Одни из самых смертоносных бактерий реагируют на человеческую кровь и устремляются к ней, поскольку в ее сыворотке содержатся вещества, служащие им пищей. Об этом явлении, получившем название «бактериальный вампиризм», рассказали американские ученые.
Свежее исследование, опубликованное в журнале eLife, дает новое представление о природе возникновения инфекций кровотока. Лучше разобравшись в ней, медики смогут предложить более действенные способы лечения.
В семейство бактерий Enterobacteriaceae входят как представители нормальной микрофлоры человеческого организма, так и большое количество патогенов, среди которых — сальмонелла и кишечная палочка.
Некоторые из энтеробактерий связаны с желудочно-кишечными кровотечениями и бактериемией и считаются основной причиной смерти от сепсиса у людей с воспалительными заболеваниями кишечника. Однако поведение этих микроорганизмов и механизмы, побуждающие их проникать в кровоток, изучены недостаточно. Восполнить пробел взялась команда специалистов из Университета штата Вашингтон и Орегонского университет (оба — в США).
Исследователи установили, что сыворотка крови привлекает как минимум три вида патогенных бактерий — Salmonella enterica, Escherichia coli и Citrobacter koseri. Одним из притягательных для них веществ оказалась присутствующая в крови аминокислота L-серин, которая участвует в построении почти всех природных белков. Ее, кстати, часто включают в состав протеиновых коктейлей.
Используя экспериментальную установку под названием Chemosensory Injection Rig Assay (CIRA), разработанную одним из авторов, исследователи сымитировали кишечное кровотечение вне живого организма и с помощью мощного микроскопа в реальном времени наблюдали за реакцией патогенов на крошечные впрыски сыворотки крови. Чтобы найти «источник пищи», бактериям потребовалось меньше минуты.
Кроме того, в рамках исследования выяснилось, что у бактерий Salmonella есть специальный белковый рецептор Tsr, позволяющий им «чуять» сыворотку крови и направляться к ней. Применив метод белковой кристаллографии, ученые смогли увидеть, как атомы хеморецептора связываются с L-серином. Именно за счет этого механизма бактерии распознают аминокислоту и затем поглощают ее.
Составив карту филогенетического распределения хеморецептора Tsr, исследователи обнаружили его присутствие не только среди энтеробактерий, но и в семействах Morganelliaceae и Yersiniaceae. Это позволяет предположить, что на сыворотку крови способны реагировать и другие патогенные микроорганизмы.
«Выяснив, каким образом бактерии могут обнаруживать источник кровотечения, в будущем мы сможем разработать новые лекарства, блокирующие эту способность. Такие препараты помогут улучшить жизнь и здоровье пациентов с воспалительными заболеваниями кишечника, у которых велик риск инфекций кровотока», — подытожили ученые.
Добавим, что к воспалительным заболеваниям кишечника относят болезнь Крона и язвенный колит — рецидивирующие заболевания, при которых наблюдается хроническое воспаление разных отделов желудочно-кишечного тракта, сопровождающееся диареей и болями в животе. Они развиваются в любом возрасте, но чаще начинаются до 30 лет.
Данные о распространенности воспалительных заболеваний кишечника в мире разнятся. В США и странах Западной Европы отмечают более высокие показатели, чем в других государствах.