Дыхательная недостаточность, вызванная хронической инфекцией легких бактериями Pseudomonas aeruginosa, является частой причиной смерти пациентов с муковисцидозом (МВ), генетическим заболеванием, которое часто встречается у лиц европейского происхождения. Исследование, опубликованное 24 апреля в журнале PLOS Pathogens, демонстрирует, что антимикробный пептид, продуцируемый иммунными клетками человека, может способствовать мутациям в бактериях, которые делают их более смертоносными.
Дэниел Возняк из Медицинского центра Векснера при Университете штата Огайо, США, и его коллеги изучали процесс, называемый "мукоидная конверсия", который включает в себя мутации в Pseudomonas, которые создают липкую сахарную оболочку бактерий, что делает их более устойчивыми к различным видам лечения. Этот процесс довольно хорошо изучен и включает в себя мутацию определенного гена Pseudomonas, называемого mucA. В поисках факторов человеческого хозяина, которые способствуют мутации mucA, ученые обнаружили, что определенные клетки иммунной системы, называемые полиморфонуклеоцитами (или нейтрофилами), которые присутствуют в большом количестве в клетках легких пациентов с CF, могут запускать мукоидную конверсию Pseudomonas, и что специфический антимикробный фактор, продуцируемый этими клетками, называемый LL-37, играет ключевую роль.
В высоких дозах LL-37 может убивать бактерии, протыкая большие дыры в их клеточных стенках. Однако при более низких концентрациях (которые, кажется, имитируют ситуацию в легких пациентов с МВ), ученые обнаружили, что некоторые молекулы LL-37 могут проникать в бактериальные клетки, не убивая их. Оказавшись внутри, LL-37, по-видимому, может напрямую взаимодействовать с бактериальной ДНК и изменять ее, что приводит к мутации гена mucA. Результирующая мукоидная конверсия делает покрытые сахаром бактерии устойчивыми к более высоким дозам LL-37, включая дозы, которые легко убивают бактерии "голый" Бактерии Pseudomonas до мукоидной конверсии.
Далее ученые показали, что LL-37 может вызывать мутации помимо мутации mucA как у Pseudomonas, так и у E. coli, показывая, что его функция как мутагена не ограничивается ни конкретным геном, ни конкретным патогеном.
Взятые вместе, результаты демонстрируют, что противомикробное вещество в низких дозах может действовать как мутаген, делающий бактерии более опасными. Учитывая, что антимикробные пептиды, подобные LL-37, обсуждаются как многообещающие источники для разработки новых антибиотиков, ученые говорят, что их данные "Подчеркните, насколько важно учитывать влияние существующих и новых методов лечения и иммунный ответ хозяина на эволюцию микробных сообществ во время хронических инфекций."