Клюквенный сок борется с инфекциями на молекулярном уровне

Команда исследователей из Вустерского политехнического института выявила, как на молекулярном уровне клюквенный сок борется с инфекциями мочевыводящих путей. Исследование определило основные механизмы борьбы с кишечной палочкой и может быть полезно для разработки новых антибиотиков и стойких к инфекции материалов для медицинских приборов.

Специалисты во главе с профессором химических технологий Вустерского политехнического института Терри Камесано основное внимание сосредоточила на изучении вирулентных форм бактерий кишечной палочки, которые являются основной причиной инфекций мочевыводящих путей. Эти формы бактерий кишечной палочки покрыты маленькими ворсинками – фимбриями, которые действуют как крючки, цепляясь за выстилающие мочевые пути клетки. Так достаточно опасные формы кишечной палочки присоединяются к клеткам эпителия мочевыводящих путей и являются источником инфекции.

В предыдущих работах ученые показали, что клюквенный сок заставляет фимбрии кишечной палочки сворачиваться, ослабевая их хватку к клеткам эпителия и уменьшая тем самым их количество в мочевыводящих путях.

В новом исследовании специалисты впервые провели измерения молекулярных сил, которые возникают при прикреплении бактерий кишечной палочки к клеткам мочевыводящих путей. Также ученые продемонстрировали, как эти силы уменьшаются в присутствии клюквенного сока.

Для измерения силы, с которой бактерия кишечной палочки цепляется за клетки эпителия, ученые поместили 1 бактерию на кончик зонда устройства под названием атомно-силовой микроскоп. Затем зонд помещали в среду клеток эпителия идентичных клеткам мочевыводящих путей. При этом фимбрии как липучки цеплялись за клетки ткани. Затем зонд отрывали от ткани, а атомно-силовой микроскоп измерял необходимую для этого силу.

Эксперимент повторяли несколько раз в растворах с различной концентрацией клюквенного сока. Результаты показали, что при увеличении концентрации клюквенного сока снижаются силы сцепления бактерии кишечной палочки и клетки. Изначально сила сцепления равнялась 9,23+/-2,37 nN и уменьшилась до 0,75+/-0,19 nN при 27% концентрации клюквенного коктейля. При этом увеличивается количество бактерий, которые естественным образом вымываются из мочевыводящих путей.

Без клюквенного сока сила сцепления фимбрий кишечной палочки и клеток мочевыводящих путей такова, что даже сила потока мочи не может смыть бактерии кишечной палочки.

Также исследование обнаружило, что штаммы вируса кишечной палочки без фимбрий являются не опасными и не приводят к инфицированию мочевыводящих путей.

Исследование показало, что бактериальная адгезия необходима для инфицирования кишечной палочкой, а понимание действующих при этом механизмов и сил поможет в разработке конкретных лекарств или антибиотиков.