Исследование, опубликованное 22 сентября в Cell Host. Microbe, предполагает, что нацеливание на этот белок может предотвратить самые серьезные последствия очень распространенной инфекции.«Наши результаты показывают, как бактерии развили механизм колонизации мочевого пузыря, чтобы выстоять и вызвать ИМП, и наше исследование вакцинации предполагает, что ингибирование этого механизма может быть частью жизнеспособного подхода к лечению или профилактике этих инфекций», — сказал Скотт Халтгрен. Доктор философии, профессор молекулярной микробиологии Хелен Л. Стоувер и один из ведущих авторов исследования.
ИМП — одна из самых распространенных инфекций, на которую ежегодно приходится 8,1 миллиона обращений к поставщикам медицинских услуг в США. У женщин один шанс из двух заразиться одним из них в течение своей жизни.
Около 80 процентов ИМП вызываются Escherichia coli (E. coli).Острые ИМП характеризуются частым болезненным мочеиспусканием, болями в животе или спине и обычно лечатся антибиотиками, хотя множественная лекарственная устойчивость становится все более серьезной проблемой. Нелеченные или неизлечимые хронические инфекции позволяют пулу бактерий выживать в мочевом пузыре и, возможно, распространяться в почки или кровоток, где они могут вызвать заболевание, достаточно серьезное, чтобы потребовать госпитализации.Чтобы избежать уноса во время мочеиспускания, кишечная палочка прикрепляется к мочевому пузырю длинными волосковидными выступами, называемыми пили.
Один вид пилуса, называемый типом 1, необходим на ранних стадиях инфекции. Другая группа исследователей определила второй пилус, названный Fml, с генами, которые поразительно похожи на пилус типа 1, но функция которых была неизвестна.
В рамках текущего исследования Халтгрен, постдокторант Мэтью Коновер, доктор философии, коллеги Сеголен Руэр, доктор философии, и Хан Ремо, доктор философии из Брюссельского университета Брюсселя в Бельгии, и другие поставили задачу определить функцию пилуса Fml. Они сосредоточились на белке, известном как FmlH, который, по их мнению, находится на кончике пилуса, где он помогает бактериям прилипать к стенке мочевого пузыря.Исследователи удалили ген FmlH из E. coli, а затем заразили мочевыводящие пути мышей бактериями с геном и без него. Они обнаружили, что E. coli, лишенная FmlH, с меньшей вероятностью вызывает хронические инфекции у мышей, чем бактерии с этим белком.
В первые несколько дней заражения эти два штамма размножились до аналогичных уровней. Но к концу четвертой недели бактерии без FmlH были в 1000 раз меньше в мочевом пузыре и в 100 раз меньше в почках, чем бактерии с белком.«Мы обнаружили, что пильс Fml практически не играет никакой роли в острой инфекции мочевого пузыря, но после установления инфекции и начала воспаления он способствует сохранению бактерий в мочевом пузыре», — сказал Коновер, руководивший исследованием в качестве специалиста. исследователь в лаборатории Халтгрена, но сейчас работает в биомедицинской компании iCubate.Кроме того, исследователи показали, что FmlH может связываться с линиями клеток мочевого пузыря человека, что указывает на то, что результаты, которые они наблюдали на мышах, могут быть применимы к людям.
«Взятие биопсии мочевого пузыря человека во время ИМП было бы противопоказано из-за риска распространения бактерий, поэтому клеточные линии — лучшая модель человеческой инфекции, которая у нас есть», — сказал Коновер.ИМП становится все труднее лечить по мере того, как становится все более распространенной множественная лекарственная устойчивость. Вакцинация может быть частью стратегии предотвращения рецидивирующих и хронических инфекций.Исследователи дали группе мышей две дозы вакцины, приготовленной из кусочка белка FmlH, с интервалом в четыре недели, а другой группе мышей имитировали вакцинацию без белка.
Затем они заразили обе группы кишечной палочкой и измерили количество бактерий в их мочевом пузыре и почках через один, два и три дня после заражения. В первый день не было никакой разницы между мышами, которым вводили вакцину, и теми, которые не получали вакцину.
Но к третьему дню у невакцинированных мышей было более чем в 1000 раз больше бактерий в мочевом пузыре и в 100 раз больше бактерий в почках, чем у вакцинированных мышей.«Это доказательство концепции, согласно которой мы можем препятствовать способности бактерий прикрепляться к мочевому пузырю и уменьшать хроническую инфекцию мочевого пузыря и распространяться на другие части тела», — сказал Халтгрен. «Мы продолжаем работать над разработкой вакцин и лекарств, которые эффективно блокируют взаимодействие между бактериями и организмом, чтобы предотвратить развитие болезни».