В статье, опубликованной в Журнале клинических исследований, Ким и его наставник, профессор биологии SDSU Келли Доран, описывают свое недавнее открытие, согласно которому бактерии используют молекулярный предупреждающий сигнал и заставляют клеточную броню мозга временно разрушаться, впуская внутрь бактериальная орда.Их открытие может иметь далеко идущие последствия для лечения и профилактики бактериального менингита.Гематоэнцефалический барьер представляет собой тонкую сеть кровеносных сосудов, клетки которых очень плотно прилегают друг к другу, образуя белковые соединения, слишком плотные для бактерий и вирусов.
Цель барьера — предотвратить переход нежелательного материала из окружающего кровотока в ткань мозга.Кирпичная стена«Вы можете представить себе гематоэнцефалический барьер как кирпичную стену», — объяснил Ким, который завершает докторскую диссертацию в лаборатории Дорана. «Каждая клетка гематоэнцефалического барьера представляет собой кирпич, а эти плотные соединения — раствор».Подобно охранникам замка, клетки, образующие этот барьер, могут избирательно пропускать питательные вещества и другие «одобренные» молекулы, необходимые для нормальной работы мозга.
Когда бактериям или вирусам удается проскользнуть через гематоэнцефалический барьер и инфицировать ткань мозга, это может привести к бактериальному менингиту, часто смертельному заболеванию, вызываемому опасным воспалением мозга.Используя культуры клеток, рыбок данио и мышей в качестве моделей, Ким и Доран исследовали, как один тип бактерий, стрептококк группы B, проникает через защитные механизмы мозга.
Наблюдая за развитием бактерий в разные моменты времени и анализируя, какие молекулярные процессы были активными в то время, исследователи обнаружили интересный результат. Когда рецепторы на кровяной стороне гематоэнцефалического барьера обнаруживают стрептококк группы B, система запускает молекулярный сигнал «опасности».
Однако с этим защитным молекулярным сигналом связан еще один вредный сигнал.Незнакомая опасность
Когда эти клетки гематоэнцефалического барьера испускают свой сигнал опасности, это не только вызывает молекулярную «помощь» в мозге, но также побуждает ген производить белок фактора транскрипции, известный как Snail1, который способствует разрушению плотных контактов барьера. При этом барьер невольно разрушает свою целостность и позволяет бактериям проникать в мозг.
Это первое исследование, в котором Snail1 рассматривается в контексте менингита. Предыдущие исследования описали Snail1 как фактор инвазивного рака.Понимание этого процесса может позволить ученым разработать терапевтические средства, которые временно контролируют экспрессию Snail1 и предотвращают воздействие гематоэнцефалического барьера на перехваченный сигнал самоуничтожения.
Кроме того, это также может позволить исследователям использовать тот же процесс во благо, создавая лекарства, которые сообщают гематоэнцефалическому барьеру пропускать их, чтобы они могли бороться с различными заболеваниями мозга.«Это открытие изменит наш взгляд на бактериальный менингит в целом и может выявить новые способы лечения в будущем», — сказал Ким.