研究人員發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)有助于抵抗抗生素耐藥性
人工髖關(guān)節(jié)植入物,膝關(guān)節(jié)植入物和導(dǎo)管易受感染:流經(jīng)血液系統(tǒng)的細菌可以聚集在這些外來表面上并蹲下來增殖?,F(xiàn)在,密歇根大學(xué)的研究人員與斯克里普斯研究所合作,發(fā)現(xiàn)人體內(nèi)產(chǎn)生的蛋白質(zhì)可以對抗這個問題。
當(dāng)細菌聚集在表面上時,它們形成一個稱為“生物膜”的保護層。這些生物膜由一種由細菌本身產(chǎn)生的稱為“淀粉樣蛋白”的蛋白質(zhì)組成的支架結(jié)合在一起。細菌淀粉樣蛋白與阿爾茨海默病患者大腦中的神經(jīng)元結(jié)構(gòu)相似,破壞了人們形成和回憶記憶的能力。
在假體上的細菌的情況下,生物膜保護細菌群體免受其環(huán)境的影響,包括醫(yī)生可能開出的抗生素來攻擊感染。在一項新的研究中,研究人員發(fā)現(xiàn)人類生產(chǎn)的一種叫做轉(zhuǎn)甲狀腺素蛋白(TTR)的蛋白質(zhì)可以抑制大腸桿菌中淀粉樣蛋白和生物膜的形成,這是人類常見的細菌菌株。
該團隊包括分子,細胞和發(fā)育生物學(xué)教授,Matthew Chapman;TSRI分子醫(yī)學(xué)教授Joel Buxbaum;第一作者,查普曼實驗室的博士后研究員Neha Jain在“美國國家科學(xué)院院刊”上發(fā)表了他們的研究成果。
“生物膜對生物膜最重要的健康影響之一就是導(dǎo)管。在你試圖放入人體的任何一種裝置中,都會形成生物膜,”分子,細胞和發(fā)育生物學(xué)教授查普曼說。“這是一個巨大的,巨大的問題,因為導(dǎo)管插入幾天,細菌可以在設(shè)備上形成生物膜,這可能導(dǎo)致嚴(yán)重的感染。”
該團隊研究了TTR如何與尿路感染中發(fā)現(xiàn)的大腸桿菌菌株相互作用。在UTI中,細菌菌株沉降到膀胱中,形成生物膜群落。生物膜中的細菌將自身包裹在一層淀粉樣蛋白纖維中,有助于保護它們免受環(huán)境中的壓力。大腸桿菌淀粉樣蛋白由稱為CsgA的蛋白質(zhì)組成。
當(dāng)研究人員混合純化的TTR和CsgA時,CsgA無法制備保護性淀粉樣蛋白。消除細菌對其環(huán)境的關(guān)鍵防御可以使身體更有效地對抗感染。
“如果細菌不能在生物膜中結(jié)合在一起,就可以更容易地打破個別的枝條而不是捆綁。”同樣,如果細菌沒有在生物膜中結(jié)合在一起,細菌感染可以得到更有效的治療。“我們發(fā)現(xiàn)TTR可以防止在致病性大腸桿菌菌株以及其他細菌菌株中形成生物膜。”
長期研究TTR的Buxbaum指出,在某些情況下,TTR本身可以形成淀粉樣蛋白纖維,正是這種能力使TTR具有結(jié)構(gòu)特征,可以阻斷其他蛋白質(zhì)(如CsgA)對淀粉樣蛋白的形成。
根據(jù)美國整形外科醫(yī)師學(xué)會的數(shù)據(jù),每100名接受髖關(guān)節(jié)或膝關(guān)節(jié)置換術(shù)的人中就有一人會感染。2001年的一項研究發(fā)現(xiàn),重癥患者中95%的尿路感染可以追溯到他們的導(dǎo)管,而87%的血流感染來自留置血管導(dǎo)管,86%的肺炎病例與機械呼吸機相關(guān)。
“有可能產(chǎn)生或基于這些蛋白質(zhì)相互作用的產(chǎn)品可以減少藥物中的這個問題,生物膜在植入體內(nèi)的許多人造表面上形成,”Buxbaum說。“我們可以用這種蛋白質(zhì)浸漬這些表面,這樣它們就不會形成這些生物膜,并且更容易用抗生素治療這些感染。”
Chapman和Buxbaum說實施這項工作需要更多的研究,但這一舉措有助于防止植入物感染以及抗生素耐藥性。
查普曼說:“如果你可以針對這種阻力,宿主可能能夠清除感染。”“你也可能會開出較低劑量的抗生素,或縮短抗生素的使用時間,這些都是好事。”
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