V tejto provizórnej pevnosti chyba rastie a reprodukuje sa, nakoniec vybuchol pri hľadaní nového cieľa a zabil hostiteľskú bunku. Aj keď vedci už roky vedia, že Chlamydia sa takto chráni, mechanika im doteraz chýbala.
Vedci z Duke University a MRC Laboratory of Molecular Biology v Cambridge, Veľká Británia, ukázali, že jeden proteín Chlamydia, známy ako ChlaDUB1, je schopný manipulovať s ľudskými bunkami dvoma rôznymi spôsobmi, aspoň jeden z nich sa zdá byť nevyhnutný pre prosperitu v hostiteľovi.
Zistenia, ktoré sa objavili tento týždeň v Mikrobiológia prírody by mohlo vydláždiť cestu pre liečbu chlamýdií menším počtom antibiotík.
Na štúdii spolupracovali štruktúrni biológovia pod vedením Davida Komandera z Laboratória molekulárnej biológie MRC a odborníkov na chlamýdie z Duke University. Spočiatku Komander a postdoktorandský kolega Jonathan Pruneda, teraz odborný asistent na Oregonskej univerzite zdravia a vedy, kontaktoval vojvodu profesora Raphaela Valdiviu, Prodekan pre základnú vedu, diskutovať o proteíne ChlaDUB1, na ktorom predtým pracoval tím Valdivie.
ChlaDUB1 je jedným z triedy proteínov generovaných Chlamydia na narušenie funkcie hostiteľskej bunky. Komander, Pruneda, a kolegovia zistili, že proteín je enzým, deubikvitináza, ktorý odstraňuje ubikvitín, malý proteín, ktorý ľudské bunky naviažu na iné proteíny, aby ich aktivovali alebo naznačovali, že tieto proteíny by mali byť roztrhané. Ľudské bunky používajú na vysielanie signálov ubikvitín, mnohé z nich sú dôležité pre zápalové reakcie na patogény ako Chlamydia.
Komanderova skupina určila ďalšou štúdiou tvaru enzýmu ChlaDUB1, že môže tiež modifikovať proteíny acetyláciou, aby narušil poplachy, ktoré ľudské bunky vyvolávajú v boji proti infekcii.
„Namiesto výroby dvoch bielkovín, ten, ktorý má aktivitu deubikvitinázy a samostatný, ktorý má acetylačnú aktivitu, spojili to do rovnakého proteínu, “povedal spoluautor Robert Bastidas, vedecký asistent, ktorý je súčasťou Valdiviovej skupiny na Duke.
Chlamydia je na rozdiel od iných baktérií v tom, že nemôže sama prežiť mimo ľudskej bunky, Vysvetlil Bastidas. Povedal, že je pravdepodobné, že chyba odvrhla veľké časti svojho genómu, aby lepšie prežila vo vnútri hostiteľských buniek. Predpokladá, že baktéria šetrí miesto s týmto rozdrveným proteínom, jediný proteín Chlamydia, u ktorého sa zistilo, že má tieto dve funkcie.
Aj keď bolo zrejmé, že ChlaDUB1 je schopný oboch funkcií, Bastidas a jeho kolegovia z Duke chceli vedieť, čo enzým robí vo svojom hostiteľovi počas infekcie chlamýdiami. Vedci nakazili ľudské bunky chlamýdiami divokého typu, ako aj s mutantnými kmeňmi obsahujúcimi chybné kópie ChlaDUB1.
Keď Chlamydia postaví svoju pevnosť v hostiteľskej bunke, rozbije Golgiho aparát hostiteľskej bunky a manévruje s kúskami okolo seba. Golgiho aparát je bunkový oddiel, ktorý obvykle zostáva blízko jadra bunky a modifikuje proteíny pridaním cukrov, ktoré slúžia ako batožinové štítky indikujúce, či by proteíny mali ísť do plazmatickej membrány alebo do iného bunkového oddelenia. Nie je jasné, prečo sa baktéria obklopuje kúskami Golgiho, možno použiť cukry a tuky na svoj vlastný rast, ale je to jediná známa baktéria, ktorá to dokáže.
V infekčných pokusoch vedcov, divoký typ Chlamydia sekal Golgiho ako obvykle. Ale keď je infikovaný chrobákom nesúcim mutantný enzým, Golgi ľudských buniek zostal neporušený, čo naznačuje, že aktivita ChlaDUB1 je potrebná pre tento aspekt infekcie chlamydiami.
Bastidas tiež predpokladá, že schopnosť ChlaDUB1 odstrániť ubikvitín z hostiteľských proteínov chráni Chlamydia pred zápalovou reakciou hostiteľa.
Ďalšie, vedci chcú nájsť liek, ktorý konkrétne naruší funkciu ChlaDUB1, čím sa spomalí schopnosť baktérií odolávať útoku imunitného systému hostiteľa. „Ak vyvinieme tieto inhibítory a budú dostatočne špecifické, potom nebudeme musieť používať antibiotiká “alebo ich aspoň použiť menej, povedal Bastidas.
Vo svete, kde používanie antibiotík môže viesť k odolnosti voči antibiotikám alebo k narušeniu jemného mikrobiómu vagíny a močových ciest, kde Chlamydia uprednostňuje pobyt, Bastidas hovorí, že lepšie prispôsobená terapia by mohla byť lepším nástrojom na boj proti infekcii.