Учёные Техасского университета A&M изучают, как организм использует медь для борьбы с инфекциями мочевыводящих путей и каким образом бактерии противостоят этому механизму. Исследователи рассчитывают найти уязвимости патогенов, которые помогут создавать методы лечения инфекций, устойчивых к антибиотикам.
Проект получил грант Национальных институтов здравоохранения США в размере 1,48 млн долларов. Работа продолжает исследования Саргуру Субаша, доцента кафедры ветеринарной патобиологии Колледжа ветеринарной медицины и биомедицинских наук Техасского университета A&M. Ранее его лаборатория установила, что во время инфекции уровень меди в мочевыводящих путях повышается и способствует уничтожению бактерий.
В небольших количествах медь необходима людям и животным, однако при определённых условиях она становится токсичной для микроорганизмов. Клетки иммунной системы поглощают бактерии и воздействуют на них набором противомикробных веществ, в который входит медь. Одновременно концентрация этого элемента увеличивается в моче.
Бактерии, вызывающие инфекции мочевыводящих путей, способны приспосабливаться к избытку меди: они выводят её наружу или снижают вред от её воздействия. Учёные намерены определить генетические механизмы такой устойчивости. «Если мы лучше поймём, как бактерии преодолевают вызванную организмом устойчивость к меди, то сможем разработать методы лечения, которые сделают бактерии более восприимчивыми к меди и, в более широком смысле, ко всему, что иммунная система направляет против них», — сказал Субаш.
Отдельное направление работы связано с фимбриями — похожими на волоски структурами, с помощью которых бактерии прикрепляются к клеткам стенки мочевого пузыря. По предварительным данным, медь может нарушать работу этих структур. Если бактерии потеряют способность прочно удерживаться на поверхности, поток мочи будет эффективнее вымывать их из организма.
Исследователи также изучат церулоплазмин — содержащий медь белок, который, предположительно, участвует в доставке этого элемента во время инфекции. Избыток меди способен повреждать собственные клетки организма, поэтому её транспортировка и хранение строго регулируются. В лаборатории уже обнаружили экспериментальное противомикробное соединение, действующее эффективнее в присутствии меди; теперь специалисты намерены изменить родственные соединения и проверить их совместимость с иммунной защитой. «Мы очень заинтересованы в понимании основных механизмов, с помощью которых иммунная система контролирует патогены, чтобы разрабатывать противомикробные препараты следующего поколения, которые не только напрямую уничтожают бактерии, но и работают синергично с иммунной системой», — отметил Субаш. По данным SciTechDaily, до появления готового к клиническому применению лечения на основе меди могут пройти годы, а результаты проекта потенциально пригодятся также в ветеринарии, в частности при повторяющихся инфекциях мочевыводящих путей у собак.