Vedci objasňujú infekčný proces bakteriálneho patogénu Clostridium difficile

Vedci z Centra pre výskum zápalov VIB-UGent identifikovali mechanizmy, ktorými bakteriálny patogén Clostridium difficile zabíja črevné epiteliálne bunky (IEC), čím sa zničí ochranná slizničná bariéra črevného traktu. Vedci demonštrujú fyziologický význam tohto procesu počas infekcie a publikovali svoje zistenia v Nature Communications.

Bakteriálny grampozitívny patogén C. difficile je závažná infekcia spojená so zdravotnou starostlivosťou, ktorá môže u pacientov po antibiotickej liečbe spôsobiť pseudomembranóznu kolitídu, a hlavným prispievateľom úmrtí spojených s gastroenteritídou v USA a Európe. Baktéria produkuje dva vylučované toxíny, ktoré indukujú cytotoxickú odpoveď v črevných epiteliálnych bunkách (IEC), ktoré tvoria ochrannú mukóznu bariéru črevného traktu. Avšak, základné mechanizmy tejto interakcie hostiteľ-patogén boli nejasné, a nebolo známe, či táto cytotoxická odpoveď hrala hostiteľa ochrannú alebo škodlivú úlohu.

Vedci VIB-UGent použili kombináciu najmodernejších systémov malého čreva, ktoré boli pestované ex vivo z izolovaných črevných epiteliálnych kmeňových buniek. Kombinovali výsledky štúdií v týchto ex vivo kultivovaných organoidných systémoch v štúdiách infekcie in vivo u transgénnych myší, v ktorých boli kľúčové hostiteľské gény špecificky deletované v epitelovej vrstve čreva, pričom expresia v iných tkanivách zostala nedotknutá. To im umožnilo rozobrať mechanizmy, ktoré sú základom molekulárnych interakcií C. difficile s črevnou bariérou hostiteľa a zistiť, ako tento proces prispieva k patogenéze.
Vedelo sa to C. difficile exotoxíny indukujú zápalový typ bunkovej smrti nazývanej pyroptóza v imunitných bunkách aktiváciou Pyrinovho zápalového zápalu. Avšak, C. difficile primárne sa zameriava na IEC počas infekcie, ale ako je tento typ buniek zabitý C. difficile toxíny je nejasný. Prvý autor Dr. Pedro Saavedra (VIB-UGent) vysvetľuje:„Systematickým odstraňovaním kľúčových génov zapojených do procesov bunkovej smrti v IEC naša práca objasňuje, že - na rozdiel od myeloidných buniek, ktoré podliehajú pyroptóze - C. difficile exotoxíny indukujú apoptózu v IEC. Po tomto základnom pozorovaní zostali nám dve hlavné otázky:ako rovnaké toxíny sprostredkovali odlišné režimy bunkovej smrti v kontexte závislom od typu bunky, a aký je fyziologický vplyv apoptózy IEC počas infekcie? “. Na základe týchto otázok vedci zistili, že Pyrin, kľúčový imunitný senzor, ktorý spúšťa rýchlu indukciu pyroptózy v myeloidných bunkách C. difficile infekcia, nie je vyjadrený v IEC, takže uprednostňuje pomalší proces apoptózy ako predvolenú reakciu bunkovej smrti v IEC.

"Aby sme odpovedali na otázku, ako dôležitá je apoptóza počas infekcie, naša spolupráca so skupinou prof. Petra Vandenabeeleho (VIB-UGent), ktorý generoval myši s nedostatkom apoptózy konkrétne v IEC, bolo rozhodujúce “, hovorí doktor Saavedra. "In vivo štúdie infekcií odhalili, že apoptóza IEC chráni hostiteľa pred." C. difficile infekcia. Tento výsledok bol pre nás spočiatku veľmi prekvapivý, pretože sme očakávali, že zabránenie bunkovej smrti ochráni hostiteľa pred škodlivým výsledkom poškodenia črevného epitelu. Aj keď naše výsledky jednoznačne ukázali, že črevný epitel podlieha apoptóze ako obrannej reakcii na C. difficile infekcia alebo expozícia exotoxínom, stále sú otvorené veľké otázky. Riešením a porozumením týchto základných procesov tím dúfa, že pripraví pôdu pre vývoj terapeutických stratégií, ktoré sa široko zameriavajú na gastrointestinálne patogény, ako napr C. difficile posilnením obranných reakcií hostiteľa. “

• Vedec dokazuje úlohu mikrobiómu pri obezite
• Živé probiotiká môžu zmeniť existujúcu črevnú flóru a zmeniť imunitnú odpoveď