Cum supraviețuiește Chlamydia trachomatis în celulele umane - MedMix

Pentru ca bacteria Chlamydia trachomatis să supraviețuiască în celulele umane, trebuie să folosească o mulțime de trucuri manipulative.

O mulțime de trucuri sunt necesare pentru ca Chlamydia trachomatis să supraviețuiască în celulele umane. Cercetătorii de la Universitatea din Würzburg au descoperit că manipulează și furnizorii de energie ai celulelor și mecanismele de apărare ale celulei.

Chlamydia trachomatis în focus

Când bacteria Chlamydia trachomatis atacă o celulă umană, aceasta se confruntă cu o sarcină majoră: trebuie să împiedice celula să inițieze reacții de apărare sau moarte celulară programată și astfel să oprească agenții patogeni să se înmulțească și să se răspândească în corp. Deoarece îi lipsesc numeroase procese metabolice sau este prezent doar în fragmente, depinde de furnizarea permanentă de nutrienți necesari ai celulei gazdă.

Modul în care bacteria reușește să rămână nedetectată de celulă și să o mențină vie și să o lase să funcționeze pentru ea însăși este punctul central al proiectelor de cercetare globale. Oamenii de știință de la Universitatea din Würzburg au descifrat acum noi detalii despre aceste procese. Cercetătorii au reușit să identifice mecanismele prin care Chlamydia trachomatis acumulează anumite proteine în celulă sau acționează asupra furnizorilor de energie ai celulei, mitocondriile, și astfel împiedică celulele să se sinucidă. Aceste mecanisme sunt, de asemenea, importante pentru a proteja bacteriile de a fi recunoscute de către sistemul de apărare al celulei. Cercetătorii prezintă rezultatele muncii lor în numărul curent al Journal of Cell Biology și eLife.

Rolul mitocondriilor

Profesorul Thomas Rudel, titular al catedrei de microbiologie de la Universitatea din Würzburg, a fost responsabil pentru acest studiu. Rudel și colegii săi au reușit să arate acum trei ani că clamidia din celulele afectate de acestea dezactivează proteina supresoare tumorale p53 și începe un proces care repară daunele genetice cauzate de infecția cu clamidie. Prin blocarea p53, bacteriile împiedică celula să se incapaciteze în cazuri extreme; câștigă timp pentru propria reproducere.
În noul lor studiu, microbiologii au analizat mai atent mitocondriile. „Mitocondriile joacă un rol important în furnizarea de energie și moartea celulară programată”, explică Thomas Rudel. Există multe lucruri care sugerează că modificările arhitecturii și dinamicii lor sunt strâns legate de procesele metabolice generale ale celulei.

Mici molecule de ARN în focar

Cum afectează infecția cu clamidie mitocondriile? Pentru a clarifica această întrebare, echipa lui Rudel a analizat mai îndeaproape un alt actor din procesul celular: așa-numiții miARN sau microARN. Aceste molecule mici de ARN controlează procesele importante ale vieții în celule prin reglarea rețelelor genetice complexe.

Cu ajutorul tehnologiei de mare viteză, Rudel și echipa sa au examinat în detaliu modul în care o infecție cu chlamydial afectează expresia miARN în celula afectată. Cea mai izbitoare caracteristică: o creștere puternică a formării microARN-ului miR-30c-5p. O concentrație ridicată a acestor molecule mici de ARN este avantajoasă pentru bacterii: „Se asigură că proteina supresoare tumorale este permanent neregulată”, explică Thomas Rudel.

În schimb, un blocaj al miR-30c cauzează probleme pentru chlamydia. Apoi, celula crește producția unei proteine numite Drp1, care fragmentează mitocondriile din celulele stresate. Dacă concentrația sa crește în interiorul celulei, crește rata de diviziune a mitocondriilor legată de stres, în timp ce șansa ca celula infectată să supraviețuiască atacului bacterian crește. Creșterea clamidiei este clar încetinită, deoarece mitocondriile fragmentate oferă agenților patogeni mai puțină energie, iar bacteriile mor de foame.

Manevrele înșelătoriei protejează împotriva colectării gunoiului

Aprovizionarea cu alimente suficiente nu este suficientă pentru supraviețuirea în celulă, iar sistemele eficiente de apărare ale celulelor trebuie să fie oprite de bacterii. Pentru a face acest lucru, ei blochează programul de sinucidere al celulei, pe care celulele infectate îl activează pentru a se distruge singuri și astfel și pentru agenții patogeni. O a doua strategie foarte eficientă a celulei este de a declara intrușii nedoriti drept „deșeuri” și de a le elimina în instalația de reciclare a deșeurilor din celulă, proteazomul.

Toate proteinele celulare trec în mod constant printr-un ciclu de descompunere a proteinelor și de sinteză nouă. O proteină care trebuie descompusă este marcată cu un fel de etichetă, așa-numita ubiquitină și apoi descompusă în proteazom. Nu numai proteinele, ci și structurile celulare mai complexe sau bacteriile întregi pot fi marcate pentru degradarea lor prin intermediul omniprezentării. Celula poate inversa acest proces cu ajutorul unor instrumente speciale numite deubiquitinaze; Îndepărtarea ubiquitinei previne degradarea.

Echipa lui Thomas Rudel a reușit acum să demonstreze că Chlamydia însuși introduce în celula gazdă o deubiquitinază numită Cdu1, cu consecințe drastice: „Este o nebunie - bacteriile nu au deloc un sistem de ubiquitină și totuși îl înțeleg, mai exact acest cod de apărare ingenios al celulei pentru a schimba faptul că celula nu mai recunoaște bacteriile ca intruși. "

Cdu1 elimină pur și simplu ubiquitinele de la bacteriile înseși și de la un regulator important care suprascrie programul de moarte celulară. În acest fel, bacteriile scapă de distrugerea lor și celula „trebuie” să trăiască pentru a furniza agenții patogeni.

Chlamydia: Invaders Tricky

Bacteriile Chlamydia trachomatis sunt responsabile de o serie de boli grave la om. Infecția cu Chlamydia este una dintre cele mai frecvente boli cu transmitere sexuală din lume. Estimările actuale presupun că până la zece procente din populația din întreaga lume sunt infectate cu agenți patogeni, în funcție de grupa de vârstă.

Fără tratament, bacteriile determină adesea lipirea trompelor uterine la femei, ceea ce poate duce la sarcini ectopice sau infertilitate. Descoperiri mai recente arată chiar că infecțiile cu clamidie promovează dezvoltarea cancerului ovarian. Bărbații pot deveni impotenți după infecție.

O altă consecință a unei infecții cu clamidie apare în special în țările tropicale: acolo bacteriile infestează ochii și pot duce la orbire. Se spune că aproximativ 150 de milioane de oameni sunt infectați cu acesta. Alte tulpini pot provoca pneumonie și sunt suspectate de a provoca boli precum întărirea arterelor și boala Alzheimer.