Bakterier som finns i makrofager står inför en unik uppsättning utmaningar, inklusive begränsad tillgång till näringsämnen, exponering för antimikrobiella peptider och interaktioner med reaktiva syrearter. Dessutom måste bakterier konkurrera med värdcellens egna metaboliska processer och försvarsmekanismer. Ett sätt som bakterier klarar av dessa utmaningar är genom överhörning mellan olika organeller. Till exempel kan bakterier modulera aktiviteten hos mitokondrier, endoplasmatiskt retikulum och lysosomer för att främja sin egen överlevnad och tillväxt.

Mitokondrier

Mitokondrier är viktiga för energiproduktion i eukaryota celler. Bakterier kan manipulera mitokondriell funktion till sin egen fördel genom att producera toxiner som riktar sig mot mitokondriella proteiner eller genom att förändra mitokondriernas membranpotential. Störning av mitokondriell funktion kan leda till celldöd, vilket kan gynna bakterier genom att frigöra näringsämnen som de kan använda för tillväxt. Dessutom kan bakterier inducera produktionen av reaktiva syrearter av mitokondrier, vilket kan skada värdcellsproteiner och DNA och ge en selektiv fördel för bakterier som är resistenta mot oxidativ stress.

Endoplasmatiskt retikulum

Det endoplasmatiska retikulumet (ER) är ansvarigt för proteinsyntes, lipidmetabolism och kalciumlagring. Bakterier kan störa ER-funktionen genom att producera toxiner som riktar sig mot ER-proteiner eller genom att ändra ER-kalciumbalansen. Störning av ER-funktionen kan leda till celldöd, såväl som ackumulering av oveckade proteiner, vilket kan utlösa ett immunsvar som kan rikta sig mot både värdcellen och bakterierna.

Lysosomer

Lysosomer är organeller som innehåller matsmältningsenzymer som bryter ner slaggprodukter och främmande material. Bakterier kan undvika att dödas av lysosomala enzymer genom att producera virulensfaktorer som hämmar lysosomal fusion eller nedbrytning. Dessutom kan bakterier utnyttja lysosomer genom att använda dem som en källa till näringsämnen eller genom att manipulera sin aktivitet för att främja sin egen överlevnad.

Överhörningen mellan organeller som induceras av bakterier kan ha en djupgående inverkan på tillväxten och överlevnaden av bakterier i makrofager. Genom att förstå mekanismerna genom vilka bakterier manipulerar organellfunktion kan vi få insikter i nya strategier för att kontrollera bakterieinfektioner.

Slutsats

Överhörning mellan organeller är en nyckelmekanism genom vilken bakterier klarar utmaningarna med att leva inuti makrofager. Bakterier kan använda organeller som näringskällor, som mål för deras virulensfaktorer och som plattformar för att främja sin egen överlevnad och tillväxt. Genom att förstå den molekylära grunden för organellöverhörning kan vi få insikter i nya strategier för att kontrollera bakterieinfektioner och skydda värdceller från skador.