A biofilm képződése elleni lehetséges új védelmet, a nyálkahártyában található polimereket fedezte fel az MIT kutatócsoportja.
A biofilmek nyálkás baktériumok, amelyek komoly veszélyt jelentenek az orvosi és ipari környezetben.A meggyökerezett biofilmektől rendkívül nehéz megszabadulni, és sok kutatás járult hozzá annak meghatározásához, hogyan lehet megelőzni és megszüntetni ezeket a káros anyagokat.
A nyálka hasznos
A Current Biology folyóiratban publikált biológiai mérnökök csapata felfedezte, hogy ezek a mucinnak nevezett polimerek képesek elkapni a baktériumokat, és megakadályozzák, hogy összetapadjanak egy felületen, így ártalmatlanná válnak.
Katharina Ribbeck, Eugene Bell karrierfejlesztési tanársegéd a biológiai mérnökökből és a tanulmány vezető szerzője szerint:
„A nyálka egy olyan anyag, amely több millió éves evolúció során fejlődött ki, hogy kezelje a mikrobiális világgal való interakcióinkat. Biztos vagyok benne, hogy ihletet találhatunk belőle olyan új stratégiákhoz, amelyek segítenek megelőzni a fertőzéseket és a baktériumok megtelepedését.”
A mucintakarók segíthetnek megakadályozni a biofilm képződését az orvosi eszközökön, és a személyes higiéniában is alkalmazhatók, például olyan termékekben kombinálva, mint a fogkrém és a szájvíz, ami fokozhatja a szervezet védekezőképességét, különösen azoknál az embereknél, akiknek saját nyálka elhasználódott.
Hogyan akadályozzuk meg a baktériumok felhalmozódását
A nyálka végigfut a test nedves felületein, olyan területeken, mint a légutak és az emésztőrendszer. „A nyálka tankönyvi nézete szerint gátat szab a fertőzésnek, de egyáltalán nem világos, hogyan teszi ezt.”Ribbeck azt mondja.
A kérdés megválaszolásához Ribbeck és csapata a Pseudomonas aeruginosa baktériumok viselkedését vizsgálta olyan szaporítási módszerrel, amely oldható, tisztított mucinokat, hosszú fehérjéket tartalmaz számos rögzített cukormolekulával kiegészítve.
Ahhoz, hogy a baktériumok áthaladhassanak a nyálkarétegen, és megfertőzzék az alatta lévő szöveteket, olyan csoportokat kell létrehozniuk, amelyek hozzá tudnak tapadni a szövet felszínéhez.Az immunsejtek az egyes baktériumsejtek elleni küzdelemre specializálódtak, ezért a baktériumcsoportokat az immunrendszer nehezebben tudja eltávolítani.
Ribbeck elmagyarázza:
„Általában azt akarja, hogy baktériumok legyenek a közelben, csak nem akarja, hogy összefogjanak. Azt akarja, hogy sok más baktériummal keveredjenek, amelyek jót tesznek az Ön számára. Nem akarod, hogy egyetlen faj is átvegye az uralmat, mert akkor túlnőhetnek a rendszeren."
A jelenlegi tanulmányban a kutatók azt találták, hogy a mucinok gátolják a bakteriális csomók képződését azáltal, hogy nem engedik megtapadni őket, ami elengedhetetlen ahhoz, hogy csoportosuljanak.Amikor a baktériumok mozogni tudnak, ragacsos keverékben végeznek, és kevesebb kárt okoznak.
Ribbeck azt mondja: „A mucinok képesek elnyomni a virulenciát azáltal, hogy elkülönítik a sejteket. Ez olyan, mintha külön szobákban tartaná a gyerekeket, így kimaradnak a bajból."
Néha a baktériumok áttörhetik ezt a védelmi rendszert, és fertőzéseket okozhatnak.Ezt felgyorsíthatja a kiszáradás, a kemoterápia és az öregedés miatti nyálkásodás, vagy a cisztás fibrózisban szenvedő betegek nyákkal eltömődött tüdeje.
A mikrobiális viselkedés kezelése
A mucinok antimikrobiális burkolatként való alkalmazásának fő pozitív hatása az, hogy az anyag demobilizálja a patogén baktériumokat anélkül, hogy megszüntetné azokat.
Ennek ellenére kevésbé valószínű, hogy a baktériumok rezisztenciát alakítanak ki a mucinokkal szemben, mint az antibiotikumokkal szemben.A nyálkahártyán élő előnyös baktériumok is túlélnének.
Ribbeck azt mondja: „Ez egy szép mechanizmus, ahol egyszerűen elnyomja a virulencia jellemzőit anélkül, hogy megölné a baktériumokat. Ez a természet módja a mikrobiális viselkedés olyan kezelésének, amelyet hasznos lehet kihasználni.”
Ribbeck és csapata most azt vizsgálja, hogyan gátolják a mucinok a baktériumok mozgékonyságát, valamint hogyan gátolják a nem mozgó baktériumok által okozott fertőzést.Emellett a mucin kölcsönhatásait tanulmányozza más patogén organizmusokkal, például élesztőgombákkal.
Írta: Kelly Fitzgerald
