Ezt a cikket a Science X szerkesztői eljárásainak és irányelveinek megfelelően lektoráltuk. A szerkesztők a tartalom integritásának biztosítása mellett a következő tulajdonságokat hangsúlyozták:
A gombák és baktériumok ragadós külső rétege, az úgynevezett „extracelluláris mátrix” vagy ECM, zselés állagú, és védőrétegként, illetve héjként működik. Azonban az iScience folyóiratban megjelent, a Massachusettsi Amherst Egyetem és a Worcester Polytechnic Institute együttműködésében végzett, nemrégiben készült tanulmány szerint egyes mikroorganizmusok ECM-je csak oxálsav vagy más egyszerű savak jelenlétében képez gélt. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Mivel az ECM fontos szerepet játszik mindenben az antibiotikum-rezisztenciától az eltömődött csöveken át az orvostechnikai eszközök szennyeződéséig, a mikroorganizmusok ragadós gélrétegeik manipulálásának megértése széleskörű következményekkel jár a mindennapi életünkre nézve.
„Mindig is érdekeltek a mikrobiális ECM-ek” – mondta Barry Goodell, a Massachusetts Amherst Egyetem mikrobiológia professzora és a tanulmány vezető szerzője. „Az emberek gyakran úgy gondolnak az ECM-re, mint egy inert védő külső rétegre, amely védi a mikroorganizmusokat. De működhet csatornaként is, amely lehetővé teszi a tápanyagok és enzimek be- és kiáramlását a mikrobiális sejtekből.”
A bevonat több funkciót is betölt: ragadósságának köszönhetően az egyes mikroorganizmusok összetapadhatnak, telepeket vagy „biofilmeket” alkotva, és ha elegendő mikroorganizmus teszi ezt, az eltömítheti a csöveket vagy szennyezheti az orvosi berendezéseket.
De a héjnak áteresztőnek is kell lennie. Sok mikroorganizmus különféle enzimeket és egyéb metabolitokat választ ki az ECM-en keresztül az általuk megenni vagy megfertőzni kívánt anyagba (például korhadó fába vagy gerinces szövetekbe), majd amikor az enzimek befejezik emésztőmunkájukat, a tápanyagokat az ECM-en keresztül mozgatják. A vegyület visszaszívódik a szervezetbe. Extracelluláris mátrix.
Ez azt jelenti, hogy az ECM nem csupán egy inert védőréteg; sőt, ahogy Goodell és kollégái is kimutatták, a mikroorganizmusok képesek szabályozni az ECM ragadósságát, és ezáltal az áteresztőképességét. Hogyan teszik ezt? Fotó: B. Goodell
A gombákban a váladék oxálsavnak tűnik, egy gyakori szerves savnak, amely számos növényben természetesen megtalálható. Ahogy Goodell és kollégái felfedezték, sok mikroba úgy tűnik, hogy az általuk kiválasztott oxálsavat arra használja, hogy a szénhidrátok külső rétegéhez kötődjön, és ragadós, gélszerű ECM-et képezzen.
De amikor a csapat közelebbről megvizsgálta a helyzetet, felfedezték, hogy az oxálsav nemcsak elősegíti az ECM termelődését, hanem „szabályozza” is azt: minél több oxálsavat adtak a mikrobák a szénhidrát-sav keverékhez, annál viszkózusabbá válik az ECM. Minél viszkózusabbá válik az ECM, annál jobban megakadályozza, hogy a nagy molekulák bejussanak a mikrobába vagy kijussanak belőle, míg a kisebb molekulák szabadon juthatnak be a mikrobába a környezetből, és fordítva.
Ez a felfedezés megkérdőjelezi a hagyományos tudományos ismereteket arról, hogy a gombák és baktériumok által kibocsátott különböző típusú vegyületek valójában hogyan jutnak el ezekből a mikroorganizmusokból a környezetbe. Goodell és kollégái azt feltételezték, hogy bizonyos esetekben a mikroorganizmusoknak inkább nagyon kis molekulák szekréciójára kell támaszkodniuk, hogy megtámadják azt a mátrixot vagy szövetet, amelytől a mikroorganizmus túlélése vagy fertőzése függ.
Ez azt jelenti, hogy a kis molekulák szekréciója is nagy szerepet játszhat a patogenezisben, ha a nagyobb enzimek nem tudnak átjutni a mikrobiális extracelluláris mátrixon.
„Úgy tűnik, van egy köztes megoldás” – mondta Goodell –, „ahol a mikroorganizmusok képesek szabályozni a savasságot, hogy alkalmazkodjanak egy adott környezethez, megtartva a nagyobb molekulák egy részét, például az enzimeket, miközben lehetővé teszik, hogy a kisebb molekulák könnyen áthaladjanak az ECM-en.”
Az ECM oxálsav általi modulálása lehet a mikroorganizmusok számára a védekezés egyik módja az antimikrobiális szerekkel és antibiotikumokkal szemben, mivel ezek közül a gyógyszerek közül sok nagyon nagy molekulákból áll. Ez a testreszabási képesség lehet a kulcs az antimikrobiális terápia egyik fő akadályának leküzdéséhez, mivel az ECM manipulálása az áteresztőképesség növelése érdekében javíthatja az antibiotikumok és antimikrobiális szerek hatékonyságát.
„Ha bizonyos mikrobákban szabályozni tudjuk az olyan apró savak bioszintézisét és szekrécióját, mint az oxalát, akkor azt is szabályozhatjuk, hogy mi kerül a mikrobákba, ami lehetővé teheti számunkra, hogy számos mikrobiális betegséget jobban kezeljünk” – mondta Goodell.
További információk: Gabriel Perez-Gonzalez et al., Oxalátok kölcsönhatása béta-glükánnal: következmények a gombák extracelluláris mátrixára és metabolit-transzportjára nézve, iScience (2023). DOI: 10.1016/j.isci.2023.106851
Ha elgépelést, pontatlanságot talál, vagy szeretne szerkesztési kérelmet benyújtani ezen az oldalon, kérjük, használja ezt az űrlapot. Általános kérdések esetén kérjük, használja a kapcsolatfelvételi űrlapunkat. Általános visszajelzéshez használja az alábbi nyilvános hozzászólások részt (kövesse az utasításokat).
Visszajelzése nagyon fontos számunkra. Az üzenetek nagy száma miatt azonban nem tudjuk garantálni a személyre szabott választ.
Az e-mail címedet csak arra használjuk, hogy megtudjuk, ki küldte az e-mailt. Sem az Ön címét, sem a címzett címét semmilyen más célra nem használjuk fel. A megadott információk megjelennek az e-mailedben, és a Phys.org semmilyen formában nem tárolja azokat.
Heti és/vagy napi frissítéseket kaphat a postaládájába. Bármikor leiratkozhat, és soha nem osztjuk meg adatait harmadik felekkel.
Tartalmainkat mindenki számára elérhetővé tesszük. Fontolja meg a Science X küldetésének támogatását egy prémium fiókkal.
Ez a weboldal sütiket használ a navigáció megkönnyítése, a szolgáltatásaink használatának elemzése, a hirdetések személyre szabására vonatkozó adatok gyűjtése és harmadik felektől származó tartalmak biztosítása érdekében. Weboldalunk használatával Ön tudomásul veszi, hogy elolvasta és megértette Adatvédelmi irányelveinket és Felhasználási feltételeinket.