Jak bakterie budują swoje strzykawki
Aby zainfekować czyjś organizm, bakteria musi przechytrzyć jego układ odpornościowy. W tym celu przez kanały transportowe w błonie dostarczane są czynniki wirulencji. U niektórych bakterii kanały te tworzą coś w rodzaju strzykawki, przez co patogen zyskuje dostęp do wnętrza komórki gospodarza. Naukowcy ze Stowarzyszenia Maxa Plancka i Federalnego Instytutu Badań nad Materiałami i Testowania jako pierwsi odkryli, jakie podstawowe reguły rządzą "konstrukcją" kanałów. Do eksperymentów wykorzystano gatunek bakterii powodujący zatrucia pokarmowe (czerwonkę) - Shigella flexneri.
Niemcy mają nadzieję, że ich wyniki pozwolą opracować leki uniemożliwiające montaż kanału, co pozwoliłoby zastopować chorobę na znacznie wcześniejszym etapie niż są to w stanie zrobić antybiotyki, które zresztą są dość często usuwane z komórek bakteryjnych za pomocą pomp efflux. Czynne wydalanie leku z komórki to jeden z mechanizmów oporności.
Niektóre bakterie, takie jak te wywołujące czerwonkę, zatrucia pokarmowe czy dur brzuszny, rozwinęły wyspecjalizowany mechanizm transportowy zwany systemem sekrecyjnym typu III (ang. Type three secretion system, TTSS). Badanie pod mikroskopem elektronowym ujawniło, że struktura ta ma kształt strzykawki. Jej podstawa jest zakotwiczona w błonie bakteryjnej, a igła wystaje poza nią. Dysponując taką aparaturą, mikrob może wprowadzać czynniki wirulencji bezpośrednio do komórek gospodarza.
Dotąd niewiele wiedziano o tym, jak bakterie tworzą swoje nanostrzykawki. Rąbka tajemnicy uchylili jednak specjaliści z Instytutu Biologii Zakaźnej Maxa Plancka w Berlinie, Instytutu Chemii Biofizycznej w Getyndze oraz Federalnego Instytutu Badań nad Materiałami i Testowania. Eksperymenty nad odtwarzaniem bakteryjnych mikrostruktur prowadzono w probówkach. Okazało się, że białka powstawały w głębi komórki bakteryjnej. Przez strzykawkę były one odprowadzane na zewnątrz, by stopniowo wydłużyć część stanowiącą igłę. Ponadto naukowcy zauważyli, że podczas prac konstrukcyjnych białka zmieniały swoją konformację przestrzenną. Niemieccy specjaliści potrafili opisać zachodzące przekształcenia z dokładnością do pojedynczego aminokwasu. Ustalono to dzięki prowadzonej w BESSY w Berlinie i ESRF w Grenoble rentgenowskiej analizie strukturalnej oraz spektroskopii magnetycznego rezonansu jądrowego (ang. NMR-spectroscopy).
Medykamenty bazujące na najnowszych odkryciach mogłyby hamować proces rozbudowywania igły czy wstrzykiwanie czynników zakaźnych do komórki gospodarza. Poza lekoopornością, eksperci wskazują bowiem na inne minusy antybiotyków. Nie odróżniają one dobrych i złych komórek (bakterii), co prowadzi do wystąpienia różnych efektów ubocznych.
Komentarze (0)