Autor: California ülikooli teadlased on nüüd avastanud loodusliku kemikaali, mis takistab hambakivi ja muude biokilede teket. Seda toodavad taimed stressi tingimustes.
Kui teile tundub, et teie hammastel ja nende vahel on mingi kleepuv kiht või igemepiiril hambakivi, siis oletegi kohtunud biokilega. Haiglas ravil olles ja ka kodus põdedes muudavad biokiled infektsioonide ravimise raskemaks, kuna need moodustavad bakteritele kaitsekilbi. Biokiled on suureks probleemiks sellistes seadmetes nagu kateetrid ja implantaadid.
California ülikooli teadlased on nüüd avastanud kemikaali, mis takistab biokile teket. Seda toodavad taimed stressi tingimustes. “Lihtsamalt öeldes on biokiled mikroorganismide, näiteks bakterite või seente kooslused, mis kleepuvad kokku ja moodustavad pindadele baktereid kaitsva kihi,” ütles Katayoon Dehesh, California ülikooli molekulaarbiokeemia tunnustatud professor ja avastust käsitleva uuringu autor.
Mikroskoobipildid bakteritüvedest. Ülemisel pildil toodab bakter normaalselt fimbriaid ja alumisel pildil on bakter kõrge MEcPP tasemega keskkonnas, kus ta ei suuda fimbriaid toota. Fotod: Jingzhe Guo, UCR
Taimne stressimolekul ennetab bakterite kinnitumist
“Tõenäoliselt olete näinud biokilet limakihina jõekividel või hambakatu kujul. Kuigi nad on paljude ökosüsteemide loomulik osa, võivad biokiled põhjustada suuri probleeme.
Ajakirjas Nature Communications avaldatud uuring räägib molekulist, mis tekib taimedes elutähtsate keemiliste reaktsioonide käigus. Sama molekul tekib ka mõningates bakterites ja isegi sellistes parasiitides nagu malaariat põhjustavad algloomad perekonnast Plasmodium.
Taimedes mängib molekul MEcPP kriitilist rolli mitte ainult teiste oluliste ühendite tootmisel, vaid ka stressisignaalide edastamisel. Näiteks kui taim on mingil moel kahjustatud ja selle rakkudesse siseneb liiga palju hapnikku, koguneb sinna MEcPP. See molekul käivitab taimes kaitsereaktsiooni. Teadlased avastasid, et sellel molekulil on üllatav mõju sellistele tuntud bakteritele nagu E. coli ehk soolekepike. Molekul häirib biokile arengut, segades selle võimet erinevatele pindadele kinnituda. Selle stressimolekuli tootmist põhjustab näiteks taime vigastamine ja liig intensiivne valgus.
Bakterid kasutavad kinnitumiseks fimbriaid
Biokiled kasvavad sellistes meditsiiniseadmetes nagu kateetrid, stendid või implantaadid, mis muudab infektsioonide ravimise raskemaks, kuna biokile kaitse all elavad mikroobid on antibiootikumide suhtes väga vastupidavad. Tööstustes ummistavad need torusid, saastavad toiduainete töötlemise seadmeid ja põhjustavad korrosiooni.
“Biokile arengu varase faasi ennetamisel pakub see molekul tõelist potentsiaali parandada tulemusi kõigis puhastest pindadest sõltuvates tööstusharudes, ” ütles Dehesh.
Antibiootikumide eest kaitsev maatriks
Bakterid kasutavad pindadele ankurdumisel kiu- või karvalaadseid struktuure, mida nimetatakse fimbriateks. See on biokile tekkel kriitiline samm. Fimbriad aitavad bakteritel kinnituda meditsiinilistele implantaatidele, torudele või isegi hammastele, kus nad tekitavad enda ümber kaitsva maatriksi, mis kaitseb neid antibiootikumide ja puhastusainete eest. Ilma fimbriateta ei saa biokile teke alata.
Biokile kui bakterite kindlus
“Biokiled on nagu bakterite kindlus,” ütles Jingzhe Guo. “Kinnitumise algfaasi katkestades desarmeerib MEcPP bakterite võime neid linnuseid rajada.”
Uurimisrühm tuvastas ka võtmegeeni nimega fimE, mis toimib fimbriae tootmise “väljalülitajana”. MEcPP suurendab selle geeni aktiivsust. See omakorda takistab fimbriate teket ja biokilede moodustumist.
“Meie avastus võib inspireerida biokile ennetamise strateegiaid paljudes tööstusharudes, ” ütles Guo. “Võimalused on tohutud alates puhtamatest veesüsteemidest kuni paremate hambahooldustoodeteni.”
Avastus aitab tööstust
Biokiled pole mitte ainult meditsiiniline probleem, vaid ka kulukas probleem tööstustele. Need aitavad kaasa torujuhtmete ummistumisele, masinate korrodeerumisele ja toiduainete töötlusseadmete saastumisele. Traditsioonilised biokilede haldamise meetodid tuginevad sageli karmidele kemikaalidele või kallitele ravimeetoditele, mis võivad olla keskkonnale kahjulikud või muutuda aja jooksul kasutuks, kuna bakterid kohanevad.
“See uuring on tunnistus ootamatutest seostest taimebioloogia ja mikrobioloogia vahel, ” ütles Guo. “On põnev mõelda, et molekul, mida taimed kasutavad stressist märku andmiseks, võib ühel päeval aidata inimestel võidelda bakteriaalsete ohtudega.”
Viide: https://www.nature.com/articles/s41467-024-54501-w
Loe ka Varakult avastatud soolevähk on tervistavalt ravitav ja Leedrimahl on võimas võimalus kaalualandamiseks