Обычно человеческая кровь стерильна, в норме в ней должны отсутствовать любые бактерии и вообще патогены. Однако представители семейства Enterobacteriaceae: Salmonella enterica, Escherichia coli и Citrobacter koseri — попав в кровеносную систему, могут вызвать воспаление этой системы или даже заражение крови.
Как же эти бактерии-вампиры попадают в кровь? Вариантов для такого проникновения множество, однако самый распространенный — через кишечник, куда изначально попадают бактерии Enterobacteriaceae. Если человек страдает воспалительными болезнями кишечника (ВЗК), иммунная защита его сильно ослаблена, а значит, риск развития инфекций кровеносной системы особенно высок. Согласно статистике, данная болезнь замечена примерно у 1% населения, и многие от нее умирают.
До последнего времени ученые никак не могли взять в толк, почему кровь так привлекает эти микроорганизмы. Теперь, когда врачи узнали, что бактерии Enterobacteriaceae могут питаться аминокислотой L-серином, появятся новые методы лечения смертельных инфекций, угрожающих кровеносной системе. Об этом 16 апреля 2024 года была опубликована статья в медицинском журнале eLife.
Узнав, как данные микроорганизмы способны обнаруживать источники крови, в будущем ученые смогут разработать препараты, которые будут блокировать эту способность. Есть вероятность, что новые лекарства станут для бактериальных вампиров тем же самым, что чеснок, святая вода и крест для вампиров из книг и фильмов.
Кроме того, данные препараты помогут улучшить жизнь и здоровье людям, которые страдают ВЗК и каждый день рискуют подхватить инфекцию кровеносной системы
— Сиенна Гленн, кандидат медицинских наук, Университет штата Вашингтон.
В ходе исследования Гленн и ее коллеги вырастили в лабораторных чашках Петри S. enterica, E. coli и C. Koseri. Затем ученые внесли туда сыворотку, выделенную из человеческой крови. Это было сделано для того, что проверить, каким образом бактерии-вампиры проникают в кровь. В реальной жизни так может случиться во время кишечного кровотечения.
Все произошло очень быстро: бактерии среагировали меньше, чем за минуту, подплыв к источнику пищи. Воспользовавшись специальным микроскопом с высоким разрешением, Chemosensory Injection Rig Assay, исследователи увидели, что бактерии Salmonella имеют особый белок, который вступает в реакцию с L-серином в сыворотке крови.
Данный белок, рецептор под названием Tsr, есть абсолютно у всех представителей семейства Enterobacteriaceae. Это обстоятельство говорит, что L-серин — главное химическое вещество, за которым охотятся эти бактерии. Он выступает для них в роли триггера, то есть спускового крючка.
Исследователи отмечают, что человек не является уникальным видом, внутрь которого могут пробраться бактерии-вампиры. Так как L-серин присутствует в сыворотках крови различных видов животных, ученые провели еще несколько экспериментов.
В частности, они приготовили сыворотку из цельной лошадиной крови. Бактерии, находящиеся в чашках Петри, среагировали на вещество практически так же быстро, как если бы это была сыворотка, изготовленная из человеческой крови. В течение 120 секунд количество микроорганизмов в том месте, где была внесена сыворотка, увеличилось по меньшей мере в два раза.
В опытах с сывороткой, полученной от домашней свиньи, реагировали другие бактерии семейства Enterobacteriaceae, а именно, S. Typhimurium.
Данное исследование крайне интересно тем, что оно наконец-то твердо доказало, что микроорганизмы притягиваются к сыворотке человеческой крови именно молекулами L-серина, которых в крови достаточно большое количество
— Навиш Вадха, доцент кафедры физики и Центра биодизайна механизмов эволюции при Университете штата Аризона.
По словам Вадхи, впервые ученые заметили «нездоровую» тягу бактерий семейства Enterobacteriaceae к L-серину. Однако до последнего времени никто не думал, что микроорганизмы настолько любят это химическое вещество из нашей крови. Также медики не подозревали, что именно с вампирами-бактериями могут быть ассоциированы некоторые очень опасные заболевания крови.
Однако на этом исследования такого рода не заканчиваются, они только начинаются. В дальнейшем было бы очень полезно выяснить, могут ли другие вещества в крови, такие сахара и малые молекулы, привлекать бактерии к сыворотке крови. Если да, то какие микроорганизмы это делают и каким образом. Это поможет найти способы, которые блокируют проникновение опасных вампиров в наши вены и артерии.
