Кишечная палочка нашла новый способ закрепляться в кишечнике

Ученые Еврейского университета Иерусалима показали, как опасные штаммы E. coli адаптируются и продолжают заражать человека даже без привычного механизма прикрепления

Исследователи Еврейского университета Иерусалима выяснили, как патогенные штаммы кишечной палочки находят новые способы прикрепляться к клеткам кишечника. Это важный этап инфекции: если бактерия не удержится на поверхности слизистой, организм сможет быстрее вывести ее из кишечника.

Обычно бактерии используют для этого специальные крошечные ворсинки, которые работают как крючки. Они помогают микроорганизму закрепиться на клетках человека, избежать вымывания и начать заражение. Но в последние годы ученые все чаще сталкиваются с атипичными штаммами E. coli: у них нет привычного механизма прикрепления, однако они все равно способны вызывать инфекцию.

Чтобы понять, как им это удается, исследователи воссоздали процесс бактериальной адаптации в лаборатории.

Бактерии научились цепляться заново

Ученые искусственно лишили кишечную палочку ее главного инструмента крепления, а затем отбирали те бактерии, которым все же удавалось прикрепиться к человеческим клеткам.

Результат оказался быстрым и показательным: всего за четыре цикла отбора бактерии выработали новую способность к сцеплению.

Они пошли двумя путями. Одни клетки становились необычно длинными - за счет этого увеличивалась площадь контакта с поверхностью кишечных клеток. Другие приобретали мутации в белке FimH, расположенном на концах бактериальных структур.

Именно изменения в FimH оказались особенно важными: белок начинал прочнее связываться с молекулами на поверхности клеток человека. Это усиливало прикрепление в сотни раз и повышало способность бактерий доставлять свои токсины.

Работа опубликована в журнале Gut Microbes.

Почему это важно для лечения инфекций

Анализ сотен штаммов E. coli, выделенных у реальных пациентов, подтвердил: подобные изменения встречаются не только в лаборатории, но и в природе.

Соавтор исследования профессор Илан Розеншайн сравнил этот процесс с ситуацией, когда бактерия теряет один «крючок», но быстро учится использовать другой. Ей не нужно создавать систему с нуля - достаточно улучшить уже существующий инструмент.

Это открытие подсказывает новый подход к терапии кишечных инфекций. Вместо того чтобы пытаться уничтожить бактерии напрямую, будущие препараты могут блокировать белок FimH и мешать патогену прикрепляться к стенкам кишечника.

Такой метод потенциально может снизить способность бактерий вызывать заболевание и уменьшить давление, которое приводит к развитию антибиотикорезистентности. Если микроорганизм не сможет закрепиться в кишечнике, ему будет сложнее выжить, размножаться и запускать инфекционный процесс.