Но для тех, кто понял, как убирать железо со своих хозяев, это прекрасное место для роста и размножения. А для миллионов женщин в год это означает болезненные, жгучие и потенциально опасные инфекции мочевыводящих путей.Теперь же, по иронии судьбы, ученые использовали эту способность извлекать железо против наиболее распространенных бактерий, вызывающих ИМП.
Впервые они предотвратили ИМП у мышей, вакцинировав их теми же молекулами, которые бактерии обычно используют для захвата железа и подпитки их роста. Результаты опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences командой из Медицинской школы Мичиганского университета.Они предупреждают, что до создания вакцины против ИМП для человека, основанной на этом подходе, еще далеко. Но успех вакцинации небольшими молекулами, захватывающими железо, называемыми сидерофорами, открывает путь для дальнейших исследований.
Та же группа ранее сообщала об успехе в профилактике ИМП с помощью вакцины, состоящей из белков бактерий, называемых уропатогенной кишечной палочкой или UPEC. Ни белковый подход, ни сидерофорный подход не обеспечили полной защиты, но оба подхода вместе могли бы.UPEC вызывает более трех четвертей ИМП у здоровых в остальном женщин, а бактерии продуцируют "скрытые" сидерофоры, которые уклоняются от иммунной системы хозяина и являются уникальными для них. Это делает эти молекулы хорошими кандидатами для вакцины без непредвиденных последствий.
Фактически, в том же выпуске PNAS команда из Массачусетского технологического института и Калифорнийского университета Ирвин сообщает об успехе в предотвращении кишечных инфекций путем вакцинации мышей против сальмонеллы с использованием сидерофоров, вырабатываемых этими бактериями.Актуальная проблемаПоскольку кишечная палочка приобретает устойчивость к антибиотикам, которые многие женщины принимают для лечения ИМП или предотвращения рецидивов, поиск вакцины приобретает новую актуальность, говорит Гарри Мобли, доктор философии, старший автор новой статьи и председатель Кафедра микробиологии и иммунологии УМ.
Недавние данные о том, что клюквенный сок не предотвращает ИМП, усиливают эту остроту.Лечение ИМП в США обходится более чем в 3,5 миллиарда долларов в год и когда-нибудь в их жизни затрагивает половину всех женщин. Половина из тех, кто заболел одной, получит другую в следующем году, и около 4 миллионов женщин постоянно страдают ИМП.
Женщины, страдающие рецидивирующими ИМП, являются наиболее вероятными кандидатами на вакцинацию, говорит первый автор и научный сотрудник Лаура Майк, доктор философии.Майк, Мобли и их коллеги оценили эффект вакцинации сидерофором несколькими способами.
Они начали с применения двух разных скрытых сидерофоров UPEC в носу мышей несколько раз в течение двух недель.Неделю спустя они применили бактерии UPEC непосредственно в мочевой пузырь мыши, подождали два дня, а затем посмотрели на их мочу, мочевой пузырь и почки, которые вовлекаются, когда ИМП выходит из-под контроля.Когда каждый из двух сидерофоров вводился индивидуально, это давало умеренную защиту от ИМП. Но обработка мышей одновременно сидерофором и белком-носителем дала гораздо больший эффект.
«Мы увидели большую эффективность в почках, чем в мочевом пузыре, что позволяет предположить, что этот подход может быть наиболее полезным для предотвращения запущенных ИМП», — говорит Майк. «Наша следующая задача — создать комбинированную вакцину, в которой также используются белки, которые бактерии UPEC используют для связывания своих железосодержащих сидерофоров, и тестировать другие адъюванты для усиления ответа».Команда планирует расширить свое исследование, чтобы увидеть, могут ли они защитить от инфекции кровотока или бактериемии, которые могут привести к развитию сепсиса и смерти у некоторых больных ИМП.Мобли отмечает, что исследователи не нашли прямых доказательств наличия антител, вырабатываемых мышами, реагирующих на сидерофорную вакцину. Но результаты, включая подробное исследование ткани мочевого пузыря и почек, согласуются с адаптивным иммунным ответом, возникающим в результате вакцинации, говорит он.
Другие команды пытались использовать сидерофоры против ИМП, но не дошли до команды U-M. Мобли отмечает, что использование небольших молекул, таких как сидерофор, против бактериальных инфекций само по себе является новым подходом.И, как говорит Майк, поскольку другие опасные бактерии создают свои собственные уникальные сидерофоры, этот подход может быть применен не только к UPEC и Salmonella.
Недавно исследователи U-M показали роль сидерофоров в способности бактерий-супербактерий, называемых Klebsiella pneumonia, вызывать пневмонию и многое другое.«Использование белков, обнаруженных на поверхности бактериальных клеток, в качестве основы для вакцинации, может быть недостаточно эффективным из-за изменчивости точной структуры белка», — говорит Мобли. «Но сидерофоры одинаковы для большинства грамотрицательных кишечных бактерий, вызывающих одни из самых тяжелых инфекций.
Это шаг на пути к успеху, но он обнадеживает».