Naukowcy z NIH odkryli, że salmonella wykorzystuje komórki nabłonka jelit do kolonizacji jelit

Na zewnątrz

Według naukowców z NIH, próba układu odpornościowego eliminacji bakterii salmonelli z układu pokarmowego (GI) ułatwia zamiast tego kolonizację przewodu pokarmowego i wydalanie kału. Badanie, opublikowane w Cell Host & Microbe, zostało przeprowadzone przez naukowców z National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID) w Rocky Mountain Laboratories w Hamilton w Montanie.

Bakterie Salmonella typhi (dalej zwane Salmonella) żyją w jelitach i często powodują zapalenie żołądka i jelit u ludzi. Centers for Disease Control and Prevention szacuje, że bakterie salmonelli powodują około 1,35 miliona infekcji, 26 500 hospitalizacji i 420 zgonów w Stanach Zjednoczonych każdego roku. Źródłem większości tych chorób jest skażona żywność. Większość osób, u których rozwinie się salmonella, ma biegunkę, gorączkę i skurcze żołądka, ale dochodzi do siebie bez specjalnego leczenia. Antybiotyki są zwykle stosowane tylko w leczeniu osób, które są bardzo chore lub są zagrożone zarażeniem.

Bakterie Salmonella mogą również zakażać różne zwierzęta, w tym bydło, świnie i kury. Chociaż choroba kliniczna zwykle ustępuje w ciągu kilku dni, bakterie mogą utrzymywać się w układzie pokarmowym przez dłuższy czas. Eliminacja bakterii z kału ułatwia ich przenoszenie do nowych żywicieli, zwłaszcza za pomocą tak zwanych „super-wydalin”, które uwalniają dużą liczbę bakterii w kale.

Naukowcy z NIAID badają, w jaki sposób bakterie salmonelli tworzą i utrzymują przyczółek w układzie pokarmowym ssaków. Jedną z pierwszych linii obrony układu pokarmowego jest fizyczna bariera, jaką zapewnia pojedyncza warstwa komórek nabłonka jelitowego. Te wyspecjalizowane komórki absorbują składniki odżywcze i tworzą ważną barierę, która zapobiega rozprzestrzenianiu się patogenów w głębszych tkankach. Kiedy bakterie atakują te komórki, komórki te są wytryskiwane do światła jelita – wydrążonej części jelita. Jednak we wcześniejszych badaniach naukowcy z NIAID zauważyli, że niektóre Salmonella szybko namnażają się w cytozolu – płynnej części – komórek nabłonka jelitowego. To skłoniło ich do pytania: czy usunięcie zakażonej komórki wzmacnia bakterie, zamiast je eliminować?

Aby odpowiedzieć na to pytanie, naukowcy zmodyfikowali genetycznie bakterie salmonelli, które niszczą się pod wpływem cytozolu komórek nabłonka, ale rosną naturalnie w innych środowiskach, w tym w świetle jelita. Następnie zainfekowali myszy laboratoryjne samodestruktywnymi bakteriami salmonelli i odkryli, że proliferacja w cytozolu komórek nabłonka jelitowego myszy była ważna dla kolonizacji przewodu pokarmowego i odżywiania wydalanego kału. Naukowcy stawiają hipotezę, że poprzez przejmowanie odpowiedzi komórek nabłonka salmonella wzmacnia swoją zdolność do atakowania sąsiednich komórek i wysiewania jelita w celu usunięcia kału.

Naukowcy twierdzą, że jest to przykład tego, jak stres wywierany przez odpowiedź immunologiczną gospodarza może napędzać rozwój patogenu i odwrotnie. Nowe spostrzeżenia oferują nowe sposoby opracowywania nowych interwencji w celu zmniejszenia obciążenia tym ważnym patogenem.

Artykuł

Chung A i in. Proliferacja komórek w komórkach nabłonka zwiększa rozszerzanie jelit i chroniczne wytrącanie kału z Salmonella typhi. Komórka żywiciel i drobnoustrój DOI: 10.1016 / j.chom.2021.04.017 (2021).

Światowa Organizacja Zdrowia