Полученные данные являются важным шагом на пути к потенциальному новому оружию в борьбе с заболеваниями, передаваемыми половым путем, от которых страдают миллионы людей во всем мире, и ежегодно регистрируется около 80 миллионов новых случаев.Патоген, вызывающий заболевание, Neisseria gonorrhoeae, считается «супербактериями» из-за его устойчивости ко всем классам антибиотиков, используемых для лечения инфекций.Гонорея наносит серьезный ущерб репродуктивному и неонатальному здоровью, если ее не лечить или лечить неправильно. Это может привести к эндометриту, воспалительным заболеваниям органов малого таза, внематочной беременности, эпидидимиту и бесплодию.
Кроме того, дети, рожденные от инфицированных матерей, подвержены повышенному риску слепоты.Более половины инфицированных женщин не имеют симптомов, но эти бессимптомные случаи могут привести к серьезным последствиям для репродуктивного здоровья пациентки, включая выкидыш или преждевременные роды, сказала исследователь фармацевтического колледжа ОГУ Александра Сикора.Впервые подвергнув N. gonorrhoeae фенотипическому скринингу на микрочипах, команда Сикоры сосредоточила внимание на семи белках клеточной оболочки бактерий, которая состоит из внешней мембраны, клеточной стенки и внутренней мембраны.
Фенотипические микрочипы — это высокопроизводительная система, состоящая из планшетов с 96 лунками на планшет, каждая лунка представляет различные условия для исследования фенотипов — наблюдаемых характеристик — исследуемых мутантов.Цель заключалась в том, чтобы увидеть, какой из семи белков проявит сильный потенциал в качестве вакцинного антигена — молекулы, которая заставляет иммунную систему действовать. Вакцины предотвращают заболевание, поскольку содержащиеся в них антигены вызывают иммунный ответ, который позволяет антителам распознавать патогены и атаковать их, чтобы предотвратить заражение в будущем.«Белки в клеточной оболочке играют ключевую роль в функционировании клеток и физиологии бактерий», — сказал Сикора. «Это и их расположение делают их привлекательными кандидатами для разработки вакцин.
Но многие из них являются гипотетическими белками — мы знаем, что они есть у бактерий, но мы не знаем наверняка, как они функционируют. Изучение того, что они вносят в структуру клеток, проницаемость, мембранный биогенез и т. д. важны в исследованиях вакцин, потому что антитела против белковых антигенов могут нарушить функцию белка ».Всего было использовано более 1000 условий для изучения эффектов нокаута каждого из семи белков.
«Это похоже на то, как футбольный тренер пытается выбрать лучшего квотербека среди семи кандидатов, глядя на их выступления в разных командах во многих разных играх», — сказал Сикора. «Представьте, что вы можете посмотреть на этих семи защитников одновременно в более чем тысяче различных игр. Конечно, с футболом это невозможно, но это то, что мы делаем здесь, чтобы определить наиболее многообещающие кандидаты на вакцины».
Исследователи обнаружили 91 состояние, которое оказало однозначно положительное или отрицательное влияние на один из мутантов, а кластерный анализ 37 обычно полезных соединений и 57 обычно вредных соединений выявил три отдельные группы фенотипов.Два белка, NGO1985 и NGO2121, проявили высокую чувствительность к антимикробным соединениям и, таким образом, стали наиболее многообещающими кандидатами на вакцину. Это исследование служит отправной точкой для дальнейшей характеристики белков клеточной оболочки.«Neisseria gonorrhoeae — это бактерия, с которой сложно работать, и она очень разнообразна», — сказал Сикора. «У него отличная пластичность генома — между штаммами есть огромные различия.
Фенотипический скрининг позволяет нам увидеть, насколько они похожи и насколько различны».Национальные институты здравоохранения поддержали это исследование.
Результаты были недавно опубликованы в Журнале бактериологии.Исследование было разработано Сикорой и выполнено доктором философии. кандидат Бенджамин Баарда в сотрудничестве с Филипом Протоу, коллегой Сикоры из Департамента фармацевтических наук, и Сарой Эмерсон из Департамента статистики Научного колледжа ОГУ.