马里兰大学研究揭示耐药细菌如何分泌毒素 并提出降低毒力方法
发布时间:2023-02-14 10:25:52|来源:第一产业网|作者:

马里兰大学研究揭示耐药细菌如何分泌毒素 并提出降低毒力方法

根据世界卫生组织的报告,抗生素耐药性是全球十大公共卫生威胁之一,科学家们一直在争先恐后地寻找新的工具来治愈最致命的耐药性感染。

由马里兰大学科学家与美国国家过敏和传染病研究所合作领导的研究表明,降低耐药性感染的毒力而不是试图彻底杀死细菌可能会提供另一种治疗方法。
 
他们的研究揭示了两种蛋白质如何使耐甲氧西林金黄色葡萄球菌 (MRSA) 细菌分泌使人生病的毒素。研究表明,针对这两种蛋白质的疗法可以使 MRSA 失效,使其不那么致命,甚至可能无害。这种方法也将降低促进抗生素耐药性的风险。
 
该论文于 2023 年 2 月 13 日发表在《美国国家科学院院刊》上,表明类似的机制可能存在于其他细菌中,指出了治疗其他细菌感染的新方法的潜力。
 
“我们正在寻找一种接近 MRSA 的替代方法,”马里兰大学兽医学系助理教授、该研究的主要作者 Seth Dickey 说。“我们有兴趣了解这种细菌是如何引起疾病的,看看我们是否可以直接干扰这种细菌产生的毒力因子。如果我们可以解除它的武装,那么我们就不必担心它会逃避抗菌剂。”
 
当药物治疗击倒一些但不是所有的细菌细胞时,就会产生抗菌素耐药性。残留下来的细菌往往具有一定的天然抵抗力,因此如果它们有机会重新定殖,下一次感染在抗生素面前会更强。这种无意的选择性繁殖导致了 MRSA 和耐多药结核病等超级细菌的产生。
 
一种治疗感染的方法可以在不杀死它的情况下降低其危害性,从而消除这种选择性繁殖的可能性。在 MRSA 中,这种努力因细菌大量产生多种毒素而受阻。了解每一种机制并将其关闭是非常具有挑战性的。因此,Dickey 和他的同事们决定不研究细胞如何产生毒素,而是研究它们如何将这些毒素分泌到宿主体内。
 
Dickey 和其他团队之前的工作发现,两种蛋白质充当渡轮,将毒素分子穿过细菌细胞膜运送到外部环境。但尚不清楚为什么会有两种转运蛋白以及它们如何发挥作用。没有这种理解,科学家就无法开发出防止毒素分泌的疗法。
 
为了了解其中的机制,Dickey 和他的团队通过基因工程去除了每种类型的转运蛋白,并观察了 MRSA 细胞如何分泌毒素。他们发现一种转运蛋白收集漂浮在细胞质中的亲水性或亲水性毒素,并将它们穿梭穿过细胞膜。当该转运蛋白不存在时,亲水性毒素会继续在 MRSA 细胞内积聚,在那里它们对 MRSA 和任何潜在宿主都无害。
 
当研究小组去除第二个疏水性或水排斥的转运蛋白时,细胞中就会积聚毒素。这很重要,因为这些毒素往往会自行从含水细胞质中移出,并寄宿在更油腻的细胞膜中。这就是 MRSA 毒素对宿主细胞和 MRSA 细胞造成损害的地方。因此,如果没有第二种转运蛋白,MRSA 细胞就会被自身的疏水性毒素破坏。
 
这表明未来针对一种转运蛋白的治疗可以降低毒力,而针对第二种转运蛋白的治疗可以降低毒力,同时还具有抗生素作用。
 
该研究的发现具有超越 MRSA 的意义。当研究人员查看各种其他细菌的基因组时,他们发现许多细菌具有产生双重转运蛋白系统的基因,类似于他们在 MRSA 中发现的那种。
编辑:澜澜
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