Биологи узнали секрет липкости нового грибка-патогена

Сравнительно недавно, в 2009 году, у врачей, лечащих инфекции, возникла новая проблема. Был описан грибок Candida auris — причина тяжелых, порой смертельных, инфекций кожи. С тех пор C. auris вызвал по всему миру ряд вспышек инфекций, в том числе внутрибольничных и плохо поддающихся лечению.

Секрет успеха нового грибка — в его способности надежно прикрепляться к живым тканям (прежде всего коже), а также оборудованию больниц и инструментам врачей. C. auris даже поселяется в катетерах, которые используют для регулярного введения растворов пациентам.

Авторы новой статьи для журнала Science выяснили, как это удается коварному патогену — оказалось, все дело в его уникальном адгезине. Многие грибы-патогены (и не только они) прикрепляются к субстратам за счет особых белков. Это как раз адгезины, которые расположены на поверхности клеток и помогают им осесть. Без адгезинов клетки так и остались бы болтаться в растворе (какой-то биологической жидкости) в виде суспензии.

Как правило, у других патогенов — в том числе ближайших родственников C. auris из рода Candida — есть целый арсенал адгезинов. Все они имеют общее происхождение (гомологичны), похожую структуру и лишь немного различаются функционально.

Однако C. auris устроен иначе. Вместо множества стандартных адгезинов он полагается на собственный уникальный, который получил название «фактор колонизации поверхности 1» (Surface Colonization Factor 1, SCF1).

Чтобы выяснить это, авторы исследования создали множество мутантов C. auris и выяснили, как изменения в их геноме связаны со способностью оседать на поверхности. Ученые также отметили, что эффективность адгезии за счет SCF1 сильно варьируется и отличается даже у самых близкородственных линий грибка C. auris.

Более того, стало понятно, что «фирменный» адгезин нового патогена работает принципиально иначе. Дело в том, что C. auris способен прилипать даже к гидрофильным поверхностям, а это не по силам близким ему Candida.

Это неудивительно, ведь обычные адгезины работают ровно за счет гидрофобных взаимодействий с поверхностью. SCF1 же использует другой принцип действия: поскольку он имеет больше остатков положительно заряженных аминокислот (лизина и аргинина), белок связывает субстрат за счет ионных взаимодействий.

Поэтому когда ученые насытили раствор у поверхности катионами — «конкурентами» заряженных остатков аминокислот SCF1, — адгезин просто перестал работать, а клетки гриба не смогли осесть. Любопытно, что тот же принцип адгезии используют совсем другие живые существа: обитатели моря вроде двустворок и морских желудей, а также бактерии-вибрионы.

Описание уникальной особенности опасного патогена C. auris — важное открытие, которое может помочь с его лечением.