Ученые нашли новый способ защититы от сибирской язвы

эксперименты на мышах

Bacillus anthracis, бактерия, вызывающая сибирскую язву, признана одной из наиболее серьезных угроз биотерроризма, а также проблемой общественного здравоохранения во многих частях мира. Она отнесена ко II группе патогенности. Три основных компонента, позволяющие ей вызывать заболевание это:

  • Образование капсулы, обладающей антифагоцитарной активностью и адгезивными свойствами;
  • Образование термолабильного трехкомпонентного экзотоксина, состоящего из трёх компонентов — эдематозного компонента (вызывает воспаления, отеки), защитного протективного антигена(не обладает токсичностью) и летального компонента.
  • Образование спор вне живого организма.

Особое беспокойство вызывают штаммы сибирской язвы, которые являются устойчивыми к лечению известными антибиотиками. Именно поэтому ученые ищут альтернативные подходы к лечению сибирской язвы, которые не требуют о применении антибиотических препаратов. Один из многообещающих способов это сделать – усилить восприимчивость бактерий к врожденной иммунной системе — первой линии защиты человеческого организма от патогенных «захватчиков». Врожденный иммунный ответ состоит из физической, химической и клеточной защиты, которая немедленно предотвращает распространение чужеродных патогенов по всему телу.

Команда исследователей из Медицинского научно-исследовательского института инфекционных заболеваний армии США разработала метод разрушения капсулы, окружающей бактерию, позволяя ей поглощаться и разрушаться белыми кровяными тельцами, тем самым снижая вирулентность.

Для удаления капсулы ученые использовали ферменты, известные как капсульные деполимеразы, которые естественным образом продуцируются несколькими классами бактерий.

Они использовали технологию рекомбинантной ДНК и методы белковой инженерии для изменения конфигурации фермента. Эти «инженерные изменения» включали циклическую перестановку по структуре белка, чтобы повысить стабильность и облегчить производство фермента, и пегилирование, которое улучшает фармакокинетику фермента — свойства, которые позволяют ему всасываться и должным образом распределяться в организме. Затем команда проверила пегилированный фермент, известный как PEG-CapD-CPS334C, чтобы убедиться, что он сохранил свою ферментативную активность.

В исследовании 10 из 10 мышей, инфицированных спорами сибирской язвы из нетоксигенного инкапсулированного штамма, были полностью защищены после обработки PEG-CapD-CPS334C, в то время как только 1 из 10 мышей, получавших контрольное лечение, выжила.

Точно так же обработка мышей, инфицированных полностью вирулентным инкапсулированным штаммом, с использованием PEG-CapD-CPS334C, защищала 8 из 10 животных, в то время как только 2 из 10 контрольных животных выжили.

Другими словами разработанная учеными стратегия сделала Bacillus anthracis чувствительным к врожденным иммунным ответам, открыв новую терапевтическую стратегию для лечения сибирской язвы с множественной лекарственной устойчивостью и других бактериальных инфекций без применения антибиотиков.

Использованы фото Shutterstock/FOTODOM UKRAINE

Patricia M. Legler, Stephen F. Little, Jeffrey Senft, Rowena Schokman, John H. Carra, Jaimee R. Compton, Donald Chabot, Steven Tobery, David P. Fetterer, Justin B. Siegel, David Baker, Arthur M. Friedlander. Treatment of experimental anthrax with pegylated circularly permuted capsule depolymeraseScience Translational Medicine, 2021; 13 (623) DOI: 1126/scitranslmed.abh1682

 

Прокрутить вверх