Шапка-невидимка от болезней

Вместо того, чтобы уничтожать бактерии антибиотиками, можно сделать организм «невидимым» для микробов. Для нового направления в борьбе с болезнями уже подобрано вещество, блокирующее рецептор, который информирует бактерии о проникновении в организм. В итоге они продолжают верить, что находятся на свободе, и не пытаются отравить человеческий организм.  

Если посчитать, каким волшебным умением чаще всего вооружены герои сказок, то первое место, безусловно, займёт невидимость. Благодаря ей все персонажи, вне зависимости от используемого метода, становились незаметными для всех врагов.

Микробиологи из Техасского университета и гарвардской Медицинской школы пошли дальше: им удалось сделать организм неосязаемым и невидимым для весьма опасных бактерий.

Конечно, прокариоты не обладают ни одним из пяти «чувств» в привычном для нас смысле, ведь для этого нужно иметь хоть какое-то подобие нервной системы. Зато многочисленные рецепторы, располагающиеся на их поверхности, работают куда эффективней наших языка или носа.

Да и реакция вполне однозначная: на каждое отдельное вещество бактерии – как, впрочем, и одноклеточные эукариоты, – реагируют одинаково. Если учесть, что современная биоинформатика достаточно неплохо умеет предсказывать связывание лигандов с рецепторами, действующее по принципу «ключ-замок», то предсказать эффект ученым вполне по силам.

Конечно, не к каждому встречающемуся в природе веществу существует свой рецептор, но чем больше их разнообразие, тем выше шансы клетки на выживание. Так, например, у Escherichia coli, Salmonella typhimurium и Francisella tularensis есть мембранный рецептор QseC, распознающий адреналин и норадреналин. Бактерии эти молекулы синтезировать не умеют, а вот организм хозяина, будь то кролик или человек, делает это в избытке.

Для этих прокариот это и становится сигналом к действию.

Адреналин связывается с рецептором, тот переходит в «возбужденное» состояние и запускает каскад реакций уже в цитоплазме клетки, завершающийся активацией вирулентных генов, отвечающих за синтез токсинов, протеолитических ферментов и прочей гадости, вызывающей серьезные последствия для человека.

Именно на этой логической цепи и решили сфокусироваться Ванесса Сперандио и соавторы её публикации в Science. «Гуманные» ученые решили не убивать бактерии, а попросту «спрятать» от них организм подопытных животных.

Правда, бактерии в результате всё-таки пострадали: они потеряли всякое подобие «чувствительности». Сперандио и её коллеги протестировали более 150 000 разнообразных соединений, потенциально способных связываться с рецептором QseC, но не активировать его, и отобрали 75, среди которых первое место занял агент с кодовым названием LED209 (не имеющий ничего общего со светодиодами).

В присутствии LED209 бактерии не только потеряли вирулентность in vitro, но и не смогли одолеть кроликов и мышей, до этого не представлявших для высокопатогенных штаммов никакой трудности.

На человеке такие опыты пока не проводились, но нетрудно предположить, что они последуют в ближайшие годы.

Более того, прокариоты не просто не чувствовали организм хозяина, они даже частично потеряли способность «общаться» между собой, поскольку QseC реагирует и на синтезируемый ими лиганд, способствующий «синхронизации» действий всей колонии.

Сперандио считает, что они продемонстрировали новое направление для разработки антибактериальных средств. Их подход обладает существенными преимуществами перед традиционной антибиотикотерапией. Во-первых, к нему не развивается устойчивость, во-вторых, он универсален и действует не только на бактерии одной группы, а на целых 25 видов, зависящих от QseC; кроме того, микробиологи не намерены ограничиваться одним «чувством».