Дослідження висвітлює інфекцію Yersinia
Важкі шлунково-кишкові інфекції викликають гострі симптоми, такі як сильний біль у животі, діарея та блювота. Зазвичай є зараження вірусами або бактеріями, такими як ієрсинія. Зараз вчені провели транскриптомне дослідження збудника, щоб визначити його ефективні стратегії зараження.
Майже всі заражаються ієрсинією, яка може спричинити важкі кишкові інфекції із запаленням лімфатичних вузлів у кишечнику протягом свого життя. Паличкоподібні бактерії стільця трапляються у численних ссавців і переважно передаються від тварин до людей через заражену їжу.
Yersinia використовують різні стратегії для зараження свого господаря. Наприклад, вони швидко адаптують свій метаболізм, змагаються за необхідні іони металів або вводять отрути, які пошкоджують клітини господаря. Щоб колонізувати кишечник, бактерії ієрсинії спочатку повинні прикріпитися до поверхні кишкової оболонки. Вони проходять через це, щоб проникнути в глибші тканини і дістатися до органів. Інфікований організм реагує сильною імунною системою і намагається запобігти поширенню збудника мережею фібринових волокон.
Перевага виживання в тканині хазяїна
Вчені Центру досліджень інфекцій Гельмгольца (HZI) у Брауншвейзі досліджували інфекційний процес кишкових бактерій на рівні одиничних клітин, використовуючи системний біологічний підхід. Вони змогли показати, що Yersinia отримала перевагу виживання в тканині хазяїна шляхом розвитку гетерогенної популяції.
Генетичні петлі контролю спонтанно створюють заздалегідь адаптовані бактерії, які можуть краще пережити нову ситуацію в хазяїні. Точніше розуміння взаємодії хазяїн-збудник спростить у майбутньому виявлення потенційних вихідних точок для нових препаратів.
Імунна реакція без шансів
Для дослідження було досліджено лімфатичну тканину мишей, інфікованих ієрсинією, яка тісно пов'язана з кишечником. Інфекція, яка першою вражає лімфатичні вузли, типова для Ієрсинії. Можна показати, що господар реагує на раннє зараження Ієрсінією масовою імміграцією захисних клітин, так званих нейтрофілів. Крім того, господар намагається запобігти поширенню зародка, що вторгся, в тканині, виробляючи певні фактори згортання, та знерухомлює його.
У ході дослідження вчені також змогли показати, що невеликі регуляторні молекули РНК відіграють важливу роль у зараженні. Це важлива стратегія бактерій, оскільки вона дозволяє їм адаптувати певні метаболічні процеси, щоб швидко розвивати нові джерела їжі - еволюційну адаптацію бактерій до господаря, так би мовити. Тому що вони конкурують з господарем за певні іони металів, такі як залізо, марганець або цинк. Як бактерії, так і клітини-господарі мають спеціальні молекули, що зв’язують залізо, за допомогою яких вони взаємно виводять залізо і таким чином забезпечують власне виживання.
За словами професора Петри Дерш, керівника відділу “Біологія молекулярної інфекції”, господар не може остаточно виграти боротьбу з бактеріальною інфекцією, незважаючи на її сильну імунну відповідь. "Бактерії впорскують сильні отрути в клітини господаря, так звані ефектори, які вбивають клітини", - говорить Дерш.
Додаткова інформація про це дослідження можна дізнатись на веб-сайті Центру досліджень інфекції ім. Гельмгольца.