Ako Chlamydia trachomatis prežívajú v ľudských bunkách - MedMix
Aby baktéria Chlamydia trachomatis prežila v ľudských bunkách, musí používať veľa manipulatívnych trikov.
Pre prežitie Chlamydia trachomatis v ľudských bunkách je potrebných veľa trikov. Vedci z univerzity vo Würzburgu zistili, že manipulujú aj s dodávateľmi energie buniek a vlastnými obrannými mechanizmami bunky.
Chlamydia trachomatis v ohnisku
Keď baktéria Chlamydia trachomatis napadne ľudskú bunku, stojí pred hlavnou úlohou: Musí zabrániť bunke v iniciovaní obranných reakcií alebo programovanej bunkovej smrti, a tým zabrániť množeniu a šíreniu patogénov v tele. Pretože nemá veľa metabolických procesov alebo je prítomný iba vo fragmentoch, závisí to od trvalého prísunu potrebných živín do hostiteľskej bunky.
Na to, ako sa baktérii podarí zostať bunkou nezistenou a udržať ju pri živote a nechať ju pracovať na sebe, sa zameriavajú globálne výskumné projekty. Vedci z univerzity vo Würzburgu teraz rozlúštili nové podrobnosti týchto procesov. Vedci dokázali preukázať mechanizmy, pomocou ktorých Chlamydia trachomatis akumuluje určité proteíny v bunke alebo pôsobí na dodávateľov energie bunky, mitochondrie, a zabraňuje tak bunkám v samovražde. Tieto mechanizmy sú tiež dôležité na ochranu baktérií pred rozpoznaním vlastným obranným systémom bunky. Vedci prezentujú výsledky svojej práce v aktuálnom vydaní časopisu Journal of Cell Biology and eLife.
Úloha mitochondrií
Za túto štúdiu bol zodpovedný profesor Thomas Rudel, pracovník katedry mikrobiológie na univerzite vo Würzburgu. Rudel a jeho tím dokázali pred tromi rokmi preukázať, že chlamýdie v bunkách, ktoré napádajú, narúšajú tumor supresorový proteín p53 a zahájia proces, ktorý opraví genetické poškodenie, ktoré je dôsledkom chlamýdiovej infekcie. Blokovaním p53 bránia baktérie v extrémnych prípadoch bunkovej kapacite; získavajú čas na vlastnú reprodukciu.
Vo svojej novej štúdii sa mikrobiológovia bližšie pozreli na mitochondrie. „Mitochondrie hrajú dôležitú úlohu pri dodávke energie a programovanej bunkovej smrti,“ vysvetľuje Thomas Rudel. Je veľa toho, čo naznačuje, že zmeny v jeho architektúre a dynamike úzko súvisia so všeobecnými metabolickými procesmi bunky.
Zamerané malé molekuly RNA
Ako chlamýdiová infekcia ovplyvňuje mitochondrie? S cieľom objasniť túto otázku sa Rudelov tím bližšie pozrel na iného aktéra bunkového procesu: takzvané miRNA alebo mikroRNA. Tieto malé molekuly RNA riadia dôležité životné procesy v bunkách reguláciou zložitých génových sietí.
S pomocou vysoko výkonnej technológie Rudel a jeho tím podrobne preskúmali, ako chlamýdiová infekcia ovplyvňuje expresiu miRNA v postihnutej bunke. Najvýraznejšia vlastnosť: silné zvýšenie tvorby mikroRNA miR-30c-5p. Vysoká koncentrácia týchto malých molekúl RNA je pre baktérie výhodná: „Zaisťujú, aby bol nádorový supresorový proteín trvale downregulovaný,“ vysvetľuje Thomas Rudel.
Na druhej strane blokovanie miR-30c spôsobuje problémy s chlamýdiami. Potom bunka zvyšuje produkciu proteínu nazývaného Drp1, ktorý fragmentuje mitochondrie v stresovaných bunkách. Ak sa jeho koncentrácia zvyšuje vo vnútri bunky, zvyšuje sa rýchlosť delenia mitochondrií v závislosti od stresu, zatiaľ čo sa zvyšuje šanca, že infikovaná bunka prežije bakteriálny útok. Rast chlamýdií je výrazne spomalený, pretože fragmentované mitochondrie poskytujú patogénom menej energie a baktérie zomierajú od hladu.
Klamné manévre chránia pred odvozom odpadu
Zásoba dostatočného množstva potravy nie je dostatočná na prežitie v bunke a baktérie musia vypnúť účinné obranné systémy buniek. Za týmto účelom blokujú samovražedný program bunky, ktorý infikované bunky aktivujú, aby zničili seba a tým aj patogény. Druhou, veľmi účinnou stratégiou bunky je vyhlásiť nežiaducich votrelcov za „odpad“ a zlikvidovať ich vo vlastnom zariadení na recykláciu odpadu v bunke, proteazómu.
Všetky bunkové bielkoviny neustále prechádzajú cyklom rozkladu bielkovín a novej syntézy. Proteín, ktorý sa má štiepiť, je označený akousi značkou, takzvaným ubikvitínom, a potom sa štiepi v proteazóme. Nielen proteíny, ale aj zložitejšie bunkové štruktúry alebo celé baktérie môžu byť prostredníctvom ubikvitinácie označené pre svoju degradáciu. Bunka môže tento proces zvrátiť pomocou špeciálnych nástrojov nazývaných deubikvitinázy; Odstránenie ubikvitínu zabraňuje degradácii.
Tím Thomasa Rudela teraz dokázal, že samotné chlamýdie prepašujú do hostiteľskej bunky deubikvitinázu zvanú Cdu1, čo má drastické následky: „Je to šialené - baktérie vôbec nemajú systém ubikvitínu, a napriek tomu mu rozumejú, konkrétne tomuto dômyselnému obrannému kódu bunky zmeniť to, že bunka už nerozpoznáva baktérie ako votrelcov. ““
Cdu1 jednoducho odstraňuje ubikvitíny zo samotných baktérií a z dôležitého regulátora, ktorý potláča program bunkovej smrti. Týmto spôsobom baktérie unikajú svojej deštrukcii a bunka „musí“ žiť ďalej, aby mohla zásobovať patogény.
Chlamydia: Tricky Invaders
Baktérie Chlamydia trachomatis sú zodpovedné za množstvo závažných chorôb u ľudí. Chlamýdiová infekcia je jednou z najbežnejších sexuálne prenosných chorôb na svete. Súčasné odhady predpokladajú, že patogénmi je infikovaných až desať percent populácie na celom svete, v závislosti od vekovej skupiny.
Bez liečby spôsobujú baktérie často spojenie vajíčkovodov u žien, čo môže viesť k mimomaternicovému tehotenstvu alebo neplodnosti. Novšie objavy dokonca ukazujú, že chlamýdiové infekcie podporujú rozvoj rakoviny vaječníkov. Muži môžu byť po infekcii impotentní.
Ďalším dôsledkom chlamýdiovej infekcie je najmä v tropických krajinách: tam baktérie zamorujú oči a môžu viesť k oslepnutiu. Je ním údajne infikovaných okolo 150 miliónov ľudí. Iné kmene môžu spôsobiť zápal pľúc a je podozrenie, že spôsobujú choroby, ako je kôrnatenie tepien a Alzheimerova choroba.