Исследователи из Массачусетского технологического института обнаружили белок иммунной системы, который помогает защищать кишечник от бактерий и может стать основой для новых методов лечения инфекций. Работа опубликована в журнале Nature Communications (NatCom).
Речь идет о белке интелектин-2, относящемся к группе лектинов — молекул, которые распознают микробы по сахарам на их поверхности. Эти белки играют важную роль в иммунной защите слизистых оболочек организма.
Как показало исследование, интелектин-2 действует сразу двумя способами. С одной стороны, он укрепляет слой слизи, который защищает стенки кишечника. С другой — способен напрямую связываться с бактериями, задерживать их и подавлять их рост.
«Примечательно, что интелектин-2 работает двумя взаимодополняющими способами. Он укрепляет слизистый барьер, а если этот барьер нарушается, может напрямую нейтрализовать или сдерживать бактерии, которые начинают проникать дальше», — объяснила старший автор работы, профессор химии MIT Лора Кисслинг.
Лектины — это белки, связывающиеся с углеводами. По оценкам ученых, в человеческом геноме может быть более 200 таких молекул, участвующих в иммунной защите и взаимодействии клеток. Среди них выделяют семейство интелектинов, включающее два белка — интелектин-1 и интелектин-2.
В ходе исследования ученые обнаружили, что интелектин-2 способен связываться с молекулой сахара галактозой. Она содержится как в муцинах — основных компонентах слизи кишечника, так и на поверхности некоторых бактерий.
Связываясь с муцинами, белок соединяет их между собой и делает слизистый барьер более плотным. Одновременно он может прикрепляться к бактериям, содержащим галактозу на поверхности клеточной мембраны.
Эксперименты показали, что в результате такого взаимодействия бактерии оказываются «запертыми» в слизистом слое. Со временем их клетки начинают разрушаться, что говорит о повреждении мембран.
Интелектин-2 оказался активен против нескольких патогенов, вызывающих инфекции желудочно-кишечного тракта. Среди них — бактерии, устойчивые к некоторым антибиотикам.
По мнению исследователей, этот механизм помогает организму защищать кишечник от инфекций.
«Интелектин-2 сначала укрепляет слизистый барьер, а затем, если бактерии все же проникают внутрь, ограничивает их рост», — отметила Кисслинг.
Ученые считают, что этот белок может быть полезен для разработки новых методов лечения воспалительных заболеваний кишечника. При таких состояниях уровень интелектина-2 может нарушаться: его недостаток ослабляет защитный барьер, а избыток может уничтожать полезные бактерии.
Кроме того, белок способен подавлять опасные микроорганизмы, такие как Staphylococcus aureus и Klebsiella pneumoniae, которые нередко устойчивы к антибиотикам.
Ранее был разработан новый антибиотик, останавливающий смертельную кишечную инфекцию.