Американские ученые обнаружили, олигосахариды из грудного молока «мешают» образовываться биопленкам у стрептококков группы В Streptococcus agalactiae. Исследование опубликовано в ACS Infectious Diseases.

Грудное молоко — труднозаменимый источник питания для развивающегося ребенка. В человеческом молоке существует около 600 видов бактерий, но большинство этих бактерий являются симбиотическими или комменсальными видами. Однако известны случаи передачи патогенных бактерий через молоко, что может вызывать болезни у новорожденных. Также женское молоко содержит широкий спектр факторов иммунологической защиты. Эта защита частично связана с наличием в грудном молоке олигосахаридов. 

Олигосахариды — сложные длинноцепочечные сахара. Структурно олигосахариды молока включают всего пять моносахаридных остатков, тем не менее, существует около 200 уникальных структур. Интересно, что структура олигосахаридов отличается у разных женщин. На самом деле, олигосахариды предназначаются не для питания самого ребенка, поскольку у последнего отсутствуют необходимые для этого ферменты, а для питания бифидобактерий, которые содержатся в грудном молоке. Кроме того, олигосахариды являются антиадгезивными противомикробными агентами, то есть они блокируют прикрепление патогенных микроорганизмов к поверхностям слизистой оболочки, предотвращая бактериальную адгезию и колонизацию. Ранее исследователи уже показали, что олигосахариды обладают обладают антимикробной активностью.

Ученые из Института Вандербильта исследовали действие олигосахаридов, выделенных из грудного молока  пяти здоровых женщин-доноров, на рост и образование биопленок у стрептококков группы В *Streptococcus agalactiae *(GBS). Заражение GBS может привести к неонатальному сепсису и менингиту. Возбудителя, укоренившегося в биопленке, очень трудно уничтожить, поскольку она обеспечивает физический барьер, препятствующий воздействию иммунной системы человека. Биопленки могут быть непроницаемыми для антибиотиков и играть роль резервуара хронической инфекции. Кроме того, они позволяют переносить генетический материал среди бактерий сообщества, а это может приводить к развитию резистентности к антибиотикам. Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ) и конфокальная лазерная сканирующая микроскопия подтвердили предположение, что олигосахариды «мешают» образовываться биопленкам, тем самым препятствуя распространению бактериальной инфекции. 

Сканирующая электронная микроскопия. Ackerman et al. / ACS Infectious Diseases, 2017

В дальнейшем, исследователи планируют выделить из грудного молока конкретные типы сахаров, ответственных за обнаруженные антибактериальные эффекты. Основной мотивацией исследования стала растущая проблема устойчивости бактерий к антибиотикам, которая ежегодно вызывает 23 000 смертей по оценке Центра по контролю и профилактике заболеваний. Вместо поиска белков в материнском молоке с антимикробными свойствами Ackerman и его коллеги обратили внимание на сахара, которые значительно труднее изучить.

Многочисленные физиологические процессы, происходящие в биопленке, отличаются от физиологии чистых культур этих же бактерий. Поэтому так важны исследования, направленные именно на изучение биопленок. Так например, американские микробиологи обнаружили, что фермент олигорибонуклеаза эффективно подавляет обмен химическими сигналами между отдельными клетками бактерий. А группа ученых из Америки, Великобритании и Испании раскрыла новый механизм, который бактерии используют для общения между собой в биопленках. Оказалось, что бактерии общаются с помощью электрических сигналов, очень похожих на волны деполяризации, распространяющиеся в мозге человека и животных.

Автор: Лилия Фахранурова