Przełomowe odkrycie polskich naukowców. Pomoże stworzyć nowe terapie
Polscy badacze po raz pierwszy szczegółowo opisali strukturę kompleksu BAM (beta-barrel assembly machinery) bakterii z gromady Bacteroidota, dokonując odkrycia, które znacząco poszerza wiedzę o funkcjonowaniu tych mikroorganizmów i otwiera nowe możliwości w opracowywaniu skutecznych terapii antybakteryjnych.
Wyniki przełomowych badań międzynarodowego zespołu naukowców kierowanego przez dr. inż. Mariusza Madeja z Wydziału Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii Uniwersytetu Jagiellońskiego oraz prof. Berta van den Berga z Uniwersytetu w Newcastle ukazały się w prestiżowym czasopiśmie „Nature Microbiology”.
Bakterie z gromady Bacteroidota są wszechobecne w środowisku, gdyż występują w glebie, wodach, lodowcach, a także w układach pokarmowych ssaków. Choć wiele z nich pełni pożyteczne funkcje ekologiczne, niektóre gatunki, jak Porphyromonas gingivalis, stanowią poważne zagrożenie dla zdrowia człowieka. Ten patogen jest główną przyczyną paradontozy, a jego obecność powiązano z rozwojem chorób układowych, takich jak reumatoidalne zapalenie stawów, schorzenia sercowo-naczyniowe czy choroba Alzheimera.
Zespół dr. Madeja postanowił zbadać strukturę kompleksu BAM u P. gingivalis, który odpowiada za prawidłowe formowanie i wbudowywanie białek błonowych – elementów kluczowych dla przeżycia bakterii Gram-ujemnych. Wykorzystując kriomikroskopię elektronową pojedynczej cząsteczki, prowadzoną z użyciem zaawansowanej infrastruktury Narodowego Centrum Promieniowania Synchrotronowego SOLARIS, naukowcy uzyskali strukturę atomową kompleksu o niespotykanej wcześniej złożoności. Uczeni odkryli, że kompleks BAM u P. gingivalis zawiera aż pięć dodatkowych białek tworzących zewnętrzną kopułę, której nie posiada dobrze poznany modelowy system Escherichia coli.
Ta nowa struktura pozwala bakterii skuteczniej fałdować i montować złożone kompleksy błonowe, co może być jednym z czynników warunkujących jej wysoką odporność na leczenie. Podobne wyniki uzyskano dla innego przedstawiciela tej gromady – Bacteroides thetaiotaomicron, bakterii odgrywającej kluczową rolę w mikrobiomie jelitowym człowieka.
Ujawnienie unikalnej struktury kompleksu BAM tłumaczy, dlaczego dotychczasowe inhibitory opracowane przeciwko innym bakteriom Gram-ujemnym nie działają na Bacteroidota. Poznanie budowy tego kompleksu umożliwia teraz racjonalne projektowanie nowych leków, które mogą skutecznie blokować jego działanie i hamować rozwój chorób wywoływanych przez P. gingivalis.
Jak podkreślają badacze, opracowanie selektywnych inhibitorów BAM może w przyszłości doprowadzić do powstania nowej klasy antybiotyków ukierunkowanych na zwalczanie chorób przyzębia oraz schorzeń o podłożu zapalnym związanych z zakażeniem P. gingivalis. Odkrycie to stanowi ważny krok w kierunku rozwoju nowoczesnych terapii precyzyjnych, które pozwolą skutecznie walczyć z patogenami opornymi na dotychczasowe leczenie.
Źródło: Uniwersytet Jagielloński w Krakowie
Czytaj też: Zamknięty obieg w budownictwie. Zaprawy budowlane z recyklingu?
Grafika tytułowa: CDC / Unsplash
