Мышей защитил от сибирской язвы фермент, уничтоживший бактериальную капсулу

Фермент CapD разрушает капсулу возбудителя сибирской язвы Bacillus anthracis и делает его уязвимым для фагоцитоза в организме хозяина. Новая версия фермента повышает выживаемость мышей, зараженных спорами B. anthracis, тогда как исходный фермент хорошо работал только при заражении бактериальной суспензией.

Споры бактерии Bacillus anthracis под электронным микроскопом

Возбудитель сибирской язвы Bacillus anthracis — одна из самых опасных для человека бактерий. Она способна к образованию весьма устойчивых спор. К основным факторам вирулентности B. anthracis относятся капсула и два экзотоксина. Капсула помогает бактерии уйти от фагоцитоза и распространиться по организму хозяина. В настоящее время препараты, нацеленные на капсулу, рассматриваются в качестве альтернативы антибиотикам.

Ранее было показано, что фермент деполимераза капсулы (CapD) разрушает капсулу, после чего бактериальные клетки легко фагоцитируются нейтрофилами и уничтожаются. Этот фермент защищал инфицированных мышей при заражении суспензией бактериальных клеток, но не действовал не действовал при заражении спорами B. anthracis.

Удаление капсулы B. anthracis с помощью обработки CapD

Авторы новой работы, опубликованной в Science Translational Medicine, сообщили о получении усовершенствованной версии CapD. Они подвергли исходный CapD круговой пермутации, то есть перестановке доменов белка «по кругу». Новая версия белка имела такую же трехмерную структуру, что и исходный CapD, но при этом обладала большей стабильностью. Для улучшения фармакокинетических свойств к белку также ковалентно присоединили остатки полиэтиленгликоля (PEG). Итоговая молекула получила название PEG-CapD-CPS334C.

Cибиреязвенный карбункул

Ученые заражали мышей спорами нетоксигенного или токсигенного штаммов B. anthracis, экспрессирующих капсулу, и через 24 часа начинали курс PEG-CapD-CPS334C. Фермент вводили внутрибрюшинно каждые восемь часов в течение двух дней. Контрольные мыши получали бычий сывороточный альбумин. В первом эксперименте PEG-CapD-CPS334C защитил от сибирской язвы 100% мышей (10 из 10), тогда как в контрольной группе выжила только одна мышь из десяти. В эксперименте со спорами полностью вирулентного штамма B. anthracis терапевтическая эффективность PEG-CapD-CPS334C составила 80%.

Важно отметить, что полимера гамма-D-глутаминовой кислоты, из которого состоит капсула бактериальной клетки, нет в организме человека. По мнению авторов, стратегия лечения, предполагающая ферментативное удаление бактериальной капсулы, может быть эффективна как против устойчивых к вакцинам и антибиотикам штаммам B. anthracis, так и против антибиотикорезистентных штаммов других бактерий.

Цитируется по:

Patricia M. Legler, et al. Treatment of experimental anthrax with pegylated circularly permuted capsule depolymerase // Science Translational Medicine, Published 8 Dec 2021, Vol. 13, Issue 623, DOI: 10.1126/scitranslmed.abh1682.

Источник: https://pcr.news

14.12.2021