Τα μυστικά της βακτηριακής μάζας αποκαλύπτονται
Οι επιστήμονες του Πανεπιστημίου του Νιουκάστλ αποκάλυψαν τον μηχανισμό που προκαλεί τη γλοιώδη ουσία που καθιστά δύσκολη τη μετακίνηση των βακτηρίων και τα κάνει ανθεκτικά στα αντιβιοτικά.
Οταν απειλούνται, τα βακτήρια μπορούν να θωρακιστούν με ένα γλοιώδες προστατευτικό στρώμα που είναι γνωστό ως βιοφίλμ. Δημιουργείται από κοινότητες βακτηρίων που παραμένουν ενωμένα σε μια προσπάθεια να προστατευθούν από επιθέσεις. Τα βιοφίλμ ή βιομεμβράνες, προκαλούν οδοντική πλάκα και ιγμορίτιδα. Στην υγειονομική περίθαλψη τα βιοφίλμ μπορούν να αποτελέσουν απειλή για τη ζωή και δυσκολεύουν την προσπάθεια θεραπείας των λοιμώξεων, καθώς εδρεύουν σε ιατρικά εμφυτεύματα όπως καθετήρες, καρδιακές βαλβίδες, τεχνητά ισχία, ακόμα και εμφυτεύματα στήθους. Μπορούν, επίσης, να καλύψουν το εξωτερικό μέρος των πλοίων και των σκαφών ρυπαίνοντας το νερό.
Στη δημοσίευση της μελέτης της, στο περιοδικό Biological Chemistry, η επιστημονική ομάδα αποκάλυψε πως ένας μοριακός διακόπτης ρυθμίζει το σχηματισμό βιοφίλμ. Αυτή η νέα αντίληψη θα μπορούσε να βοηθήσει στον εντοπισμό ενός νέου στόχου για τα αντιβιοτικά, αλλά παράλληλα θα μπορούσε να λειτουργήσει αποτρεπτικά στο σχηματισμό άλλων βιοφίλμ.
Σε μια προσπάθεια να ματαιώσει την πρόκληση ασθενειών και βιομόλυνσης η ομάδα του Νιουκάστλ μελέτησε σε μοριακό επίπεδο πώς τα βακτήρια σχηματίζουν βιοφίλμ σε πρώτη φάση. Αποκάλυψαν πώς ο κύριος ρυθμιστής του σχηματισμού βιοφίλμ, μια πρωτεΐνη που ονομάζεται SINR, ενεργεί στο βακτήριο μοντέλο, Bacillus subtilis.
Ο Ρίτσαρντ Λιούις, καθηγητής της Δομικής Βιολογίας στο Ινστιτούτο Κυτταρικής και Μοριακής Βιοεπιστήμης, ο οποίος ηγήθηκε της έρευνας, είπε: «Η πρωτεϊνη SINR είναι λίγο πολύ σαν ένας διακόπτης, ένας σπιτικός διακόπτης φωτός για παράδειγμα. Στην θέση “κάτω” η SINR είναι δεμένη στο DNA, οι πρωτεΐνες που απαιτούνται για να κάνουν ένα βιοφίλμ απενεργοποιούνται και τα βακτηρίδια είναι ελεύθερα να κινηθούν. Στην θέση “επάνω” η SINR δεν είναι πλέον δεμένη στο DNA, αλληλεπιδρά με τις άλλες πρωτεΐνες και τα γονίδια του βιοφίλμ ενεργοποιούνται».
Η SINR είναι μία πρωτεΐνη συνδεδεμένη στο DNA που δρα για να αναστέλλει την έκφραση των πρωτεϊνών που απαιτούνται για τη σύνθεση της μοριακής κόλλας που κρατάει ενωμένο το βιοφίλμ. Η ικανότητα πρόσδεσης της SINR στο DNA ελέγχεται προσεκτικά από ένα σύνολο αλληλεπιδράσεων με τρεις άλλες πρωτεΐνες. Με την εφαρμογή της κρυσταλλογραφίας των ακτίνων –Χ η ομάδα προσδιόρισε επακριβώς πώς η SINR αλληλεπιδρά με πολύ ειδικά χαρακτηριστικά στο στόχο της στο DNA.
Κατανοώντας πώς οι πρωτεΐνες αλληλεπιδρούν μεταξύ τους και με το DNA, οι επιστήμονες μπορούν να αναπτύξουν μόρια που θα παρεμβαίνουν σε αυτές τις βασικές διαδικασίες με σκοπό να σταματήσουν τον σχηματισμό βιοφίλμ.