ZNANOST: hrvatski znanstveni portal

Kako bakterije komuniciraju međusobno i s našim stanicama?

Bakterije mogu međusobno razgovarati preko molekula koje same proizvode. Fenomen je nazvan „kvorumska svijest“ što je bitno pri širenju infekcija. Znanstvenici švedskog sveučilišta Linköping pokazuju kako bakterije na isti način kontroliraju procese u ljudskim stanicama. Rezultati su objavljeni u PLOS Pathogens pod autorstvom mikrobiologinje Elene Vikström.

Na mjesto napada, npr. ranu, dolazi sve više i više bakterija koje se, kada ih se dovoljno skupi, počinju ponašati poput višestaničnih organizama. Stvaraju biofilm, gustu strukturu koja im pruža otpornost prema antibioticima i prema ljudskom obrambenom sustavu. Istovremeno, postaju agresivnije i povećava im se pokretljivost. Sve te promjene potaknute su kada se molekule za komunikaciju, kratke masne kiseline nazvane AHL, pričvrste na receptore unutar bakterijskih stanica, posljedica čega je uključivanje i isključivanje različitih gena.

AHL mogu slobodno prolaziti kroz staničnu membranu ne samo bakterijskih stanica, nego i naših vlastitih i pritom im mogu promijeniti funkciju. U malim koncentracijama bijele krvne stanice mogu biti fleksibilne i učinkovite, ali u visokim koncentracijama događa se suprotno, što oslabljuje naš imunološki sustav te dolazi do progresivnih infekcija i upala.

Tim znanstvenika sa Sveučilišta u Linköpingu je prvi u svijetu pokazao kako AHL utječu na stanice domaćina. Korištenjem biokemijskih metoda identificirao je protein nazvan IQGAP, koji je izdvojen kao primatelj bakterijske poruke i kao nešto poput dvostrukog posrednika.

 „Protein može i prisluškivati komunikaciju bakterija, ali i promijeniti funkciju stanica domaćina.“ rekla je Vikström.

Laboratorijska istraživanja su provedena na ljudskim epitelnim stanicama crijeva pomiješanima s AHL-om kojeg je proizvela bakterija Pseudomonas aeruginosa koja uzrokuje bolesti pluća, crijeva i očiju. Masenom spektrometrijom ustanovili su koji se proteini vežu s AHL-om.

„Imamo dokaze da fizički kontakt bakterija i epitelnih stanica nije uvijek potreban. One mogu djelovati i na udaljenosti.“ kaže Vikström.

Ovo otkriće otvara vrata novim strategijama za liječenje, gdje antibiotici ne pomažu. Jedna od mogućnosti je stvaranje molekula koje se vežu na receptor i blokiraju signalni put za bakterije – nešto poput umetanja štapa u bravu da ključ ne može ući. Radi se o strategiji koja bi se primijeniti na primjer kod cistične fibroze, bolesti kod koje se u dišnim putevima stvara ljepljiva mukoza bakterijskog biofilma i velikih nakupina bijelih krvnih stanica.

Molekularna biologinja s Princetona, Bonnie Bassler, otkriva da bakterije "govore" jedna drugoj, koristeći kemijski jezik koji im omogućuje da koordiniraju obranu i izazivaju napade. Ovaj pronalazak ima začuđujuće implikacije u medicini, industriji, ali i pri našem shvaćanju samih sebe.

Izvor: Linköping University 

 

Podijeli.