פתוגנים הופכים עמידים יותר ויותר לאנטיביוטיקה. במטרה לפתח גישות טיפוליות חדשות לטיפול בזיהומים חיידקיים בצורה יעילה יותר בעתיד, חוקרים במכון הטכנולוגי של קרלסרואה (KIT) ובמכון מקס פלאנק במרבורג חקרו את החיידק הקשור למגיפה Yersinia enterocoliticaו היא משתמשת במנגנון זיהום מיוחד איתו הוא עובר באופן פעיל בין שלבים רבייה וזיהומיים. תוצאות המחקר מספקות תובנות חדשות לגבי הדינמיקה של זיהומים חיידקיים ופורסמו ב- PLOS Pathogens (DOI: 10.1371/Journal.Pat.1013423).
פתוגנים חיידקיים כמו סלמונלה– שיגלה אוֹ Yersinia השתמש במערכת הפרשת סוג III (T3SS), מבנה חלבון דמוי מזרק, לצורך הזרקה ממוקדת של חלבונים הגורמים למחלות לתאים אנושיים. מערכת הזרקה זו מכריעה ליכולת החיידק להפעיל זיהומים, המאפשרים Yersinia חיידקים לדיכוי תגובה חיסונית אנושית. עם זאת, הפעלת ה- T3SS מגיעה במחיר: ברגע שהוא פעיל, החיידקים מפסיקים לצמוח ואינם יכולים עוד להתרבות ולהתפשט.
עד עכשיו, לא היה ברור איך Yersinia enterocolitica פתר את הקונפליקט הזה בין נגיף לרבייה. "
ד"ר אנדראס דיפולד מהמכון לקיט למדעי ביו -יישומים
מתג מולקולרי לנגיף
צוות מחקר בראשות דיפולד הראה כעת את זה Y. Enterocolitica יש מעין חיישן צפיפות. כאשר חיידקים רבים קיימים במקום אחד, מנגנון רגולטורי מכבה את ה- T3SS. מערכת ההפרשה נותרה פעילה רק בתאים בקצה החיצוני של מושבה. "זה מאפשר לחיידקים שאינם נחשפים למערכת החיסון להמשיך להתרבות", אמר דיפולד. "זהו מנגנון מאוד ספציפי והפוך. ברגע שהחיידקים מתפשטים שוב, ניתן להפעיל מחדש את המערכת."
המפתח למנגנון מיתוג זה הוא וירף החלבון, השולט על היווצרות T3SS. צפיפות תאים גבוהה יותר גורמת לריכוז מוגבר של מולקולות RNA קטנות אשר מווסתות את קומפלקס החלבון, ומפחיתה משמעותית את הפעילות של מערכת ההפרשה כולה.
התחמקות ממערכת החיסון
החוקרים גם גילו כי לא רק ה- T3SS מושבתת אלא גם את החלבון יאדה, האחראית על הדבקה לתאים באורגניזמים מארחים. כתוצאה מכך, החיידקים הופכים לניידים יותר ופחות ברורים למערכת החיסון. מנגנון התחמקות זה יכול לעזור לחיידקים להגיע לרקמות חדשות או ליצור מושבות חדשות בגוף האדם.
"התוצאות שלנו מראות את זה Yersinia לא רק מגיב באופן פסיבי לתנאים סביבתיים. במקום זאת הוא עובר באופן פעיל בין שלב ארסי לשלב רבייה, "אמר דיפולד." זה מאפשר לו לעמוד בתגובה החיסונית ואז להתרבות ביעילות אחר כך. "ניתן להרכיב מחדש את ה- T3SS תוך 30 עד 60 דקות.
סיכויים חדשים במחקר זיהום
המחקר מספק מידע חשוב לא רק על אופן הפעולה של זיהומים חיידקיים אלא גם על אופן התנהלותם. "גישות טיפוליות רבות מתמקדות באופן בו זיהומים מתחילים, אך עלינו לדעת כיצד חיידקים מתנהגים בגוף בהמשך", אמר דיפולד, וציין כי ביטול T3SS ספציפי בצפיפות תאים גבוהה הוא מנגנון טיפול מוערך אך פוטנציאלי שימושי.
בטווח הרחוק, תובנות כאלה יכולות לשפר את הטיפול בזיהומים חיידקיים, למשל על ידי הפרעה ממוקדת של מנגנוני המיתוג או על ידי השפעה על האופן בו חיידקים חשים את צפיפות התאים. "ככל שאנו יודעים על מערכות אלה, כך נוכל לנטרל אותן טוב יותר", סיכם דיפולד.
