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Glycans no muco é responsável para micróbio-domesticar, estudo revela

Mais de 200 medidores quadrados de nossos corpos -- incluindo o tracto digestivo, os pulmões, e o aparelho urinário -- são alinhados com muco. Nos últimos anos, os cientistas encontraram alguma evidência que o muco não é apenas uma barreira física que prendesse as bactérias e os vírus, mas pode igualmente desarmar os micróbios patogénicos e impedir que causem infecções.

Um estudo novo do MIT revela que glycans -- moléculas ramificadas do açúcar encontradas no muco -- seja responsável para a maioria deste micróbio-domesticar. Há umas centenas de glycans diferentes no muco, e a equipe do MIT descobriu que estas moléculas podem impedir que as bactérias se comuniquem um com o otro e se formem os biofilms infecciosos, tornando eficazmente os inofensivos.

O que nós temos no muco é uma mina de ouro terapêutica. Estes glycans têm as funções biológicas que são muito largas e sofisticadas. Têm a capacidade para regular como os micróbios se comportam e se ajustam realmente sua identidade.”

Katharina Ribbeck, Mark Hyman, professor da revelação de carreira do Jr. da engenharia biológica no MIT

Neste estudo, que aparece hoje na microbiologia da natureza, os pesquisadores centraram-se sobre as interacções dos glycans com pseudomonas - aeruginosa, um micróbio patogénico oportunista que pudesse causar infecções em pacientes e em povos da fibrose cística com sistemas imunitários comprometidos. O trabalho corrente no laboratório de Ribbeck tem mostrado agora que os glycans podem regular o comportamento de outros micróbios também.

O autor principal do papel da microbiologia da natureza é veículo com rodas de Kelsey do aluno diplomado do MIT.

Defensores poderosos

A pessoa média produz diversos litros do muco cada dia, e até este muco foi pensado recentemente para funcionar primeiramente como um lubrificante e uma barreira física. Contudo, Ribbeck e outro mostraram que o muco pode realmente interferir com o comportamento bacteriano, impedindo que os micróbios anexem às superfícies e se comuniquem um com o outro.

No estudo novo, Ribbeck quis testar se os glycans estiveram envolvidos na capacidade dos muco para controlar o comportamento dos micróbios. Estes adoçam as moléculas, um tipo do oligosaccharide, anexo às proteínas chamadas os mucins, os blocos de apartamentos deformação de muco, para formar a bottlebrush-como a estrutura. os glycans Muco-associados foram estudados pouco, mas Ribbeck pensou que puderam jogar um maior protagonismo na actividade que dedesarmamento tinha visto previamente do muco.

Para explorar essa possibilidade, isolou glycans e exp-los aos pseudomonas - aeruginosa. Em cima da exposição aos glycans do mucin, as bactérias submeteram-se a SHIFT largas no comportamento que as tornou menos prejudiciais ao anfitrião. Por exemplo, já não produziram as toxinas, anexadas a ou pilhas de anfitrião matadas, ou os genes expressados essenciais para uma comunicação bacteriana.

Esta actividade dedesarmamento teve conseqüências poderosas na capacidade desta bactéria para estabelecer infecções. Ribbeck mostrou que o tratamento da queimadura Pseudomonas-contaminada se fere com mucins e glycans do mucin reduz a proliferação bacteriana, indicando o potencial terapêutico destes agentes deneutralização.

“Nós vimos que os mucins intactos têm efeitos reguladores e podem causar interruptores comportáveis em uma escala inteira dos micróbios patogénicos, mas agora nós podemos localizar o mecanismo molecular e as entidades que são responsáveis para esta, que são os glycans,” Ribbeck diz.

Nestas experiências, os pesquisadores usaram coleções das centenas de glycans, mas planeiam agora estudar os efeitos dos glycans individuais, que podem interagir especificamente com os caminhos diferentes ou os micróbios diferentes.

Interacções bacterianas

Pseudomonas - o aeruginosa é apenas um de muitos micróbios patogénicos oportunistas que o muco saudável mantem na verificação. Ribbeck está estudando agora o papel dos glycans em regular outros micróbios patogénicos, incluindo o estreptococo e os albicans da candida do fungo, e igualmente está trabalhando em identificar os receptors nas superfícies da pilha do micróbio que interagem com os glycans.

Seu trabalho no estreptococo mostrou que os glycans podem obstruir transferência horizontal do gene, um processo que os micróbios se usassem frequentemente para espalhar genes para a resistência de droga.

Ribbeck e outros pesquisadores são interessados agora em usar o que aprendeu sobre mucins e glycans desenvolver o muco artificial, que poderia oferecer uma maneira nova de tratar as doenças que provêm de muco perdido ou defeituoso.

Aproveitar as potências do muco poderia igualmente conduzir às maneiras novas de tratar infecções resistentes aos antibióticos, porque oferece uma estratégia complementar aos antibióticos tradicionais, Ribbeck diz.

“O que nós encontramos estamos aqui essa natureza evoluiu a capacidade para desarmar micróbios difíceis, em vez de matá-los. Isto ajudaria não somente a limitar a pressão selectiva para a resistência tornando-se, porque não estão sob a pressão encontrar maneiras de sobreviver, mas deve igualmente ajudar a criar e para manter um microbiome diverso,” diz.

Ribbeck suspeita que os glycans no muco igualmente jogam um papel chave em determinar a composição do microbiome -- os trilhões das pilhas bacterianas que vivem dentro do corpo humano. Muitos destes micróbios são benéficos a seus anfitriões humanos, e os glycans podem fornecê-los os nutrientes que precisam, ou de outra maneira ajudando os a florescer, diz. Desta maneira, os glycans muco-associados são similares a muitos oligosaccharides encontrados no leite humano, que igualmente contem um vasto leque dos açúcares que podem regular o comportamento do micróbio.

“Este é um tema que seja provável no jogo em muitos sistemas onde o objetivo é dar forma e para manipular as comunidades dentro do corpo, não apenas nos seres humanos mas durante todo o reino animal,” Ribbeck diz.