Ako baktérie Yersinia zabíjajú imunitné bunky - MedMix
Baktérie Yersinia množia genetické informácie o svojich nástrojoch spôsobujúcich choroby a súčasne strieľajú smrtiace látky do imunitných buniek.
Keď sa baktérie dostanú do tela človeka alebo zvieraťa, imunitný systém ich rozpozná ako cudzie. Imunitné bunky sa potom snažia tieto cudzie telá vylúčiť. Vedci z Helmholtzovho centra pre výskum infekcie (HZI) v Braunschweigu a kolegovia zo švédskej univerzity v Umeå nedávno zistili, ako sa baktériám rodu Yersinia darí zabíjať imunitné bunky pri prvom kontakte: Reprodukujú genetické informácie pre svoje patogénne nástroje a strieľajú súčasne látky do imunitných buniek, ktoré rýchlo deaktivujú a zabíjajú.
Baktérie rodu Yersinia môžu u ľudí spôsobiť závažné črevné ochorenia a mor. Genetickú informáciu o nástrojoch, vďaka ktorým sú tieto baktérie nebezpečné predovšetkým, nesie Yersinia na samostatnej molekule DNA, virulenčnom plazmide. Bez tohto kruhu DNA, ktorý sa vyskytuje nezávisle od ostatného genetického materiálu v baktériách, sú Yersinia úplne neškodné. Plazmid virulencie nesie okrem iného plán molekulárnej striekačky, pomocou ktorej môžu baktérie strieľať látky do hostiteľských buniek a napríklad iniciovať ich smrť. Vedci už vedeli, že ak dôjde k infikovaniu baktérií, vyvinú ich molekulárne striekačky vo väčšom počte, ale ako presne sa to stane, zatiaľ nebolo známe.
Na vyriešenie hádanky vypestovali vedci vedúci oddelenia Hans Wolf-Watz a Tomáš Edgren z univerzity v Umeå patogén Yersinia pseudotuberculosis v kultivačných nádobách a simulovali u nich infekciu. Sekvenovali všetok genetický materiál z týchto aktivovaných baktérií a porovnali ich so spiacimi baktériami. Výsledok: V prípade simulovanej infekcie majú baktérie štyri kópie svojho virulenčného plazmidu naraz, ktorý je v pokoji v pokoji iba raz alebo dvakrát. V tomto okamihu sa k projektu pripojili vedci HZI pod vedením Petry Dersch, vedúcej katedry biológie molekulárnych infekcií. Pomocou myší infikovaných Yersiniou skúmali, ako sa vyskytuje zvýšený počet kópií plazmidu v živom organizme. "Baktérie sú skutočne virulentné, iba ak obsahujú štyri plazmidové kópie," hovorí Dersch. „Je to úplne nové zistenie a teraz sme boli schopní vysvetliť mechanizmus, ktorý za tým stojí, pomocou najnovšej technológie sekvenovania na HZI.“
Aaron Nuss, postdoktorand v Derschovom oddelení, použil veľmi zložitú metódu na izoláciu všetkých kópií bakteriálnej DNA z infikovaných myší a ich sekvenovanie. Tieto transkripty, takzvaná RNA, sa dajú použiť na určenie, ktoré gény sú v súčasnosti aktívne a používajú sa na produkciu proteínov. Bolo viditeľné, že okrem iného sa replikáza - enzým, ktorý rozmnožuje plazmid - v prípade infekcie stále viac vytvára. V pokoji je produkcia tohto enzýmu znížená určitými faktormi.
Pri kontakte s imunitnou bunkou však nastáva opačný efekt: baktérie okamžite eliminujú inhibičné faktory a produkujú viac replikáz, ktoré virulenčný plazmid znásobuje. Týmto Yersinia naštartovala svoje obranné mechanizmy, ktoré nakoniec zabíjajú imunitné bunky. „Yersinia začína tento program predovšetkým pri kontakte s imunitnými bunkami, aby sa čo najskôr ochránila pred útokom,“ hovorí Petra Dersch. „To ich stojí toľko energie, že musia dokonca dočasne zastaviť svoj rast.“
Nové objavy sú výsledkom úzkej spolupráce: Hans Wolf-Watz na jar absolvoval trojmesačný výskumný pobyt v Derschovom odbore, zatiaľ čo Tomáš Edgren prišiel na HZI na dva týždne. V tomto období vedci spoločne uskutočnili veľkú časť testov na infikovaných myšiach. Publikácia v časopise Science však nie je ukončením spolupráce: „Spoločne by sme chceli bližšie objasniť mechanizmy infekcie Yersinia, pretože sa tým zakrývajú aj body útoku na možné lieky, ktoré by mohli baktérie zneškodniť,“ hovorí Petra Dersch.