Исследователи были нацелены на молекулу, которую Сальмонелла и другие бактерии прячут, чтобы очистить железо, которое важно для многих клеточных функций. Иммунизация против этой молекулы привела к производству антител, которые уменьшили рост Сальмонеллы, и к намного более низким уровням бактерий.Этот подход мог предложить альтернативу антибиотикам, которые могут вызвать побочные эффекты, потому что они также убивают выгодные бактерии. Используя слишком много антибиотиков может также привести к устойчивости к лекарству.
«Брюшные инфекции трудно лечить, потому что антибиотики также разрушают выгодные микробы тела, которые могут обеспечить защиту против этих болезнетворных микроорганизмов», сказала Мануэла Раффателью, адъюнкт-профессор UCI микробиологии & молекулярной генетики. «Наша стратегия – узкий спектр и увеличивает существующую обороноспособность хозяина».Raffatellu и Элизабет Нолан MIT – ведущие авторы исследования, которое появляется на Слушаниях Национальной академии наук неделя от 7 ноября. Ведущие авторы газеты – Мартина Сэссоун-Корси, постдокторский ученый UCI, и Phoom Chairatana, который недавно получил докторскую степень в химии в MIT.
Бронированная обороноспособностьБольшинство бактерий, а также некоторые грибы, использует молекулы, известные как siderophores, чтобы получить железо, металл, который очень важен для клеточных процессов включая синтеза ДНК и метаболизм. Бактерии, которые живут в кишечном тракте, прячут siderophores в пищеварительный тракт и затем повторно поглощают их после того, как они захватили на железо.Есть сотни различных типов siderophores, и в этом исследовании, исследователи сосредоточились на подмножестве siderophores, которые произведены Сальмонеллой и несколькими другими типами патогенных бактерий, которые могут жить в пищеварительном тракте.
Исследователи были вдохновлены по тому, как некоторые организмы естественно борются с микробами, блокируя их железное поглощение. Людям знали белок защиты как lipocalin 2, который может захватить некоторый siderophores и препятствовать тому, чтобы эти молекулы несли железо в бактериальные клетки. Однако lipocalin 2 не эффективный против определенных типов siderophores, включая один тип, используемый Сальмонеллой.
«Нет никакого определенного человеческого защитного механизма против некоторых из этих молекул. Это – то, как мы получили взгляды о том, как мы могли повысить этот отказывающий в металле ответ через иммунизацию», сказал Нолан.siderophore молекулы слишком маленькие, чтобы вызвать иммунную реакцию от организма хозяина, таким образом, исследователи решили приложить его к белку, который действительно вызывает иммунную реакцию – подъединица токсина холеры B (CTB). siderophore-CTB комплекс поставлен через нос или введен в живот и пробивается к подкладке трактата GI, где тело начинает производить антитела и против CTB и против siderophore.Исследователи дали мышам иммунизацию дважды, на расстоянии в две недели, и затем заразили их Сальмонеллой спустя 36 – 51 день после первой иммунизации.
Они нашли, что антитела против siderophores достигли максимума спустя приблизительно 21 день после первой иммунизации и затем остались на высоком уровне. Иммунизированные мыши также имели намного меньшее число Сальмонеллы в их пищеварительном тракте и не испытали потерю веса, замеченную у мышей, которые были заражены, но не иммунизированы.В газете, появляющейся в той же самой проблеме PNAS, исследователи в Мичиганском университете использовали аналогичный подход, чтобы произвести иммунную реакцию против E. coli, который может вызвать инфекции мочевых путей.Бактериальные преимущества
Исследователи также нашли, что иммунизация не только уменьшила популяцию Сальмонелл, но также и привела к расширению населения выгодные бактерии, известные как Лактобацилла – пробиотические бактерии, найденные в йогурте, которые помогают затормозить рост патогенных микробов. «Мы думаем, что расширение Лактобациллы может присуждать дополнительную выгоду для хозяина», говорит Нолан.Эта стратегия иммунизации могла быть полезной, чтобы защитить людей в высоком риске для определенных видов инфекций, таких как люди, которые поставили под угрозу иммунные системы или больных раком, получающих химиотерапию, говорит Нолан.Этот подход мог также использоваться, чтобы произвести антитела, чтобы рассматривать людей после того, как они становятся зараженными определенными болезнетворными микроорганизмами, такими как Сальмонелла.
Исследователи теперь работают, чтобы изолировать и проанализировать антитела, которые мыши произвели в этом исследовании, и они разрабатывают стратегии иммунизации против других типов siderophores, найденного в других организмах.