Moleculele de zahăr specializate, numite glicani, pot dezarma agenţii patogeni şi preveni infecţia arată concluziile unui nou studiu.
Mai mult de 200 de metri pătraţi din corpul uman, inclusiv tractul digestiv, plămânii şi tractul urinar, sunt acoperiţi de mucus. În ultimii ani, oamenii de ştiinţă au găsit dovezi conform cărora mucusul nu este doar o barieră fizică ce opreşte bacteriile şi virusurile, dar de asemenea poate să dezarmeze agenţii patogeni şi să prevină infecţiile cauzate de aceştia.
Un nou studiu de la MIT a arătat că glicanii, molecule gliceride găsite în mucus, sunt responsabile de cea mai mare parte din oprirea microbilor. Existe sute de glicani diferiţi în mucus, iar cercetătorii au descoperit că aceste molecule pot preveni comunicarea bacteriilor una cu alta şi formarea biofilmelor infecţioase.
”Ce există în mucus este o mină de aur terapeutică. Aceşti glicani au funcţii biologice cuprinzătoare şi sofisticate. Au abilitatea de a regla comportamentul microbilor şi le ajustează identitatea”, a spus Katharina Ribbeck, profesoară de inginerie biologică la MIT, citată de sciencedaily.com.
În acest studiu, publicat în ”Nature Microbiology”, cercetătorii s-au axat pe interacţiunile glicanilor cu Pseudomonas aeruginosa, un patogen ce poate cauza infecţii în cazul pacienţilor cu fibroză cistică şi în cazul persoanelor cu sistemul imunitar compromis.
O persoană normală produce câţiva litri de mucus în fiecare zi, iar până recent s-a considerat că mucusul funcţionează în principal ca un lubrifiant şi o barieră fizică. Cercetătorii au arătat că mucusul poate să interfereze cu comportamentul bacterian, prevenind ataşarea microbilor de suprafeţe şi comunicarea acestora între ele.
Cercetătorii au vrut să testeze dacă glicanii sunt implicaţi în abilitatea mucusului de a controla comportamentul microbilor. Aceste molecule gliceride, un tip de oligozaharide, se ataşează de proteine numite mucine, blocurile de construcţie ce formează gelul mucusului, pentru a forma o structură asemănătoare unei perii.
Pentru a explora posibilitatea activităţii de dezarmare a microbilor, echipa a izolat glicanii şi le-au expus la Psudeomonas aeruginosa. Sub expunerea la glicii conectaţi cu mucine, bacteria a trecut prin schimbări majore în comportament, ceea ce a făcut-o mai puţin dăunătoare pentru gazdă. De exemplu, nu a mai produs toxine şi nu s-a mai ataşat sau nu a ucis celulele gază şi nu a exprimat gene esenţiale pentru comunicarea bacteriană.
Aceasta activitate de dezarmare microbiană a avut consecinţe semnificative asupra abilităţii acestei bacterii de a provoca infecţii. Echipa a arătat că tratamentul arsurilor infectate cu pseudomonas cu mucine şi glicani a redus proliferarea bacteriană, indicând potenţialul terapeutic al acestor agenţi ce neutralizează virulenţa.
”Am observat că mucinele intacte au efecte de reglementare şi pot cauza schimbări comportamentale într-o gamă largă de patogeni, dar acum putem sublinia mecanismul molecular şi entităţile responsabile de acest lucru, adică glicanii”, a explicat Ribbeck.
Pseudomonas aeruginosa este doar unul din patogenii controlaţi de mucusul sănătos. Cercetătorii studiază acum rolul glicaniilor în reglementarea altor patogeni, inclusiv streptococul şi fungusul Candida albicans şi lucrează de asemenea la identificarea receptorilor de la suprafaţa celulelor ce interacţionează cu glicanii şi intenţionează să dezvolte mucus artificial, ceea ce ar oferi o nouă metodă de tratare a bolilor cauzate de lipsa mucusului sau de mucusul defectuos.
Conform studiului, glicanii pot bloca transferul genelor orizontal, un proces adesea folosit de microbi pentru a răspândi gene pentru rezistenţa la medicamente.
Cercetătorii consideră că glicanii din mucus au de asemenea un rol în determinarea compoziţiei microbiotei – trilioanele de celule bacteriene dinăuntrul corpului uman. Mulţi din aceşti microbi sunt benefici pentru gazdele lor, iar glicanii le-ar putea furniza nutrienţii necesari. În acest fel, glicanii asociaţi mucusului sunt similari oligozaharidelor găsite în laptele uman.
