Белок альбумин защищает от смертельно опасных грибковых инфекций
Учёные из Института молекулярной биологии и биотехнологии (IMBB-FORTH) и Университета Крита вместе с коллегами из Греции, Европы, США и Индии обнаружили новую роль альбумина — самого распространённого белка в крови человека — в защите от редкой и часто смертельной грибковой инфекции, мукормикоза. Исследование опубликовано в журнале Nature.
Слева показаны споры грибов Mucorales (зелёные), которые растут и производят токсин мукорицин (фиолетовый). При наличии альбумина, белка, обычно содержащегося в крови, рост грибка и выработка токсина блокируются. Справа показано, как альбумин помогает защититься от инфекции, связывая жирные кислоты и защищая их от повреждения (окисления). При очень низком уровне альбумина эти молекулы повреждаются, что позволяет грибам расти, выделять токсин и вызывать опасную для жизни инфекцию. Автор: Foundation for Research and Technology—Hellas
Что такое мукормикоз и в чём его опасность
Мукормикоз — это быстро прогрессирующая инфекция, вызываемая грибами Mucorales, и она связана с высоким уровнем смертности. Болезнь широко распространилась в Индии после второй волны COVID-19 в 2021 году. По данным исследования, это развитие событий может быть связано с подавлением выработки альбумина из-за воспаления.
Мукормикоз, также известный как «чёрная плесень», возникает при вдыхании грибковых спор или их проникновении в организм через рану. Эти патогены выделяют мощный токсин, который убивает окружающие ткани, заставляя кожу чернеть, иногда в течение нескольких часов. Смертность от этой инфекции может достигать 50%.
Грибы Mucorales часто встречаются в окружающей среде, но здоровые люди не заболевают. Было замечено, что болезнь чаще возникает у людей с ослабленной иммунной системой, недоеданием и диабетом.
Ключевые выводы о защитной роли альбумина
Исследователи обнаружили, что у пациентов с этим заболеванием уровень альбумина значительно ниже, чем у пациентов с другими грибковыми заболеваниями. Важно, что гипоальбуминемия оказалась самым сильным предиктором неблагоприятных клинических исходов у пациентов с мукормикозом на нескольких континентах.
Исследование также продемонстрировало, что альбумин мощно и избирательно останавливает рост грибов Mucorales среди широкого спектра бактериальных и грибковых патогенов человека. Удаление альбумина из образцов крови здоровых людей привело к неограниченному росту мукормицетов.
Кроме того, мыши, лишённые альбумина, были особенно уязвимы к мукормикозу, а введение альбумина восстанавливало устойчивость к болезни после заражения.
Механизмы и последствия для лечения
Механистические исследования показали, что противогрибковая активность альбумина опосредована свободными жирными кислотами (СЖК), связанными с белком, который защищает их от окисления; таким образом, они свободно проникают в грибок и не дают ему активировать гены, необходимые для его роста.
Сыворотка крови пациентов с мукормикозом показала повышенное окисление жирных кислот, что объясняет, почему они более восприимчивы к инфекции. Кроме того, связанные с альбумином СЖК блокируют синтез белка у Mucorales, подавляя выработку ключевых факторов, которые позволяют грибку вызывать заболевание в моделях на животных.
В совокупности эти результаты раскрывают уникальный механизм метаболической защиты хозяина, который заставляет грибковый патоген ограничивать собственный рост и вирулентность в ответ на метаболические сигналы, регулируемые альбумином. Работа устанавливает ранее неизвестную роль альбумина в защите хозяина, предлагая новые взгляды на функцию и эволюцию этой загадочной молекулы.
Более того, исследование открывает новые пути для терапевтического использования альбумина в профилактике и лечении мукормикоза — смертельного заболевания с ограниченными вариантами лечения.
Исследование также было освещено в журнале Science, где независимые учёные подчеркнули критическую важность этих выводов.
0 комментариев