Dlaczego bakterie Pseudomonas aeruginosa kolonizują płuca chorych na mukowiscydozę?

0

W przebiegu mukowiscydozy – ciężkiej, genetycznej choroby, pałeczka ropy błękitnej Pseudomonas aeruginosa jest patogenem, który budzi wielkie obawy. Bakteria z łatwością kolonizuje płuca osób z mukowiscydozą, prowadząc do przewlekłych infekcji, spadku wydolności płuc i ostatecznie prowadząc do śmierci pacjentów w młodym wieku.

Dlaczego P. aeruginosa, a nie inne pospolite bakterie, rozwija się w płucach chorych na mukowiscydozę?

Nowe badanie naukowców z Columbia University, Vagelos College of Physicians and Surgeons sugeruje, że odpowiedź ma związek z “preferencjami kulinarnymi” bakterii odnośnie bursztynianu, produktu ubocznego metabolizmu komórkowego, który występuje w płucach u pacjentów z mukowiscydozą.

„Zapobieganie zakażeniom wywołanym przez P. aeruginosa może znacznie poprawić zdrowie osób z mukowiscydozą” – mówi dr Sebastián A. Riquelme, główny autor badania. „Możliwe jest, że moglibyśmy kontrolować infekcję, celując w bakteryjne wykorzystanie bursztynianu w płucach”.

Nadmiar bursztynianu w płucach

Nadmiar bursztynianu w płucach osób z mukowiscydozą wynika z interakcji między dwoma białkami, CFTR i PTEN. Mutacje w genie CFTR powodują mukowiscydozę, uniemożliwiając białku CFTR transportowanie jonów do i z komórek. Ale mutacje zakłócają również interakcje CFTR z PTEN (odkrycie dokonane przez zespół Columbia w 2017 r.).

Pisaliśmy na łamach portalu Oddech Życia o PTEN oraz o tym odkryciu w artykule z 2018 roku: PTEN – gen odpowiedzialny za guzy nowotworowe kluczowy w mukowiscydozie

To właśnie ta nienormalna interakcja PTEN-CFTR powoduje, że komórki płucne uwalniają nadmierną ilość bursztynianu. Podczas badań bursztynian napędzał wzrost P. aeruginosa w płucach myszy, ale nie miał wpływu na rozwój innych bakterii np. na gronkowca złocistego Staphylococcus aureus.

Więcej bursztynianu, więcej śluzu

P. aeruginosa nie tylko chętnie rozwija się w środowisku bogatym w bursztynian, ale aktywnie dostosowuje się do obfitości swojego ulubionego “jedzenia”.

„Bakterie przystosowane do bursztynianu kierują swój metabolizm do produkcji śluzu pozakomórkowego, który sprawia, że ​​organizmy są niezwykle trudne do wyeliminowania z płuc (fenotyp śluzowy P. aeruginosa)” – dodaje starszy autor badania prof. pediatrii Alice Prince.

Bakterie karmione bursztynianem również tłumią odpowiedź immunologiczną, co dodatkowo ogranicza zdolność organizmu do kontrolowania infekcji.

Kierowanie na bursztynian

Nowe odkrycia – dokonane na myszach i ludzkich komórkach w hodowli tkankowej – sugerują, że możliwe jest leczenie infekcji P. aeruginosa poprzez przywrócenie interakcji między PTEN i CFTR, nawet jeśli inne funkcje CFTR są upośledzone.

Dostępne obecnie nowe leki na mukowiscydozę, takie jak kombinacja lumakaftoru i iwakaftoru, przywracają interakcję CFTR-PTEN i mogą zmniejszać wytwarzanie bursztynianu.

Ograniczenie akumulacji bursztynianu może również zmniejszyć wzrost i adaptację bakterii. Riquelme twierdzi, że bursztynian jest wytwarzany głównie przez komórki odpornościowe podczas reakcji zapalnej. „Przewidujemy, że kontrolując przesadne stany zapalne obserwowane w drogach oddechowych, moglibyśmy zmniejszyć ilość bursztynianu i rozwój P. aeruginosa ”.

Więcej o odkryciu na stronie https://stm.sciencemag.org/content/11/499/eaav4634.full

Zostaw odpowiedź

Twoj adres e-mail nie bedzie opublikowany.