Связанный с насыщением пептид обладает противогрибковой активностью

Поджелудочная железа млекопитающих и их энтероэндокринные клетки секретируют ряд пептидов, таких как полипептид YY (PYY), которые влияют на секрецию и движение кишечника, а также на аппетит. Клетки Панета в кишечнике секретируют антимикробные пептиды в просвет кишечника, регулирующие микробиоту. В новой работе американские исследователи показали, что эти клетки экспрессируют также PYY. Раньше ученые не знали, что PYY обладает антимикробными свойствами, он был известен как белок, регулирующий насыщение. Однако авторы заметили, что PYY по структуре схож с антимикробными пептидами. Дополнительные исследования показали, что хотя PYY и может в некоторой степени контролировать рост бактерий, гораздо эффективнее он подавляет грибки кишечника.

Информация о том, что клетки Панета вырабатывают PYY, была неожиданной, поэтому авторы подтвердили свою находку несколькими способами. Новый источник экспрессии первым заставил исследователей заподозрить антимикробные свойства пептида, структурное сходство с антимикробным пептидом магаинином из кожи лягушки только укрепило их подозрения. При этом клетки Панета вырабатывают только немодифицированную полную форму PYY_1-36, тогда как эндокринными свойствами обладает укороченная форма PYY_3-36, получаемая после удаления двух N-концевых аминокислот с помощью пептидазы.

Проверка антимикробных свойств PYY на грамположительных и грамотрицательных бактериях показала, что PYY менее эффективен, чем магаинин 2, но все же уничтожает бактерии. Однако при воздействии на грибок Candida albicans PYY продемонстрировал более выраженный эффект — он повышал проницаемость мембран гиф. На дрожжевую форму грибка PYY не действовал. Именно гифальная форма отвечает за инфазивность. Укороченная форма пептида показала меньшую эффективность. На C. tropicalis и C. dubliniensis PYY тоже работал.

При росте концентрации PYY его активность сначала повышалась, но потом падала. Это можно объяснить образованием аггрегатов, мультимеризацией и преципитацией в водной среде. Противогрибковая активность может быть связана с тем, что заряд PYY позволяет ему связываться с поверхностью гифов. Действительно, поверхность гиф оказалась заряженной, а дрожжей – нет.

С помощью РНК-секвенирования авторы показали, что под действием PYY_1-36 в гифах снижается экспрессия генов, отвечающих за синтез клеточной стенки, формирование биопленки и биогенез рибосом. При воздействии на дрожжи транскриптом изменялся не так сильно, и в основном были затронуты гены, связанные с переходом из дрожжевой формы в гифальную, а также с адгезией. Таким образом, PYY_1-36 обладает селективной активностью против вирулентной и инвазивной формы грибка C. albicans.

Клетки Панета секретируют антимикробные пептиды в просвет кишечника в ответ на присутствие микроорганизмов. Авторы проверили, как эти клетки отреагируют на присутствие C. albicans. Опыты проводили на образцах мышиного кишечника ex vivo. Малое количество PYY присутствовало всегда, но гифы C. albicans значительно стимулировали секрецию пептида. Дрожжи стимулировали клетки в меньшей степени. Укороченная формы PYY отсутствовала.

Гифы C. albicans пометили флуоресцентной меткой, после чего кокультивировали с человеческими эпителиальными клетками Caco-2 в присутствии PYY_1-36 или без него. Пептид значительно снижал количество гиф, прикрепившихся к клеткам.

Мышей дикого типа (WT) и с нокаутом PYY без патогенов заражали C. albicans. Если WT-мышам давать PYY орально, то грибковые титры в фекалиях снижаются. Более того, у мышей с нокаутом в кишечнике было в 2–3 раза больше грибков., чем у мышей WT. При этом нокаут не повлиял на движения кишечника (масса фекалий не изменилась).

В другом опыте мышей WT и с нокаутом заражали C. albicans после курса антибиотиков. У мышей с нокаутом в кишечнике было больше грибков, они чаще были в гифальной форме, а в слизистой чаще происходил апоптоз.

Грибки присутствуют в нормальной микробиоте кишечника. Так, C. albicans находят у 70% людей. Но этот грибок — оппортунистический патоген. По-видимому, PYY — консервативный пептид позвоночных — контролирует вирулентную гифальную форму C. albicans.

Новое противогрибковое средство выделили из патогена картофеля