Установлено, что незначительное изменение структуры регуляторного белка
RopB в клетках стрептококка кардинально меняет его способность заражать
организм.
Арсенал современных антибактериальных препаратов достаточно велик, но их
эффективность при лечении некоторых инфекционных и воспалительных заболеваний
оставляет желать лучшего. Кроме того, многие микроорганизмы постепенно
адаптируются к медикаментозным препаратам, отчего процесс выздоровления
пациентов затягивается, возникают хронические и осложнённые формы болезней, а
иногда их последствия могут быть фатальными.
Врачи давно заметили, что заболевание, вызванное одним и тем же микробом, у
разных пациентов может протекать с различной симптоматикой. Например,
бактериальный тонзиллит у одних больных проявляется высокой температурой,
болями в горле, сильной интоксикацией, непреодолимой общей слабостью, а у
других пациентов тот же самый микроб может не вызвать заболевания, либо болезнь
протекает относительно благоприятно, и выявляется только при врачебном
обследовании. Это связано не столько с особенностями организма человека
(его иммунитетом, обменом веществ, состоянием природных барьеров и т.д.),
сколько с вирулентностью и патогенностью микроба. Вирулентность - это
способность определённого микроорганизма осуществлять заражение организма
человека или животных. Именно от этого показателя зависит возможность заболеть
инфекционной патологией, если предварительно не проводилась вакцинация.
Чем обусловлена вирулентность микробов? Это очень сложный вопрос, но ответ
на него, скорее всего, можно найти лишь при тщательном изучении генетических
особенностей микроорганизмов и свойств образующихся в них белковых веществ. Для
этого обычно используется значительно усовершенствованный за последние 20 лет
автоматизированный метод геномного и белкового секвенирования. Он позволяет
максимально точно определить структурные характеристики молекул ДНК и белков,
которые в них закодированы.
Одним из важных объектов такого исследования является стрептококк. Это
неподвижные овально-округлые, располагающиеся вереницами, микробы, устойчивые
во внешней среде и хорошо приспосабливающиеся к существованию в различных
тканях организма человека. Известно несколько видов стрептококков, но особую
опасность представляет бета-гемолитический стрептококк группы А. Он не только
вызывает воспалительные заболевания разной интенсивности и локализации
(скарлатину, ангину, рожистое воспаление, сепсис, менингит, пиелонефрит,
абсцессы, бронхит, пневмонию, поражение желудочно-кишечного тракта и т.д.),
но и провоцирует очень серьёзные аутоиммунные процессы (ревматизм, системный
дерматомиозит, хронический гломерулонефрит и т.п.) [1-3]. Раннее было
установлено, что механизмы агрессивного поведения стрептококка группы А
значительно отличаются от других микроорганизмов, поскольку он не продуцирует
специфического "фактора вирулентности". Кроме этого, клетки стрептококка
вырабатывают очень важный фермент протеазу В, синтез которого находится под
контролем регуляторного белка RopB [4].
Для установления факторов, определяющих вирулентность стрептококков,
коллективом учёных из США под руководством Ronan K. Carroll было проведено
интересное исследование [5], направленное на анализ структурных параметров
молекул ДНК у разных типов стрептококка А и некоторых продуцируемых им белков,
а также их влияние на степень вирулентности данного микроба.
В результате проведенного исследования было установлено, что в гене, который
кодирует указанный выше белок RopB стрептококка, очень часто возникают
нарушения последовательности единичных нуклеотидов (это явление носит название
Single nucleotide polymorphism или SNP). Оттого в структуре синтезируемой
белковой молекулы RopB наблюдаются отклонения аминокислотного состава. Удалось
также доказать, что замена хотя бы одной аминокислоты в данном белке на
нехарактерную для него, необратимо снижает вирулентность стрептококка.
Таким образом, выявлено, что незначительное изменение структуры молекулы
регуляторного белка RopB стрептококка группы А существенно влияет на степень
его вирулентности, что, не только раскрывает новые стороны механизма внедрения
микробов в организм, но и позволяет разработать перспективные способы
профилактики и лечения инфекционных и воспалительных заболеваний.
[1] Arch. Dis. Child. 88: 324-326 (2003)
[2] J. Bacteriol. 192: (14) 3735-3746 (2010)
[3] N. Engl. J. Med. 364: 648-655 (2011)
[4] J. Bacteriol. 185: (17) 5166-5174 (2003)
