Odkrycie nowych czynników wykorzystywanych przez gospodarza przeciwko zakażeniu gronkowcem złocistym
Gronkowiec złocisty (Staphylococcus aureus) powoduje wiele różnych zakażeń nabywanych w społeczności i w szpitalach, w tym zapalenie wsierdzia i zapalenie płuc. Jest drugą główną przyczyną zgonów związanych z opornością na środki przeciwdrobnoustrojowe. Choć niegdyś uważano go za patogen zewnątrzkomórkowy, coraz liczniejsze dowody wskazują na to, że może wnikać do komórek niefagocytarnych i replikować się w nich. Jednakże czynniki gospodarza podtrzymujące jego wewnątrzkomórkowy cykl życia pozostają w dużej mierze nieznane.
Analiza molekularna oddziaływań na linii bakteria–gospodarz
Aby pomóc w lepszym zrozumieniu złożonych oddziaływań pomiędzy gospodarzem a patogenem i określić czynniki, które mogą prowadzić do oporności bakterii, projekt miRs4Staph skupił się na mikroRNA. MikroRNA to dobrze zbadana klasa małych, kodowanych przez genom, niekodujących RNA, które odgrywają istotną rolę w potranskrypcyjnej kontroli ekspresji genów eukariotycznych. „Wśród wielu innych ścieżek wykazano, że mikroRNA są głównymi regulatorami wzajemnych oddziaływań między gospodarzem a bakteriami”, podkreśla koordynatorka projektu Ana Eulalio. Poprzez regulację ekspresji genów mikroRNA gospodarza może modulować różne procesy komórkowe, które mogą zakłócać te oddziaływania. Brak jest jednak kompleksowej analizy mikroRNA gospodarza podczas zakażenia gronkowcem złocistym.
Rola mikroRNA w zakażeniu gronkowcem złocistym
Badania podjęto przy wsparciu programu działań „Maria Skłodowska-Curie” (MSCA) i polegały na badaniu przesiewowym całego genomu pod kątem mikroRNA powiązanych z zakażeniem gronkowcem złocistym. Zespół zastosował mikroskopię fluorescencyjną do zbadania działania ponad 2 000 ludzkich fragmentów mikroRNA. Badacze szczegółowo scharakteryzowali również rolę wybranych mikroRNA podczas zakażenia oraz określili, na które z odrębnych etapów cyklu zakażenia gronkowcem złocistym wpływają określone mikroRNA, a mianowicie inwazję na komórki gospodarza, przedostanie się do cytoplazmy gospodarza i/lub wewnątrzkomórkową replikację bakterii. „Projekt doprowadził do bezprecedensowego zrozumienia roli mikroRNA w oddziaływaniach między gronkowcem złocistym a komórkami gospodarza”, podkreśla stypendystka działania „Maria Skłodowska-Curie”, Laura Maria Alcantara. Zespół zidentyfikował podzbiór mikroRNA, który silnie determinuje wynik zakażenia gronkowcem złocistym. Oznacza to, że pewne mikroRNA wykazują profil prozakaźny prowadzący do wyższej replikacji wewnątrzkomórkowej, podczas gdy inne zmniejszają zakażenie i/lub replikację.
miRNA o znaczeniu klinicznym
Zespół projektu miRs4Staph poszedł o krok dalej i dokonał walidacji określonych mikroRNA w panelu klinicznych izolatów gronkowca złocistego z różnych objawów klinicznych, w tym zakażeń kości/stawów, zakaźnego zapalenia wsierdzia i bakteriemii. Nadało to pracy dodatkowe znaczenie kliniczne i ma ułatwić przełożenie wyników projektu na praktykę. Zespół planuje dalsze badanie niektórych z tych mikroRNA, aby zrozumieć, na poziomie molekularnym, bezpośrednie cele odpowiedzialne za fenotyp zakażenia. Oporność na środki przeciwdrobnoustrojowe jest poważnym ogólnoświatowym problemem zdrowotnym, który wymaga nowatorskich strategii zwalczania patogenów oraz związanej z nimi zachorowalności i śmiertelności. Zdobyta w trakcie realizacji projektu miRs4Staph wiedza na temat czynników gospodarza istotnych dla zakażenia gronkowcem złocistym może potencjalnie ujawnić nowe cele na potrzeby interwencji terapeutycznej. Oczekuje się, że utoruje to drogę do rozwoju nowych terapii przeciwdrobnoustrojowych, które opierają się na ukierunkowaniu na gospodarza, a nie na ten wysoce adaptacyjny patogen.
Słowa kluczowe
miRs4Staph, Staphylococcus aureus, gronkowiec złocisty, zakażenie, mikroRNA, replikacja wewnątrzkomórkowa
