Cum ucid bacteriile Yersinia celulele imune - MedMix
Bacteriile Yersinia înmulțesc informațiile genetice pentru instrumentele lor cauzatoare de boli și, în același timp, trag substanțe mortale în celulele imune.
Când bacteriile intră în corpul unui om sau al unui animal, acestea sunt recunoscute ca străine de sistemul imunitar. Celulele imune încearcă apoi să elimine aceste corpuri străine. Oamenii de știință de la Centrul Helmholtz pentru Cercetarea Infecțiilor (HZI) din Braunschweig și colegii de la Universitatea Umeå din Suedia au aflat recent cum bacteriile din genul Yersinia reușesc să omoare celulele imune la primul contact: reproduc informațiile genetice pentru instrumentele lor patogene și trag în același timp, substanțele din celulele imune, pe care le inactivează și ucid rapid.
Bacteriile din genul Yersinia pot provoca boli intestinale severe și ciuma la om. Informațiile genetice pentru instrumentele care fac periculoase aceste bacterii sunt transportate de Yersinia pe o moleculă separată de ADN, plasmida de virulență. Fără acest inel de ADN, care apare independent de celălalt material genetic din bacterii, Yersinia este complet inofensivă. Printre altele, plasmida de virulență poartă planul unei seringi moleculare cu care bacteriile pot trage substanțe în celulele gazdă și, de exemplu, să le inițieze moartea. Cercetătorii știau deja că, dacă bacteriile ar fi infectate, își vor dezvolta seringile moleculare în număr mai mare, dar nu se știe încă exact cum se întâmplă acest lucru.
Pentru a rezolva enigma, cercetătorii conduși de șeful departamentului Hans Wolf-Watz și Tomas Edgren de la Universitatea din Umeå au dezvoltat pseudotuberculoza patogenă Yersinia în vasele de cultură și au simulat o infecție în acestea. Au secvențiat tot materialul genetic din aceste bacterii activate și le-au comparat cu bacteriile latente. Rezultatul: În cazul unei infecții simulate, bacteriile au patru copii ale plasmidei lor de virulență simultan, care este prezentă doar o dată sau de două ori în fiecare celulă atunci când este în repaus. În acest moment, cercetătorii HZI conduși de Petra Dersch, șefa departamentului de biologie a infecțiilor moleculare, s-au alăturat proiectului. Folosind șoareci infectați cu Yersinia, au investigat modul în care apare numărul crescut de copii ale plasmidei din organismul viu. „Bacteriile sunt virulente doar atunci când conțin patru copii ale plasmidelor”, spune Dersch. „Aceasta este o descoperire complet nouă și acum am reușit să explicăm mecanismul din spatele acesteia folosind cea mai recentă tehnologie de secvențiere de la HZI.”
Aaron Nuss, coleg postdoctoral din departamentul Dersch, a folosit o metodă foarte complexă pentru a izola toate copiile ADN-ului bacterian de la șoarecii infectați și a le secvența. Aceste transcrieri, așa-numitul ARN, pot fi utilizate pentru a determina care gene sunt active în prezent și utilizate pentru a produce proteine. S-a observat că, printre altele, replicaza - enzima care înmulțește plasmida - se formează tot mai mult în cazul unei infecții. În starea de repaus, producția acestei enzime este redusă de anumiți factori.
Cu toate acestea, atunci când intră în contact cu o celulă imună, se instalează efectul opus: bacteriile elimină imediat factorii inhibitori și produc mai multă replicază, pe care o înmulțește plasmida de virulență. Cu aceasta, Yersinia dă startul mecanismelor lor de apărare, care în cele din urmă ucid celula imună. „Yersinia începe acest program în primul rând când intră în contact cu celulele imune pentru a se proteja de atacul lor cât mai repede posibil”, spune Petra Dersch. „Asta îi costă atât de multă energie încât trebuie chiar să-și oprească temporar creșterea”.
Noile descoperiri sunt rezultatul unei strânse cooperări: Hans Wolf-Watz a finalizat o primăvară de cercetare de trei luni în departamentul Dersch în primăvară, Tomas Edgren a venit la HZI timp de două săptămâni. În acest timp, oamenii de știință au efectuat împreună o mare parte a investigațiilor asupra șoarecilor infectați. Cu toate acestea, publicarea în revista Science nu este sfârșitul cooperării: „Împreună am dori să elucidăm în continuare mecanismele infecției cu Yersinia, deoarece în spatele ei există și ținte pentru posibile medicamente care ar putea face bacteriile inofensive”, spune Petra Dersch.