Медь иммунной системы стала основой поиска средств против инфекций

Иммунная система человека умеет использовать медь как оружие против бактерий, вызывающих инфекции мочевых путей. Именно этот природный механизм изучают исследователи Колледжа ветеринарной медицины и биомедицинских наук Техасского университета A&M. Их цель — понять, как организм применяет медь, как бактерии ей противостоят и можно ли использовать эти знания для создания новых препаратов против возбудителей, резистентных к антибиотикам. Исследование поддержано грантом Национальных институтов здоровья (NIH) в размере 1,48 млн долларов.

Медь как оружие иммунитета

Предыдущие работы лаборатории доктора Саргуру Субаша показали: когда бактерии вторгаются в мочевые пути, организм повышает концентрацию меди в моче. В высоких концентрациях медь токсична для бактерий: она нарушает их ферментные системы, вызывает окислительный стресс и препятствует нормальному клеточному дыханию.

Один из возможных переносчиков меди — белок церулоплазмин, купрозависимая ферроксидаза, циркулирующая в крови. Предварительные данные Субаша указывают на то, что церулоплазмин может помогать доставлять медь в мочевые пути во время инфекции. Механизм этой доставки и точная роль белка — одна из ключевых тем нынешнего исследования.

Три направления новой работы

Новый грант позволяет команде систематически изучить три взаимосвязанные стороны медь-зависимого иммунного ответа:

• Генетика бактериальной устойчивости. Бактерии — возбудители ИМП не гибнут молча: у них есть гены, позволяющие нейтрализовать или откачать медь и продолжать размножаться. Команда намерена детально изучить, какие именно механизмы задействованы и как они работают.

• Роль фимбрий. Фимбрии — тонкие волоскоподобные структуры на поверхности бактерий — позволяют им прикрепляться к стенке мочевого пузыря. Без прочной фиксации бактерии вымываются при мочеиспускании. Есть предварительные данные о том, что медь способна нарушать работу фимбрий, ослабляя прикрепление бактерий. Если это подтвердится, медь может действовать по двум путям одновременно: напрямую убивать и косвенно препятствовать колонизации.

• Медь-зависимые соединения. Команда также намерена создавать и исследовать экспериментальные соединения, антибактериальное действие которых усиливается в присутствии меди. Такой подход может позволить использовать естественное присутствие меди в мочевых путях для потенцирования терапевтического эффекта.

Контекст: зачем искать альтернативу антибиотикам

Инфекции мочевых путей относятся к самым распространённым бактериальным инфекциям. Один из основных возбудителей — уропатогенная кишечная палочка (Escherichia coli). Нарастающая резистентность к антибиотикам делает такие инфекции всё более трудными для лечения.

Читайте также по теме: росте устойчивости патогенов к антибиотикам.

«Мы почти смотрим в сторону постантибиотического мира, где мы, возможно, больше не сможем использовать антибиотики так, как привыкли в прошлом», — отмечал Субаш в более ранних комментариях. Новое исследование не означает создания готового препарата: до клинических испытаний медь-зависимых соединений ещё далеко. Это фундаментальная работа, нацеленная на понимание механизмов, без которых рациональный дизайн новых лекарств невозможен.