Lipnus išorinis grybų ir bakterijų sluoksnis, vadinamas „tarpląsteline matrica“ arba ECM, yra želė konsistencijos ir veikia kaip apsauginis sluoksnis bei apvalkalas. Tačiau, remiantis neseniai žurnale „iScience“ paskelbtu tyrimu, kurį atliko Masačusetso Amhersto universitetas bendradarbiaujant su Vusterio politechnikos institutu, kai kurių mikroorganizmų ECM sudaro gelį tik esant oksalo rūgščiai ar kitoms paprastoms rūgštims. Kadangi ECM atlieka svarbų vaidmenį visur – nuo ​​atsparumo antibiotikams iki užsikimšusių vamzdžių ir medicinos prietaisų užteršimo, mikroorganizmų lipnių gelio sluoksnių supratimas turi didelę reikšmę mūsų kasdieniam gyvenimui.

„Mane visada domino mikrobų išorinės maisto sluoksniai (ECM), – sakė Barry Goodell, Masačusetso Amhersto universiteto mikrobiologijos profesorius ir vyresnysis straipsnio autorius. „Žmonės dažnai mano, kad ECM yra inertiškas apsauginis išorinis sluoksnis, apsaugantis mikroorganizmus. Tačiau jis taip pat gali būti maistinių medžiagų ir fermentų kanalas į mikrobų ląsteles ir iš jų.“
Danga atlieka kelias funkcijas: dėl savo lipnumo atskiri mikroorganizmai gali sulipti ir sudaryti kolonijas arba „bioplėveles“, o kai tai padaro pakankamai mikroorganizmų, jie gali užkimšti vamzdžius arba užteršti medicinos įrangą.
Tačiau apvalkalas taip pat turi būti pralaidus: daugelis mikroorganizmų per išorinę maisto masę (ECM) išskiria įvairius fermentus ir kitus metabolitus į medžiagą, kurią nori suvalgyti ar užkrėsti (pvz., supuvusią medieną ar stuburinių gyvūnų audinius), o tada, fermentams baigus savo darbą, prasideda virškinimo užduotis – grąžinti maistines medžiagas atgal per ECM.
Tai reiškia, kad ECM nėra tik inertiškas apsauginis sluoksnis; iš tiesų, kaip parodė Goodell ir kolegos, mikroorganizmai, regis, geba kontroliuoti savo ECM klampumą ir kartu jo pralaidumą. Kaip jie tai daro?
Grybuose sekretas, regis, yra oksalo rūgštis – dažna organinė rūgštis, natūraliai randama daugelyje augalų, ir, kaip atrado Goodell ir jo kolegos, daugelis mikroorganizmų, regis, naudoja savo išskiriamą oksalo rūgštį, kad prisijungtų prie išorinių angliavandenių sluoksnių, sudarydami lipnią medžiagą, drebučių pavidalo išorinę sienelę (ECM).
Tačiau atidžiau ištyrusi komanda atrado, kad oksalo rūgštis ne tik padėjo gaminti ECM, bet ir ją „reguliavo“: kuo daugiau oksalo rūgšties mikrobai dėjo į angliavandenių ir rūgščių mišinį, tuo klampesnis tapo ECM. Kuo klampesnis tampa ECM, tuo labiau jis blokuoja didelių molekulių patekimą į mikrobą arba išėjimą iš jo, o mažesnės molekulės gali laisvai patekti į mikrobą iš aplinkos ir atvirkščiai.
Šis atradimas meta iššūkį tradiciniam moksliniam supratimui apie tai, kaip skirtingų tipų grybų ir bakterijų išskiriami junginiai iš tikrųjų patenka iš šių mikroorganizmų į aplinką. Goodell ir kolegos teigė, kad kai kuriais atvejais mikroorganizmams gali tekti labiau pasikliauti labai mažų molekulių sekrecija, kad jie galėtų atakuoti matricą ar audinį, nuo kurio mikroorganizmas priklauso nuo išgyvenimo ar užsikrėtimo. Tai reiškia, kad mažų molekulių sekrecija taip pat gali atlikti svarbų vaidmenį patogenezėje, jei didesni fermentai negali prasiskverbti pro mikrobų tarpląstelinę matricą.
„Atrodo, kad yra aukso vidurys, – teigė Goodellas, – kai mikroorganizmai gali kontroliuoti rūgštingumo lygį, kad prisitaikytų prie konkrečios aplinkos, išlaikydami kai kurias didesnes molekules, tokias kaip fermentai, o mažesnės molekulės lengvai praeina per ECM. ECM moduliavimas oksalo rūgštimi gali būti būdas mikroorganizmams apsisaugoti nuo antimikrobinių medžiagų ir antibiotikų, nes daugelis šių vaistų susideda iš labai didelių molekulių. Būtent šis pritaikymo gebėjimas gali būti raktas į vienos iš pagrindinių antimikrobinės terapijos kliūčių įveikimą, nes manipuliuojant ECM, siekiant padidinti jo pralaidumą, būtų galima pagerinti antibiotikų ir antimikrobinių medžiagų veiksmingumą.“

„Jei galime kontroliuoti mažų rūgščių, tokių kaip oksalatas, biosintezę ir sekreciją tam tikruose mikrobuose, galime kontroliuoti ir tai, kas patenka į mikrobus, o tai leistų mums geriau gydyti daugelį mikrobų ligų“, – sakė Goodellas.
2022 m. gruodį mikrobiologas Yasu Morita gavo Nacionalinių sveikatos institutų dotaciją, skirtą paremti tyrimus, kuriais siekiama sukurti naujus, veiksmingesnius tuberkuliozės gydymo būdus.

Jei norėtumėte gauti daugiau informacijos, prašau atsiųsti man el. laišką.
El. paštas：
info@pulisichem.cn
Tel.:
+86-533-3149598