Bakterien verwenden Dichtewechsel, um Virulenz und Wachstum auszugleichen

Krankheitserreger werden immer resistenter gegen Antibiotika. Mit dem Ziel, neue therapeutische Ansätze zur effektiveren Behandlung von Bakterieninfektionen in Zukunft zu entwickeln Yersinia Enterocolitica. Es verwendet einen speziellen Infektionsmechanismus, mit dem es aktiv zwischen reproduktiven und infektiösen Phasen wechselt. Die Ergebnisse der Studie liefern neue Einblicke in die Dynamik bakterieller Infektionen und wurden in PLOS -Pathogenen (doi: 10.1371/journal.ppat.1013423) veröffentlicht.

Bakterielle Krankheitserreger wie z. SalmonellenAnwesend Shigella oder Yersinia Verwenden Sie das Typ-III-Sekretionssystem (T3SS), eine spritzenähnliche Proteinstruktur, zur gezielten Injektion von krankheitsverursachenden Proteinen in menschliche Zellen. Dieses Injektionssystem ist entscheidend für die bakterielle Fähigkeit, Infektionen auszulösen und zu aktivieren Yersinia Bakterien zur Unterdrückung der menschlichen Immunantwort. Die Aktivierung des T3SS hat jedoch einen Preis: Sobald es aktiv ist, steigen die Bakterien auf und können nicht mehr reproduzieren und sich ausbreiten.

Bis jetzt war unklar wie unklar, wie Yersinia Enterocolitica löste diesen Konflikt zwischen Virulenz und Reproduktion. “

Dr. Andreas Diepold vom Kit’s Institute for Applied Biosciences

Molekularschalter für Virulenz

Ein Forschungsteam unter der Leitung von Dipold hat jetzt gezeigt Y. Enterocolitica Hat eine Art Dichtesensor. Wenn viele Bakterien an einem Ort vorhanden sind, schaltet ein regulatorischer Mechanismus die T3SS aus. Das Sekretionssystem bleibt nur in den Zellen am äußeren Rand einer Kolonie aktiv. „Das ermöglicht es den Bakterien, die dem Immunsystem nicht ausgesetzt sind, sich weiter zu reproduzieren“, sagte Diepold. „Dies ist ein hochspezifischer und reversibler Mechanismus. Sobald sich die Bakterien erneut ausbreiten, kann das System reaktiviert werden.“

Der Schlüssel zu diesem Schaltmechanismus ist das Proteinvirf, das die T3SS -Bildung steuert. Eine höhere Zelldichte führt zu einer erhöhten Konzentration kleiner RNA -Moleküle, die dann den Proteinkomplex herunterregulieren und die Aktivität des gesamten Sekretionssystems signifikant reduzieren.

Dem Immunsystem ausgehen

Die Forscher fanden auch heraus, dass nicht nur der T3SS deaktiviert ist, sondern auch das Protein Yada, das für die Adhäsion an Zellen in Wirtsorganismen verantwortlich ist. Infolgedessen werden die Bakterien für das Immunsystem mobiler und weniger offensichtlich. Dieser Ausweichmechanismus könnte den Bakterien helfen, neue Gewebe zu erreichen oder neue Kolonien im menschlichen Körper zu bilden.

„Unsere Ergebnisse zeigen das Yersinia reagiert nicht nur passiv auf Umgebungsbedingungen. Stattdessen wechselt es aktiv zwischen einer virulenten und einer reproduktiven Phase „, sagte Diepold.“ Dadurch kann es der Immunantwort standhalten und dann danach effizient reproduzieren. „Die T3SS können innerhalb von 30 bis 60 Minuten wieder zusammengesetzt werden.

Neue Aussichten in der Infektionsforschung

Die Studie liefert wichtige Informationen nicht nur darüber, wie bakterielle Infektionen beginnen, sondern auch darüber, wie sie vorgehen. „Viele therapeutische Ansätze konzentrieren sich darauf, wie Infektionen beginnen, aber wir müssen auch wissen, wie Keime sich später im Körper verhalten“, sagte Dipold und stellte fest, dass eine spezifische T3SS -Deaktivierung bei hoher Zelldichte ein unterschätzter, aber potenziell nützlicher therapeutischer Mechanismus ist.

Langfristig könnten solche Erkenntnisse die Behandlung von bakteriellen Infektionen verbessern, beispielsweise durch die gezielte Störung der Schaltmechanismen oder durch Beeinflussung der Einfluss darauf, wie Bakterien die Zelldichte spüren. „Je mehr wir über diese Systeme wissen, desto besser können wir ihnen entgegenwirken“, schloss Diepold.

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