Húgyúti fertőzés: E. coli szorosan tapad a felülethez

Sok nő személyes tapasztalatból tudja, mennyire fájdalmas a hólyagfertőzés: jellemző tünetei az égő érzés vizeléskor és állandó vizelési inger. A gyakran ismétlődő hólyagfertőzések esetén a fő ok az Escherichia coli bélbaktérium. Kívülről jut be a húgyutakba, rögzíti magát azok felszínéhez és gyulladást okoz.

Prof. Timm Maier a Biozentrumtól és Prof. Beat Ernst a Bázeli Egyetem Góygszerészeti Centrumából, valamint Prof. Rudolf Glockshuber a Zürichi ETH Molekuláris Biológiai és Biofizikai Intézetéből végre kiderítették, hogyan tud a baktérium a vizelet kiválasztás során a FimH fehérjével szorosan kapcsolódni, ugyanakkor a húgycsőben felfelé vándorolni.

A bélbaktériumok a FimH fehérjével kötődnek a sejtfelületekhez

A kórokozóknak hosszú, szálszerű sejtnyúlványai vannak, melyek végén a FimH fehérje apró horgot képez. Ez a fehérje, mely a húgyúti sejtfelületeken lévő cukorszerkezetekhez kötődik, különleges tulajdonsággal rendelkezik: minél erősebben húzza a baktérium, annál szorosabban kötődik a cukormolekulákhoz. A vizelet kiválasztása során a folyadék áramlása erős húzóerőt hoz létre, amely alatt a FimH megvédi a baktériumot a kimosódástól.

“Különféle biofizikai és biokémiai módszerek kombinálásával sikerült korábbinál sokkal pontosabban feltérképezni a FimH kötődési viselkedését” – mondta Glockshuber. A tudósok most először mutatják be, hogy a mechanikai erők hogyan szabályozzák a FimH kötésszilárdságát. “A FimH fehérje két részből áll, a második, cukrot nem megkötő rész szabályozza, hogy az első mennyire kötődik a cukormolekulákhoz”– magyarázza Maier. „Mikor a vizeletáram a két részt széthúzza, a cukorkötő hely bezárul, ha azonban a húzóerők csökkennek, a kötőzseb kinyílik. Ilyenkor a baktériumok meglazulhatnak és felvándorolhatnak a húgycsőben.”

FimH elleni gyógyszerek a húgyúti fertőzések leküzdésére

A húgyúti fertőzések szolgáltatják a második leggyakoribb okot az antibiotikumok felírására. A növekvő rezisztencia idején az alternatív kezelési stratégiák keresése azonban egyre inkább középpontba kerül. Ha léteznének olyan, E. coli fertőzés elleni orvosságok, melyek a húgyutakban a FimH segítségével már a baktériumok első kapcsolódását blokkolnák, megfelelő alternatívát jelentenének a megelőzésre és a megküzdésre ennek köszönhetően pedig az antibiotikumos kezelés feleslegessé válna. Ezzel lehetőség nyílna az antibiotikum-használat magas szintjének csökkentésére és a rezisztencia kialakulásának megakadályozására. Ernst professzor, a Bázeli Egyetem Gyógyszerészeti Központjának munkatársa évek óta intenzíven dolgozik a FimH-antagonisták kifejlesztésén. A FimH működésére vonatkozó eredmények támogatják ezeket az erőfeszítéseket, és döntően hozzájárulnak a hatóanyag azonosításához.

Irodalomjegyzék:

Maximilian M. Sauer, Roman P. Jakob, Jonathan Eras et al. Catch-bond mechanism of the bacterial adhesin FimH Nature Communications (2016), doi: 10.1038/ncomms10738

Forrás: Bázeli Egyetem