Glikani v sluzi so odgovorni za krotenje mikrobov,

študija razkriva Več kot 200 kvadratnih metrov našega telesa - vključno s prebavnim traktom, pljuča, in sečil - so obložene s sluzom. V preteklih letih, Znanstveniki so našli nekaj dokazov, da sluz ni le fizična ovira, ki ujame bakterije in viruse, lahko pa tudi razoroži patogene in prepreči njihovo povzročanje okužb.

Nova študija MIT-a razkriva, da so za večino tega ukrotitve mikrobov odgovorni glikani-molekule razvejanega sladkorja, ki jih najdemo v sluzi. V sluzi je na stotine različnih glikanov, in ekipa MIT je odkrila, da lahko te molekule preprečijo medsebojno komunikacijo bakterij in nastanek nalezljivih biofilmov, učinkovito jih naredi neškodljive.

Kar imamo v sluzi, je terapevtski rudnik zlata. Ti glikani imajo biološke funkcije, ki so zelo široke in prefinjene. Imajo možnost, da uravnavajo obnašanje mikrobov in resnično prilagodijo svojo identiteto. "

Katharina Ribbeck, Mark Hyman, Profesor biološkega inženiringa na kariernem razvoju na MIT

V tej študiji je ki se danes pojavlja v Mikrobiologija narave , raziskovalci so se osredotočili na interakcije glikanov z Pseudomonas aeruginosa , oportunistični patogen, ki lahko povzroči okužbe pri bolnikih s cistično fibrozo in ljudeh z oslabljenim imunskim sistemom. Trenutno delo v Ribbeckovem laboratoriju je pokazalo, da lahko glikani uravnavajo obnašanje tudi drugih mikrobov.

Glavni avtor knjige Mikrobiologija narave papir je podiplomska študentka MIT Kelsey Wheeler.

Močni zagovorniki

Povprečen človek vsak dan proizvede več litrov sluzi, do nedavnega pa je veljalo, da ta sluz deluje predvsem kot mazivo in fizična ovira. Vendar pa Ribbeck in drugi so pokazali, da lahko sluz dejansko moti bakterijsko vedenje, preprečevanje pritrjevanja mikrobov na površine in medsebojne komunikacije.

V novi študiji je Ribbeck je želel preizkusiti, ali glikani sodelujejo pri sposobnosti sluzi za nadzor obnašanja mikrobov. Te molekule sladkorja, vrsta oligosaharida, se vežejo na beljakovine, imenovane mucini, gradniki sluzi, ki tvorijo gel, oblikovati strukturo, podobno steklenički. Glikani, povezani s sluzom, so bili malo raziskani, vendar je Ribbeck mislil, da bi lahko imeli pomembno vlogo pri dejavnosti razoroževanja mikrobov, ki jo je prej videla iz sluzi.

Da bi raziskali to možnost, izolirala je glikane in jih izpostavila Pseudomonas aeruginosa . Po izpostavitvi mucinskim glikanom, bakterije so doživele velike spremembe v vedenju, zaradi česar so bile manj škodljive za gostitelja. Na primer, ne proizvajajo več toksinov, pritrjene ali ubite gostiteljske celice, ali izraženi geni, bistveni za bakterijsko komunikacijo.

Ta dejavnost razoroževanja mikrobov je imela močne posledice na sposobnost te bakterije, da sproži okužbe. Ribbeck je pokazal, da zdravljenje opeklin, okuženih s Pseudomonas, z mucini in mucinskimi glikani zmanjšuje razmnoževanje bakterij, kar kaže na terapevtski potencial teh sredstev za nevtralizacijo virulenc.

"Videli smo, da nepoškodovani mucini imajo regulativne učinke in lahko povzročijo vedenjske spremembe pri celi vrsti patogenov, zdaj pa lahko natančno določimo molekularni mehanizem in entitete, ki so za to odgovorne, ki so glikani, "Pravi Ribbeck.

V teh poskusih so raziskovalci so uporabili zbirke več sto glikanov, zdaj pa nameravajo preučiti učinke posameznih glikanov, ki lahko medsebojno delujejo z različnimi potmi ali različnimi mikrobi.

Bakterijske interakcije

Pseudomonas aeruginosa je le eden od mnogih oportunističnih patogenov, ki jih zdrava sluz spremlja. Ribbeck zdaj preučuje vlogo glikanov pri uravnavanju drugih patogenov, vključno s streptokokom in glivo Candida albicans, poleg tega se ukvarja z identifikacijo receptorjev na celičnih površinah mikrobov, ki sodelujejo z glikani.

Njeno delo o streptokoku je pokazalo, da glikani lahko blokirajo horizontalni prenos genov, proces, ki ga mikrobi pogosto uporabljajo za širjenje genov za odpornost na zdravila.

Ribbeck in drugi raziskovalci so zdaj zainteresirani za uporabo tega, kar so se naučili o mucinih in glikanih, za razvoj umetne sluzi, ki bi lahko ponudil nov način zdravljenja bolezni, ki izvirajo iz izgubljene ali okvarjene sluzi.

Izkoriščanje moči sluzi bi lahko vodilo tudi do novih načinov zdravljenja okužb, odpornih na antibiotike, ker ponuja tradicionalno antibiotiko komplementarno strategijo, Ribbeck pravi.

"Tukaj najdemo, da je narava razvila sposobnost razoroževanja težkih mikrobov, namesto da bi jih ubil. To ne bi le pomagalo omejiti selektivnega pritiska za razvoj odpornosti, ker niso pod pritiskom, da bi našli načine za preživetje, pomagati pa mora tudi pri ustvarjanju in vzdrževanju raznolikega mikrobioma, "pravi.

Ribbeck sumi, da imajo tudi glikani v sluzi ključno vlogo pri določanju sestave mikrobioma - bilijonov bakterijskih celic, ki živijo v človeškem telesu. Mnogi od teh mikrobov so koristni za njihove človeške gostitelje, in glikani jim morda zagotavljajo hranila, ki jih potrebujejo, ali jim kako drugače pomagati do uspeha, pravi. V to smer, glikani, povezani s sluzom, so podobni številnim oligosaharidom v materinem mleku, ki vsebuje tudi široko paleto sladkorjev, ki lahko uravnavajo vedenje mikrobov.

"To je tema, ki je verjetno prisotna v mnogih sistemih, kjer je cilj oblikovati in upravljati skupnosti v telesu, ne samo pri ljudeh, ampak v celotnem živalskem svetu, "Pravi Ribbeck.

• Ustni spreji z vitaminom D so enako učinkoviti kot jemanje tablet
• Rotavirus ima vlogo pri razvoju sladkorne bolezni tipa 1