Антитело, по-видимому, обладает свойствами, которые могут препятствовать прилипанию бактерий к поверхностям клеток человека, а также вытеснять уже прикрепленные.
Исследователи сообщили об антителах в выпуске журнала PLOS Pathogens от 14 мая.
Дагмара I. Кизиела, и.о. преподавателя микробиологии Вашингтонского университета, была ведущим автором статьи. Евгений В. Сокуренко, профессор микробиологии UW, был старшим автором.
В ходе исследования исследователи искали антитела, которые действуют после белка бактерии E. coli использует для прикрепления к клеткам человека.
Это приспособление — необходимый первый шаг, который бактерии должны предпринять, чтобы вызвать инфекцию.
Особый интерес исследователей вызвали штаммы E. coli, вызывающие инфекции мочевыводящих путей. Примерно половина всех женщин и 12 процентов мужчин страдают инфекциями мочевыводящих путей в течение своей жизни.
До 90 процентов этих инфекций будут вызваны одним из E. штаммы кишечной палочки, поражающие мочевыводящие пути.
Чтобы прикрепиться к клеткам человека, E. coli используют структуры, похожие на волосы, называемые фимбриями, на конце которых находятся белки в форме карманов.
Эти белки, называемые адгезинами, захватывают и удерживают сахароподобные молекулы на поверхности клеток человека. В течение многих лет исследователи стремились разработать вакцину, которая вырабатывала бы антитела для связывания и блокирования адгезина под названием FimH.
Чтобы вызвать инфекцию, E. coli использует FimH для присоединения через сахарную маннозу к клеткам, выстилающим мочевыводящие пути и стенку мочевого пузыря.
Одна вакцина показала большие перспективы в предотвращении инфекций мочевыводящих путей в исследованиях на животных, но не смогла обеспечить достаточную защиту у людей.
Последующие исследования разочаровывающей вакцины показали, что антитела, вырабатываемые против белка FimH, действительно могут связываться с этим белком.
Однако антитела не могли отключить FimH и предотвратить прикрепление бактерий к клеткам человека.
Кизиела, Сокуренко и их коллеги пришли к выводу, что предыдущие попытки создать вакцину не увенчались успехом, потому что маннозоподобные молекулы, плавающие в жидкостях организма, занимали карман FimH для захвата маннозы. Их занятие прикрыло карман. Иммунная система не могла обнаружить это место и выработать против него адекватные антитела.
Исследователи проверили свою гипотезу с помощью формы FimH с заблокированным карманом в открытом положении. Это открыло карман для иммунной системы.
Исследователи обнаружили, что инактивированный FimH работает, производя антитела, которые связываются непосредственно с внутренней частью кармана. Оказалось, что все эти антитела работают классическим образом: антитело по существу конкурирует с маннозой за доступ к карману.
Но, как подозревали ученые, большинство антител были менее эффективны, если FimH уже связан либо со свободно плавающей, либо с маннозой на клеточной поверхности.
Однако одно антитело оказалось эффективнее других. Это антитело, названное Ab926, не только препятствовало прикреплению бактерий к маннозе, но также заставляло бактерии, которые уже были прикреплены, отпустить, чего не могли сделать другие антитела. Оказалось, что mAb926 не привязался непосредственно к карману, как другие.
Вместо этого он привязан к боковой части кармана. Исследователь назвал этот новый механизм парастерическим, что означает «в сторону."
«FimH похож на руку с тремя пальцами, которая смыкается вокруг маннозы, когда она связывается», — пояснил Сокуренко. "Но карман динамичный и периодически сжимается и ослабляет хватку.«Это имеет смысл, — продолжил он, — потому что бактерии должны иметь возможность высвобождаться и двигаться, если они путешествуют по мочевыводящим путям и вторгаются в ткани.
В случае FimH ослабление происходит, когда один из пальцев отрывается, на мгновение ослабляя хватку кармана на маннозе. Кажется, что происходит то, что мАт926 связывается с этим пальцем, когда карман находится в этом расслабленном состоянии, и не дает ему снова закрываться.
В результате FimH не может удержать маннозу и отпускает.
По словам Кизиелы, это парастерическое действие имеет два преимущества по сравнению с классическим действием антител. Во-первых, в отличие от других типов антител, это антитело не должно конкурировать со свободно плавающей маннозой за доступ к карману FimH. Это означает, что он должен быть более эффективным при отключении FimH до того, как он привяжется к своей цели.
Во-вторых, потому что он также может воздействовать на FimH даже после того, как бактерии прикрепились к клеткам мочевого пузыря, и отключать его карман всякий раз, когда он ослабляет хватку. Это повышает вероятность того, что этот тип антител можно использовать не только для предотвращения инфекций, но и для лечения установленного E. coli, ослабляя хватку бактерии, чтобы ее можно было смыть со стенки мочевого пузыря и мочевыводящих путей.