Уявлення про амілоїдні білки вдалося розширити

Мейтал Ландау сподівається, що зроблене її командою відкриття не тільки розширить уявлення про амілоїдні білки, але і призведе до появи нових антибіотиків.

Дослідники виявили унікальні амілоїдні волокна, що використовуються надзвичайно небезпечною бактерією - метицилінрезистентним золотистим стафілококом - для атак на клітини людського організму. У майбутньому це відкриття може призвести до появи антибіотиків, які по-новому впливають на бактеріальні токсини.

Результати роботи, проведеної під керівництвом доцента Мейтал Ландау (Meytal Landau) з Ізраїльського технологічного інституту «Техніон» (івр. הטכניון - в טכנולוגי.

Дослідникам вдалося виявити «зброю», якою користуються бактерії виду Staphylococcus aureus. Ним виявилися волокна раніше невідомого амілоїдного білка. Амілоїди зазвичай пов'язують з розвитком нейродегенеративних захворювань, зокрема, хвороби Альцгеймера. Ці білки можуть формувати надзвичайно стабільні впорядковані структури, схожі на павучі мережі. Міцність конструкції допомагає амілоїдним білкам переносити такі умови середовища, в яких звичайні білки руйнуються.

Найвідомішим прикладом згубного впливу амілоїдоподібних білків є хвороба Крейтцфельдта - Якоба, більш відома як «коров'ячий сказ». Ландау так розповідає про нього: "Наукова спільнота була здивована цим захворюванням. Виявилося, що воно викликається не вірусом і не бактерією, а прионом, білком, за структурою схожим з амілоїдами. Пізніше стало ясно, що люди заражаються коров'ячим сказом саме внаслідок стійкості структури приона. Він не руйнується ні в ході переробки і приготування м'яса, ні в процесі травлення ".

Прион, що викликає коров'ячий сказ, так само як і інші відкриті раніше амілоїдні білки володіє структурою «крос-бета». Під час нового дослідження вченим вдалося виявити амілоїд з новою структурою. Вона отримала назву «крос-альфу». Щоб підтвердити свою гіпотезу, дослідники вивчили білок у циклічному прискорювачі частинок - і тільки після цього вони змогли стверджувати, що знайшли щось принципово нове. Дійсно, виявилося, що незвичайна структура білка робить амілоїдні волокна більш небезпечними для організму-господаря. Зокрема, ці білки стимулюють розвиток запальних процесів, руйнують клітини інфікованого організму і беруть участь у формуванні біоплінок - особливого середовища, всередині якого бактерії стають практично невразливі для антибіотиків.

На думку Ландау, зроблене відкриття може призвести до появи антибактеріальних препаратів з раніше не використовуваним механізмом дії. Ці кошти стануть придушувати синтез амілоїдних білків, знищуючи тим самим одне з найнебезпечніших «знарядь», що знаходяться в арсеналі патогенних бактерій. Дослідниця вважає, що нові препарати не будуть знищувати бактеріальні клітини, а будуть лише зменшувати їх токсичність, тому миттєвого розвитку стійкості можна не побоюватися.

"Стійкість до антибіотиків розвивається під тиском еволюційного відбору. Виживають і розмножуються ті бактерії, які не були знищені ліками, - розповідає Ландау. - Якщо ми зменшимо цей тиск і не будемо вбивати бактеріальні клітини, а тільки зменшимо шкоду від них, можливо, швидкість розвитку резистентності знизиться ".

Говорячи про майбутнє, Ландау зазначила: "В умовах інституту складно розробити лікарський засіб від початку і до кінця - витрати будуть непомірно високі. Однак ми можемо забезпечити виробників ліків науковими даними, які допоможуть прискорити процес розробки і знизити його вартість. Наша нова робота стане першим кроком у цьому напрямку. Тепер наше завдання - знайти з'єднання, які зможуть заблокувати синтез "крос-альфу" волокон і "роззброїти" бактерії ".

Дослідниця також припустила, що відкриття амілоїдних білків з принципово новою структурою може допомогти у вивченні нейродегенеративних захворювань і боротьбі з ними.