Gliukanai gleivėse yra atsakingi už mikrobų sutramdymą,

Tai, ką turime gleivėse, yra terapinė aukso kasykla. Šie glikanai turi labai plačias ir sudėtingas biologines funkcijas. Jie turi galimybę reguliuoti, kaip elgiasi mikrobai, ir tikrai suderinti savo tapatybę “.

Katharina Ribbeck, Markas Hymanas, Jaunesnysis karjeros plėtros profesorius, MIT biologinės inžinerijos profesorius

Šiame tyrime, kuris pasirodo šiandien Gamtos mikrobiologija , tyrėjai sutelkė dėmesį į glikanų sąveiką su Pseudomonas aeruginosa , oportunistinis patogenas, galintis sukelti infekcijas cistine fibroze sergantiems pacientams ir žmonėms, kurių imuninė sistema sutrikusi. Šiuo metu Ribbeko laboratorijoje vykdomas darbas parodė, kad glikanai gali reguliuoti ir kitų mikrobų elgesį.

Pagrindinis autorius Gamtos mikrobiologija popierius yra MIT magistrantė Kelsey Wheeler.

Galingi gynėjai

Vidutinis žmogus kasdien gamina kelis litrus gleivių, ir dar neseniai buvo manoma, kad šios gleivės pirmiausia veikia kaip tepalas ir fizinis barjeras. Tačiau, Ribbeckas ir kiti parodė, kad gleivės iš tikrųjų gali trukdyti bakterijų elgesiui, neleidžia mikrobams prisiliesti prie paviršių ir bendrauti tarpusavyje.

Naujajame tyrime Ribbeckas norėjo patikrinti, ar glikanai buvo susiję su gleivių gebėjimu kontroliuoti mikrobų elgesį. Šios cukraus molekulės, oligosacharido rūšis, prisijungti prie baltymų, vadinamų mucinais, gelį formuojančios gleivių statybinės medžiagos, suformuoti į buteliuką panašią struktūrą. Su gleivėmis susiję glikanai buvo mažai ištirti, tačiau Ribbeck manė, kad jie gali atlikti svarbų vaidmenį mikrobų nuginklavimo veikloje, kurią ji anksčiau matė iš gleivių.

Norėdami ištirti šią galimybę, ji išskyrė glikanus ir juos paveikė Pseudomonas aeruginosa . Veikiant mucino glikanams, bakterijų elgesys labai pasikeitė, todėl jos tapo mažiau kenksmingos šeimininkui. Pavyzdžiui, jie nebegamina toksinų, pririštas prie ląstelių ar šeimininkų, arba išreikšti genai, būtini bakterijų bendravimui.

Ši mikrobų nuginklavimo veikla turėjo stiprių pasekmių šios bakterijos gebėjimui nustatyti infekcijas. Ribbeckas parodė, kad Pseudomonas infekuotų nudegimų žaizdų gydymas gleivinėmis ir mucino glikanais sumažina bakterijų dauginimąsi, nurodo šių virulentiškumą neutralizuojančių agentų terapinį potencialą.

"Mes matėme, kad nepažeisti mucinai turi reguliavimo poveikį ir gali sukelti elgesio pokyčius daugelyje patogenų, bet dabar galime tiksliai nustatyti molekulinį mechanizmą ir už tai atsakingus subjektus, kurie yra glikanai, “ - sako Ribbeckas.

Šiuose eksperimentuose, tyrėjai naudojo šimtų glikanų kolekcijas, tačiau dabar jie planuoja ištirti atskirų glikanų poveikį, kurie gali sąveikauti su skirtingais keliais ar skirtingais mikrobais.

Bakterijų sąveika

Pseudomonas aeruginosa yra tik vienas iš daugelio oportunistinių patogenų, kuriuos sveikos gleivės kontroliuoja. Ribbeckas dabar tiria glikanų vaidmenį reguliuojant kitus patogenus, įskaitant Streptococcus ir Candida albicans grybą, ji taip pat stengiasi nustatyti receptorius mikrobų ląstelių paviršiuose, kurie sąveikauja su glikanais.

Jos darbas su Streptococcus parodė, kad glikanai gali blokuoti horizontalų genų perdavimą, procesas, kurį mikrobai dažnai naudoja atsparumo vaistams genams skleisti.

Ribbeckas ir kiti tyrėjai dabar yra suinteresuoti panaudoti tai, ką sužinojo apie mucinus ir glikanus, kad sukurtų dirbtines gleives, kuris galėtų pasiūlyti naują būdą gydyti ligas, atsiradusias dėl prarastų ar sugedusių gleivių.

Pasinaudojus gleivių galiomis, taip pat gali atsirasti naujų būdų, kaip gydyti antibiotikams atsparias infekcijas, nes tai papildo tradicinių antibiotikų strategiją, Ribbeckas sako.

„Mes matome, kad gamta sukūrė galimybę nuginkluoti sudėtingus mikrobus, užuot juos nužudęs. Tai ne tik padėtų apriboti selektyvų spaudimą ugdant atsparumą, nes jie nėra spaudžiami ieškoti būdų išgyventi, tačiau tai taip pat turėtų padėti sukurti ir išlaikyti įvairų mikrobiomą, " ji sako.

Ribbeck įtaria, kad gliukozėse esantys glikanai taip pat vaidina pagrindinį vaidmenį nustatant mikrobiomos sudėtį - trilijonus bakterijų ląstelių, gyvenančių žmogaus kūne. Daugelis šių mikrobų yra naudingi jų šeimininkams, ir glikanai gali suteikti jiems reikalingų maistinių medžiagų, ar kitaip padėti jiems klestėti, ji sako. Šiuo būdu, su gleivėmis susiję glikanai yra panašūs į daugelį oligosacharidų, randamų žmogaus piene, kuriame taip pat yra daug įvairių cukrų, kurie gali reguliuoti mikrobų elgesį.

„Tai tema, kuri greičiausiai žaidžia daugelyje sistemų, kurių tikslas yra formuoti ir manipuliuoti kūno bendruomenėmis, ne tik žmonėms, bet ir visoje gyvūnų karalystėje, “ - sako Ribbeckas.

• Vitamino D geriamieji purškalai yra tokie pat veiksmingi kaip tabletės
• Rotavirusas vaidina svarbų vaidmenį vystant 1 tipo diabetą