Hogyan ölik meg a Yersinia baktériumok az immunsejteket - MedMix
A Yersinia baktériumok megsokszorozzák a betegségeket okozó eszközeik genetikai információit, és ugyanakkor halálos anyagokat lőnek az immunsejtekbe.
Amikor a baktériumok bejutnak egy ember vagy állat testébe, az immunrendszer idegenként ismeri fel őket. Az immunsejtek ezt követően megpróbálják eltávolítani ezeket az idegen testeket. A Braunschweig Helmholtz Fertőzéskutató Központ (HZI) tudósai és a svéd Umeå Egyetem munkatársai nemrégiben megtudták, hogy a Yersinia nemzetség baktériumainak első érintkezéskor hogyan sikerül elpusztítaniuk az immunsejteket: reprodukálják a genetikai információkat kórokozó eszközeikhez és lőnek. ugyanakkor az immunsejtekbe olyan anyagok, amelyek gyorsan inaktiválják és megölik őket.
A Yersinia nemzetség baktériumai súlyos bélbetegségeket és pestist okozhatnak az emberekben. Az eszközök genetikai információit, amelyek eleve veszélyesvé teszik ezeket a baktériumokat, Yersinia különálló DNS-molekulán, a virulencia-plazmidon hordozza. E nélkül a baktérium egyéb genetikai anyagától függetlenül előforduló DNS-gyűrű nélkül a Yersinia teljesen ártalmatlan. Többek között a virulencia plazmid viseli a molekuláris fecskendő tervét, amellyel a baktériumok anyagokat lőhetnek a gazdasejtekbe, és például megindíthatják a halálukat. A kutatók már tudták, hogy ha a baktériumok megfertõzõdnek, nagyobb számban fejlesztik ki fecskendõiket, de hogy ez pontosan hogyan történik, még nem volt tudni.
A rejtvény megoldása érdekében a kutatók Hans Wolf-Watz és Tomas Edgren, az Umeåi Egyetem tanszékvezetői vezetésével tenyésztőedényekben növelték a Yersinia pseudotuberculosis kórokozót, és fertőzést szimuláltak bennük. Megszekvenálták ezen aktivált baktériumok összes genetikai anyagát, és összehasonlították őket alvó baktériumokkal. Az eredmény: A szimulált fertőzés esetében a baktériumok egyszerre négy példányban tartalmazzák virulencia plazmidjukat, amely nyugalmi állapotban csak egyszer vagy kétszer van jelen az egyes sejtekben. Ezen a ponton a HZI kutatói, Petra Dersch, a Molekuláris Fertőzésbiológia osztály vezetője vezetésével csatlakoztak a projekthez. Yersiniával fertőzött egerek segítségével megvizsgálták, hogy az élő szervezetben a plazmid megnövekedett kópiaszáma hogyan fordul elő. "A baktériumok csak akkor virulensek, ha négy plazmid kópiát tartalmaznak" - mondja Dersch. "Ez egy teljesen új megállapítás, és most a HZI legújabb szekvenálási technológiájának használatával meg tudtuk magyarázni a mögöttes mechanizmust."
Aaron Nuss, a Dersch osztályának posztdoktora nagyon összetett módszerrel izolálta a baktérium DNS összes példányát a fertőzött egerektől és szekvenálta őket. Ezekkel a másolatokkal, az úgynevezett RNS-sel lehet meghatározni, hogy mely gének jelenleg aktívak és felhasználhatók fehérjék előállítására. Észrevehető volt, hogy egyebek mellett a replikáz - a plazmidot szaporító enzim - fertőzés esetén egyre inkább képződik. Nyugalmi állapotban ennek az enzimnek a termelését bizonyos tényezők csökkentik.
Ha azonban érintkezik egy immunsejttel, akkor az ellenkező hatás jelentkezik: a baktériumok azonnal kiküszöbölik a gátló faktorokat, és több replikázt termelnek, amelyet a virulencia plazmid megsokszoroz. Ezzel a jersiniák elindítják védekezési mechanizmusaikat, amelyek végül megölik az immunsejtet. "A jersiniak elsősorban akkor kezdik el ezt a programot, amikor kapcsolatba lépnek immunsejtekkel, hogy a lehető leggyorsabban megvédjék magukat a támadásuktól" - mondja Petra Dersch. "Ez annyi energiába kerül nekik, hogy átmenetileg meg kell állítaniuk növekedésüket is."
Az új megállapítások a szoros együttműködés eredményeként jöttek létre: Hans Wolf-Watz tavasszal három hónapos kutatási időt töltött Dersch osztályán, míg Tomas Edgren két hétre a HZI-be érkezett. Ez idő alatt a tudósok a vizsgálatok nagy részét közösen hajtották végre a fertőzött egereken. A Science folyóiratban megjelent publikáció azonban még nem ért véget az együttműködésnek: "Együtt szeretnénk tovább tisztázni a Yersinia-fertőzés mechanizmusait, mert mögötte vannak olyan lehetséges gyógyszerek célpontjai is, amelyek ártalmatlanná tehetik a baktériumokat" - mondja Petra Dersch.