Ученые обнаружили новую генетическую информацию, которая показывает, как вредные бактерии вызывают острую диарейную болезнь шигеллез, от которой ежегодно умирает более миллиона человек во всем мире.
Исследование, которое может привести к разработке будущих методов лечения, было опубликовано сегодня в журнале PLoS ONE. Исследование проводили учёный из Университета Огайо Эрин Мерфи и докторант Уильям Броуч при участии исследователей из Университета Невады в Лас-Вегасе и Техасского университета в Остине.
Когда болезнетворная бактерия Shigella вторгается в человека-хозяина, условия окружающей среды, такие как изменения температуры или pH, стимулируют путь генетической экспрессии внутри бактерии, который позволяет ей выживать и вызывать заболевание. Центральное место в этом генетическом пути занимают два белка, VirF и VirB. VirF функционирует, чтобы увеличить производство VirB, что, в свою очередь, способствует выработке факторов, которые увеличивают вирулентность бактерии или способность вызывать болезнь у ее хозяина.
"Это похоже на эффект домино," сказал Мерфи, доцент кафедры бактериологии Колледжа остеопатической медицины Университета Огайо.
Новое исследование Мерфи и Броуч, однако, предполагает, что производство VirB можно контролировать независимо от VirF. Это также показывает, что независимая от VirF регуляция опосредуется специфической малой РНК, молекулами особого типа, задача которых – контролировать производство определенных мишеней. Мерфи объяснил, что это первое исследование, демонстрирующее, что транскрипция virB регулируется любым фактором, кроме VirF.
Исследование не только показывает сложный уровень экспрессии генов, который бактерии используют для выживания в организме человека, но и потенциально может привести к новым методам лечения. В настоящее время пациентам с заболеванием назначают антибиотики.
"Эти результаты служат основой для базового понимания экспрессии этого гена, так что будущие исследователи могут работать над его нарушением," Броуч сказал. "Чем больше мы знаем об этом, тем больше у нас будет мишеней, чтобы нарушить его и, возможно, разработать целевые методы лечения антибиотиками."
Для тех, кто живет в развивающихся странах, где доступ к чистой питьевой воде может быть ограниченным, улучшенное лечение шигеллеза может означать разницу между жизнью и смертью.
"В Соединенных Штатах, если у нас сильный понос, мы можем пойти в магазин и купить Gatorade," Мерфи сказал. "Но если вы уже голодаете с самого начала, потому что у вас нет доступа к хорошей пище и чистой воде, то вы заболели шигеллезом, кроме того, и у вас нет хорошей воды для регидратации, вот тогда смерти случаются."
Заболевание, которое передается от человека к человеку или через загрязненные источники пищи или воды, имеет инфекционную дозу всего 10 организмов, то есть всего 10 организмов могут вызвать заболевание у здорового человека. Эта инфекционная доза чрезвычайно мала по сравнению с другими бактериями, которым требуются десятки тысяч организмов, чтобы вызвать заболевание.
Хотя его часто считают проблемой третьего мира, ежегодно в США шигеллез вызывает 14 000 случаев заболевания. Центры по контролю за заболеваниями предполагают, что фактическое число может быть в 20 раз больше, поскольку легкие случаи часто не регистрируются или не диагностируются.
"В Соединенных Штатах об этом, вероятно, еще меньше сообщают, чем в развивающихся странах, из-за доступа к здоровой и чистой питьевой воде," Мерфи сказал. "Если вы здоровый человек и у вас есть доступ к чистой питьевой воде, есть вероятность, что у вас начнется тяжелая диарея, но вы не умрете."