Bakterijske strukture slične štrcaljkama s nanorazmjerom mogu se koristiti za isporuku novih lijekova

Skidanjem crva crva s dna čamaca u luci San Diego kako bi ih proučili, Istraživači Sveučilišta San Diego otkrili su da bi korisna bakterija koja im pomaže u stvaranju kolonija mogla biti i blagodat za ljudsko zdravlje, jer bi se isti proces već mogao dogoditi u ljudskim crijevima.

Ispitivanjem ove bakterije koja izaziva metamorfozu u skromnoj crva, morski mikrobiolozi sa SDSU -a otkrili su da se strukture slične štrcaljkama na nanomjerici koje je proizvela - struktura nadimak Zvijezda smrti zbog učinka - mogu koristiti u budućnosti za isporuku novih terapeutika ili cjepiva ciljanim stanicama i tkivima kod ljudi.

Cjevaste gliste ( Hydroides elegans ) su sićušna morska stvorenja s tvrdim školjkama koja vlasnicima brodova i brodova nanose mnogo problema i ekonomskih gubitaka. Drže se za dna čamaca i formiraju koraste debele centimetre, a također privlače i druge beskičmenjake poput češljića koji se zatim formiraju na njima. Ovo takozvano 'bioobraštanje' dovodi do dodatne težine i veće potrošnje goriva. Tako, svi, od američke mornarice do brodarstva i brodogradnje zainteresirani su saznati kako to rade i što se može učiniti kako bi se to spriječilo.

Morska istraživanja dovela su do značajnog otkrića

Nicholas Shikuma sa SDSU -a već nekoliko godina proučava cijevne gliste sa studentima u svom laboratoriju, da bi točno razumjeli zašto ih privlače određena mjesta u oceanu gdje osnivaju kolonije.

Prethodna istraživanja drugih su pokazala da poput koraljnih grebena, ježevi i morski ježinci, cjevčice su također trebale povoljno okruženje za reprodukciju, pa su tipično gravitirali na područja sa zdravom populacijom bakterija poput Pseudoalteromonas , korisna bakterija. Shikuma je otkrio da bakterija ima kontraktilne strukture povezane s metamorfozom (MAC) - strukture slične štrcaljkama koje ubrizgavaju sadržaj u ličinke crva, pomažući da se pretvori u maloljetne crve.

Ono što on i kolege znanstvenici nisu znali je da li su MAC -i ubrizgavali biokemikalije u crvac da izazovu metamorfozu i zalijepe se za trupove brodova. Shikumin laboratorij koristio je snimanje krio-elektronskom tomografijom za proučavanje struktura i pronašao niz sustava injekcijskih sustava u obliku zvijezde smrti, koje bakterija oslobađa.

Otkrili su da strukture šprica sadrže novi efektorski protein, Mif1, koji regulira biološku aktivnost u domaćinu crva, i taj je protein odgovoran za izazivanje metamorfoze.

Mnogo patogena proizvodi te strukture štrcaljki koje obično uzrokuju bolest. Ali ovo je prvi put da smo otkrili bakterije koje koriste štrcaljku u simbiotsku svrhu. "

Nicholas Shikuma, SDSU

Krađa šprica iz faga, ali iz dobrih razloga

MAC -ovi nalikuju sličnim strukturama štrcaljki koje se nalaze na bakteriofagima - virusima koji inficiraju bakterije - i s evolucijom, bakterije su "ukrale" ovu strukturu iz faga, i dobro ga iskoristili.

"Fagi tipično napadaju bakterije ovim strukturama, ali umjesto da ga koriste za inficiranje drugih bakterija, the Pseudoalteromonas sada ga koristi za interakciju s drugim životinjama, poput crva cjevčica, insekti, i mišje stanice, "Rekao je Shikuma.

"MAC -ovi nastaju kada bakterija prođe kroz staničnu lizu - kada se stanice raznese - a bakterije koje to učine nakon toga umiru, pa je gotovo poput altruizma jer koristi ostatku bakterijske populacije. "

Ne proizvodi svaka bakterija u ovom soju MAC -ove, samo jedan od 50 to čini, ali budući da možemo proizvesti bilijune ovih bakterija, opskrba neće predstavljati problem i više njih se može projektirati za proizvodnju MAC -ova, on je objasnio.

Nalazi će biti objavljeni 17. rujna u eŽivot časopis, i slijedite nedavnu publikaciju iz Shikuminog laboratorija koja je objavljena godine Ćelijska izvješća lipnja ove godine koji je pogledao kako ova bakterija in vitro stupa u interakciju sa stanicama insekata i miša. Taj je rad pokazao kako se mikroskopske strukture štrcaljki mogu modificirati korisnim teretom koji bi potencijalno mogao nositi terapeutike ili cjepiva.

Shikuma je dobio privremeni patent za nalaze u oba rada, o korištenju MAC -ova za isporuku modificiranih proteina. Kao sljedeći korak, trenutno istraživanje u njegovom laboratoriju uključuje rudarske podatke iz projekta Human Microbiome Project kako bi se utvrdilo imamo li mi ljudi istu strukturu bakterijske šprice u utrobi koja se može iskoristiti za terapiju.

• Krpelji sada nose više bolesti,
• Bakterijske promjene u crijevima utječu na rezultate liječenja lupusa u trudnoći