Infekcje: skąd nasze ciała wiedzą, kiedy podjąć odwet?
Nowe badanie rzuca światło na sposób zakażenia komórek Pseudomonas aeruginosa potrafi wyczuć patogen i zdecydować, czy walczyć, czy nie. Badania dostarczają również ważnych informacji dla rozwoju alternatyw dla antybiotyków.
Pseudomonas aeruginosa jest bakterią Gram-ujemną, która zasiedla glebę i wodę. Jest patogenem oportunistycznym, co oznacza, że powoduje choroby przede wszystkim u osób z osłabionym układem odpornościowym.
Zagrożone są osoby żyjące z mukowiscydozą i osoby przebywające w placówkach opieki zdrowotnej.
Patogen może również powodować zapalenie płuc, infekcje dróg moczowych, a także infekcje ran chirurgicznych.
To, co sprawia, że ta bakteria jest szczególnie trudna, to fakt, że jest odporna na szereg antybiotyków.
Centers for Disease Control and Prevention (CDC) niedawno zidentyfikowało wielolekooporne szczepy P. aeruginosa jako poważne zagrożenie. W 2017 roku CDC odnotowało 32,600 zakażeń u pacjentów szpitalnych i 2700 szacunkowych zgonów.
Jak bronią się nasze komórki P. aeruginosa zakażenie? A co mogą zrobić naukowcy, aby zwalczyć szczepy oporne na wiele leków?
Quorum sensing
Bakterie mogą używać wyrafinowanej metody zwanej wykrywaniem kworum, aby komunikować się ze sobą i regulować swoje zbiorowe zachowanie.
System dostarcza im informacji o zagęszczeniu kolonii bakterii oraz o innych gatunkach bakterii obecnych w ich otoczeniu.
Quorum sensing opiera się na cząsteczkach sygnałowych zwanych autoinduktorami. Bakterie uwalniają je do swojego środowiska, aby wysyłać do siebie wiadomości.
Od wykrywania kworum zależy wiele procesów bakteryjnych. Obejmują one tworzenie się biofilmów i wydzielanie czynników wirulencji, z których oba mogą stanowić poważne zagrożenie dla naszego zdrowia.
Pisanie w dzienniku Nauka, Pedro Moura-Alves i Stefan Kaufmann z Instytutu Biologii Zakażeń im. Maxa Plancka w Berlinie w Niemczech wyjaśniają, w jaki sposób zakażone komórki mogą przechwytywać P. aeruginosa autoinduktory, pozwalające im wybrać najlepszą metodę obrony.
Wiadomości medyczne dzisiaj rozmawiał z profesorem Kaufmannem na temat badań.
Wyjaśnił, że „P. aeruginosa jest ważnym patogenem szpitalnym o wysokiej oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe. Patogeny szpitalne są często oporne na środki przeciwdrobnoustrojowe (antybiotyki). Zakażenia szpitalne są zwykle nabywane w szpitalach ”.
"W tym samym czasie, P. aeruginsoa jest wszechobecnym drobnoustrojem w środowisku i można go znaleźć w umywalkach itp. Jest prawdopodobne, że ludzie mają kontakt z P. aeruginosa często jednak w małych dawkach, kiedy nie są szkodliwe ”- kontynuował.
„W przeciwieństwie do tego, jeśli dorastają do większej liczebności, włączają swój program genowy, który umożliwia im atakowanie żywiciela, ponieważ teraz wytwarzają czynniki zjadliwości”.
„Szpiegowanie” P. aeruginosa
W poprzednim badaniu opublikowanym w Natura, Moura-Alves i Kaufman wykazali, że czynnik transkrypcyjny zwany receptorem węglowodoru arylowego (AhR) może wykrywać czynniki wirulencji uwalniane przez P. aeruginosa.
W swoich obecnych badaniach zespół wykorzystał kombinację ludzkich komórek, danio pręgowanego i myszy, aby wykazać, że AhR może wykrywać autoinduktory wyczuwające kworum.
„Zaskoczyło nas, że Aryl Hydrocarbon Receptor jest w stanie szpiegować bakteryjny język komunikacyjny, tłumacząc go na terminy obrony gospodarza” - mówi Moura-Alves, który obecnie pracuje w Ludwig Institute for Cancer Research na Uniwersytecie Oksfordzkim w Wielkiej Brytanii , powiedział MNT.
„Pozwala to gospodarzowi monitorować infekcję i odpowiednio reagować na poziom zagrożenia”.
Zespół pisze w artykule:
„Proponujemy, aby szpiegując komunikację międzybakteryjną, AhR był w stanie wykryć status quo P. aeruginosa społeczność podczas infekcji, umożliwiając gospodarzowi zmobilizowanie najbardziej odpowiedniego mechanizmu obronnego w zależności od stopnia zagrożenia. ”
Zakłócanie wykrywania kworum to jeden ze sposobów, w jaki naukowcy próbują stawić czoła zagrożeniu wielolekoopornością P. aeruginosa infekcje.
„Poprzez zakłócanie wzrostu bakterii i dokładniejsze modulowanie odpowiedzi gospodarza, nasze odkrycia mogą pomóc nam i innym w opracowaniu lepszych (bardziej precyzyjnych) nowych środków interwencyjnych” - wyjaśnił profesor Kaufmann, wyjaśniając MNT.
Chociaż takie alternatywy mogą być odległe w przyszłości, nowe spostrzeżenia zespołu na temat tego, jak bakterie komunikują się ze sobą, powinny pomóc w tej strategii.
