Биологи из университета Калифорнии, Сан-Диего, выявили основной биохимический механизм, посредством которого холерный токсин оказывает свое столь патогенное действие, вызывая профузный понос, из-за чего человек теряет до половины жидкости своего организма в течение одного дня.
Две группы ученых изучали на фруктовых мухах, мышах и культивированных человеческих клетках кишечника холерный токсин, произведенный высоко инфекционной бактерией Vibrio cholerae. Они обнаружили, что токсин оказывает часть своего разрушительного воздействия, снижая доставку белков к межклеточным соединениям, которые обеспечивают целостность слизистой оболочки кишечника.
Их выводы, опубликованные 11 сентября в журнале «Cell Host & Microbe», возможно, положат начало развитию новых методов лечения этой смертельной болезни, которая угрожает миллионам людей в бедных странах по всему миру, живущих в районах с плохими санитарными условиями, с поставкой воды, часто загрязненной бактериями холеры. Страшная эпидемии холеры в новейшей истории произошла после землетрясения 2010 года на Гаити, где погибло более 7900 человек, и госпитализированы сотни тысяч людей в Гаити и в соседней Доминиканской Республике.
«Мы обнаружили механизм, с помощью которого холерный токсин нарушает межэпителиальные соединения, которые выполняют барьерную функцию между телом и содержимым кишечника», - говорит Ethan Bier, профессор биологии в Калифорнийском университете в Сан-Диего, возглавляющий одну из двух команд. «Следствием ослабления этих межклеточных соединений является то, что ионы натрия и воды свободно проходят между клетками в просвет кишечника».
Исследование базируется на исследовании, опубликованном десятилетия назад, когда ученые обнаружили, что токсин холеры индуцирует выработку циклического аденозинмонофосфата, или «цАМФ» в эпителиальных клетках, выстилающих кишечник. В свою очередь цАМФ открывает белковые CFTR- каналы для вxода в клетку xлорид-ионов, а повышение их концентрации внутри клетки согласно законам электронейтральности и осмотического баланса приводит к секреции клеткой положительных ионов натрия, калия и воды, а также гидрокарбонат-иона в просвет тонкой кишки. Это и приводит к обильной потере солей и воды со стулом и обезвоживанию организма.
Молекулярный механизм, с помощью которого такое большое количество ионов натрия и воды выходит в просвет кишечника в результате действия холерного токсина, оставался загадкой до исследования Annabel Guichard - ученого, ведущего автора статьи.
Исследователи обнаружили, что холерный токсин обладает двумя совершенно различными, но взаимосвязанными механизмами, вызывающими диарею. В дополнение к повышению транспорта ионов хлора через каналы CFTR, он ослабляет межклеточные соединения, что вызывает быстрое просачивание ионов натрия и воды между клетками.
Понимание этого нового механизма действия холеры может иметь важные последствия для лечения других заболеваний с нарушенной барьерной функцией кишечника, таких как болезнь Крона, колит и целиакия. По мнению Annabel Guichard, разработка препаратов, восстанавливающих целостность поврежденного кишечного барьера – это новый подход, который сможет уменьшить симптомы заболевания при холере и других хронических заболеваниях кишечника.
Источник: vk.com