Способность стрептококков группы А (ГАЗ) вызывать быстрое разрушение эритроцитов наблюдалась более века и остается клиническим признаком диагностики ГАЗ. Это разрушение происходит из-за производства небольшого пептидного токсина ГАЗ, известного как стрептолизин S (SLS).Хотя широко распространено мнение, что SLS проявляет свою литическую активность — чрезмерное разрушение эритроцитов — через разрушение мембран, точный способ его действия остается неизвестным.
«Недавние молекулярные исследования нашей и других лабораторий продемонстрировали, что SLS — это пептидный токсин, связанный с широким классом производимых бактериями соединений, известных как бактериоцины», — сказал Шон Ли, доцент биологических наук Университета Нотр-Дам. «Многие из этих родственных бактериоцинов определили клеточные мишени, и не было показано, что они действуют как общие литические агенты клеточных мембран».В новом исследовании исследовательская группа Ли впервые в режиме реального времени с высоким разрешением наблюдала за деструкцией эритроцитов группы A, также называемой бета-гемолизом, в режиме реального времени.«Мы демонстрируем, что давно наблюдаемый гемолиз красных кровяных телец под действием SLS не вызван общим разрушением мембраны красных кровяных телец, как считалось ранее, а, скорее, это действие связано со способностью токсина SLS напрямую воздействовать на специфический белок внешней мембраны на поверхности эритроцита, основной анионообменный белок эритроцитов Band 3 ».Важно отметить, что химическое ингибирование функции Band 3 полностью блокирует гемолитическую активность SLS и значительно изменяет патологию, вызванную ГАЗ, в модели кожной инфекции in vivo.
«Наши исследования дают первый механистический взгляд на давний вопрос о функции SLS и, что важно, открывают новые терапевтические возможности для лечения тяжелой болезни ГАЗ», — сказал Ли.«Это были замечательные совместные усилия под руководством Дастина Хигаши, старшего научного сотрудника моей лаборатории, чтобы попытаться разгадать давнюю загадку того, как этот очень мощный токсин, известный как стрептолизин S, лизирует эритроциты, способствуя инвазивному заболеванию человека, вызванному Группой. «Стрептококк», — сказал он.
«Выводы, имеющие решающее значение для поддержки нашей гипотезы, были получены в исследованиях in vivo, проведенных в Центре исследований трансгенов WM Keck под руководством Фрэнсиса Кастеллино и Виктории Плоплис. Ученые Keck Дебора Донахью и Джефф Мэйфилд продемонстрировали это с помощью гуманизированных моделей мышей. блокируя действие токсина SLS во время инфекции GAS, патология на месте инфекции может быть резко уменьшена. Эти результаты имеют огромный потенциал для разработки новых терапевтических средств для лечения тяжелых заболеваний, вызванных Streptococcus группы A ».