Stomach Health > skrandžio sveikatos >  > Q and A > skrandžio klausimas

Patogenų sutramdymas gleivėmis ir fagais

Milijonai žmonių kasmet gydomi antibiotikais nuo infekcijų arba kaip prevencinė priemonė. Ligų kontrolės ir prevencijos centrai praneša, kad mažiausiai 2,8 milijono žmonių kasmet užsikrečia antibiotikams atspariomis bakterijomis, tai reiškia, kad mikrobai rado būdų, kaip įveikti antibiotikus ir toliau augti. Antibiotikams atsparių infekcijų gydymas yra brangus ir reikalauja daug laiko. Dvi NIBIB finansuojamų mokslininkų komandos ieško alternatyvių sprendimų bakterinėms infekcijoms gydyti, ypač atsparios antibiotikams bakterijos.

Kaip sloga kovoja su bakterijomis?

Sloga nėra vienintelė vieta, kurioje mūsų organizme yra gleivių; jis taip pat apjuosia daugybę koridorių, kaip virškinimo sistema, kad jie būtų tepami. Masačusetso technologijos instituto (MIT) tyrėjai nustatė, kad gleivėse esantis cukrus padeda kontroliuoti ir nuginkluoti varginančius mūsų organizmo mikrobus. Dauguma žmonių mano, kad gležna medžiaga yra varginanti ir šiurpi, bet jis vaidina gyvybiškai svarbų vaidmenį daugelyje kūno sistemų.

Mucins, gelį formuojantis komponentas gleivėse, yra padengtos glikanais, arba cukrus, ir buvo žinoma, kad slopina bioplėvelės susidarymą, mikrobų augimo forma, dažnai susijusi su infekcijomis ir sunkiai gydoma antibiotikais. Šis tyrimas, paskelbta žurnale „Nature Microbiology“, randa platesnį funkcijų spektrą glikanams, prijungtiems prie mucinų. Mokslininkai mano, kad jiems nebūtina iš tikrųjų žudyti erzinančių mikrobų, bet vietoj to, juos nuginkluoti ir padaryti mažiau užkrečiamus.

Antibiotikai tampa mažiau veiksmingi prieš greitai prisitaikančias bakterijas. Turime pasinaudoti natūraliais gynybos mechanizmais, kad apsisaugotume nuo mikrobų “.

Davidas Rampulla, Daktaras, programos „NIBIB Biomaterials and Biomolecular Constructs“ direktorius

Gleivėse yra daug kenksmingų mikrobų, tad kaip organizmas naudoja šią gleivėtą medžiagą, kad išvengtų infekcijų? Galima manyti, kad kažkas, esantis gleivėse, gali sunaikinti bakterijas. MIT komanda, vadovauja Katharina Ribbeck, Daktaras, Biologijos inžinerijos katedros profesorius, nustatė, kad gleivės sutramdo patogenus, esančius lipnioje matricoje, kad imuninė sistema galėtų įsijungti ir kovoti, kai to reikia; tačiau gleivės savaime nežudo bakterijų.

Daugelis manė, kad gleivių struktūrinis tinklas yra skirtas tik mechaniniams tikslams, bet mes sužinojome, kad jis vaidina svarbų vaidmenį kontroliuojant ir probleminius patogenus. Mes bandome išsiaiškinti, ar ši funkcija yra universali daugeliui rūšių “.

Katharina Ribbeck, Daktaras, Biologijos inžinerijos katedros profesorius, MIT

Mokslininkai išskyrė skirtingas gleivių dalis ir nustatė, kad pagrindinis ingredientas, sutramdęs bakterijas, yra glikanai. Glikanai yra cukraus molekulių grandinės, sudarančios šakotas struktūras. Mokslininkai abejojo, ar glikanai turėtų tą pačią galią be kitų gleivių komponentų. Rezultatai patvirtino, kad glikanai yra atsparūs patogenams pašalinti.

Šiame tyrime pagrindinis dėmesys buvo skiriamas glikanų atsakui į konkrečią bakteriją, P. aeruginosa, kuris sukelia infekcijas žmonėms, kurių imuninė sistema yra pažeista. Abiturientas, Kelsey Wheeler, nustatė, kad glikanai sumažino bakterijų galingumą, slopindami genetinius kelius, atsakingus už bakterijų ryšius, ir tuos, kurie leidžia susikaupti ar susidaryti toksinams. Šie keliai įgalina jų užkrečiamąjį elgesį.

Ribbeck sakė, kad vienas didžiausių jos iššūkių buvo įtikinti žmones, kad gleives verta studijuoti, o ne tik atliekas. „Mes galime sukurti alternatyvius terapinius metodus, kuriuose nenaudojami antibiotikai mikrobams naikinti, bet vietoj to naudokite gamtos biologinės inžinerijos formą - gleives, “ - sakė Ribbeckas.

Kitas „Ribbeck“ tikslas yra sulaužyti glikano kodą ir suprasti, kurie glikanai sutramdo konkretų patogeną ir kaip jie jungiasi. Ji taip pat nori daugiau sužinoti, ar ir kaip mikrobai gali jausti glikanus ir todėl bandyti nuo jų pabėgti. Mūsų kūno bendruomenėse egzistuoja daug įvairių rūšių bakterijų ir iš dalies, sudaryti žmogaus mikrobiomą, kuris atlieka esminį vaidmenį virškinimui ir imuninei sveikatai. Ribbeckas mano, kad glikanai vaidina svarbų vaidmenį palaikant ir keičiant mūsų kūno mikrobiomą, ir jos laboratorija pradeda tikrinti teoriją.

Virusų gamyba kovai su antibiotikams atspariomis bakterijomis

Timothy Lu, Daktaras, MIT docentas Biologijos inžinerijos ir elektrotechnikos bei informatikos katedroje, dirbo prie kito alternatyvaus antibiotikams atsparių bakterinių infekcijų gydymo metodo. Lu kuria būdą, kaip sukurti specialų viruso tipą, vadinamą bakteriofagu arba fagu, kad būtų sunaikintos įvairios E. coli padermės.

Antibiotikai paprastai slopina arba reguliuoja fermentus, atsakingus už bakterijų augimo ir plitimo kontrolę, suteikia imuninei sistemai laiko kovoti su infekcijomis. Fagai naikina bakterijas kitu mechanizmu. Dažniausiai, fagai atpažįsta specifinį bakterijos receptorių, kuris leidžia jiems surišti ir suleisti savo virusą į bakterijas. Virusas dauginasi ir galiausiai naikina bakterijas.

„Fagų naudojimas antibiotikams atsparioms infekcijoms gydyti nėra nauja koncepcija, - sakė Lu. Jis paaiškino, kad galima atlikti platų, savalaikis ekranas, skirtas nustatyti natūraliai atsirandančius fagus, kurie naikina tam tikras bakterijų rūšis. „Bet ekrano pabaigoje, greičiausiai liks įvairi fagų grupė, kurią bus sunku pagaminti ir išplėsti komerciniu požiūriu ekonomiškas būdas “.