Бактерия Salmonella Typhi вызывает брюшной тиф у людей, но не поражает других млекопитающих. Исследователи из Калифорнийского университета, медицинских школ Сан-Диего и Йельского университета теперь предлагают одно объяснение – CMAH, фермент, которого не хватает людям. Без этого фермента токсин, выделяемый бактериями, гораздо лучше может связываться и проникать в человеческие клетки, вызывая у нас заболевание. Исследование опубликовано в декабре. 4 выпуск Cell.
У большинства млекопитающих (включая наших ближайших родственников по эволюции, человекообразных обезьян) фермент CMAH изменяет конфигурацию молекул сахара, обнаруженных на поверхности клеток этих животных, в форму, которую тифоидный токсин не может связывать. Люди не производят CMAH, а это означает, что сахара на поверхности наших клеток остаются неизменными – и, как показывает это исследование, в состоянии, подходящем для прикрепления тифозного токсина.
"Мы начали этот проект, глядя на нечто совершенно иное в отношении рака, но интуиция помогла нам разгадать загадку того, что связывает брюшной тиф," сказал соавтор исследования Аджит Варки, доктор медицины, заслуженный профессор кафедры медицины и клеточной и молекулярной медицины Калифорнийского университета в Сан-Диего. "В этом прелесть фундаментальных исследований – хотя мы не излагали намерения, эти результаты могут теперь стимулировать разработку новых методов лечения брюшного тифа." Варки руководил исследованием вместе с Хорхе Э. Галан, доктор медицинских наук, профессор и заведующий кафедрой Медицинской школы Йельского университета.
Все млекопитающие украшают свои клеточные поверхности разновидностью сахара сиаловой кислоты под названием Neu5Ac. У большинства млекопитающих фермент CMAH превращает Neu5Ac в Neu5Gc – тонкое, но важное различие, связанное с одним атомом кислорода. Варки, Галан и их команда первыми обнаружили, что связывание тифозного токсина исключительно специфично для Neu5Ac (человеческий тип). Токсин повреждает клетки, экспрессирующие на своей поверхности сахара Neu5Ac, но не клетки с Neu5Gc (нечеловеческий тип). Фактически, когда исследователи добавили Neu5Gc в культивируемые человеческие клетки, они стали устойчивыми к тифозному токсину. Результаты были подтверждены на мышиной модели.
"Ранее мы показали, что тифозный токсин может вызывать брюшной тиф у экспериментальных животных и что для интоксикации клеток токсин должен связывать определенные поверхностные гликопротеины. Открытие того, что один атом кислорода может иметь такое значение в связывании токсина, примечательно и имеет значение для разработки потенциальных ингибиторов токсина," сказал Галан.
Брюшной тиф обычно передается через пищу или воду, зараженную инфицированными людьми. Мытье рук и другие санитарные меры позволили свести к минимуму случаи брюшного тифа в США.S., По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний, ежегодно во всем мире происходит примерно 21 миллион случаев брюшного тифа и 200 000 случаев смерти.