Forskere tager et vigtigt skridt mod gonorévaccine

Forskere baner vejen mod en ny terapeutisk tilgang til gonoré ved at kaste lys over mekanismen bag vigtige proteiner på Neisseria gonorrhoeae-bakteriens ydre membran.

Fremtidige terapier kan komme i form af nye antibiotika eller, endnu bedre, en vaccine.

Resultaterne er især vigtige, da Neisseria gonorrhoeae betragtes som en "superbug" på grund af dens resistens over for alle klasser af antibiotika, der er tilgængelige til behandling af infektioner.

Gonoré, en seksuelt overført sygdom, hvis antal vokser med 78 millioner nye tilfælde på verdensplan hvert år, er meget skadelig for reproduktiv og neonatal sundhed, hvis den ikke behandles eller behandles forkert.

Det kan føre til endometritis, bækkenbetændelse, ektopisk graviditet, epididymitis og infertilitet. Babyer født af inficerede mødre har øget risiko for blindhed.

Forskning ledet af co-tilsvarende forfattere Aleksandra Sikora fra Oregon State University og Nicholas Noinaj fra Purdue University giver centrale strukturelle og funktionelle indsigter i et multikomponentproteinkompleks kendt som BAM, forkortelse for beta-tønde monteringsmaskineri.

I gramnegative bakterier, BAM er ansvarlig for biogenesen af ​​beta-tønde-proteiner på cellernes ydre membraner.

Ydre membranproteiner har afgørende fysiologiske og strukturelle funktioner, blandt dem optagelse af næringsstoffer, sekretion, signaltransduktion, ydre membran biogenese, og motilitet. I patogene bakterier, disse proteiner fører også til værtskolonisering og kan udnytte immunresponser, lette virulens.

BamA er beta-tønde monteringsmaskineriets primære komponent, og denne undersøgelse tog et kig på to andre komponenter, BamD og BamE.

Forskere fandt ud af, at i N. gonorrhoeae, BamE er eksponeret på celleoverfladen, men er ikke afgørende for cellelevedygtighed. Omvendt BamD havde de modsatte træk:Ikke vist overflade, dog afgørende for levedygtighed.

Imidlertid, da BamE blev slået ud i eksperimenter, BamD flyttede til overfladen.

"Tabet af BamE ændrede cellekappesammensætningen og førte til langsommere cellevækst, " sagde Sikora, lektor ved OSU College of Pharmacy. "Det førte også til en stigning i både antibiotikafølsomhed og dannelsen af ​​membranvesikler indeholdende større mængder af vaccineantigener."

Sikora bemærkede, at både BamD og BamE udtrykkes i forskellige gonokok-isolater og gennem forskellige vækstfaser.

"De løste strukturer af Neisseria BamD og BamE deler overordnede folder med E. coli-proteiner, men der er også forskelle, der kan være vigtige for funktionen, " sagde hun. "Så selvom BAM er bevaret på tværs af gramnegative bakterier, der er strukturelle og funktionelle forskelle fra art til art, som sandsynligvis kan udnyttes til at udvikle artsspecifikke terapeutiske midler til at bekæmpe multilægemiddelresistens."

For eksempel, i E. coli, BamE er ikke overfladeeksponeret; også, fraværet af BamE i E. coli får ikke BamD til at blive vist på den ydre membran.

"Det er yderligere bevis på, at BamE kan være et nyt vaccinemål mod N. gonorrhoeae, " sagde Sikora. "Vi lavede en masse biologi såvel som strukturløsning, der giver os værktøjer til at muliggøre nye terapier. I kampen mod multiresistens, den ideelle måde at forebygge sygdom på er en vaccine, og at have en struktur af BamE åbner døren til en strukturel vaccinologisk tilgang."

Resultaterne blev offentliggjort i Journal of Biological Chemistry .