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Oct 31, 2023

Wissenschaftler entdecken wichtige molekulare Wechselwirkungen bei bakteriellen Krankheitserregern und öffnen damit die Tür für neue Behandlungsstrategien

Ein von der UNLV geleitetes Team untersucht potenziell tödliche, Durchfall verursachende Shigella-Bakterien und entdeckt einen möglichen Weg, um zu verhindern, dass sie Krankheiten verursachen. Ein Wissenschaftslabor am UNLV. (Josh Hawkins, UNLV) Der Legendäre

Ein von der UNLV geleitetes Team untersucht potenziell tödliche, Durchfall verursachende Shigella-Bakterien und entdeckt einen möglichen Weg, um zu verhindern, dass sie Krankheiten verursachen.

Ein Wissenschaftslabor am UNLV. (Josh Hawkins, UNLV)

Der legendäre Alexander Fleming, der das Penicillin entdeckte, sagte einmal: „Niemals sollte man einen außergewöhnlichen Auftritt oder ein außergewöhnliches Ereignis vernachlässigen.“ Und der Weg der Wissenschaft führt oft genau dorthin. Neue UNLV-Forschung verändert unser Verständnis schädlicher Bakterien und wie sie bestimmte Gene aktivieren und so Krankheiten in unserem Körper verursachen.

Ein Team interdisziplinärer Wissenschaftler unter der Leitung der Professorin und Mikrobiologin Helen Wing konzentriert sich auf Shigellen – einen tödlichen bakteriellen Krankheitserreger, der Bauchkrämpfe, Fieber und Durchfall verursacht. Die Centers for Disease Control and Prevention schätzen, dass Shigella-Fälle jedes Jahr weltweit zu 600.000 Todesfällen führen.

Shigella enthält ein wichtiges „Schalterprotein“ (VirB), das das Bakterium dazu bringt, beim Menschen Krankheiten auszulösen. VirB tut dies, indem es sich an die DNA von Shigella bindet und so die Krankheit aktiviert. Die Forscher zeigten, dass eine Störung des Bindungsprozesses von VirB möglicherweise verhindern kann, dass Shigellen uns krank machen.

Die Studie, die am 20. September in der hochrangigen Mikrobiologie-Fachzeitschrift mBIO veröffentlicht wurde, erhielt die Auszeichnung „Editor's Pick“ der Fachzeitschrift.

„Wenn in VirB molekulare Substitutionen vorgenommen werden, verliert dieses Protein die Fähigkeit, Virulenzgene in Shigella zu aktivieren, wodurch Shigella nicht infektiös wird“, sagte Taylor Gerson, ein Doktorand im vierten Jahr. Student an der UNLV und Erstautor der Studie.

Traditionell wurden Proteine ​​wie VirB, die steuern, wie schädlich eine Krankheit ist, unterschätzt. Das Ziel des mikrobiologischen Labors des Teams ist es, diese „Schalter“-Proteine, die ein ansonsten harmloses Bakterium in einen aggressiven Krankheitserreger verwandeln, besser zu verstehen.

„Ich denke, unsere Forschung hat weitreichendere Auswirkungen“, sagte Monika Karney, UNLV-Labortechnikerin und Mitautorin der Studie. „Was wir mit diesem einen Protein in diesem einen Bakterium sehen – es gibt Raum für die Anwendung auf andere Proteine ​​in anderen klinisch relevanten Bakterien.“

Welche Auswirkungen diese Forschung auf andere Krankheitserreger hat, bleibt abzuwarten, aber die Hoffnung ist, dass sie ein wichtiger Schritt hin zu einem großen roten „X“ bei einigen der Krankheiten ist, die viele Teile der Welt plagen.

„Wir untersuchen diese Moleküle, um zu verstehen, wie sie bei Krankheiten funktionieren, damit andere Labore nach Medikamenten suchen können, die diese Krankheitserreger abtöten“, sagte Wing. „Das Verständnis dieser Proteine ​​und ihrer Interaktion ist von entscheidender Bedeutung.“

Ein wesentlicher Bestandteil der Forschung ist CPT oder Cytidintriphosphat und seine Rolle im Bindungsprozess. Das Molekül wird traditionell als Baustein für die Herstellung von DNA und RNA verwendet und wird von VirB für diesen Prozess benötigt. Die Störung dieses Bindungsprozesses öffnet letztendlich die Tür für zukünftige Behandlungsstrategien und minimiert möglicherweise die Auswirkungen schädlicher Bakterien wie Shigellen.

„VirB, ein wichtiger Transkriptionsregulator der Shigella-Virulenz, benötigt für seine regulatorischen Aktivitäten einen CTP-Liganden“ wurde am 20. September 2023 in der mikrobiologischen Fachzeitschrift mBIO veröffentlicht. Zusätzlich zu Gerson, Wing und Karney haben die folgenden Forscher an der Forschung mitgearbeitet: Audrey Ott, Jillian Socea, Daren Ginete und Ronald Gary von UNLV; und Lakshminarayan Iyer und L. Aravind von der National Library of Medicine in Bethesda, MD.

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