Jedna vrsta proteina klamidije manipulira ljudskim stanicama na dva različita načina

Kada Chlamydia trachomatis, bakterija koja uzrokuje jednu od najčešćih spolno prenosivih infekcija u svijetu, inficira ljudsku stanicu, otima dijelove domaćina kako bi oko sebe izgradio zaštitne slojeve.

Unutar ove improvizirane tvrđave, buba raste i reproducira se, na kraju izbio u potrazi za novom metom i ubio stanicu domaćina. Iako su znanstvenici godinama znali da se klamidija štiti na ovaj način, nedostajala im je mehanika do sada.

Istraživači sa Sveučilišta Duke i MRC Laboratorija za molekularnu biologiju u Cambridgeu, UK, pokazali su da jedan protein klamidije, poznat kao ChlaDUB1, sposoban je manipulirati ljudskim stanicama na dva različita načina, čini se da je barem jedan od njih bitan za napredovanje unutar domaćina.

Nalazi koji su se ovog tjedna pojavili u Mikrobiologija prirode mogao bi otvoriti put liječenju klamidije s manje antibiotika.

Strukturni biolozi pod vodstvom Davida Komandera iz MRC Laboratorija za molekularnu biologiju i stručnjaci za klamidiju na Sveučilištu Duke surađivali su na istraživanju. U početku, Komander i postdoktorand Jonathan Pruneda, sada docent na Sveučilištu Oregon Health &Science University, kontaktirao je vojvodskog profesora Raphaela Valdiviju, Prodekan za temeljne znanosti, raspravljati o proteinu ChlaDUB1, na čemu je Valdivijin tim već radio.

ChlaDUB1 je jedna od klasa proteina koje stvara klamidija kako bi poremetila funkciju stanica domaćina. Komander, Pruneda, i kolege su otkrili da je protein enzim, deubikvitinaza, koji uklanja ubikvitin, mali protein koji ljudske stanice vežu za druge proteine ​​kako bi ih aktivirale ili pokazale da bi te proteine ​​trebalo rastrgati. Ljudske stanice koriste ubikvitin za slanje signala, od kojih su mnogi važni za upalni odgovor na patogene poput klamidije.

Komanderova skupina je daljnjim proučavanjem oblika enzima ChlaDUB1 utvrdila da također može modificirati proteine ​​acetilacijom kako bi poremetila alarme koje ljudske stanice podižu u borbi protiv infekcije.

"Umjesto stvaranja dva proteina, onaj koji ima deubikvitinaznu aktivnost i zaseban koji ima acetilacijsko djelovanje, oni su to spojili u isti protein, "rekao je koautor Robert Bastidas, znanstveni docent koji je dio Valdivijine grupe u Dukeu.

Klamidija je za razliku od drugih bakterija po tome što ne može sama preživjeti izvan ljudske stanice, Objasnio je Bastidas. Rekao je da je vjerojatno da je buba odbacila velike dijelove svog genoma kako bi bolje preživjela unutar stanica domaćina. On pretpostavlja da bakterija štedi prostor s ovim zgnječenim proteinom, jedini protein klamidije za koji je utvrđeno da ima ove dvije funkcije.

Iako je bilo jasno da je ChlaDUB1 sposoban za obje funkcije, Bastidas i njegovi kolege iz Dukea željeli su znati što enzim radi unutar svog domaćina tijekom infekcije klamidijom. Istraživači su zarazili ljudske stanice klamidijom divljeg tipa, kao i sa sojevima mutanata koji sadrže neispravne kopije ChlaDUB1.

Nakon što je klamidija izgradila svoju tvrđavu unutar ćelije domaćina, razbija Golgijev aparat stanice domaćina i manevrira komadima oko sebe. Golgijev aparat je stanični odjeljak koji obično ostaje blizu jezgre stanice i modificira proteine ​​dodavanjem šećera koji služe kao oznake prtljage koji pokazuju trebaju li proteini ići u plazma membranu ili u neki drugi stanični odjeljak. Nije jasno zašto se bakterija okružuje komadima Golgija, možda koristiti šećere i masti za vlastiti rast, ali to je jedina poznata bakterija koja to čini.

U ispitivanjima infekcije znanstvenika, divlji tip Chlamydia usjekao je Golgije kao i obično. No, kada se inficira bubom koja nosi mutirani enzim, Golgi ljudskih stanica ostao je netaknut, sugerirajući da je aktivnost ChlaDUB1 neophodna za ovaj aspekt infekcije klamidijom.

Bastidas također pretpostavlja da sposobnost ChlaDUB1 da ukloni ubikvitin iz proteina domaćina štiti klamidiju od upalnog odgovora domaćina.

Sljedeći, istraživači žele pronaći lijek koji će posebno poremetiti funkciju ChlaDUB1, čime se usporava sposobnost bakterije da se bori protiv napada imunološkog sustava domaćina. "Ako razvijemo ove inhibitore i oni su dovoljno specifični, onda nećemo morati koristiti antibiotike "ili barem koristiti manje njih, rekao je Bastidas.

U svijetu u kojem upotreba antibiotika može dovesti do rezistencije na antibiotike ili do poremećaja osjetljivog mikrobioma rodnice i mokraćnog sustava, gdje Chlamydia radije boravi, Bastidas kaže da bi se prilagođenija terapija mogla pokazati kao bolji alat u borbi protiv infekcije.

• Znanstvenica osvaja nagradu za istraživanja u području komenzalne mikrobiote
• Znanstvenici istražuju kako antibiotska terapija širokog spektra utječe na interakciju crijevnih bakterija