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L'étude peut mener aux stratégies efficaces de traitement antibiotique pour des gens avec du diabète incontrôlé

Les scientifiques occidentaux de réserve de cas ont pu avoir découvert un mécanisme moléculaire qui règle dans l'infection dangereuse de mouvement dans les pieds et les mains se produisant souvent avec du diabète incontrôlé. Il s'avère que le sucre de sang élevé lâche les molécules destructrices qui nuisent les défenses naturelles de la prévention de l'infection du fuselage.

Les molécules nuisibles - dicarbonyliques - sont des produits de décomposition de glucose qui nuisent infection-régler les peptides antimicrobiens connus sous le nom de bêta-defensins. L'équipe occidentale de réserve de cas découverte comment deux dicarbonyliques - methylglyoxal (MgO) et glyoxal (GO) - modifient la structure des peptides beta-defensin-2 (hBD-2) humains, boitillant leur capacité de combattre l'inflammation et l'infection.

Leurs découvertes in vitro de laboratoire, qui apparaissent cette semaine dans PLOS UN, pourraient éventuel contribuer des analyses importantes dans les médicaments antimicrobiens se développants et améliorants de peptide pour des gens avec du diabète qui ont des infections et des blessures de dur-à-control qui sont lentes pour guérir.

« Si nos découvertes supportent dans des expériences sur des animaux de contrat à terme in vivo et en tissus humains, nous aurons la preuve solide pour la façon dont ce mécanisme de dicarbonyl fonctionne dans le réglage du diabète incontrôlé pour affaiblir le fonctionnement hBD-2, et cela d'autres bêta-defensins, » a dit auteur Wesley supérieur M. Williams, PhD, qui a conduit la recherche dans le service des sciences biologiques, école occidentale d'université de réserve de cas de médicament dentaire.

Le premier l'auteur Janna Kiselar, PhD, concourt. « Nos seules découvertes in vitro pourraient avoir un impact important sur le développement des stratégies plus efficaces de traitement antibiotique pour des patients présentant le diabète incontrôlé, » a dit Kiselar, le Directeur adjoint et l'instructeur au centre pour la protéomique et la bio-informatique, enferme l'École de Médecine occidentale d'université de réserve. « Les découvertes mettent l'accent sur également l'importance d'abaisser le sucre de sang élevé et de le maintenir sous le contrôle. »

Critique à la recherche étaient l'analyse spectrale de masse (LCMSMS) et les in vitro, expériences de boîte de Pétri au banc de laboratoire. L'analyse spectrale de masse concerne interpréter une configuration dans la distribution des ions par un fuselage de question, connu sous le nom de masse, et alors différentes molécules sont recensées dans une marge (ou le segment) de la masse, connu sous le nom de spectres de masse.

Kiselar et Williams ont collaboré sur les expériences qui comparé les spectres de masse, le potentiel de bactérien-massacre et la capacité cellule-attirante immunisée de hBD-2 dicarbonyl-traité avec hBD-2 non traité. Ce bêta-defensin a été au commencement exposé aux activités de deux dicarbonyliques principaux - MgO et VA, qui sont connus pour augmenter chez l'homme avec du sucre de sang élevé. L'analyse spectrale de masse a prouvé que le MgO était le plus réactif des deux dicarbonyliques, ainsi le bactérie-massacre suivant et les expériences chimiotactiques ont été effectués en exposant hBD-2 au MgO.

D'abord les chercheurs comparés les spectres de masse pour le hBD-2 dicarbonyl-exposé avec hBD-2 non traité. Dans le hBD-2 dicarbonyl-exposé, ils ont constaté qu'en plus de gripper à plusieurs autres résidus d'acide aminé, le dicarbonyl grippe irréversiblement à deux franchement - les acides aminés chargés d'arginine ont situé près de la surface du peptide hBD-2. L'importance des charges positives ou négatives dans une protéine est qu'ils peuvent de manière significative influencer le fonctionnement de la protéine.

L'effet de ces frais d'arginine est considérable parce qu'ils peuvent influencer comment cette protéine agit l'un sur l'autre avec autre des composés et avec des cellules, y compris des bactéries. L'augmentation ou diminuer de la charge positive ou de la charge négative dans une protéine pourrait modifier le fonctionnement de cette protéine, selon où ces frais sont situés dans la protéine.

