Новый биомаркер для идентификации yersinia pestis

Специалисты по гликохимии и гликобиологии впервые определили и синтезировали структуру олигосахарида на бактериальной поверхности, которая вызывает иммунный ответ в организме человека.

Наличие антител против этого олигосахарида в крови пациентов может быть ценным биомаркером инфекции Yersinia pestis.

Черная смерть хорошо известна страшными эпидемиями, которые еще 500-800 лет назад опустошали целые государства в Европе, Центральной Азии и Китае. За эту эпоху чума уничтожила не менее 200 миллионов человек - на то время было колоссальной цифрой, если сравнивать ее тогдашним с населением планеты.

В 2002 году вспышка чумы была зарегистрирована в одном из штатов Индии, а в 2008 году 18 случаев было подтверждено на Мадагаскаре. В 2009 в одном из китайских городов в связи с чумой объявили карантин, а в Тобруке (Ливия) в том же году было зафиксировано 16 случаев болезни. Очень редко чума регистрируется в американском штате Нью-Мехико.

Несмотря на все меры, чума остается смертельно опасной болезнью, которая быстро прогрессирует, и при несвоевременной диагностике приводит к очень высокой летальности. Благодаря своим свойствам, Yersinia pestis может использоваться в качестве биологического оружия.

Сегодня чума успешно поддается терапии антибиотиками, но с каждым часом задержки с лечением процент выживания больных падает. Поэтому для своевременного лечения очень важно иметь в арсенале быстрые и точные методы диагностики. Глава исследовательской группы Чаккумкал Аниш говорит: «Ранняя идентификация инфекции Yersinia pestis исключительно важна для выживания больных. Поэтому наша работа должна положительно повлиять на эффективность борьбы с чумой».

Для создания специфического теста ученые впервые должны были идентифицировать отдельный олигосахарид в составе липополисахарида на клеточной оболочке Yersinia pestis. Этот олигосахарид служит специфическим антигеном. После его идентификации они синтезировали сложное соединение, связав указанный олигосахарид с протеином, который используется во многих вакцинах для усиления иммунного ответа.

Полученный в результате гликопротеин вводился мышам для инициирования иммунной реакции. Таким способом ученые получили антитела.

Антитела помогают идентифицировать возбудитель чумы с очень высокой точностью, то есть другие бактерии, биохимически близкие к Yersinia pestis, не могут повлиять на результат анализа. Таким образом, в арсенале врачей появился надежный экспресс-тест на чуму. Но это не единственная область применения нового открытия в медицинской практике.

С одной стороны, гликан и его гликоконъюгаты могут использоваться для изготовления тест-полосок, которые улавливают антитела Yersinia pestis из крови пациентов и могут подтвердить чуму. С другой стороны, антитела могут позволить идентифицировать бактерии чумы прямо в инфицированной ткани, для чего используются специальные флуоресцирующие протеины.

Питер Зибергер говорит: «Эти надежные тесты – очень простое и экономичное решение. Они дают нам новые возможности для своевременного выявления опасной инфекции. В прошлом возбудитель чумы определялся при помощи фенотипирования и сложного генетического теста. Проблема в том, что эти методы дорогостоящие и медленные, а самое главное – есть вероятность ошибки».

Новый метод – это результат успешных исследований в области гликомики. Это новое поле деятельности ученых посвящено изучению углеводов и их роли в живых организмах. Сегодня ученые способны идентифицировать и синтезировать даже более сложные молекулы.

Чаккумкал Аниш поясняет: «Мы можем синтезировать сложные молекулы из простых химических веществ, как дети используют кирпичики Lego для постройки космического корабля. Это только начало – мы лишь начали исследовать возможности этих кирпичиков».

Новые достижения гликомики имеют огромный потенциал. Они помогут ученым разработать способы идентификации и лечения болезней, создать вакцины против различных инфекционных заболеваний и глубже проникнуть в тайны биологии человека и окружающих его существ.