Исследователи Массачусетского технологического института выявили компоненты слизи, которые могут воздействовать на Candida albicans и препятствовать возникновению инфекции.
Эти молекулы, известные как гликаны, являются основной составляющей муцинов - гелеобразующих полимеров, из которых состоит слизь. Муцины содержат множество различных гликанов, которые представляют собой сложные молекулы сахаров. По словам Катарины Риббек, руководителя исследования, опубликованного в журнале Nature Chemical Biology, растущее число исследований показывает, что гликаны могут быть специально адаптированы для борьбы с конкретными патогенами - не только Candida albicans, но и другими, такими как Pseudomonas aeruginosa и Staphylococcus aureus.
"Слизь представляет собой обширную библиотеку молекул с большим количеством ингибиторов вирулентности готовых к использованию", - говорит Риббек. Использование преимуществ этих муцинов может помочь исследователям разработать новые противогрибковые препараты или сделать вызывающие заболевания грибки более восприимчивыми к существующим препаратам. За последнее десятилетие Риббек и другие исследователи обнаружили, что слизь - далеко не инертный продукт отходов - она играет активную роль в удержании потенциально вредных микроорганизмов под контролем.
Предыдущая работа Риббек показала, что муцины могут предотвратить переход Candida albicans в гифальную форму. Гифы могут выделять токсины, которые повреждают иммунную систему и ткани, а также являются необходимым компонентом для формирования биопленок. "Большинство инфекций Candida возникает в результате образования патогенных биопленок, которые резистентны к противогрибковым препаратам, что создает значительные клинические проблемы для лечения", - отмечает Риббек. "В слизи дрожжевые клетки продолжают расти, но они не становятся патогенными. В слизи есть что-то, что, по-видимому, сдерживает патогены".
Муцины состоят из сотен гликанов, прикрепленных к длинной белковой основе и образующих структуру, напоминающую кисть. В данном исследовании Риббек и ее коллеги хотели выяснить, могут ли гликаны самостоятельно обезвреживать Candida albicans, будучи отделенными от муциновой основы, или же для этого необходима вся молекула муцина. Отделив гликаны от основы, исследователи подвергли Candida albicans их воздействию и обнаружили, что эти скопления гликанов могут препятствовать образованию филаментов Candida. Они также были способны подавлять адгезию и образование биопленок и изменять динамику взаимодействия Candida albicans с другими микроорганизмами. Это было характерно для муцин-гликанов, полученных из слюны человека и желудочной и кишечной слизи животных.
Выделить отдельные гликаны из их смеси очень сложно, поэтому группа синтезировала шесть различных гликанов, которые наиболее часто встречаются на слизистых поверхностях, и использовала их для проверки того, могут ли отдельные гликаны обезвредить Candida albicans. Испытания, проведенные в лаборатории Риббек, показали, что каждый из этих гликанов проявлял, по крайней мере, некоторую способность останавливать филаментацию самостоятельно, а некоторые из них были столь же эффективны, как и комбинации нескольких гликанов, которые исследователи тестировали ранее.
Это исследование в сочетании с предыдущей работой Риббек по изучению Pseudomonas aeruginosa и текущими исследованиями Staphylococcus aureus и Vibrio cholerae позволяет предположить, что различные гликаны специализированы для обезвреживания различных видов патогенов. Авторы предполагают что, используя разнообразие гликанов, будет возможно разработать новые методы лечения различных инфекционных заболеваний. Например, гликаны могут быть использованы для того, чтобы либо остановить инфекцию Candida, либо повысить ее чувствительность к существующим противогрибковым препаратам путем разрушения филаментов. "Гликаны сами по себе потенциально могут обратить инфекцию вспять и они также могут сенсибилизировать патогены к противогрибковым препаратам, тем самым делая их более управляемыми для иммунных клеток", - говорит Риббек.
Сейчас Риббек работает с коллегами над поиском способов доставки муцин-гликанов внутрь организма или на поверхности, например, на кожу. Она также проводит несколько исследований, изучая, как гликаны влияют на целый ряд различных микроорганизмов. "Мы изучаем различные патогены и учимся использовать этот удивительный набор природных регуляторных молекул", - говорит она. "Если мы выясним, как терапевтически доставить или увеличить количество этих защитных муциновых гликанов в слизистую оболочку человека, мы сможем потенциально предотвращать и лечить инфекции у людей, поддерживая микроорганизмы в их комменсальных формах".
