Naukowcy oglądają w czasie rzeczywistym atak bakterii na zarodki muszki owocowej
Naukowcy z Wlk. Brytanii wykorzystali nowatorską metodologię, aby pokazać, w jaki sposób można wykorzystać genetyczne mutanty pospolitej muszki owocowej do wizualizacji, krok po kroku, roli toksyn bakteryjnych w infekcji. Wyniki obserwacji w czasie rzeczywistym infekcji bakteryjnej zarodków Drosophila opublikowano w czasopiśmie PLoS (Public Library of Science) Pathogens. Naukowcy od wielu lat wykorzystywali muszkę owocową, Drosophila, do opracowywania modeli genetycznych, aby poznać mechanizmy infekcji bakteryjnych. Modele te rzuciły światło na niektóre aspekty infekcji, niemniej ogranicza je fakt, że wyniki muszą być oceniane na podstawie śmierci (lub przetrwania w czasie), a zmiany muszą być obserwowane w wyznaczonych okresach podczas infekcji na podstawie testów na martwych muszkach umieszczonych na płytkach Petriego. To znacznie utrudnia obserwację interakcji między poszczególnymi etapami infekcji czy dokładną analizę kluczowych, wczesnych jej etapów - wyjaśniają autorzy. "Komórki często zachowują się odmienne po przeniesieniu ich z naturalnego środowiska do hodowli na płytkach Petriego" - mówi dr Will Wood z Uniwersytetu w Bath, Wlk. Brytania. "W organizmie komórki nadzoru immunologicznego, takie jak krwinki (czy makrofagi [z białymi krwinkami] u kręgowców) otrzymują całe mnóstwo sygnałów z różnych źródeł. Komórki odbierają te sygnały i reagują na nie" - dodaje. "Po przeniesieniu komórek z tego złożonego środowiska do hodowli na płytkach Petriego sygnały te zanikają. Dlatego tak ważne jest badanie całych organizmów, aby w pełni zrozumieć sposób interakcji bakterii z ich żywicielem." Zespół wstrzyknął oznakowane fluorescencyjnie bakterie do zarodków Drosophila i wykorzystał poklatkową mikroskopię konfokalną do badania pierwszych interakcji między fagocytami owada (białymi krwinkami) a atakującymi bakteriami. Wykorzystani "najeźdźcy" to zmodyfikowana wersja Escherichia coli (E. coli) z ekspresją toksyny bakteryjnej o nazwie Mcf (ang. Makes Caterpillars Floppy) oraz oczyszczonej toksyny. Naukowcy byli również w stanie oznakować poszczególne białka bakterii i śledzić ich ruchy w czasie infekcji. Wyniki były nieco zaskakujące. "Wbrew powszechnemu przekonaniu, [krwinki zarodkowe Drosophila] zarówno rozpoznają, jak i wchłaniają wstrzyknięte Escherichia coli" - czytamy w artykule. "To dynamiczny proces, w którym bakterie są rozpoznawane przez fagocyty i przyłączają się do nich w procesie, którego dramaturgię można obserwować w czasie rzeczywistym za pomocą poklatkowej mikroskopii konfokalnej. Z kolei po wprowadzeniu komórek patogenu owada Photorhabdus, krwinki zastygły w bezruchu i nie były w stanie wchłonąć atakujących bakterii." "Zdumiewająca jest możliwość sfilmowania w czasie rzeczywistym mikroskopijnej bitwy między poszczególnymi komórkami bakterii a komórkami immunologicznymi całego organizmu" - komentuje dr Nick Waterfield z Uniwersytetu w Bath. "Ostatecznie pozwoli nam to należycie zrozumieć dynamikę procesu infekcji." Richard ffrench-Constant, profesor przyrodoznawstwa molekularnego na Uniwersytecie Exeter, dodaje: "Po raz pierwszy mamy możliwość tak naprawdę oglądać infekcję w czasie rzeczywistym w żywym organizmie - to wielki krok naprzód!" "Ostatecznie, abyśmy mogli wpływać na zdrowie ludzi i zwierząt, wyniki uzyskane w badaniach in vitro muszą zostać zweryfikowane w całym organizmie" - czytamy w podsumowaniu. "Prezentowana tutaj próba pokazuje doskonały model do wykorzystania w wypełnianiu istniejących luk i powinna doprowadzić do pogłębienia wiedzy na temat interakcji żywiciel-patogen w złożonej scenerii organizmu wielokomórkowego." Naukowcy mają nadzieję na wykorzystane swojego systemu w przyszłych badaniach patogenów człowieka takich jak listerie czy świdrowce. Obserwacje interakcji tych bakterii z układem immunologicznym dostarczą wartościowych informacji na temat sposobu wywoływania przez nie infekcji, co przyczyni się do udoskonalenia metod leczenia antybakteryjnego.
Kraje
Zjednoczone Królestwo