Как Chlamydia trachomatis оцелява в човешките клетки - MedMix
За да оцелее бактерията Chlamydia trachomatis в човешките клетки, тя трябва да използва много манипулативни трикове.
Необходими са много трикове, за да оцелее Chlamydia trachomatis в човешките клетки. Изследователи от университета във Вюрцбург са открили, че те също манипулират доставчиците на енергия на клетките и собствените защитни механизми на клетката.
Хламидия трахоматис на фокус
Когато бактерията Chlamydia trachomatis атакува човешка клетка, тя се сблъсква с основна задача: Тя трябва да попречи на клетката да инициира защитни реакции или програмирана клетъчна смърт и по този начин да спре патогените да се размножават и разпространяват в тялото. Тъй като липсват многобройни метаболитни процеси или присъства само на фрагменти, това зависи от постоянното снабдяване на необходимите хранителни вещества на клетката гостоприемник.
Как бактерията успява да остане неоткрита от клетката и как да я поддържа жива и да я остави да работи за себе си, е във фокуса на глобалните изследователски проекти. Сега учени от университета във Вюрцбург дешифрираха нови подробности за тези процеси. Изследователите успяха да покажат механизми, чрез които Chlamydia trachomatis натрупва определени протеини в клетката или действа върху доставчиците на енергия на клетката, митохондриите, и по този начин предотвратява самоубийството на клетките. Тези механизми са важни и за предпазване на бактериите от разпознаване от собствената защитна система на клетката. Изследователите представят резултатите от своята работа в настоящия брой на Journal of Cell Biology и eLife.
Ролята на митохондриите
Професор Томас Рудел, притежател на катедрата по микробиология в университета във Вюрцбург, беше отговорен за това проучване. Рудел и неговият екип успяха да покажат преди три години, че хламидиите в атакуваните от тях клетки нарушават протеина супресор на тумора p53 и започват процес, който възстановява генетичните увреждания, които са следствие от хламидиалната инфекция. Чрез блокиране на p53, бактериите предотвратяват дезактивирането на клетката в екстремни случаи; те печелят време за собствено размножаване.
В новото си проучване микробиолозите разгледаха по-отблизо митохондриите. „Митохондриите играят важна роля в снабдяването с енергия и програмирана клетъчна смърт“, обяснява Томас Рудел. Много може да се предположи, че промените в тяхната архитектура и динамика са тясно свързани с общите метаболитни процеси в клетката.
Малки молекули на РНК на фокус
Как хламидийната инфекция засяга митохондриите? За да изясни този въпрос, екипът на Рудел разгледа по-отблизо друг участник в клетъчния процес: така наречените miRNAs или microRNAs. Тези малки РНК молекули контролират важни жизнени процеси в клетките чрез регулиране на сложни генни мрежи.
С помощта на технологията с висока производителност, Rudel и неговият екип са изследвали подробно как хламидиалната инфекция влияе върху експресията на miRNA в засегнатата клетка. Най-поразителната характеристика: силно увеличаване на образуването на микроРНК miR-30c-5p. Високата концентрация на тези малки РНК молекули е благоприятна за бактериите: „Те гарантират, че туморният супресорен протеин е трайно понижен,“ обяснява Томас Рудел.
В замяна блокирането на miR-30c създава проблеми за хламидиите. Тогава клетката увеличава производството на протеин, наречен Drp1, който фрагментира митохондриите в стресирани клетки. Ако концентрацията му се увеличи в клетката, степента на разделяне на митохондриите, свързана със стреса, се увеличава, докато шансът за заразената клетка да оцелее при бактериалната атака се увеличава. Растежът на хламидиите е значително забавен, защото фрагментираните митохондрии осигуряват на патогените по-малко енергия и бактериите умират от глад.
Маневри за измама предпазва от изхвърляне на боклука
Доставката на достатъчно храна е недостатъчна за оцеляване в клетката и ефективните защитни системи на клетките трябва да бъдат изключени от бактериите. За целта те блокират самоубийствената програма на клетката, която заразените клетки активират, за да унищожат себе си и по този начин също патогените. Втора, много ефективна стратегия на клетката е да обяви нежеланите нарушители като „отпадъци“ и да ги изхвърли в собственото съоръжение за рециклиране на отпадъци, протеазомата.
Всички клетъчни протеини постоянно преминават през цикъл на разграждане на протеини и нов синтез. Протеинът, който трябва да се разгради, се маркира с един вид етикет, така нареченият убиквитин, и след това се разгражда в протеазомата. Не само протеините, но и по-сложните клетъчни структури или цели бактерии могат да бъдат маркирани за тяхното разграждане чрез убиквитинация. Клетката може да обърне този процес с помощта на специални инструменти, наречени деубиквитинази; Премахването на убиквитина предотвратява разграждането.
Екипът на Томас Рудел вече е в състояние да покаже, че самата хламидия контрабандира деубиквитиназа, наречена Cdu1, в клетката гостоприемник, с драстични последици: „Това е лудост - бактериите изобщо нямат убиквитинова система и въпреки това я разбират, по-специално този гениален защитен код на клетката да се промени, че клетката вече не разпознава бактериите като натрапници. "
Cdu1 просто премахва убиквитините от самите бактерии и от важен регулатор, който отменя програмата за клетъчна смърт. По този начин бактериите избягват своето унищожаване и клетката „трябва“ да оцелее, за да достави патогените.
Хламидия: Хитри нашественици
Бактериите Chlamydia trachomatis са отговорни за редица сериозни заболявания при хората. Хламидийната инфекция е едно от най-честите полово предавани болести в света. Съвременните оценки предполагат, че до десет процента от населението по света са заразени с патогените, в зависимост от възрастовата група.
Без лечение бактериите често карат фалопиевите тръби да се слепват при жените, което може да доведе до извънматочна бременност или безплодие. По-новите открития дори показват, че хламидийните инфекции насърчават развитието на рак на яйчниците. Мъжете могат да станат импотентни след инфекция.
Друго последствие от хламидиална инфекция се проявява особено в тропическите страни: там бактериите заразяват очите и могат да доведат до слепота. Смята се, че около 150 милиона души са заразени с него. Други щамове могат да причинят пневмония и се подозира, че причиняват заболявания като втвърдяване на артериите и болестта на Алцхаймер.