Ensuite, les chercheurs hBD-2 dicarbonyl-traité comparé à hBD-2 non traité dans leur capacité de détruire des bacilles gram négatifs. Le hBD-2 non traité est tout à fait efficace dans des bacilles gram négatifs de massacre, alors que hBD-2 dicarbonyl-exposé nuisait grand cette capacité des defensin d'arrêter l'impact des bactéries.

« Dans la boîte de Pétri de hBD-2 traitée avec le dicarbonyl, nous avons vu des approximativement 50 pour cent de réduction de la capacité de hBD-2 d'empêcher l'accroissement ou de détruire les bactéries, » Williams a dit. « C'était une perte importante de fonctionnement, et nous avons vu cet effet bien visuellement. Les expériences étaient des périodes multiples répétées utilisant plusieurs tensions bactériennes, et nous avons trouvé une perte de fonctionnement dans tous les cas. Il détermine que le fonctionnement antimicrobien était sensiblement entravé par le dicarbonyl de MgO. »

En conclusion, les chercheurs ont examiné les effets du MgO sur le rôle critique de hBD-2 dans une réaction de système immunitaire de stade précoce. Defensins tel que hBD-2 empêchent non seulement l'entrée dans le fuselage des microbes, tels que des bactéries et des virus, mais ils inscrivent également une alerte au système immunitaire au sujet de l'envahisseur. Les caractéristiques adaptatives et innées du système immunitaire peuvent alors recenser le microbe pour la destruction maintenant et dans le contrat à terme. Travail de Defensins, en partie, par le chemoattraction des cellules immunitaires spécifiques afin d'activer la prochaine étape de la réaction immunitaire, immunité adaptative appelée.

Pour vérifier l'effet de chemoattraction, Kiselar et Williams, en collaboration avec George Dubyak, PhD, professeur de la physiologie et de la biophysique, ont examiné les effets du dicarbonyl sur les capacités de chemoattraction de hBD-2. Habituellement, les cellules immunitaires humaines spécifiques sont sensibles et attirées par hBD-2. Dans les cellules exposées au hBD-2 MgO-traité, les bêta-defensin ont détruit beaucoup de sa capacité de commencer le chemoattraction.

Quant à de prochaines opérations dans la recherche, les études dans des modèles animaux ou les tissus humains seront nécessaires pour vérifier les découvertes in vitro au sujet des effets néfastes du dicarbonyl sur la famille de bêta-defensin des peptides antimicrobiens, en particulier parmi des gens avec du diabète qui ont le sucre de sang élevé excessif, couramment connu sous le nom d'hyperglycémie. Supplémentaire, des peptides antimicrobiens humains autres que les bêta-defensins peuvent également être affectés négativement par une crise de dicarbonyl, de ce fait réduisant leurs fonctionnements antimicrobiens et chemoattractive.

« Le fuselage a des mécanismes de défense contre des molécules telles que le dicarbonyl, mais avec une maladie chronique telle que le diabète, l'efficacité de ces mécanismes de défense responsables de maintenir des niveaux de dicarbonyl sous le contrôle peut être accablée, » Williams a dit. « Le résultat peut être une accumulation de dicarbonyl qui pourrait éventuellement accabler la capacité des bêta-defensins de régler effectivement l'inflammation et l'infection. »

Pour l'instant, le contrôle du sucre de sang par le régime et le médicament peuvent juger les defensins de dicarbonyl-bêta dynamiques à la baie. Le besoin est grand pour le développement des peptides antimicrobiens efficaces et les médicaments et les médicaments d'antihyperglycemia avec moins ou des effets secondaires plus tolérables qui aideraient à neutraliser la voie de dicarbonyl.

« Approximativement 29,1 millions d'Américains - 9,3 pour cent - ont le diabète, » Williams a dit. « Ce sont des personnes qui pourraient tirer bénéfice de l'efficacité améliorée du fonctionnement de bêta-defensin. Exact comment ceci sera fait reste mal défini actuellement, mais contrôle de glycémie, par le mode de vie change (exercice et régime) ou médicament, soyez une approche logique à l'infection réduisante à un minimum en diabète. Nous espérons que nos découvertes contribueront à une solution. »

Source:

Case Western Reserve University School of Medicine