Исследователи из Национального еврейского здравоохранения обнаружили многообещающую стратегию разрушения молекулярного каркаса, из-за которого бактериальные инфекции Pseudomonas чрезвычайно трудно лечить у пациентов с муковисцидозом, носителей контактных линз и жертв ожогов. Джерри Ник, доктор медицины, адъюнкт-профессор медицины в Национальном еврейском здравоохранении, и его коллеги сообщают в апрельском номере журнала «Медицинская микробиология» за 2009 год, что длинная цепочка молекул аспарагиновой кислоты разрушает молекулярные связи, которые удерживают вместе структуру, поддерживающую биопленки Pseudomonas.
"Как только бактериальное сообщество образует биопленку, лечение становится намного сложнее," сказал доктор. Ник. "Мы думаем, что наше открытие проложит путь к более эффективному лечению инфекций Pseudomonas aeruginosa, которые могут нанести огромный ущерб пациентам с муковисцидозом."
Биопленки – это форма бактериальной колонии, в которой бактериальные клетки прикрепляются и живут внутри внеклеточного матрикса, где лекарства и иммунная система с трудом достигают их. В результате эти инфекции становится очень трудно лечить эффективно. Биопленки псевдомонад образуются и вызывают повреждение легких у большинства пациентов с муковисцидозом по мере взросления. Биопленки Pseudomonas также могут образовываться на роговицах людей, носящих контактные линзы, а также в ранах и ожогах.
Доктор. Ник и его коллеги ранее показали, что образование биопленок Pseudomonas aeruginosa усиливается остатками клеток иммунной системы, известными как нейтрофилы, которые накапливаются в огромном количестве в месте заражения, затем умирают и разливают свое содержимое. Pseudomonas строит внеклеточный матрикс из ДНК нейтрофилов, структурных молекул актина и гистонов, молекул, вокруг которых ДНК обычно оборачивается внутри ядра клетки.
ДНКаза, фермент, который разрушает длинные цепи ДНК, уже используется для разжижения густой слизи, от которой страдают пациенты с муковисцидозом. Доктор. Ник считает, что это может также разрушить биопленки Pseudomonas. Но этого явно недостаточно, потому что биопленки Pseudomonas остаются одной из самых неприятных проблем для пациентов с муковисцидозом с возрастом.
Доктор. Ник и его коллеги думали, что отрицательно заряженная молекула может помочь разрушить биопленки, связываясь с положительно заряженными гистонами и не позволяя им вносить вклад в молекулярный каркас, а также разрушая пучки актина. Так, они добавили полимер аспарагиновой кислоты, длинные цепочки отрицательно заряженных молекул, в культуры клеток Pseudomonas aeruginosa и нейтрофилов.
В одном эксперименте 48-часовая биопленка Pseudomonas сократилась на 42 процента при воздействии ДНКазы в течение 10 минут. Сам по себе полимер аспарагиновой кислоты не может снизить плотность 48-часовой биопленки. Но когда на биопленку были нанесены и ДНКаза, и полимер аспарагиновой кислоты, она сократилась на 78 процентов. Несколько других экспериментов с различными дозами и временем воздействия ДНКазы и полимера аспарагиновой кислоты на разных штаммах и биопленках Pseudomonas дали аналогичные результаты.
"ДНКаза и аспарагиновая кислота работали вместе, чтобы разрушить биопленку," сказал Куинн Паркс, доктор философии, ведущий автор исследования. "Сейчас мы экспериментируем с различными полимерами аспарагиновой кислоты, чтобы найти наиболее эффективные. Это может быть важной новой терапевтической стратегией для борьбы с инфекциями, вызываемыми Pseudomonas."
Источник: Национальный еврейский медицинский и исследовательский центр