Glykány v hliene sú zodpovedné za skrotenie mikróbov,

štúdia odhaľuje Viac ako 200 metrov štvorcových nášho tela - vrátane tráviaceho traktu, pľúca, a močové cesty - sú vystlané hlienom. V posledných rokoch, vedci našli niekoľko dôkazov, že hlien nie je len fyzickou bariérou, ktorá zachytáva baktérie a vírusy, ale môže tiež odzbrojiť patogény a zabrániť im v infekcii.

Nová štúdia z MIT ukazuje, že za väčšinu tohto skrotenia mikróbov sú zodpovedné glykány-rozvetvené molekuly cukru nachádzajúce sa v hliene. V hliene sú stovky rôznych glykánov, a tím MIT zistil, že tieto molekuly môžu brániť baktériám vo vzájomnej komunikácii a tvorbe infekčných biofilmov, čo ich robí skutočne neškodnými.

To, čo máme v hliene, je terapeutická zlatá baňa. Tieto glykány majú biologické funkcie, ktoré sú veľmi široké a sofistikované. Majú schopnosť regulovať správanie mikróbov a skutočne vyladiť ich identitu. "

Katharina Ribbeck, Mark Hyman, Jr. Career Development profesor biologického inžinierstva na MIT

V tejto štúdii, ktorý sa dnes objavuje v Mikrobiológia prírody , vedci sa zamerali na interakcie glykánov s Pseudomonas aeruginosa , oportunistický patogén, ktorý môže spôsobiť infekcie u pacientov s cystickou fibrózou a ľudí s oslabeným imunitným systémom. Práce, ktoré práve prebiehajú v Ribbeckovom laboratóriu, ukázali, že glykány môžu regulovať správanie aj iných mikróbov.

Hlavný autor knihy Mikrobiológia prírody príspevok je postgraduálny študent MIT Kelsey Wheeler.

Mocní obrancovia

Priemerný človek vyprodukuje každý deň niekoľko litrov hlienu, a donedávna sa predpokladalo, že tento hlien funguje predovšetkým ako mazivo a fyzická bariéra. Avšak, Ribbeck a ďalší ukázali, že hlien môže skutočne interferovať s bakteriálnym správaním, zabránenie priľnavosti mikróbov k povrchom a vzájomnej komunikácii.

V novej štúdii Ribbeck chcel otestovať, či sú glykány zahrnuté v schopnosti hlienu ovládať správanie mikróbov. Tieto molekuly cukru, druh oligosacharidu, naviazať sa na bielkoviny nazývané mucíny, gélotvorné stavebné bloky hlienu, na vytvorenie štruktúry podobnej kefke na fľaše. Glykány spojené s hlienom boli málo skúmané, Ribbeck si však myslel, že by mohli hrať hlavnú úlohu v činnosti odzbrojujúcej mikróby, ktorú predtým videla z hlienu.

Aby sme preskúmali túto možnosť, izolovala glykány a vystavila ich Pseudomonas aeruginosa . Po expozícii mucínovým glykánom, baktérie prešli veľkými zmenami v správaní, vďaka ktorým boli pre hostiteľa menej škodlivé. Napríklad, už neprodukovali toxíny, pripojené alebo usmrtené hostiteľské bunky, alebo exprimované gény nevyhnutné pre bakteriálnu komunikáciu.

Táto aktivita odzbrojujúca mikróby mala silné dôsledky na schopnosť tejto baktérie vytvárať infekcie. Ribbeck ukázal, že ošetrenie popáleninových rán infikovaných Pseudomonas mucínmi a mucínovými glykánmi znižuje množenie baktérií, čo naznačuje terapeutický potenciál týchto činidiel neutralizujúcich virulenciu.

„Videli sme, že neporušené mucíny majú regulačné účinky a môžu spôsobiť zmeny správania v celom rade patogénov, ale teraz môžeme presne určiť molekulárny mechanizmus a entity, ktoré sú za to zodpovedné, čo sú glykány, “Hovorí Ribbeck.

V týchto experimentoch vedci použili zbierky stoviek glykánov, ale teraz plánujú študovať účinky jednotlivých glykánov, ktoré môžu interagovať špecificky s rôznymi cestami alebo rôznymi mikróbmi.

Bakteriálne interakcie

Pseudomonas aeruginosa je len jedným z mnohých oportúnnych patogénov, ktoré zdravý hlien drží na uzde. Ribbeck teraz študuje úlohu glykánov pri regulácii iných patogénov, vrátane Streptococcus a huby Candida albicans, a tiež pracuje na identifikácii receptorov na povrchoch mikrobiálnych buniek, ktoré interagujú s glykánmi.

Jej práca na Streptococcus ukázala, že glykány môžu blokovať horizontálny prenos génov, proces, ktorý mikróby často používajú na šírenie génov pre rezistenciu na liečivá.

Ribbeck a ďalší vedci sa teraz zaujímajú o využitie toho, čo sa dozvedeli o mucínoch a glykánoch, na vývoj umelého hlienu, ktorý by mohol ponúknuť nový spôsob liečenia chorôb vyplývajúcich zo strateného alebo defektného hlienu.

Využitie síl hlienu by mohlo tiež viesť k novým spôsobom liečby infekcií odolných voči antibiotikám, pretože ponúka komplementárnu stratégiu k tradičným antibiotikám, Hovorí Ribbeck.

„Zistili sme, že príroda vyvinula schopnosť odzbrojiť ťažké mikróby, namiesto ich zabitia. Pomohlo by to nielen obmedziť selektívny tlak na rozvoj rezistencie, pretože nie sú pod tlakom, aby našli spôsoby, ako prežiť, ale malo by tiež pomôcť vytvoriť a udržať rozmanitý mikrobióm, " ona povedala.

Ribbeck má podozrenie, že glykány v hliene tiež hrajú kľúčovú úlohu pri určovaní zloženia mikrobiómu - biliónov bakteriálnych buniek, ktoré žijú vo vnútri ľudského tela. Mnohé z týchto mikróbov sú prospešné pre ich ľudských hostiteľov, a glykány im môžu poskytovať potrebné živiny, alebo im inak pomáhať v rozkvete, ona povedala. Touto cestou, glykány spojené s hlienom sú podobné mnohým oligosacharidom, ktoré sa nachádzajú v ľudskom mlieku, ktorý tiež obsahuje široké spektrum cukrov, ktoré môžu regulovať správanie mikróbov.

„Toto je téma, ktorá je pravdepodobne účinná v mnohých systémoch, kde je cieľom formovať a manipulovať komunity v tele, nielen u ľudí, ale aj v celej živočíšnej ríši, “Hovorí Ribbeck.

• Ústne spreje s vitamínom D sú rovnako účinné ako užívanie tablety
• Rotavírus hrá úlohu vo vývoji diabetu 1. typu