Eine Studie der University of California (USA), San Diego Biochemiker, erklärt, warum Infektionen von Pseudomonas Bakterien, die sich auf 200.000 Krankenhauspatienten jedes Jahr in den Vereinigten Staaten, kann so gefährlich für die Zellen im Körper, und die Nummern für neue Wege zur Behandlung dieser Infektionen.
Pseudomonas aeruginosa, eine gemeinsame Bakterium infizieren können fast jeden Teil des Körpers und produziert Toxine, die Gewebe schädigen.
In der Studie der in der 17. Oktober Ausgabe des Journal of Biological Chemistry, die Forscher berichten, dass, wenn das Bakterium injiziert ein Toxin genannte "ExoU" mit einer kleinen Nadel-Struktur in die Zellen, das Toxin abbaut Phospholipiden fettend Moleküle, die ein wesentlicher Bestandteil der Zellmembranen.
Sie stellte außerdem fest, dass Chemikalien bekannt zu blockieren Proteine, degrade Phospholipiden könnte Zellen, die sonst sterben.
Eine frühzeitige Online-Version des Papiers finden Sie unter http://www.jbc.org/cgi/reprint/M302472200v2.
"Wir haben festgestellt, dass das Toxin, das mit 90 Prozent der schweren Fällen von Pseudomonas-Infektionen, tötet Zellen, indem sie auf eine Komponente der Zellmembran", sagt Partho Ghosh, Professor für Chemie und Biochemie in UCSD's Division of Physical Sciences , der Leiter der Research-Team.
"Wir waren in der Lage, chemische Stoffe zum Schutz der Zellen vor den Folgen des Toxins, die Erhöhung der Möglichkeit einer neuen Form der Behandlung dieser Infektionen."
P. aeruginosa und sind weit verbreitet, während diese Bakterien nur selten Einfluss auf gesunden Menschen, sie sind ein ernstes Problem für die zystische Fibrose, Aids, brennen und Chemotherapie-Patienten und anderen Personen, die das Immunsystem geschwächt.
zum Beispiel, 50 Prozent der Aids-Todesfälle sind im Zusammenhang mit P. aeruginosa-Infektionen, und diese Bakterien sind die häufigste Ursache einer Lungenentzündung im Auftrag Intensivstationen.
Außerdem, die Behandlung dieser Infektionen ist oft problematisch wegen der Antibiotika-Resistenz der Bakterien. So wollten die Forscher besser zu verstehen, wie das Toxin getötet Zellen in der Hoffnung, dass diese Einsicht würde dazu führen, dass alternative Behandlungen für die Infektionen.
"Wir wussten, dass diese Bakterien mit einer Nadel-ähnlichen Struktur zu spritzen Toxin direkt in Säugerzellen", erklärt Ghosh. "Aber wir wussten nicht, den Mechanismus, mit dem das Toxin induzierten Zelltod."
Drei ihrer Ergebnisse, dass die ExoU Toxin abbaut Zellmembran Phospholipide. Es wurden wichtige Ähnlichkeiten in der Sequenz der Aminosäuren-Bausteine, die Proteine zwischen dem Toxin und Proteine bekannt, sich Phospholipiden.
Darüber hinaus, indem eine fluoreszierende 'Tag', um das Toxin, die Forscher konnten sehen, dass ExoU injiziert in die Zelle endet in der Zellmembran. Schließlich fanden sie heraus, dass chemische Inhibitoren von Phospholipid erniedrigender Proteine geschützten Zellen aus dem Toxin.
Allerdings werden sie auch entdeckt, dass ExoU nicht in der Lage ist, sich auf eigene Phospholipiden, und dass in den Zellen, das Toxin lokalisiert zu unterschiedlichen Regionen der inneren Zellmembran. Da sind sich über den gesamten Phospholipiden der Zellmembran, diese Beobachtung steht im Einklang mit der Idee, dass das Toxin ist die Interaktion mit einem bestimmten Faktor, mit Ausnahme von Phospholipiden in der Zellmembran.
"Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass das Toxin ist inaktiv, bis sie in Säugerzellen, wenn sie aktiviert wird durch die Interaktion mit einem oder mehreren Host-Zell-Faktoren", erklärt Ghosh.
"Wir sind derzeit auf der Suche für diese Aktivator in Säugerzellen", sagt Rebecca Phillips, Doktorand im Labor Ghosh und der erste Autor auf dem Papier. "Es kann möglich sein, ein Medikament zu finden, die verhindert, dass diese Interaktion und schützt die Zellen aus dem Toxin."
Die Forscher sind auf der Suche nach mehreren Alternativen zur Behandlung der Infektion, weil es immer noch nicht klar, dass Inhibitoren von Phospholipid erniedrigender Proteine können Patienten erfolgreich zu behandeln, auch wenn diese Chemikalien schien vielversprechend in den isolierten Säugerzellen die Forscher in ihren Studien.
Dies liegt daran, dass Säugetierzellen haben ihre eigene Proteine, die für erniedrigender Phospholipiden, die erforderlich sind, um für den normalen Zelle Wartung und Reparatur. Allerdings haben die Forscher nach wie vor optimistisch.
"Es ist definitiv eine Möglichkeit finden, dass wir Chemikalien, die speziell für das Toxin und wirkt sich nicht auf Säugerzellen", sagt Phillips. "Wir arbeiten derzeit, um festzustellen, ausführliche Informationen über die molekulare Struktur des Toxins, die Ihnen von Nutzen sein wird in der Gestaltung von speziellen Drogen."
Weitere Beteiligte an dieser Arbeit, die Edward Dennis, ein Chemie und Biochemie-Professor an der UCSD Abteilung für Physikalische Wissenschaften und UCSD's School of Medicine und David Six, ein ehemaliger Doktorand im Labor Dennis. Das Forschungsprojekt wurde unterstützt von der Cystic Fibrosis Foundation, National Institutes of Health und Keck Distinguished Young Scholar Award in der Medizin.