Bakterie te są częstym źródłem zatruć pokarmowych i są odporne na ciepło i wysokie stężenia soli, które są używane do przygotowywania i przechowywania żywności. Zespół ma nadzieję wykorzystać tę wiedzę do opracowania leczenia, które zapobiegnie zatruciom pokarmowym poprzez zapewnienie, że wszystkie bakterie w żywności zostaną zabite.
Badają również, czy te odkrycia mogłyby pomóc w opracowaniu leczenia dla pacjentów, które działałoby obok konwencjonalnych antybiotyków.
Bakterie Staphylococcus aureus żyją naturalnie na skórze lub w nosie jednej na cztery osoby. Jednakże, jeśli bakterie dostaną się do organizmu, mogą powodować poważne infekcje, zatrucie krwi, a nawet śmierć. Superbakteria”, zwana MRSA, uodporniła się również na antybiotyk metycylinę. Staphylococcus aureus może również wywoływać zatrucia pokarmowe, zazwyczaj poprzez skażone produkty mięsne, takie jak szynka, a także kanapki, sałatki i produkty mleczne.
W nowym badaniu zespół z Imperial odkrył, w jaki sposób Staphylococcus aureus reguluje swoje spożycie soli. Zakłócenie tego mechanizmu oznacza, że bakterie albo absorbują zbyt dużo soli ze swojego środowiska, albo tracą zbyt dużo wody — powodując odwodnienie i śmierć.
Profesor Angelika Gründling, główna autorka badań z Wydziału Medycyny w Imperial powiedziała: „Bakteria Staphylococcus aureus jest kluczowym patogenem i powoduje wiele poważnych infekcji u pacjentów. Dzięki tym badaniom lepiej rozumiemy, w jaki sposób bakterie radzą sobie ze stresem solnym. Chociaż badania te są na wczesnym etapie, mamy nadzieję, że wiedza ta pomoże nam kiedyś zapobiegać infekcjom gronkowcowym przenoszonym przez żywność, a także otworzy nowe możliwości dla rodzaju leczenia, które może działać równolegle z antybiotykami.”
W nowym badaniu, opublikowanym w czasopiśmie Science Signaling, zespół przyjrzał się komórkom MRSA w laboratorium i odkrył, że cząsteczka sygnalizacyjna zwana cyklicznym di-AMP jest krytyczna dla procesu, dzięki któremu bakterie regulują swoje poziomy soli.
Staphylococcus aureus są notorycznie odporne na wysokie stężenia soli, chociaż do tej pory naukowcy nie byli pewni, dlaczego. W bieżącym badaniu zespół ujawnił, że kiedy cząsteczka sygnalizacyjna wykrywa bakterię w środowisku o wysokim stężeniu soli, cząsteczka przyczepia się do kilku białek „transportera”, aby zasygnalizować im reakcję i ochronę komórki.
Wysokie stężenia soli działają w celu wyciągnięcia wody z komórki — dlatego czujemy pragnienie po zjedzeniu słonych pokarmów.
Dlatego, aby zapobiec utracie wody, białko transportera wciąga do komórki rodzaj cząsteczki, która działa jak miniaturowa gąbka. Wsiąka ona w wodę, zamykając ją w komórce i zapobiegając jej ucieczce. Zatrzymując utratę wody, miniaturowe gąbki zapobiegają również przenoszeniu się soli do komórki.
Badacze byli w stanie zakłócić ten mechanizm soli i odkryli, że poprzez zwiększenie sygnału do białka transportera, liczba tych miniaturowych gąbek została znacznie zmniejszona. Zahamowanie tych mechanizmów ochrony przed solą sprawia, że komórki MRSA stają się bardziej wrażliwe na sól, co może ostatecznie doprowadzić do zniszczenia komórek bakterii.
Doświadczenia innych zespołów wykazały, że podobny mechanizm występuje u bakterii Listeria, które również są częstym źródłem zatruć pokarmowych.
Dr Christopher Schuster, współautor badań z Wydziału Medycyny Imperial, dodał: „Wiele metod konserwacji żywności wykorzystuje sól, aby zachować świeżość żywności i zapobiec namnażaniu się bakterii. Jednak zawsze istnieją pewne bakterie, takie jak Staphylococcus aureus, które są odporne na wysokie stężenie soli i przeżywają. Ale jeśli możemy opracować jakąś formę leczenia, która przerywa te cząsteczki sygnalizacyjne, możemy zapewnić, że sól zabija wszystkie bakterie.”
Zespół bada teraz dalej ten mechanizm, w nadziei na znalezienie dokładnego sposobu, w jaki cząsteczka sygnalizacyjna reguluje białko transportera. Badają również, jakie inne rodzaje gąbek molekularnych są zaangażowane w ten proces.