Ena vrsta beljakovin klamidije manipulira s človeškimi celicami na dva različna načina

Ko Chlamydia trachomatis, bakterija, ki povzroča eno najpogostejših spolno prenosljivih okužb po vsem svetu, okuži človeško celico, ugrabi dele gostitelja, da okoli sebe ustvari zaščitne plasti.

Znotraj te improvizirane trdnjave, hrošč raste in se razmnožuje, sčasoma izbruhnil v iskanju nove tarče in ubil celico gostitelja. Znanstveniki že leta vedo, da se klamidija na ta način ščiti, pogrešali so mehaniko do sedaj.

Raziskovalci z univerze Duke in laboratorija za molekularno biologijo MRC v Cambridgeu, UK, so pokazali, da je en protein klamidije, znan kot ChlaDUB1, je sposoben manipulirati s človeškimi celicami na dva različna načina, vsaj eden od njih je bistven za uspevanje v gostitelju.

Ugotovitve, ki so se pojavile ta teden v Mikrobiologija narave bi lahko utrl pot zdravljenju klamidije z manj antibiotiki.

Pri študiji so sodelovali strukturni biologi pod vodstvom Davida Komanderja iz laboratorija za molekularno biologijo MRC in strokovnjaki za klamidijo na Univerzi Duke. Sprva, Komander in podoktorski sodelavec Jonathan Pruneda, zdaj docent na Univerzi za zdravje in znanost Oregon, kontaktiral vojvodskega profesorja Raphaela Valdivijo, Prodekan za temeljne znanosti, razpravljati o beljakovinah ChlaDUB1, na katerem je Valdivijina ekipa že delala.

ChlaDUB1 je eden od razredov beljakovin, ki jih proizvaja klamidija, da motijo ​​delovanje celice gostitelja. Komander, Pruneda, in sodelavci so ugotovili, da je beljakovina encim, deubikvitinaza, odstranjuje ubikvitin, majhen protein, ki ga človeške celice pritrdijo na druge beljakovine, da jih aktivirajo ali da pokažejo, da je treba te beljakovine raztrgati. Človeške celice uporabljajo ubikvitin za pošiljanje signalov, mnogi od njih so pomembni za vnetne odzive na patogene, kot je klamidija.

Komanderjeva skupina je z nadaljnjo študijo oblike encima ChlaDUB1 ugotovila, da lahko z acetilacijo spremeni tudi proteine, da moti alarme, ki jih človeške celice sprožijo za boj proti okužbi.

"Namesto da bi naredili dva proteina, tista, ki ima deubikvitinazno aktivnost, in druga, ki ima acetilacijsko aktivnost, to so združili v isti protein, "je dejal soavtor Robert Bastidas, docent za raziskave, ki je del Valdivijine skupine pri Dukeju.

Klamidija je drugačna od drugih bakterij, saj ne more preživeti sama zunaj človeške celice, Je pojasnil Bastidas. Rekel je, da je hrošč verjetno odvrgel velike dele svojega genoma, da bi bolje preživel v gostiteljskih celicah. Domneva, da bakterija s tem zdrobljenim proteinom prihrani prostor, edini protein klamidije, za katerega je bilo ugotovljeno, da ima te dve funkciji.

Čeprav je bilo jasno, da ChlaDUB1 zmore obe funkciji, Bastidas in njegovi kolegi pri Dukeu so želeli vedeti, kaj encim počne v gostitelju med okužbo s klamidijo. Raziskovalci so okužili človeške celice s klamidijo divjega tipa, pa tudi z mutantnimi sevi, ki vsebujejo okvarjene kopije ChlaDUB1.

Ko je klamidija zgradila svojo trdnjavo v celici gostitelja, razbije Golgijev aparat gostiteljske celice in premika koščke okoli sebe. Aparat Golgi je celični predel, ki običajno ostane blizu jedra celice in spreminja beljakovine z dodajanjem sladkorjev, ki služijo kot oznake za prtljago, ki označujejo, ali naj proteini gredo v plazemsko membrano ali v kakšen drug celični predel. Ni jasno, zakaj se bakterija obdaja z delci Golgija, morda uporabiti sladkorje in maščobe za lastno rast, vendar je to edina znana bakterija, ki to počne.

V poskusih okužbe znanstvenikov so divja vrsta klamidija je Golgija kot običajno nasekljala. Ko pa se okuži z hroščem, ki nosi mutantni encim, Golgi človeških celic je ostal nedotaknjen, kar nakazuje, da je aktivnost ChlaDUB1 potrebna za ta vidik okužbe s klamidijo.

Bastidas prav tako domneva, da sposobnost ChlaDUB1, da odstrani ubikvitin iz gostiteljskih beljakovin, ščiti klamidijo pred vnetnim odzivom gostitelja.

Naslednji, raziskovalci želijo najti zdravilo, ki bi posebej motilo delovanje ChlaDUB1, tako upočasni sposobnost bakterij, da se uprejo napadu imunskega sistema gostitelja. "Če razvijemo te zaviralce in so dovolj specifični, potem nam ne bo treba uporabljati antibiotikov "ali jih vsaj manj uporabljati, je rekel Bastidas.

V svetu, kjer lahko uporaba antibiotikov povzroči odpornost na antibiotike ali moti občutljiv mikrobiom nožnice in sečil, kjer raje prebiva klamidija, Bastidas pravi, da bi se lahko bolj prilagojena terapija izkazala za boljše orodje za boj proti okužbi.

• Znanstvenik je prejel nagrado za raziskave na področju komenzalne mikrobiote
• Znanstveniki raziskujejo, kako antibiotična terapija širokega spektra vpliva na interakcijo črevesnih bakterij