Медь против устойчивых бактерий: ученые изучают защиту организма

Иммунная система использует медь как одно из средств борьбы с бактериями при инфекциях мочевых путей. Ученые из Техасского университета A&M изучат, как микроорганизмы переживают эту атаку и можно ли сделать их более уязвимыми.

Проект получил грант Национальных институтов здравоохранения США на $1,48 млн. Его конечная цель — найти вещества, которые будут работать вместе с естественной защитой организма и помогут справляться с инфекциями, устойчивыми к антибиотикам.

Детали

Медь нужна человеку в небольших количествах, но при определенной концентрации и в подходящей химической среде она токсична для бактерий. Клетки врожденного иммунитета могут поглощать микробы и подвергать их воздействию смеси противомикробных веществ, в которую входит и медь.

Предыдущая работа лаборатории Саргуру Субаша (Sarguru Subash) показала, что при инфекции мочевых путей содержание меди в моче повышается. Эту реакцию выявили у людей при инфекциях, вызванных кишечной палочкой, клебсиеллой и протеем, а также воспроизвели в модели на приматах.

Исследователи связывают перенос меди с церулоплазмином — белком, который содержит медь и появляется в моче в повышенном количестве во время инфекции. Он может не только подвергать бактерии медному стрессу, но и ограничивать доступное им железо.

Однако у бактерий есть системы защиты: они могут выводить медь из клетки или обезвреживать ее. Новый проект должен показать, какие гены позволяют возбудителям инфекций мочевых путей переносить повышенную концентрацию металла и продолжать размножаться.

Команда также проверит предварительное наблюдение, согласно которому медь может мешать работе фимбрий — похожих на волоски структур на поверхности бактерий. С их помощью микроорганизмы прикрепляются к клеткам мочевого пузыря. Если сцепление ослабевает, бактериям труднее удержаться, и они с большей вероятностью вымываются с мочой.

Еще одно направление — экспериментальные противомикробные соединения, действие которых усиливается в присутствии меди. Ученые намерены изменить и проверить родственные вещества, чтобы отобрать возможных кандидатов для дальнейших доклинических исследований.

Почему это важно

Инфекции мочевых путей широко распространены, а рост устойчивости бактерий постепенно сокращает выбор эффективных антибиотиков. Подход, который усиливает уже существующий механизм иммунной защиты или лишает бактерии способности сопротивляться ему, потенциально может дополнить привычное лечение.

Но речь пока идет о раннем этапе. Новое исследование только начинается, а значительная часть имеющихся данных получена в лаборатории и на животных. Даже если ученые найдут перспективное соединение, ему предстоят проверки безопасности, дозировки и эффективности, прежде чем испытания смогут перейти к людям. По оценке руководителя проекта, доступное пациентам лечение появится не скоро.

Самостоятельно принимать добавки с медью или использовать растворы металла при инфекции нельзя. Избыток меди токсичен и может повредить собственные клетки организма. Новая работа посвящена строго контролируемой доставке и взаимодействию меди с другими защитными механизмами, а не бытовому применению минерала. При симптомах инфекции мочевых путей необходимо обратиться к врачу и не заменять назначенное лечение добавками.

Источник

Официальный материал Техасского университета A&M: As antibiotic resistance grows, researchers turn to copper to fight infections. Пересказ также опубликован на Phys.org.

Аманда Хайр (Amanda N. Hyre) и соавторы. Copper Is a Host Effector Mobilized to Urine during Urinary Tract Infection To Impair Bacterial Colonization. Infection and Immunity, 2017.