De poging van het immuunsysteem om te elimineren Salmonella bacteriën uit het maagdarmkanaal vergemakkelijken in plaats daarvan de kolonisatie van het darmkanaal en fecale uitscheiding, volgens wetenschappers van de National Institutes of Health. De studie, gepubliceerd in Celgastheer en microbe , werd uitgevoerd door wetenschappers van het National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID) van Rocky Mountain Laboratories in Hamilton, Montana.
Salmonella Typhimurium-bacteriën (hierna: Salmonella ) leven in de darm en veroorzaken vaak gastro-enteritis bij mensen. Schattingen van de Centers for Disease Control and Prevention Salmonella bacteriën veroorzaken ongeveer 1,35 miljoen infecties, 26, 500 ziekenhuisopnames en 420 sterfgevallen per jaar in de Verenigde Staten. Besmet voedsel is de bron van de meeste van deze ziekten. De meeste mensen die ziek worden van Salmonella diarree hebben, koorts en maagkrampen, maar herstellen zonder specifieke behandeling. Antibiotica worden meestal alleen gebruikt om mensen te behandelen die een ernstige ziekte hebben of er een risico op lopen.
Salmonella bacteriën kunnen ook een grote verscheidenheid aan dieren infecteren, inclusief vee, varkens en kippen. Hoewel de klinische ziekte gewoonlijk binnen enkele dagen verdwijnt, de bacteriën kunnen veel langer in het maagdarmkanaal blijven. Fecale uitscheiding van de bacteriën vergemakkelijkt de overdracht naar nieuwe gastheren, vooral door zogenaamde "supershedders" die grote aantallen bacteriën in hun ontlasting afgeven.
NIAID-wetenschappers onderzoeken hoe Salmonella bacteriën vestigen en behouden een voet aan de grond in het maagdarmkanaal van zoogdieren. Een van de eerste verdedigingslinies in het maagdarmkanaal is de fysieke barrière die wordt verschaft door een enkele laag darmepitheelcellen.
Deze gespecialiseerde cellen absorberen voedingsstoffen en vormen een kritische barrière die voorkomt dat ziekteverwekkers zich naar diepere weefsels verspreiden. Wanneer bacteriën deze cellen binnendringen, de cellen worden uitgeworpen in het darmlumen - het holle gedeelte van de darmen.
Echter, in eerdere onderzoeken, NIAID-wetenschappers hadden opgemerkt dat sommige Salmonella repliceren snel in het cytosol - het vloeibare deel - van darmepitheelcellen. Dat bracht hen ertoe zich af te vragen:versterkt het uitwerpen van de geïnfecteerde cel de bacteriën in plaats van ze te elimineren?
Om deze vraag te beantwoorden, de wetenschappers genetisch gemanipuleerd Salmonella bacteriën die zichzelf vernietigen wanneer ze worden blootgesteld aan het cytosol van epitheelcellen, maar normaal groeien in andere omgevingen, inclusief het lumen van de darm.
Daarna infecteerden ze laboratoriummuizen met de zelfvernietigende Salmonella bacteriën en ontdekte dat replicatie in het cytosol van darmepitheelcellen van muizen belangrijk is voor kolonisatie van het maagdarmkanaal en fecale uitscheiding stimuleert. De wetenschappers veronderstellen dat, door de epitheelcelreactie te kapen, Salmonella versterken hun vermogen om naburige cellen binnen te dringen en de darm te zaaien voor fecale uitscheiding.
De onderzoekers zeggen dat dit een voorbeeld is van hoe de druk die wordt uitgeoefend door de immuunrespons van de gastheer de evolutie van een pathogeen kan stimuleren, en vice versa. De nieuwe inzichten bieden nieuwe mogelijkheden voor het ontwikkelen van nieuwe interventies om de last van deze belangrijke ziekteverwekker te verminderen.