Механизмы самообороны: токсины делают бактерии неуязвимыми

Исследователи из Университета Орхус получили новые сведения о том, как бактерии могут контролировать количество токсинов в своих клетках. Результаты могут оказать кардинальное влияние на лечение бактериальных инфекций.

Многие патогенные бактерии умеют входить в состояние покоя, производя более стойкие бактериальные клетки, нечувствительные к антибиотикам. Это создает большие проблемы при лечении столь опасных заболеваний, как, например, туберкулез. После лечения инфекция способна снова пробудиться.

Обычно токсины очень сильно связывают антитоксины и, таким образом, не только становятся неактивными, но и предотвращают производство большего количества токсина из информации, закодированной в бактериальном ДНК. Однако в состоянии покоя токсины выпускаются наружу (рис.1). Свободные токсины связываются со свободными антитоксинами в ДНК (рис.2). Связывание большего количества токсинов приводит, в конечном итоге, к высвобождению молекул из генов (3 и 4) и, наконец, производству нового токсина

На молекулярном уровне формирование устойчивых к лечению бактериальных клеток связано с наличием токсинов, которые вырабатываются самими бактериями и позволяют им входить в состояние покоя. В этом состоянии бактерии продолжают самостоятельно поддерживать количество токсинов на нужном уровне и оставаться в "спячке" требуемое количество времени.

Выделяя и кристаллизуя молекулы токсинов и их молекулярных спутников - антитоксинов - и облучая впоследствии эти кристаллы рентгеновским излучением, аспиранты Андреас Боггилд и Николас Софос получили возможность заглянуть в механизм, при помощи которого бактерии на молекулярном уровне контролируют количество токсина в клетках.

Новые результаты могут в конечном итоге привести к разработке принципиально иных форм лечения бактериальных инфекций. На начальном этапе они будут блокировать производство токсинов, а после - использовать традиционные антибиотики для борьбы с патогенными бактериями.