Vissa patogener gömmer sig inuti mänskliga celler för att förbättra deras överlevnad. Forskare vid universitetet i Basel har upptäckt en unik taktik som vissa bakterier använder för att spridas i kroppen utan att upptäckas av immunsystemet. I sin studie avslöjar de den avgörande rollen som en bakteriell nanomaskin har i denna infektionsprocess.
Insidan av en cell ger ett gömställe för olika patogener. Genom att vistas i cellen kan bakterierna undvika immunsvaret och spridas i kroppen. Bland dessa inkräktare finns Burkholderia-bakterier, inklusive arten B. pseudomallei. Denna patogen är känd för att orsaka melioidos, en allvarlig infektionssjukdom som förekommer i tropiska områden. På grund av den höga dödligheten och patogenens motståndskraft mot många antibiotika anses B. pseudomallei vara ett potentiellt biohotmedel.
I den mindre skadliga släktingen B. thailandensis har teamet ledd av professor Marek Basler vid Biozentrum, University of Basel, avslöjat en listig taktik som patogenen använder för att spridas i vävnaden. "Bakterierna är utrustade med en spjutpistol i nanostorlek, det så kallade typ VI-sekretsystemet, förkortat T6SS", säger Basler.
"Burkholderia använder denna T6SS för att flytta från en cell till en annan utan att kännas igen av immunsystemet." Resultaten, nyligen publicerade i tidskriften Cell Host &Microbe , ändra den nuvarande synen på T6SS:s roll vid Burkholderia-infektioner.
Från tidigare studier är det redan känt att dessa intracellulära patogener förlitar sig på en ovanlig spridningsstrategi:Efter att ha kommit in i cellen använder de sig av cellulära komponenter, såsom aktin, för att flytta till cellmembranet och bilda utsprång i den angränsande cellen. Med sin T6SS-spjutpistol kan bakterierna också smälta samman de två cellerna, vilket gör att de kan spridas.
Genom att undersöka T6SS roll mer i detalj har forskarna upptäckt en hittills okänd och unik flyktstrategi för dessa bakterier. "Vi blev förvånade över att se att Burkholderia inte bara kan spridas genom att inducera cellfusion utan också genom att direkt flytta från cell till cell", förklarar första författaren Dr Miro Plum.
Lossandet av utsprånget från cellmembranet resulterar i bildandet av en vakuol i den angränsande cellen. Patogenen inuti denna vakuol bryter sedan loss genom att använda dess T6SS för att störa det omgivande cellmembranet.
Överraskande nog gör spridning på detta sätt också att bakterierna kan infektera nya celler utan att larma immunförsvaret. "Normalt känner infekterade celler inkräktare genom att upptäcka skadade cellmembran, initiera immunsvar för att eliminera patogenen", betonar Plum. "Men celler misslyckas med att upptäcka T6SS-avbrutna membran." Så patogenen förblir oupptäckt och kan infektera nya celler.
Utrustad med nanomaskinen T6SS kan Burkholderia-bakterier följa en dubbel strategi:cellfusion och direkt förflyttning från en cell till en annan.
"Våra resultat främjar förståelsen av infektioner orsakade av Burkholderia, särskilt dess strategier för spridning och immunundandragande", avslutar Basler. Forskarna vill nu utforska mekanismerna som specifikt utlöser T6SS-aggregatet i bakterier inuti utsprången för att få djupare insikter i överlevnadstaktiken för denna intracellulära patogen.
Mer information: Miro Thorsten Wilhelm Plum et al, Burkholderia thailandensis använder ett sekretionssystem av typ VI för att lysera utsprång utan att utlösa värdcellsvar, Cell Host &Microbe (2024). DOI:10.1016/j.chom.2024.03.013
Journalinformation: Cellvärd och mikrober
Tillhandahålls av University of Basel
