Ученые раскрывают, как тифозный токсин работает для ускорения старения клеток

Ученые раскрывают, как тифозный токсин работает для ускорения старения клеток
        

Ученые показали, как токсин тифа работает, чтобы угнать машины для ремонта ДНК и ускорить старение клеток, прорыв, который может проложить путь к новым стратегиям борьбы с смертельной болезнью.

В рамках исследования эксперты из Департамента биомедицинских наук при поддержке нового Института здорового образа жизни при Университете Шеффилда инфицировали клетки человека в лаборатории бактериальным возбудителем брюшного тифа – Salmonella typhi .

Используя флуоресцентные микроскопы для изучения того, как токсин повреждает ДНК на молекулярном уровне, они обнаружили, что он вызывает специфическую форму повреждения ДНК; токсин захватывает машины для восстановления ДНК и ускоряет старение клеток, делая их более восприимчивыми к инфекции. Со временем выделения из инфицированных клеток также могут вызывать старение в соседних клетках, что приводит к более быстрому старению на клеточном уровне.

Брюшной тиф является основной причиной смерти в странах с низким и средним уровнем дохода, ежегодно поражая 21 миллион человек и вызывая 168 000 смертей. Инфекционное заболевание представляет собой особую проблему в Южной Азии, где оно усугубляется устойчивостью к противомикробным препаратам и отсутствием эффективных вакцин и средств диагностики.

Чтобы вызвать брюшной тиф, бактериальный патоген Salmonella typhi высвобождает токсин тифа, который повреждает клеточную ДНК. Наша ДНК постоянно находится под угрозой из-за факторов окружающей среды, таких как курение и ультрафиолетовое излучение, но клетки обычно имеют надежные машины для восстановления ДНК, чтобы противостоять этим угрозам. В случае, если токсин брюшного тифа атакует наши клетки, именно эта функция ремонтной машины будет взломана. Доктор Анжела Иблер, сделавшая открытие, окрестила ответ на повреждение ДНК RING – ответ, вызванный генотоксином, – в связи с разрывами в одной нити в двойной спирали ДНК клеток человека, которые накапливаются в характерном кольцеобразном паттерне.

Результаты, опубликованные в Nature Communications сегодня (6 сентября 2019 г.), потенциально могут позволить использовать связанное с токсином клеточное старение в качестве биомаркера, чтобы помочь с более ранней диагностикой и более быстрым лечением больных брюшным тифом.

Д-р Дэниел Хамфрис, возглавлявший исследование из Отделения медико-биологических наук, сказал:

Наши результаты показали, что патогенные бактерии могут ускорять клеточное старение через токсин и использовать это для выявления инфекций. Это имеет смысл, поскольку инфекция часто становится более трудной для борьбы и выздоровления после старения, что отчасти связано со старением клеток, но тот факт, что бактериальные патогены воздействуют на это явление, является неожиданным ».

Профессор Шериф эль-Хамиси, заместитель директора Института здорового образа жизни Университета Шеффилда с кафедры молекулярной биологии и биотехнологии, который возглавлял работу, сказал:

До сих пор то, как токсин тифа Salmonella typhi способствовал заражению, было загадкой. Если мы хотим бороться с брюшным тифом, понимание того, как токсин вызывает разрушение ДНК человеческих клеток и способствует инфекции, является ключевым, и мы надеемся, что эта находка станет первым шагом в разработке новых стратегий борьбы с брюшным тифом, который затрагивает некоторые из наиболее уязвимых в мире сообщества ».

В настоящее время нет обычной диагностики тифа, который часто путают в клинике со смертельными лихорадками, такими как малярия и денге. Вследствие этого пациенты получают отсроченную антибактериальную терапию, что вызывает клинические осложнения. Лучшая диагностика улучшит клинические диагнозы и обеспечит более быстрое лечение, а также поможет исследователям количественно определить распространенность тифа в эндемичных условиях, что необходимо для убеждения правительств в реализации программ общественного здравоохранения / вакцин.

Эта работа знаменует собой первое исследование с участием Института здорового образа жизни в Университете Шеффилда. Институт объединяет 120 исследователей мирового класса из широкого спектра дисциплин с целью замедления процесса старения и борьбы с глобальной эпидемией мультиморбидности – наличием двух или более хронических состояний – в стремлении помочь всем жить здоровой жизнью, самостоятельная жизнь дольше и снизить стоимость ухода.

Исследователи теперь надеются продолжить изучение того, как это открытие может быть использовано для диагностики и лечения брюшного тифа, а также для определения того, является ли фенотип RING признаком других заболеваний, связанных с повреждением ДНК, таких как рак.

        
      

Source link