Институт Вейцмана совершил прорыв в понимании механизма атак бактерий на клетки

В частности, оно раскрывает, почему некоторые из них способны эффективно заражать, а другие — нет. Эти данные могут стать важным шагом в борьбе с антибиотикорезистентностью.

Результаты работы были опубликованы в журнале PNAS.

Среди бактериальных подвидов есть такие, которые проявляют высокую вирулентность. Например, хотя существует более 2500 подвидов сальмонеллы, лишь небольшая часть из них приводит к серьезным заболеваниям. Исследователи задаются вопросом, что именно определяет успешность этих микробов в взаимодействии с клетками. Понимание этого может сыграть ключевую роль в разработке новых медицинских препаратов.

Команда под руководством профессора Роя Авраама разработала уникальный метод, позволяющий визуализировать процесс взаимодействия между бактериями и клетками-хозяевами. Для этого каждый бактериальный вид был помечен специальным "штрих-кодом" на основе его ДНК. Эта метка помогла отслеживать бактерию даже после её внедрения в клетку.

Далее была применена компьютерная модель MAESTRO, которая сопоставила полученные штрих-коды с данными секвенирования клеток-хозяев. Это позволило провести "парное секвенирование", изучив, как бактерии взаимодействуют с клетками.

Исследование охватило 25 мутантных подвидов сальмонеллы, которые заражали макрофаги — клетки иммунной системы. В результате было выявлено, что один из подвидов вызывает особенно сильный иммунный ответ. Этот бактериальный вид не вырабатывает специфический белок, который другие микроорганизмы используют для подавления защитных механизмов клетки, что позволяет клеткам более эффективно справляться с инфекцией.

Метод, разработанный учеными, может быть использован не только для изучения патогенных, но и полезных бактерий, которые следует не подавлять, а, наоборот, "поддерживать".

Этот подход имеет потенциал для создания новых стратегий в борьбе с устойчивостью к антибиотикам, что Всемирная организация здравоохранения считает одной из основных угроз для общественного здоровья.

По данным ученых, к 2050 году около 10 миллионов человек ежегодно могут погибать из-за растущей устойчивости бактерий к антибиотикам — это сопоставимо с количеством людей, которые умерли от рака в 2020 году.

"Существует две потенциальные стратегии защиты, которые находятся на начальных стадиях разработки, — отмечает Авраам. — Первая заключается в снижении вирулентности патогенных бактерий, в то время как вторая направлена на усиление иммунного ответа клеток-хозяев. Наш метод дает возможность исследовать обе стратегии, углубляясь в понимание того, как бактерии начинают свою атаку и как клетки защищаются".

Ранее "Курсор" сообщал о новом открытии израильской науки, связанном с "живыми кристаллами" и их секретами.