Так почему же большинство из нас никогда не заболевают стафилококковой инфекцией? Исследователи из Медицинской школы Вашингтонского университета нашли ключ к разгадке.В исследовании, опубликованном 26 апреля в Cell Host Microbe, исследователи показывают, что генерируемая иммунной системой молекула, называемая оксидом азота (NO), подавляет способность S. aureus переходить из относительно доброкачественного, неподвижного состояния колонизации в его вирулентную форму, производя токсины, которые вторгаются и вызывают болезнь. Это может объяснить, почему в наших носовых ходах обычно очень высокая концентрация NO.
Ведущий автор статьи — Родольфо Урбано, научный сотрудник Йельского университета. Он проводил исследования в качестве докторанта в лаборатории доктора Феррика Фанга, профессора лабораторной медицины, микробиологии, медицины и патобиологии из Университета штата Вашингтон. Он старший автор статьи.
«В то время, когда устойчивость к антибиотикам растет, иммунные молекулы, нацеленные на факторы вирулентности, могут быть использованы для разработки новых терапевтических средств», — сказал Урбано. Команда UW сотрудничала с коллегами из Университета Пенсильвании и Университета Колорадо.Урбано сказал, что наша иммунная система использует NO в качестве оружия против многих микробов, включая вирусы, паразиты, бактерии и грибки. Как и большинство антибиотиков, NO борется с большинством бактерий, ограничивая их способность к росту.
Но S. aureus способен расти, несмотря на присутствие NO.Чтобы выяснить, как NO может сдерживать S. aureus, исследователи решили идентифицировать все белки S. aureus, которые были модифицированы NO. Они обнаружили, что были изменены многие белки, но один белок особенно заинтересовал исследователей. Этот белок, называемый AgrA, играет ключевую роль в процессе, который превращает покоящиеся бактерии S. aureus в вирулентных захватчиков.
Этот процесс называется определением кворума; он запускается, когда бактерии достигают определенной плотности — «кворума» — и запускает процесс, в котором бактерии начинают производить вирулентные факторы, такие как токсины. Урбано и его коллеги обнаружили, что модифицируя AgrA, NO заблокировал эту систему определения кворума.Чтобы подтвердить свою гипотезу, исследователи показали, что у мышей со стафилококковой пневмонией, у которых отсутствовал ген, необходимый для выработки NO, развилось более тяжелое заболевание.
Это продемонстрировало, что NO может подавлять выработку токсинов во время инфекции, сказал Урбано. «Тот же эффект может проявляться и при отсутствии продолжающейся инфекции», — сказал он.Фанг отметил, что бактерии часто находят способ развиваться, чтобы противостоять воздействию антибиотиков, но любопытно, что S aureus, похоже, не эволюционировал, чтобы противостоять действию NO.
«Можно предположить, что такое расположение действительно выгодно бактериям», — сказал Фанг. «Бактерия не хочет заразить своего хозяина. Она предпочитает просто колонизировать хозяина, расти и распространяться среди других людей.
Если колонизирующий меня стафилококк заставляет меня заболеть, и я умираю, это не помогает стафилококку».Фанг сказал, что его команда надеется лучше понять, как NO защищает организм, а также почему это не удается.«Мы знаем, что одна из самых опасных вещей, которые могут случиться с вами, когда вы заболеете гриппом, — это то, что у вас может развиться стафилококковая инфекция. Мы хотели бы знать, нарушает ли грипп нормальный баланс между стафилококком и хозяином и есть ли у него что-то делать с НЕТ ".
Финансирование: Эта работа была поддержана грантами Национальных институтов здравоохранения T32 AI55396, AI39557 и AI123124.