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Glycans en moco es responsable de la microbio-domesticar, estudio revela

Más de 200 metros cuadrados de nuestras carrocerías -- incluyendo el aparato digestivo, los pulmones, y el trecho urinario -- se forran con moco. Estos últimos años, los científicos han encontrado un ciertas pruebas que el moco no es apenas una barrera física que atrapa bacterias y virus, pero puede también desarmar patógeno y evitar que causen infecciones.

Un nuevo estudio del MIT revela que los glycans -- moléculas ramificadas del azúcar encontradas en moco -- sea responsable la mayor parte de esta microbio-domesticación. Hay centenares de diversos glycans en moco, y las personas del MIT descubrieron que estas moléculas pueden evitar que las bacterias la comunicación con uno a y formen los biofilms infecciosos, efectivo haciéndolos inofensivos.

Qué tenemos en moco es una mina de oro terapéutica. Estos glycans tienen funciones biológicas que sean muy amplias y sofisticadas. Tienen la capacidad de regular cómo los microbios se comportan y sintonizan realmente su identidad.”

Katharina Ribbeck, la marca Hyman, profesor del revelado de carrera del Jr. de la ingeniería biológica en el MIT

En este estudio, que aparece hoy en microbiología de la naturaleza, los investigadores se centraron en las acciones recíprocas de los glycans con la Pseudomonas aeruginosa, un patógeno oportunista que puede causar infecciones en pacientes y gente de la fibrosis quística con los sistemas inmunes comprometidos. El trabajo ahora en curso en el laboratorio de Ribbeck ha mostrado que los glycans pueden regular el comportamiento de otros microbios también.

El autor importante del papel de la microbiología de la naturaleza es rodador de Kelsey del estudiante de tercer ciclo del MIT.

Defensores potentes

La persona media produce varios litros de moco cada día, y hasta hace poco tiempo este moco fue pensado para funcionar sobre todo como un lubricante y una barrera física. Sin embargo, Ribbeck y otros han mostrado que el moco puede interferir real con el comportamiento bacteriano, evitando que los microbios sujetar a las superficies y comuniquen el uno con el otro.

En el nuevo estudio, Ribbeck quiso probar si los glycans estuvieron implicados en la capacidad de los mocos de controlar el comportamiento de microbios. Éstos azucaran las moléculas, un tipo del oligosacárido, fijación a las proteínas llamadas las mucinas, los bloques huecos gelificadores del moco, para formar a bottlebrush-como la estructura. los glycans Moco-asociados se han estudiado poco, pero Ribbeck pensó que puede ser que desempeñen un papel principal en la actividad de microbio-desarme que ella había visto previamente del moco.

Para explorar esa posibilidad, ella aisló glycans y los expuso a la Pseudomonas aeruginosa. Sobre la exposición a los glycans de la mucina, las bacterias experimentaron movimientos amplios en el comportamiento que los hizo menos dañinos al ordenador principal. Por ejemplo, produjeron no más las toxinas, sujetadas a o las células huesped matadas, o los genes expresados esenciales para la comunicación bacteriana.

Esta actividad de microbio-desarme tenía consecuencias potentes en la capacidad de esta bacteria de establecer infecciones. Ribbeck ha mostrado que el tratamiento de la quemadura Pseudomonas-infectada hiere con mucinas y los glycans de la mucina reduce la proliferación bacteriana, indicando el potencial terapéutico de estos agentes de virulencia-neutralización.

“Hemos visto que las mucinas intactas tienen efectos reguladores y pueden causar los interruptores del comportamiento en una amplia gama de patógeno, pero ahora podemos establecer claramente el mecanismo molecular y las entidades que son responsables de esto, que son los glycans,” Ribbeck dice.

En estos experimentos, los investigadores utilizaron colecciones de centenares de glycans, pero ahora proyectan estudiar los efectos de los glycans individuales, que pueden obrar recíprocamente específicamente con diversos caminos o diversos microbios.

Acciones recíprocas bacterianas

La Pseudomonas aeruginosa es apenas una de muchos patógeno oportunistas que el moco sano mantenga la verificación. Ribbeck ahora está estudiando el papel de glycans en la regulación de otros patógeno, incluyendo estreptococo y los albicans fungosos de la candida, y ella también está trabajando en determinar los receptores en las superficies de la célula del microbio que obran recíprocamente con los glycans.

Su trabajo sobre estreptococo ha mostrado que los glycans pueden cegar transferencia horizontal del gen, un proceso que los microbios utilizan a menudo para extender los genes para la resistencia a los medicamentos.

Ribbeck y otros investigadores ahora están interesados al usar lo que han aprendido sobre mucinas y glycans desarrollar el moco artificial, que podría ofrecer una nueva manera de tratar las enfermedades que provenían el moco perdido o defectuoso.

El aprovechamiento de las potencias del moco podría también llevar a las nuevas maneras de tratar infecciones resistentes a los antibióticos, porque ofrece una estrategia complementaria a los antibióticos tradicionales, Ribbeck dice.

“Qué encontramos aquí estamos esa naturaleza ha desarrollado la capacidad de desarmar microbios difíciles, en vez de matarles. Esto no sólo ayudaría a limitar la presión selectiva para la resistencia que se convierte, porque no están bajo presión para encontrar maneras de sobrevivir, pero debe también ayudar a crear y mantener un microbiome diverso,” ella dice.

Ribbeck sospecha que los glycans en moco también desempeñan un papel dominante en la determinación de la composición del microbiome -- los trillones de las células bacterianas que viven dentro del cuerpo humano. Muchos de estos microbios son beneficiosos a sus ordenadores principal humanos, y los glycans pueden proveer de ellos los alimentos que necesitan, o de otra manera ayudándoles para prosperar, ella dice. De esta manera, los glycans moco-asociados son similares a los muchos oligosacáridos encontrados en la leche humana, que también contiene una amplia gama de los azúcares que pueden regular comportamiento del microbio.

“Éste es un tema que es probable en el juego en muchos sistemas donde está dar forma la meta y manipular a comunidades dentro de la carrocería, no apenas en seres humanos pero en el reino animal,” Ribbeck dice.