A baktériumok mobilitásának megfékezése

A kutatók egy új módszert azonosítottak az olyan fertőzések, mint a Lyme-kór és a szifilisz elleni küzdelemre, ami a baktérium „motorjának” megzavarásával megakadályozza, hogy a baktérium a szervezetben terjedjen. 

A tanulmányt az ACS Chemical Biology című folyóiratban tették közzé.

„Sok baktériumtípusnak képesnek kell lennie a mozgásra ahhoz, hogy megfertőzze a gazdaszervezetet, beleértve az embert is” - mondta Brian Crane, a Weill Institute for Cell and Molecular Biology igazgatója, valamint a College of Arts and Sciences Kémiai és Kémiai Biológiai Tanszékének George W. és Grace L. Todd professzora, a publikáció társszerzője. „A motilitás fontos lehet a gazdatestek közötti mozgáshoz - például a kullancsok és az ember közötti mozgáshoz -, valamint a gazdaszervezeten belüli terjedéshez, a legelőnyösebb szövetek betelepítéséhez és az immunrendszer kikerüléséhez.”

A National Institutes of Health és a Bay Area Lyme Foundation által finanszírozott tanulmányban a kutatók a baktérium mozgási rendszerének egy kulcsfontosságú viszonyát használták ki azáltal, hogy megzavarták a baktérium azon képességét, hogy a szöveteken keresztül haladjon, és jelentősen gyengítették a terjedési és fertőzési esélyeit.

A spirochéták vékony, dugóhúzó alakú baktériumok, amelyek egy rejtett propellerszerű motor segítségével spiráloznak a test szöveteiben, és egy membrán védi őket, amely megóvja őket a gazdaszervezet immunrendszerétől. A kórokozó gyorsulási képességének központi eleme egy hosszú, flagellának nevezett szál, amely kampóval kapcsolódik a szervezet mozgást generáló gépezetéhez. A horgot, amely az FlgE nevű, önszerveződő fehérje alegységekből épül fel, a lizinoalanin (LAL) keresztkötéseknek nevezett molekuláris hidak tartják szorosan össze. 

"Ha a LAL-képződés megszakad, a spirochéta flagellahorga és motorja nem képesek együttműködni a hatékony mozgás érdekében. Ez viszont megakadályozza, hogy a spirochéta átússzon a testszöveteken, és jelentősen csökkenti a terjedési és fertőzési képességét" - mondta Michael Lynch, a Cornell Weill Intézet egyik laboratóriumának, a Crane Group (A&S) tudományos munkatársa, a tanulmány vezető szerzője.

A kutatók a meglévő, klinikailag engedélyezett gyógyszervegyületek gyűjteményének tesztelése után három olyan vegyületet azonosítottak - hexaklorofén, triklozán és diklórfen -, amelyek alkalmasak lehetnek arra, hogy gátlóként zavarják a LAL-molekulák és a flagellák kampója közötti összeköttetéseket. Az ínybetegségekhez kapcsolódó spirochétával végzett egyik kísérletben a hexaklorofénnel végzett kezelés jelentősen csökkentette a baktérium mozgási képességét, ami azt mutatja, hogy a baktérium mozgékonyságának megállítása a fertőzések elleni küzdelem új, hatékony módja lehet.

A spirochéták, köztük a Borrelia (Lyme-kór), a Treponema (szifilisz) és a Leptospira (leptospirózis, egy bakteriális fertőzés, amely enyhe influenzaszerű megbetegedéstől a súlyos vese- vagy májkárosodásig terjedő bakteriális fertőzés), rendkívül invazívak, és képesek behatolni az emberi test gyakorlatilag minden szövetébe, még a vér-agy gáton is átjutnak. A kutatók szerint e fertőzések közül sok tartósan fennáll, nehezen diagnosztizálhatók idejekorán, és néha ellenállnak a szokásos gyógyszereknek. A jelenlegi kezelések elsősorban az antibiotikumokra támaszkodnak, amelyek válogatás nélkül a baktériumokat és a sejteket célozzák meg, káros és hasznos baktériumokat egyaránt érintve.

„Ezzel szemben a mi megközelítésünk rendkívül specifikus, mivel a LAL képződését célozza a patogén spirochéták flagelláiban - az egyetlen ismert baktériumban, amely katalizálja a flagella alegységek közötti LAL keresztkapcsolatok kialakulását” - mondta Lynch. „Ez a specificitás potenciálisan csökkentheti a jótékony baktériumokat, például a bélmikrobiomban lévő mikrobiótát érő járulékos károkat, ami jelentős előny a hagyományos antibiotikumos kezelésekkel szemben”."

„Bár a baktériumok mozgását már széles körben tanulmányozták, ez az első olyan kutatás, amely a flagella kampójában lévő LAL-keresztkötéseket célozza meg antimikrobiális stratégiaként” - mondta Crane. „Végső soron, mivel a motilitás széles körben elismert, mint a patogén spirochéták betegséget okozó képességének fokozója, eredményeink a LAL keresztkötéseket legitim célpontként határozzák meg az antimikrobiális terápiás fejlesztések számára.”"

Crane és Lynch mellett a kutatást Maithili Deshpande, a Crane-csoport végzős tudományos munkatársa, Nyles Charon a Nyugat-Virginiai Egyetemről, valamint Jurni Kurniyati és Chunhao Li a Virginia Commonwealth Egyetemről végezték. 

Forrás: https://news.cornell.edu/stories/2025/03/putting-brakes-bacterial-mobility-new-approach-fighting-disease