Štúdia objasňuje infekciu Yersinia
Závažné gastrointestinálne infekcie spôsobujú akútne príznaky, ako sú silné bolesti brucha, hnačky a zvracanie. Spravidla ide o infekciu vírusmi alebo baktériami, ako je Yersinia. Vedci teraz vykonali transkriptomnú štúdiu patogénu s cieľom identifikovať jeho účinné stratégie infekcie.
Takmer každý človek sa počas života nakazí Yersiniou, ktorá môže spôsobiť závažné črevné infekcie so zápalom lymfatických uzlín v čreve. Baktérie stolice v tvare tyčinky sa vyskytujú u mnohých cicavcov a prenášajú sa hlavne zo zvierat na človeka kontaminovanou potravou.
Yersinia používa na infikovanie svojho hostiteľa rôzne stratégie. Napríklad rýchlo adaptujú svoj metabolizmus, súťažia o ióny základných kovov alebo injekčne podávajú jedy, ktoré poškodzujú hostiteľské bunky. Aby bolo možné kolonizovať črevo, musia sa baktérie Yersinia najskôr pripojiť k povrchu črevnej sliznice. Cez to prechádzajú, aby prenikli do hlbších tkanív a dostali sa do orgánov. Infikovaný organizmus reaguje silnou imunitnou obranou a snaží sa zabrániť šíreniu patogénov sieťou fibrínových vlákien.
Výhoda prežitia v hostiteľskom tkanive
Vedci z Helmholtzovho centra pre výskum infekcií (HZI) v Braunschweigu skúmali systémový biologický prístup infekčný proces črevných baktérií na úrovni jednej bunky. Dokázali preukázať, že Yersinia získala výhodu prežitia v hostiteľskom tkanive vyvinutím heterogénnej populácie.
Smyčky genetickej kontroly spontánne vytvárajú vopred pripravené baktérie, ktoré môžu lepšie prežiť novú situáciu v hostiteľovi. Presnejšie pochopenie interakcií hostiteľ-patogén uľahčí v budúcnosti identifikáciu potenciálnych východiskových bodov pre nové lieky.
Imunitná odpoveď bez šance
Pre túto štúdiu bolo skúmané lymfatické tkanivo myší infikovaných Yersiniou, ktoré je úzko spojené s črevom. Infekcia, ktorá najskôr postihne lymfatické uzliny, je typická pre Yersiniu. Ukázalo sa, že hostiteľ reaguje na skorú infekciu Yersiniou masívnou imigráciou obranných buniek, takzvaných neutrofilov. Okrem toho sa hostiteľ snaží zabrániť šíreniu napadnutého zárodku v tkanive produkciou určitých koagulačných faktorov a znehybniť ho.
V štúdii vedci dokázali aj to, že malé regulačné molekuly RNA hrajú pri infekcii dôležitú úlohu. Toto je dôležitá stratégia pre baktérie, pretože im umožňuje prispôsobiť sa určitým metabolickým procesom, aby sa rýchlo vyvinuli nové zdroje potravy - takpovediac evolučná adaptácia baktérií na hostiteľa. Pretože konkurujú hostiteľovi o určité ióny kovov, ako je železo, mangán alebo zinok. Baktérie aj hostiteľské bunky majú špeciálne molekuly viažuce železo, pomocou ktorých vzájomne odstraňujú železo a zabezpečujú tak svoje vlastné prežitie.
Podľa profesorky Petry Dersch, vedúcej oddelenia „Molekulárna infekčná biológia“, hostiteľ nemôže napriek silnej imunitnej reakcii nakoniec zvíťaziť v boji proti bakteriálnej infekcii. „Baktérie vstrekujú silné jedy do hostiteľských buniek, takzvaných efektorov, ktoré bunky ničia,“ hovorí Dersch.
Ďalšie informácie o tejto štúdii je k dispozícii na webovej stránke Helmholtzovho centra pre výskum infekcií.