МАДРИД, 13 (EUROPA PRESS)

имунната

Изследователи от Университета на Калифорния в Сан Диего по медицина са открили как работи нова имунна система, която предпазва бактериите от бактериофаги или фаги, вируси, които специфично заразяват бактериите. Тази нова система е необичайна с това, че работи чрез „абортивна“ инфекция: заразените бактериални клетки се самоунищожават, за да предотвратят разпространението на инфекцията в други клетки.

Две статии, публикувани в списанието Molecular Cell, предоставят нова информация, която може да се използва за подобряване на лечението на мултирезистентни бактериални инфекции чрез фина настройка на фаговата терапия или дори умишлено задействане на бактериално самоунищожение.

Абортната инфекция е стара концепция, но остава противоречива. Една бактериална клетка се самоубива в полза на останалите, така че да не се използва за производството на повече фаги “, обяснява водещият автор Кевин Корбет, доцент по клетъчна и молекулярна медицина в Медицинското училище в Сан Диего.

"Дискутирано е дали е логично или не, от еволюционна гледна точка, че едноклетъчните организми правят това - продължава той. Но ако мислим за бактериите като кооперативна общност, а не като отделни клетки, има смисъл".

Лабораторията на Корбет не винаги се фокусира върху бактериите. Те обикновено изучават как клетките на бозайниците се делят, за да образуват сперматозоиди и яйца, процес, наречен мейоза. Един аспект на мейозата, който ги интересува особено, е как специфично протеиново семейство, наречено HORMA протеини, помага да се поддържа стабилността на генома по време на това специализирано клетъчно делене.

Но когато проучване от 2015 г., публикувано от учени по биоинформатика в Националния здравен институт, прогнозира, че някои бактерии също могат да произвеждат HORMA протеини и че тези протеини могат да участват в нов тип имунна система, Корбет се заинтригува.

„Аз съм основен учен и се интересувам особено от еволюционните връзки между протеините и пътищата, които никога не бихте очаквали да бъдат свързани“, обяснява Корбет, който е и гостуващ учен в клона в Сан Диего на Института за рак на Лудвиг Изследване. Затова се запитах какво могат да правят тези протеини в бактериите? ".

Геномите на близо 75 000 различни бактерии са секвенирани. От тях Корбет вярва, че тази нова отбранителна система е на около 10 процента. Неговият екип клонира системата, която сега се нарича CBASS, в лабораторен щам на E. coli ', който обикновено е чувствителен към фаговата инфекция. „Бяхме развълнувани да открием, че CBASS осигурява почти абсолютен имунитет на фаги“, казва Корбет.

Копаейки по-дълбоко, екипът продължи да разкрива редица биохимични и структурни подробности за защитната система CBASS, която съдържа няколко протеина. По този начин те откриха, че HORMA протеините откриват инфекция и след това стимулират втори протеин да синтезира втора молекула-пратеник. Тази молекула от своя страна активира нуклеазен ензим, който унищожава генома на бактерията, убива клетката и също така предотвратява репликацията и заразяването на други клетки на фага.

След като изпаднаха в немилост преди век, фагите отново се изследват като терапия за резистентни на много лекарства бактериални инфекции. Според Корбет изследователите биха могли да използват тази нова механистична информация за бактериалната имунна система, за да настроят фагите да избягват тези системи, правейки фаговите терапии по-ефективни.

„От друга страна, ако успеем да намерим начин да активираме тази система с лекарство, бихме могли да накараме бактериите, които съдържат CBASS, да се самоубият", обяснява той. „Правенето на подобно нещо наистина изисква ясно да разберем подробните механизми в игра. ".

Но първо, признава Корбет, най-важният въпрос е разбирането на голямото разнообразие от системи CBASS. "Проучихме само една от над 6000 отделни системи CBASS, всяка от които кодира различен набор от сензори за инфекция, насочени към протеини и ефекторни протеини като нуклеаза в нашата система. Разбиране как работят тези различни групи части и как се смесват бактериите и съвпадащи, докато се развиват, ще ни дадат по-пълна представа за това как всичко работи и как бихме могли по-добре да се намесим ", заключава той.