Wsłuchiwanie się w głos bakterii
Europejscy naukowcy z Uniwersytetu w Linköping, Szwecja, pokazują, jak bakterie kontrolują procesy w komórkach człowieka za pomocą procesu zwanego quorum sensing. Zjawisko to polega na porozumiewaniu się między sobą bakterii za pośrednictwem wytwarzanych przez nie molekuł i jest ono ważnym procesem w czasie ich rozprzestrzeniania się. Przeprowadzenie badań, których wyniki zostały opublikowane w czasopiśmie PLOS Pathogens, było możliwe dzięki grantom przyznanym przez Europejską Fundację Naukową, projekt TraPPs Euromembrane, Szwedzką Radę ds. Nauki, King Gustaf V 80-Year Foundation oraz Wydział Nauk Medycznych Uniwersytetu w Linköping. Wedle wyników tych badań: "patogen człowieka Pseudomonas aeruginosa i inne bakterie porozumiewają się ze sobą za pomocą quorum sensing. Ma to istotne znaczenie dla ich rozwoju, zjadliwości, ruchliwości i tworzenia biofilmów. Co więcej, komórki eukariotyczne 'słuchają i odpowiadają' na sygnały QS, ale nie rozpoznano dokładnych mechanizmów ani receptorów w komórkach ssaków". W przypadku powstania rany na ciele, wysyłany jest sygnał i coraz więcej bakterii gromadzi się w miejscu ataku. Kiedy zgromadzi się wystarczająca liczba bakterii, to zaczynają one funkcjonować jak organizmy wielokomórkowe. Mogą tworzyć biofilmy, które są gęstymi strukturami potrafiącymi stawić opór zarówno antybiotykom, jak i układowi obrony immunologicznej organizmu. Jednocześnie stają się coraz bardziej agresywne i zwiększają swoją mobilność. Wszystkie te zmiany są wywoływane w momencie, kiedy molekuły komunikacyjne - krótkie kwasy tłuszczowe z oznaczeniem AHL - połączą się z receptorami wewnątrz komórek bakterii, co w konsekwencji powoduje włączanie i wyłączanie różnych genów. Cząsteczki AHL potrafią poruszać się swobodnie przez błonę komórkową, nie tylko w komórkach bakterii, ale również w naszych komórkach, które mogą być nakłaniane do zmiany swojej funkcji. W przypadku niskiego stężenia, na przykład leukocyty mogą być elastyczniejsze i skuteczniejsze, ale przy wysokim stężeniu dzieje się odwrotnie, co osłabia naszą obronę immunologiczną i otwiera drzwi do postępujących infekcji oraz zapaleń. Zespół z Uniwersytetu w Linköping jest pierwszą grupą badawczą na świecie, która pokazała, jak cząsteczki AHL mogą oddziaływać na komórki gospodarza. Wedle jego raportu, przeprowadzone badania opierają się na wcześniejszych pracach: "Wykazaliśmy już, że laktony N-acylo-homoseryny (AHL) zmieniają funkcje bariery nabłonkowej i zwiększają chemotaksję w ludzkich krwinkach białych obojętnochłonnych". Teraz, za pomocą metod biochemicznych, naukowcy zidentyfikowali białko IQGAP, które jest odbiorcą wiadomości bakterii i czymś w rodzaju podwójnego agenta. Elena Vikström, badaczka specjalizująca się w mikrobiologii medycznej i autorka naczelna raportu z badań, wyjaśnia: "Białko może wsłuchiwać się w komunikaty bakterii i zmieniać funkcje komórek gospodarza". Badania laboratoryjne zostały przeprowadzone na ludzkich komórkach nabłonka jelit, zmieszanych z cząsteczkami AHL tego samego typu, wytworzonymi przez Pseudomonas aeruginosa - silną bakterię, która wywołuje chorobę w płucach, jelitach i oczach. Za pomocą spektrometrii mas naukowcy zdołali przyjrzeć się, z którymi białkami wiążą się cząsteczki AHL. "Mamy dowód na to, że kontakt fizyczny między bakteriami a komórkami nabłonka nie zawsze jest konieczny; oddziaływanie może być wywierane na odległość" - wskazuje Vikström. Odkrycie dokonane przez zespół otwiera drogę do nowych strategii leczenia tam, gdzie antybiotyki nie mogą pomóc. Jedną z możliwości jest zaprojektowanie molekuł wiążących się z receptorem i blokujących ścieżkę sygnałową bakterii - niczym szpilka w zamku uniemożliwiająca włożenie klucza. To strategia, która może się sprawdzić na przykład w mukowiscydozie - chorobie, w której lepki śluz z biofilmu bakterii i duże ilości leukocytów zalegają w drogach oddechowych.Więcej informacji: Uniwersytet w Linköping http://www.liu.se/ PLOS Pathogens http://www.plospathogens.org
Kraje
Szwecja