemer, hvor målet er at forme og manipulere fællesskaber inde i kroppen, ikke kun hos mennesker, men i hele dyreriget, "Siger Ribbeck.

• D -vitamin oral spray er lige så effektiv som at tage en tablet
• Rotavirus spiller en rolle i udviklingen af ​​type 1 -diabetes