Revolučný výskum: Takto porazíme nebezpečné biofilmy!

Revolučný výskum: Takto porazíme nebezpečné biofilmy!

Nedávna správa Univerzity Heinricha Heineho v Düsseldorfe (HHU) ukazuje, ako môžu baktérie vo forme biofilmov predstavovať vážnu hrozbu pre zdravie. Tieto biofilmy, ktoré obsahujú zbierky baktérií a mikroorganizmov, sú nielen odolné, ale môžu tiež obsahovať to, čo z nich robí potenciálnych prenášačov chorôb. Alarmujúca je najmä baktéria Pseudomonas aeruginosa, ktorá je zodpovedná za rôzne infekcie vrátane zápalu pľúc, močových ciest a meningitídy a je považovaná za hlavný nemocničný patogén. HHU uvádza, že….

V rámci komplexného výskumného projektu chemici z HHU v spolupráci s kolegami z Mníchova a Groningenu skúmali export polysacharidu „Pel“, ktorý je kľúčový pre tvorbu biofilmu P. aeruginosa. Tieto výsledky boli publikované v časopise Nature Communications. Exportný komplex PelBC, základná štruktúra, je posledným krokom v bakteriálnej bunke pred uvoľnením Pel, aby sa vytvorila matrica biofilmu. Pomocou kryo-elektrónovej mikroskopie bola analyzovaná predtým neznáma štruktúra a dynamika tohto zariadenia.

Úloha polysacharidov

Pseudomonas aeruginosa produkuje najmenej tri rôzne extracelulárne polysacharidy, vrátane Pel, Psl a alginátu, z ktorých všetky sú dôležité pre vývoj biofilmu. Štúdia ukazuje, že nemukoidné varianty môžu používať buď Pel alebo Psl ako primárny štruktúrny polysacharid. Mutačné analýzy zdôraznili, že Psl je rozhodujúci pre povrchové pripojenie vo väčšine izolátov, zatiaľ čo Pel sa stáva významne dôležitým v neskorších štádiách tvorby biofilmu. {' PMC uvádza, že… ‘}

Výskumníci klasifikovali bakteriálne kmene do štyroch skupín na základe ich funkčných a expresných profilov Pel a Psl. Táto klasifikácia sa použila na pochopenie toho, ako môžu rôzne kmene udržiavať tvorbu biofilmu napriek mutáciám v génoch exopolysacharidov. Najmä výskum ukazuje, že nadmerná produkcia Pel a Psl by mohla predstavovať stratégiu prežitia v meniacom sa prostredí.

Nebezpečenstvo biofilmov

Biofilmy predstavujú obrovskú výzvu pre terapeutické zásahy. Ich štruktúra ich robí výrazne odolnejšími voči antimikrobiálnym látkam v porovnaní s planktónovými bunkami. To často vedie k chronickým infekciám a terapeutickým činidlám, ktoré zlyhávajú. Morbidita a mortalita u pacientov infikovaných Pseudomonas sa pohybuje medzi 20 a 60 %, najmä v prípade kmeňov rezistentných voči viacerým liekom. Rizikové faktory pre takéto infekcie zahŕňajú štrukturálne ochorenie pľúc, hematologické novotvary a nedávne užívanie antibiotík.

Budúci výskum by mal nielen vrhnúť ďalšie svetlo na mechanizmy Pel expresného komplexu, ale aj na interakciu medzi Pel a inými proteínovými komplexmi, ktoré sa podieľajú na syntéze Pel. Cieľom prebiehajúcich výskumov sú aj stratégie boja proti infekciám založeným na biofilme, ako je inhibícia systémov snímania kvóra a vývoj nových antimikrobiálnych peptidov. PMC zdôrazňuje, že…