Вы, наверное, и не подозревали, что во время пищевого отравления или кишечной инфекции бактерии занимаются тем, что крадут железо из вашего организма. Но эта потребность является одной из главной слабостей бактерий, которая сыграла медикам на руку. Впервые в истории двум отдельным группам исследователей удалось разработать прототипы вакцин, которые защищают вас от инфекции, ориентируясь на молекулы, ворующие железо.
Бактерии, ворующие железо: новые открытия медицины

Железо — крайне важный ресурс в человеческом организме. Этот металл является основой для молекул гемоглобина (именно этот белок позволяет эритроцитам переносить кислород), играет важную роль в производстве энергии и репликации ДНК. Бактериям тоже требуется железо для роста и размножения, и для его экстракции у них есть специальные молекулярные комплексы, сидерофоры, которые связываются с металлом и вырывают его прямо из белковой структуры. Затем сидерофоры переправляют драгоценный груз в саму бактериальную клетку, связываясь с рецепторами.

Ученые попытались использовать этот механизм путем разработки вакцин, которые содержали антитела против рецепторов. Некоторые из них выглядели многообещающе, но рецепторы обладают водоотталкивающими свойствами и потому нерастворимы, что затрудняет производство препарата. Альтернативный подход заключается в том, чтобы выделить сами сидерофоры. Проблема кроется в деталях: из-за своего крошечного размера молекулы очень просто избегают внимания иммунной системы. Для того, чтобы сделать молекулы более заметными для B-клеток и других иммунных агентов, две группы ученых решили соединить синтезированные лабораторным путем сидерофоры в так называемые белки-переносчики, крупные белковые структуры, которые будут распознаваться иммунной системой как враги.

Группа из Мичиганского университета разработала вакцину с таргетингом на сидерофоры из кишечной палочки (E. coli), инфицирующей мочеполовую систему, а другая команда из MIT и Калифорнийского университета использовала штамм Salmonella, вызывающий пищевое отравление. Таким образом, две группы подопытных мышей были сначала иммунизированы коньюгатом, а через несколько недель получили высокую дозу бактериального препарата. Как отмечают исследователи, сидерофорные инъекции не предотвратили болезнь: вакцинированные мыши сильно пострадали от инфекции. Однако, по сравнению с «чистой» контрольной группой, у них в организме было в разы меньше бактерий. В случае кишечной палочки количество патогенов в моче и почках уменьшилось в 10 раз, а в случае с сальмонеллами бактериальное число упало еще ниже, к тому же ученым удалось выявить антитела, специфичные к сидерофорам.

Это лишь первый шаг, как говорят сами ученые, но и он уже принес значительные плоды. «Каждый раз, когда две независимые группы приходят к сходным результатам, это само по себе говорит о работоспособности и большом потенциале программы», говорит Эрик Скаар, микробиолог из Медицинского центра Вандербита в Теннеси, США. Возможно, в будущем подобные вакцины составят достойную конкуренцию антибиотикам.