위험한 대장균 균주가 장의 방어 기전을 어떻게 회피하는지: 새로운 연구

놀라운 새로운 발견에서 Genentech와 Oregon Health & Science University(OHSU)의 연구원들은 독성이 강한 균주가 어떻게 E. 대장균혈변을 유발하는 것으로 알려진 이 질병은 장의 자연적인 방어 메커니즘을 무력화시킬 수 있습니다.

공부, 출판 오늘 Nature 저널에서는 이 위험한 균주가 어떻게 E. 대장균 NleL이라는 단백질을 장 세포에 주입하여 감염된 세포가 장 내벽에서 배출되는 데 필요한 필수 효소인 ROCK1과 ROCK2를 분해합니다. 이를 통해 박테리아가 체내에서 더 쉽게 확산될 수 있습니다.

일반적으로 장 세포는 감염된 세포를 빠르게 배출하여 감염을 막는 강력한 메커니즘을 가지고 있습니다. 촘촘하게 밀집된 세포들로 구성된 장 내벽은 유해한 박테리아가 혈류로 유입되는 것을 막는 최전선 역할을 합니다. 세포가 감염되면 스스로를 희생하여 장으로 밀어내어 씻어냅니다.

이 과정은 NleL 단백질에 의해 방해를 받아 박테리아가 자유롭게 증식할 수 있게 됩니다.

"이 연구는 병원성 박테리아가 감염된 세포가 외부로 밀려나가는 것을 막을 수 있음을 보여줍니다."라고 오하이오 주립대 의과대학 분자 미생물학 및 면역학 부교수이자 수석 저자인 이사벨라 라우흐는 보도자료를 통해 밝혔습니다. "이것은 우리가 이전에 보았던 것과는 완전히 다른 전략입니다. 어떤 박테리아는 탐지되지 않으려고 숨으려 하지만, 이 박테리아는 실제로 세포의 탈출 경로를 차단합니다."

새로운 치료법을 향한 길을 열다

라우흐의 전문 분야는 장 내벽과 미생물 침입자 간의 복잡한 상호작용을 이해하는 것입니다. 그녀의 연구는 감염성 질환과 염증성 장 질환(IBD)과 같은 만성 질환을 해결하는 데 특히 중요합니다.

"이제 우리는 장 내벽이 단순한 수동적인 벽이 아니라는 것을 알게 되었습니다."라고 라우크는 덧붙였다. "이 세포들은 감염을 조기에 감지하고 면역 체계가 작동하기도 전에 반응하는 데 매우 효과적입니다."

이 연구는 제넨텍의 생화학 전문가들과 OHSU의 라우흐 박사팀이 참여한 공동 연구였습니다. 그들은 함께 E. 대장균 NleL 단백질을 운반하는 균주는 감염된 세포의 빠른 배출을 막아 장을 감염시키는 데 훨씬 더 효과적입니다.

"박테리아가 이 특정 단백질을 보유할 때 장을 훨씬 더 잘 감염시킨다는 것을 보여줄 수 있었습니다."라고 라우흐는 덧붙였다. "박테리아는 감염된 세포가 빠르게 배출되는 것을 막아, 증식하고 더 많은 세포를 감염시킬 시간을 더 많이 줍니다."

이러한 통찰력은 기존 항생제가 박테리아를 완전히 죽이는 것과 달리 박테리아의 메커니즘을 표적으로 삼는 새로운 치료법의 문을 열어줍니다.

"박테리아가 우리 몸의 방어선을 어떻게 우회하는지 이해함으로써 과학자들은 항생제에 의존하지 않는 항독성 치료법을 개발할 수 있을 것입니다."라고 라우흐는 덧붙였다. "특히 항생제 내성이 계속 증가하고 있는 상황에서 이는 매우 중요합니다."

세계적 건강 문제

이 연구의 의미는 광범위합니다. E. 대장균 이 균주는 특히 설사로 인한 탈수에 더 취약한 어린아이들에게 높은 위험을 초래합니다. 더욱이 기후 변화와 취약한 식품 안전 시스템은 이러한 감염의 유병률을 더욱 악화시킬 수 있습니다.

라우흐는 "이런 종류의 박테리아는 위생 상태가 좋지 않은 곳에서는 이미 심각한 문제입니다."라고 덧붙였습니다. "하지만 기온 상승과 식품 안전 모니터링 축소로 선진국에서도 점점 더 큰 위협이 되고 있습니다."

이 연구 결과는 염증성 장 질환(IBD)과 위장관암을 포함한 장 질환에 대한 귀중한 통찰력을 제공합니다. 세포 배출 과정을 이해하면 장이 방어력을 유지하는 방식을 밝히는 동시에 장 내벽이 너무 자주 벗겨질 때 발생하는 질병의 원인을 파악할 수 있습니다.

"이러한 세포 '분출' 과정은 건강한 장에서 항상 낮은 수준으로 발생합니다."라고 라우흐는 덧붙였습니다. "하지만 염증성 장 질환에서는 이 과정이 급격히 증가하는데, 그 이유는 아직 완전히 밝혀지지 않았습니다. 위장관암에서도 이와 유사한 현상이 나타납니다. 이 연구는 신체가 스스로를 보호하는 방식과 문제가 발생하는 방식, 이 방정식의 양면에 대한 더 깊은 통찰력을 제공합니다."

출처: 오레곤 보건 과학 대학교