A Chlamydia trachomatis túlélése az emberi sejtekben - MedMix
Ahhoz, hogy a Chlamydia trachomatis baktérium életben maradjon az emberi sejtekben, sok manipulatív trükköt kell alkalmaznia.
Nagyon sok trükkre van szükség ahhoz, hogy a Chlamydia trachomatis életben maradjon az emberi sejtekben. A Würzburgi Egyetem kutatói felfedezték, hogy manipulálják a sejtek energiaellátóit és a sejt saját védelmi mechanizmusait is.
Chlamydia trachomatis fókuszban
Amikor a Chlamydia trachomatis baktérium megtámadja az emberi sejtet, akkor egy fő feladattal kell szembenéznie: Meg kell akadályoznia, hogy a sejt védekezési reakciókat kezdeményezzen vagy programozott sejthalált indítson el, és ezzel megakadályozza a kórokozók szaporodását és terjedését a testben. Mivel számos anyagcsere-folyamat hiányzik vagy csak töredékekben van jelen, a gazdasejt állandó tápanyagellátásától függ.
A globális kutatási projektek középpontjában az áll, hogy a baktérium miként képes a sejt észlelés nélkül maradni, életben tartani és hagyni, hogy maga működjön. A Würzburgi Egyetem tudósai most megfejtették e folyamatok új részleteit. A kutatók olyan mechanizmusokat tudtak bemutatni, amelyek révén a Chlamydia trachomatis felhalmozhat bizonyos fehérjéket a sejtben, vagy a sejt energiaellátóira, a mitokondriumokra hat, és így megakadályozza a sejtek öngyilkosságát. Ezek a mechanizmusok azért is fontosak, hogy megvédjék a baktériumokat attól, hogy a sejt saját védelmi rendszere felismerje őket. A kutatók munkájuk eredményeit a Journal of Cell Biology és az eLife aktuális számában mutatják be.
A mitokondrium szerepe
Thomas Rudel professzor, a Würzburgi Egyetem mikrobiológiai tanszékének tulajdonosa volt felelős ezért a tanulmányért. Rudel és csapata három évvel ezelőtt meg tudta mutatni, hogy az általuk megtámadott sejtekben lévő klamidia megzavarja a p53 daganatelnyomó fehérjét, és elindítja a klamidiális fertőzés következményeinek genetikai károsodásait helyrehozó folyamatot. A p53 blokkolásával a baktériumok szélsőséges esetekben megakadályozzák a sejt működésképtelenségét; időt nyernek saját szaporodásukra.
Új tanulmányukban a mikrobiológusok közelebbről megvizsgálták a mitokondriumokat. "A mitokondriumok fontos szerepet játszanak az energiaellátásban és a programozott sejtpusztulásban" - magyarázza Thomas Rudel. Sok minden utal arra, hogy architektúrájuk és dinamikájuk változásai szorosan összefüggenek a sejt általános metabolikus folyamataival.
Kis RNS-molekulák a fókuszban
Hogyan befolyásolja a chlamydialis fertőzés a mitokondriumokat? E kérdés tisztázása érdekében Rudel csapata közelebbről megvizsgálta a sejtes folyamat egy másik szereplőjét: az úgynevezett miRNS-eket vagy mikroRNS-eket. Ezek a kis RNS-molekulák a sejteken belüli fontos életfolyamatokat az összetett génhálózatok szabályozásával irányítják.
Nagy teljesítményű technológia segítségével Rudel és csapata részletesen megvizsgálta, hogy a klamidiális fertőzés hogyan befolyásolja a miRNS expresszióját az érintett sejtben. A legszembetűnőbb jellemző: a miR-30c-5p mikroRNS képződésének erős növekedése. Ezeknek a kis RNS-molekuláknak a magas koncentrációja előnyös a baktériumok számára: "Biztosítják, hogy a daganatelnyomó fehérje tartósan csökkenjen" - magyarázza Thomas Rudel.
Cserébe a miR-30c blokkolása problémákat okoz a chlamydia számára. Ezután a sejt növeli a Drp1 nevű fehérje termelését, amely a stressz alatt lévő sejtekben a mitokondriumokat töredezi. Ha koncentrációja növekszik a sejt belsejében, a mitokondrium stresszel kapcsolatos osztódási aránya nő, míg a fertőzött sejt túlélési esélye megnő a bakteriális támadásban. A chlamydia növekedése jelentősen lelassult, mert a széttöredezett mitokondriumok kevesebb energiát szolgáltatnak a kórokozóknak, és a baktériumok éhen halnak.
A megtévesztési manőverek védenek a szemétszállítás ellen
Az elegendő táplálékellátás nem elegendő a sejtben való túléléshez, és a baktériumoknak ki kell kapcsolniuk a sejtek hatékony védelmi rendszerét. Ennek érdekében blokkolják a sejt öngyilkossági programját, amelyet a fertőzött sejtek aktiválnak, hogy elpusztítsák önmagukat és ezáltal a kórokozókat is. A cella második, nagyon hatékony stratégiája az, hogy a nem kívánt behatolókat "hulladéknak" nyilvánítja, és a cella saját hulladék-újrahasznosító létesítményébe, a proteaszómába helyezi.
Minden sejtfehérje folyamatosan átmegy a fehérje lebontásának és az új szintézis ciklusának. A lebontandó fehérjét egyfajta címkével, úgynevezett ubiquitin jelöli, majd a proteaszómában lebontja. Nemcsak fehérjék, hanem bonyolultabb sejtszerkezetek vagy egész baktériumok is megjelölhetők lebontásuk szempontjából az ubiquitination segítségével. A sejt a deubiquitinase nevű speciális eszközök segítségével megfordíthatja ezt a folyamatot; Az ubiquitin eltávolítása megakadályozza a lebomlást.
Thomas Rudel csapata most megmutatta, hogy a chlamydia maga csempészi be a gazdasejtbe a Cdu1 nevű deubiquitinase-t, drasztikus következményekkel: „Ez őrület - a baktériumoknak egyáltalán nincs ubiquitin-rendszerük, és mégis megértik, konkrétan a sejt ezen ötletes védelmi kódját változtatni azon, hogy a sejt már nem ismeri fel a baktériumokat betolakodóként. "
A Cdu1 egyszerűen eltávolítja az ubiquitineket magukból a baktériumokból és egy fontos szabályozóból, amely felülírja a sejthalál programot. Ily módon a baktériumok elkerülik a pusztulásukat, és a sejtnek tovább kell élnie a kórokozók ellátása érdekében.
Chlamydia: Trükkös betolakodók
A Chlamydia trachomatis baktériumok az emberek számos súlyos betegségéért felelősek. A chlamydia fertőzés az egyik leggyakoribb nemi úton terjedő betegség a világon. A jelenlegi becslések szerint a világ népességének akár tíz százaléka is fertőzött a kórokozókkal, a korosztálytól függően.
Kezelés nélkül a baktériumok gyakran a petevezetékeket ragasztják össze nőknél, ami méhen kívüli terhességhez vagy meddőséghez vezethet. Újabb eredmények még azt is kimutatták, hogy a klamidiális fertőzések elősegítik a petefészekrák kialakulását. A férfiak a fertőzés után impotenssé válhatnak.
A klamidiális fertőzés másik következménye különösen a trópusi országokban fordul elő: Ott a baktériumok megfertőzik a szemet, és vaksághoz vezethetnek. Körülbelül 150 millió ember állítólag fertőzött vele. Más törzsek tüdőgyulladást okozhatnak, és feltételezhető, hogy olyan betegségeket okoznak, mint az artériák megkeményedése és az Alzheimer-kór.