Някои от най-смъртоносните бактерии се хранят с човешка кръв

Акценти

Учени от Вашингтонския държавен университет откриват, че едни от най-смъртоносните бактерии в света биват привлечени от кръвта или плазмата в човешкото тяло заради хранителни вещества, които използват като храна.

Феноменът е наречен бактериален вампиризъм.

Проучването

Екипът открива, че бактериите са привлечени от течната част на кръвта или серума, а причината е, че в тях се съдържат хранителни вещества, с които бактериите могат да се хранят. Оказва се още, че са особено силно примамени от серина – аминокиселина, открита в човешката кръв, но често срещана и в протеиновите напитки.

Водещ автор на проучването е проф. Арден Бейлинг от Катедрата по ветеринарна микробиология и патология на Вашингтонския държавен университет. Специалистът подчертава, че бактериите, които заразяват кръвния поток, могат да бъдат смъртоносни. Някои от онези, които най-често причиняват инфекции на кръвта, усещат химикал и се устремяват към него.

Изследователите откриват, че има поне три вида бактерии, които са привлечени от човешката кръв. И това са Salmonella enterica, Escherichia coli и Citrobacter koseri. Тези бактерии са водеща причина за смърт при хората с възпалителни заболявания на червата, а това е 1% от населението. Много често при тези пациенти се появява кървене в червата, което позволява на бактериите да навлязат в кръвния поток.

За целта на изследването проф. Арден Бейлинг проектира микроскопска система с изключително висока мощност, наречена Chemosensory Injection Rig Assay (хомосензорен инжекционен анализ). Чрез системата CIRA учените симулират кървене в червата. Правят го като инжектират микроскопични количества човешки серум в езерце от подвижни бактерии. След това наблюдават в реално време как бактериите се придвижват към източника.

>>>Мутация променя ешерихия коли от безобидна в опасна

Установяват, че отговорът е невероятно бърз. На болестотворните бактерии отнема по-малко от минута да намерят серума.

CIRA има няколко предимства. Сред тях са възможността да се използва човешки серум, фактът, че се извършват директни измервания на динамиката на локализацията в реално време на бактериалната популация. Както поясняват авторите още: „Използвайки многоканално флуоресцентно изобразяване на диференциално маркирани бактериални популации, ние наблюдаваме полимикробни взаимодействия чрез сравнения на поведението на бактериите в рамките на един и същ експеримент.“

В хода на проучването екипът открива още, че бактерията Salmonella има специален протеинов рецептор – Tsr. Именно той позволява на бактериите да усещат и да плуват към серума.

Като използват техника, наречена протеинова кристалография, успяват да видят как атомите на протеина си взаимодействат със серина. Именно него изследователите смятат за един от химикалите в кръвта, който бактериите откриват най-бързо и с който се хранят.

>>>Клас антибиотици се справят с мултирезистентни бактерии

„Установихме, че повечето от родовете бактерии, класифицирани от СЗО като приоритетни патогени, използват сложни хемосензорни системи за ефективна инфекция и упражняват прецизен контрол върху колонизационната си топография. Включват мултирезистентни Enterobacteriaceae патогени на червата като Salmonella enterica, Escherichia coli, Citrobacter koseri и Enterobacter cloacae. Всички те представляват големи предизвикателства за нозокомиалните инфекции и глобалното здраве“, пишат авторите в статията с резултатите, публикувана в списание eLife.

Резултати

Нови разбирания затова как възникват инфекциите на кръвния поток и как могат да бъдат лекувани, е един от съществените резултати на изследването.

„Като разберем как тези бактерии могат да откриват източници на кръв, в бъдеще можем да разработим нови лекарства, които блокират тези способности. Подобни медикаменти ще подобрят живота и здравето на хората, страдащи от възпаление на червата и изложени на много висок риск от инфекции на кръвния поток“, казва друг от членовете на екипа Сиена Глен.

Част от екипа са още специалисти от Университета на Орегон.