Miljoenen mensen worden getroffen door de Streptococcus pneumoniae-bacterie, die infecties van de sinussen kunnen veroorzaken, middenoorontstekingen en ernstiger levensbedreigende ziekten, zoals longontsteking, bacteriëmie, en meningitis. Tot veertig procent van de bevolking is drager van deze bacterie.

Onderzoekers van de University of Victoria (UVic) gebruikten de Canadian Light Source (CLS) van de University of Saskatchewan om eiwitten te bestuderen die de ziekteverwekker gebruikt om suikerketens (glycanen) af te breken die aanwezig zijn in menselijk weefsel tijdens infecties. Deze eiwitten zijn belangrijke hulpmiddelen die de bacterie gebruikt om ziekte te veroorzaken.

Ze gebruikten de Canadian Macromolecular Crystallography Facility (CMCF) bij het CLS om de driedimensionale structuur van een specifiek eiwit te bepalen, een enzym, die de bacterie produceert om erachter te komen hoe het interageert met glycanen en deze afbreekt.

Dr. Alisdair Boraston, een van de onderzoekers van UVic, legde uit dat het proces vergelijkbaar is met het omhakken van een boom. Waar een complex glycaan aanwezig is in gastheerweefsel is de boom; het onderzochte enzym is als een bijl die takken van de boom verwijdert. In dit geval, het verwijdert fucose van specifieke glycanen, het blootstellen van de stam van de boom (de kernstructuur van de glycan), waardoor de stam vervolgens volledig kan worden verwijderd (door andere enzymen).

Deze studie, daarom, plaatst dit nieuwe enzym in de grotere context van enzymen die S. pneumoniae gebruikt tijdens infectie. uiteindelijk, zijn team wil weten of het stoppen van dit initiërende enzym zou voorkomen dat het volgende enzym meer schade aanricht.

"De vraag die we stelden was deels of het enzym dit kan, maar vooral hoe het enzym werkt, " zegt dr. Boraston, daarom was een 3D-structuuranalyse van het eiwit met behulp van gegevens verzameld bij de CMCF zo belangrijk.

Nu ze dit enzym hebben geanalyseerd, het opent de weg naar de ontwikkeling van nieuwe remmers en, eventueel, mogelijke therapieën die gericht zijn op het enzym of andere enzymen in de cascade kunnen worden ontwikkeld.

"Ons onderzoek denkt vooruit naar alternatieve behandelmethoden voor een bacterie die zich voortdurend aanpast aan medische interventies. We leven in een tijdperk waarin de Streptococcus pneumoniae-bacterie steeds meer resistent wordt tegen geneesmiddelen. Hij blijft ook veranderen en ontwijkt onze vaccinatiestrategieën. Denken anders en het overwegen van alternatieve benaderingen van antibiotica is een mogelijke toekomst voor het bestrijden van infecties, ’ zei Boraston.

Door de stukjes van deze puzzel te onderzoeken, en bezig om ze in elkaar te zetten, het UVic-onderzoeksteam pakt een van de meest voorkomende wereldwijde bedreigingen voor de gezondheid aan.