Внутренняя часть носа является основным местом обитания некоторых форм стафилококка. Более одной трети населения имеет хроническое присутствие Staphylococcus aureus в ноздрях и носовых пазухах.
Оттуда он может попасть на руки и другие участки кожи.
Как и многие бактерии, золотистый стафилококк вырабатывает фермент синтазу оксида азота. У других живых существ, производящих оксид азота, простая молекула контролирует многие сложные биологические реакции. Например, у людей он опосредует артериальное давление, нервные сигналы и сексуальное возбуждение.
«Многое известно об оксиде азота в физиологии человека», — отметил д-р. Феррик Фанг, профессор лабораторной медицины и микробиологии Медицинской школы Вашингтонского университета.
Однако исследователь UW Medicine добавил, что эффекты производства оксида азота в бактериях были гораздо менее очевидны.
Фанг вместе с Трэйси Кинкель, действующим инструктором по лабораторной медицине из UW, и группой ученых изучали этот вопрос. Их последние открытия о важной роли фермента синтазы оксида азота в успешной колонизации S. aureus сообщается в ноябре. 28 в области природной микробиологии.
Кинкель объяснил, что S. aureus обычно превращается в толстую группу или биопленку. Если бактерии плотно скапливаются в замкнутом пространстве, в конечном итоге большая часть доступного кислорода будет израсходована.
Эта ситуация может возникнуть, когда стафилококк пытается прижиться и размножиться внутри носа.
Слизь в носу также ограничивает диффузию кислорода.
По словам Кинкеля, когда кислород становится дефицитным, небольшое количество оксида азота, вырабатываемого бактериями, еще больше ограничивает аэробное дыхание, чтобы уменьшить использование кислорода.
Это приводит к тому, что бактерии переходят на потребление нитратов или микроаэробное дыхание, чтобы поддерживать энергию в среде с низким содержанием кислорода.
Исследователи обрисовали в общих чертах биохимическую активность, обусловленную выработкой синтазы оксида азота.
Они регулируют транспорт электронов в клеточной мембране патогена и, таким образом, поддерживают энергию градиентов концентрации через мембрану.
«Мы считаем, что этот элегантный механизм, вероятно, представляет собой изначальную, изначальную функцию ферментативного производства оксида азота в природе», — сказал Фанг. Существенный бактериальный механизм, по-видимому, эволюционно консервативен в некоторых типах передачи сигналов клеточных рецепторов у млекопитающих.
Кроме того, по словам исследователей, с учетом множества патогенных и экологических бактерий, которые продуцируют фермент синтазу оксида азота, и повсеместного распространения среды с низким содержанием кислорода в естественном мире, этот механизм, вероятно, будет широко распространенной реакцией бактерий на ограниченное количество кислорода.
В качестве метода выживания этот механизм может способствовать вирулентности и устойчивости бактерий стафилококка, вызывающих заболевание. Он также, по-видимому, играет роль в устойчивости к антибиотику даптомицину, который нацелен на мембрану бактериальной клетки.
Результаты исследования предлагают новые стратегии предотвращения стафилококковой инфекции путем вмешательства в бактериальную синтазу оксида азота.
Поиск альтернативных методов борьбы со стафилококком особенно важен сейчас, когда серьезные штаммы бактерий больше не реагируют на сильные антибиотики.
«Золотистый стафилококк колонизирует около двух миллиардов человек во всем мире и стал основной причиной инфекций кожи, дыхательных путей и кровотока», — пишут исследователи.
Смертность от метициллин-резистентного S. aureus (MRSA) теперь превышает количество, вызываемое вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ) в Соединенных Штатах.