Şaşırtıcı bir hücresel savunma stratejisi yeni antibiyotiklere ilham verebilir
Salmonella bakterileri (renkle zenginleştirilmiş bu mikrografta kırmızı) sıklıkla insan bağırsaklarını kaplayan hücreleri enfekte eder. Enfekte hücreler, Salmonella'nın iç zarını çözmeye yardımcı olan deterjan benzeri bir bileşik salarak savaşabilir .
Bakteri istilacılarıyla karşılaştıklarında, bazı insan hücreleri şaşırtıcı bir madde yayar: sabun.
Araştırmacılar, 16 Temmuz Science'da yer alan habere göre, bağışıklık sisteminin bir parçası olmayan bu hücreler, bakterilerin iç zarlarının parçalarını çözen deterjan benzeri bir protein salgılayarak infiltratörleri öldürüyor .
Yale Üniversitesi'nde Howard Hughes Tıp Enstitüsü araştırmacısı olan immünolog John MacMicking, antikorlar veya beyaz kan hücreleri gibi bağışıklık sisteminin "profesyonel" oyuncuları çok dikkat çekiyor, ancak "tüm hücrelere enfeksiyonla mücadele etme yeteneği verildi" diyor. .
MacMicking, insanlarda "eski ve ilkel bir savunma sisteminin" parçası olmalarına ve yeni enfeksiyonlar için tedavilerin geliştirilmesi konusunda bilgi verebilmelerine rağmen, insanlarda bu olağandışı hücresel savunmaların genellikle göz ardı edildiğini söylüyor.
Çoğu zaman, bağışık olmayan hücreler, enfeksiyonlarla savaşmak için profesyonel meslektaşlarından gelen bir uyarıya güvenir. Yabancıları tespit ettikten sonra, özel bağışıklık hücreleri interferon gama adı verilen bir alarm sinyali yayar. Bu sinyal, boğazı ve bağırsakları kaplayan ve genellikle patojenler tarafından hedeflenen epitel hücreleri de dahil olmak üzere diğer hücreleri harekete geçirir.
MacMicking ve meslektaşları, insan epitel hücrelerinin laboratuvar versiyonlarını, hücrelerin besin açısından zengin iç kısımlarını kullanabilen Salmonella bakterileriyle enfekte ederek bu eylemin moleküler temelini aradılar . Ardından ekip, enfeksiyona karşı bir miktar koruma sağlayanları arayan 19.000'den fazla insan genini taradı.
APOL3 adlı bir protein için talimatlar içeren bir gen göze çarpıyordu. Bu gen devre dışı bırakıldığında, epitel hücreleri , interferon gama tarafından uyarıldığında bile bir Salmonella enfeksiyonuna yenik düştü . Araştırmacılar, yüksek güçlü mikroskopi ile konakçı hücrelerin içinde hareket halindeki APOL3 moleküllerini yakınlaştırarak, proteinin istilacı bakterileri topladığını ve bir şekilde onları öldürdüğünü buldular.
İnsan epitel hücreleri , bakterinin iç zarının parçalarını çözmek için bir deterjan gibi davranan APOL3 (bu mikroskop görüntüsünde siyah noktalar) adı verilen bir molekülü serbest bırakarak Salmonella infiltrasyonuna yanıt verebilir .
Salmonella , birçok farklı bakteri formunun paylaştığı bir özellik olan bir dış ve iç zar tarafından korunan dayanıklı mikroplardır. Bu çift katman, bu bakterilerin öldürülmesini zorlaştırır, ancak daha fazla araştırma, APOL3 ve başka bir molekül olan GBP1'in bunu yapmak için nasıl birlikte çalıştığını ortaya çıkardı. GBP1 bir şekilde bakterinin dış zarını gevşeterek APOL3'ün çözünerek ölümünü iç lipid zarına iletmesi için kapılar açar. APOL3'ün hem su seven hem de lipid seven kısımları vardır, iç zara bağlanmasına ve sabun yıkama yağı gibi hücre içi sıvıda çözülmesine izin verir.
MacMicking, böyle bir molekülün konakçı zarları da çözebileceği göz önüne alındığında, “İnsan hücrelerinin içinde deterjan benzeri aktivite bulmak bizi biraz şaşırttı” diyor. Ancak araştırmacılar, APOL3'ün bakterilerde bulunan lipidleri spesifik olarak hedeflediğini ve aktivitesinin, memeli hücre zarlarının ortak bir bileşeni olan kolesterol tarafından bloke edildiğini ve insan dokularını etkilenmediğini buldu.
Urbana-Champaign'deki Illinois Üniversitesi'nde çalışmaya dahil olmayan evrimsel bir immünolog olan Jessica Brinkworth, “Bu bulgularla ilgili her şey süper havalı” diyor. Pek çok enfeksiyon bu epitel hücrelerinde başlar ve nasıl savaştıklarını anlamak gelecekteki tedavileri geliştirmek için çok önemlidir, diyor.
"Gerçekten ilginç olan bulgu, APOL3'ün bakteri zarları ile konak zarlarını nasıl ayırt edebildiğidir" diyor. Bu evrim, bu güçlü aracı kontrol etmenin çok zarif bir yolunu buldu "güzel bir şey."
