Glikani u sluzi odgovorni su za kroćenje mikroba,

Ono što imamo u sluzi je terapeutski rudnik zlata. Ti glikani imaju biološke funkcije koje su vrlo široke i sofisticirane. Oni imaju sposobnost reguliranja ponašanja mikroba i doista prilagoditi svoj identitet. "

Katharina Ribbeck, Mark Hyman, Profesor biološkog inženjerstva na MIT -u za razvoj karijere mlađi

U ovoj studiji, koja se danas pojavljuje u Mikrobiologija prirode , istraživači su se usredotočili na interakcije glikana s Pseudomonas aeruginosa , oportunistički patogen koji može uzrokovati infekcije u bolesnika s cističnom fibrozom i osoba s oslabljenim imunološkim sustavom. Rad koji je trenutno u tijeku u Ribbeckovu laboratoriju pokazao je da glikani mogu regulirati ponašanje i drugih mikroba.

Vodeći autor knjige Mikrobiologija prirode rad je diplomirana studentica MIT -a Kelsey Wheeler.

Moćni branitelji

Prosječna osoba proizvodi nekoliko litara sluzi svaki dan, a donedavno se smatralo da ta sluz primarno funkcionira kao lubrikant i fizička barijera. Međutim, Ribbeck i drugi pokazali su da sluz zapravo može ometati ponašanje bakterija, sprječavanje pričvršćivanja mikroba na površine i međusobnu komunikaciju.

U novoj studiji, Ribbeck je želio ispitati jesu li glikani uključeni u sposobnost sluzi da kontrolira ponašanje mikroba. Ove molekule šećera, vrsta oligosaharida, vezuju se za proteine ​​koji se zovu mucini, građevni blokovi sluzi koji stvaraju gel, kako bi se oblikovala struktura nalik četki za boce. Glikani povezani sa sluzi malo su proučavani, ali Ribbeck je mislio da bi mogli odigrati glavnu ulogu u aktivnosti razoružavanja mikroba koju je prethodno vidjela iz sluzi.

Da biste istražili tu mogućnost, izolirala je glikane i izložila ih Pseudomonas aeruginosa . Nakon izlaganja mucin glikanima, bakterije su doživjele velike promjene u ponašanju koje su ih učinile manje štetnima za domaćina. Na primjer, više ne proizvode toksine, vezane ili ubijene stanice domaćina, ili izražene gene bitne za bakterijsku komunikaciju.

Ova aktivnost razoružavanja mikroba imala je snažne posljedice na sposobnost ove bakterije da uspostavi infekcije. Ribbeck je pokazao da liječenje ozljeda opeklina zaraženih pseudomonasom mucinima i mucinskim glikanima smanjuje proliferaciju bakterija, što ukazuje na terapeutski potencijal ovih sredstava za neutraliziranje virulencije.

"Vidjeli smo da netaknuti mucini imaju regulatorne učinke i mogu uzrokovati promjene u ponašanju u čitavom nizu patogena, ali sada možemo odrediti molekularni mehanizam i entitete koji su za to odgovorni, koji su glikani, "Kaže Ribbeck.

U tim pokusima, istraživači su koristili zbirke stotina glikana, ali sada planiraju proučavati učinke pojedinih glikana, koji mogu posebno stupiti u interakciju s različitim putovima ili različitim mikrobima.

Bakterijske interakcije

Pseudomonas aeruginosa samo je jedan od mnogih oportunističkih patogena koje zdrava sluz drži pod kontrolom. Ribbeck sada proučava ulogu glikana u regulaciji drugih patogena, uključujući Streptococcus i gljivicu Candida albicans, ona također radi na identifikaciji receptora na površinama stanica mikroba koji su u interakciji s glikanima.

Njezin rad na Streptococcusu pokazao je da glikani mogu blokirati vodoravni prijenos gena, proces koji mikrobi često koriste za širenje gena za rezistenciju na lijekove.

Ribbeck i drugi istraživači sada su zainteresirani koristiti ono što su naučili o mucinima i glikanima za razvoj umjetne sluzi, koji bi mogao ponuditi novi način liječenja bolesti koje proizlaze iz izgubljene ili neispravne sluzi.

Iskorištavanje moći sluzi također bi moglo dovesti do novih načina liječenja infekcija otpornih na antibiotike, jer nudi komplementarnu strategiju tradicionalnim antibioticima, Kaže Ribbeck.

"Ovdje otkrivamo da je priroda razvila sposobnost razoružavanja teških mikroba, umjesto da ih ubije. To ne bi samo pomoglo u ograničavanju selektivnog pritiska za razvoj otpora, jer nisu pod pritiskom da pronađu načine za preživljavanje, ali bi također trebao pomoći u stvaranju i održavanju raznolikog mikrobioma, " ona kaže.

Ribbeck sumnja da glikani u sluzi također igraju ključnu ulogu u određivanju sastava mikrobioma - bilijuna bakterijskih stanica koje žive unutar ljudskog tijela. Mnogi od ovih mikroba su korisni za njihove ljudske domaćine, a glikani im možda opskrbljuju hranjivim tvarima koje su im potrebne, ili im na drugi način pomoći da procvjetaju, ona kaže. Na ovaj način, glikani povezani sa sluzi slični su mnogim oligosaharidima koji se nalaze u majčinom mlijeku, koji također sadrži široku lepezu šećera koji mogu regulirati ponašanje mikroba.

"Ovo je tema koja se vjerojatno igra u mnogim sustavima gdje je cilj oblikovati i manipulirati zajednicama unutar tijela, ne samo kod ljudi, već i u čitavom životinjskom carstvu, "Kaže Ribbeck.

• Oralni sprejevi s vitaminom D jednako su učinkoviti kao i uzimanje tablete
• Rotavirus igra važnu ulogu u razvoju dijabetesa tipa 1