Nuovo studio mette in luce come intracellulare patogeni trigger il sistema immunitario

Maggio 25, 2016 Admin Salute 0 31
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Malattia-causando microbi come il batterio di origine alimentare Listeria monocytogenes specializzati in invadere e replicarsi all'interno delle cellule stesse loro ospiti animali ', che li rende particolarmente difficile da sconfiggere. Ora, un nuovo studio condotto da biologi presso l'University of California, Berkeley, ha individuato un sistema di allarme molecolare in cui l'agente patogeno intracellulare invia segnali che calci la risposta immunitaria in marcia.

I risultati, da segnalare la settimana del 14 luglio negli atti del giornale della National Academy of Sciences, far luce su come le cellule riconoscono e distruggere gli insetti patogeni che vivono all'interno delle loro mura, e possono anche fornire nuovi bersagli per la ricerca e lo sviluppo di nuovi vaccini e farmaci.

Segnali I patogeni 'provengono da trasportatori multidrug resistance (MDR), proteine ​​di membrana utilizzati da una grande varietà di organismi di pompare una vasta gamma di molecole dai loro sistemi. Trasportatori simili sono stati collegati in altri studi per lo sviluppo di resistenza ai farmaci multipli che sono tossici per l'agente patogeno. Questo studio è il primo a collegare trasportatori multidrug resistance direttamente alla stimolazione del sistema immunitario, sebbene la natura delle molecole che i batteri sono sputando ancora chiaro.




"Per la MDR funzioni, l'agente patogeno deve essere vivo, quindi questo studio mostra in realtà come il sistema immunitario può dire la differenza tra una vita, microbo dannoso e uno che è morto", ha detto il ricercatore principale dello studio, Daniel Portnoy, un UC Berkeley, professore di appuntamenti comuni nel Dipartimento di Biologia Cellulare e Molecolare e la Scuola di sanità pubblica, e direttore associato del Centro per Berkeley emergenti e le malattie trascurate. "Questo è importante perché non si vuole che il sistema immunitario a reagire in modo eccessivo ai non minacce, che è ciò che accade in malattie autoimmuni come la malattia infiammatoria intestinale, asma e la sclerosi multipla."

Il batterio Listeria fa notizia quando si contamina salumi, formaggi, insalata di cavolo crudo e altri alimenti. Secondo i Centri per il Controllo e la Prevenzione delle Malattie, Listeria provoca circa 2.500 infezioni e 500 morti ogni anno, e più a rischio sono le persone che hanno un sistema immunitario indebolito o sono in stato di gravidanza.

I batteri cellule immunitarie primo trucco in loro deglutizione, dove diventano racchiusi in bolle chiamati vacuoli. I batteri diventano pericolosi quando si rompono fuori di queste bolle nel liquido interno delle cellule, o citosol, a moltiplicarsi e diffondere l'infezione. Il ruolo di MDR non è chiaramente noto, ma i risultati di questo studio mostrano chiaramente che un particolare trasportatore MDR è necessaria per l'host di rispondere alle infezioni, gli autori detto. Inoltre, la sovraespressione di questo o altri MDR correlate porta ad una risposta immunitaria maggiore.

"L'unico modo in cui la molecola di bug entra nel citoplasma è se il batterio è virulenta", ha detto Portnoy, che è anche membro della UC Berkeley Health Sciences Initiative. "Sappiamo che ci sono diversi recettori del sistema immunitario in diversi comparti di una cellula, ma fino a questo documento, non si capiva esattamente come è stato attivato il sistema di sorveglianza citosolico. I nostri risultati suggeriscono che le molecole pompati dal patogeno mentre è nella fluido cellulare aiutare il misuratore sistema immunitario se un batterio è una minaccia in base alla propria posizione all'interno della cella ".

I ricercatori hanno isolato il ruolo dei trasportatori multidrug resistance manipolando geni specifici nei batteri che controllavano la loro espressione e quindi misurando quanto aumentata o diminuita l'attività dalle proteine ​​trasportatrici livelli influenzato di beta interferone, una proteina prodotta dal sistema immunitario che raduno più da malattia combattere le cellule quando vengono rilevati infezioni.

Essi hanno scoperto che una maggiore espressione MDR ha portato ad una maggiore stimolazione del sistema immunitario, come misurato da livelli interferone beta.

I ceppi di Listeria con livelli più elevati di espressione MDR aumento dei livelli di interferone beta fino a 20 volte rispetto ai non modificato, wild-type Listeria in colture cellulari, lo studio trovato. Prove in topi infettati con quegli stessi ceppi mutanti di Listeria avevano cariche batteriche che sono stati 20 volte inferiore nel fegato, anche se i ricercatori non hanno potuto attribuire i livelli diminuiti solo ai livelli più elevati di interferone beta.

"Questo documento solleva la classica questione del braccio di guerra, per l'evoluzione del paese ospitante e l'agente patogeno, è un corsa agli armamenti senza fine", ha detto Gregory Crimmins, UC Berkeley studente laureato in biologia molecolare e cellulare, che, insieme a ex ricercatore post-dottorato UC Berkeley Anat Herskovits, è stato co-autore dello studio.

I risultati dello studio potrebbero fornire indizi per l'azione di altri agenti patogeni intracellulari, come i batteri responsabili della tubercolosi e la malattia del legionario ', dal momento che attivano meccanismi immunitari simili, i ricercatori hanno detto.

Crimmins ha osservato che una migliore comprensione di come la classe degli interferoni in questo studio è innescato potrebbe avere implicazioni per una varietà di malattie. "Tipo I interferoni hanno effetti di ampia portata sul sistema immunitario, e sono usati per trattare la sclerosi multipla, l'epatite C e alcuni tipi di cancro", ha detto. "I ceppi ottenuti da questo studio possono fornire romanzo comprensione del ruolo degli interferoni di tipo I nel coordinare la risposta immunitaria".

"Con la comprensione delle vie dell'immunità innata, possiamo comprendere meglio acquisito l'immunità, e che è importante per lo sviluppo di vaccini", ha aggiunto Portnoy. "Il concetto di fare vaccini sicuri ma pienamente efficaci è ancora una sfida, soprattutto per gli agenti patogeni intracellulari."

Portnoy ha sottolineato che indebolito Listeria è già in uso per sviluppare vaccini contro il cancro di Anza Pharmaceuticals, una società biofarmaceutica con sede a Concord con cui consulta.

Altri co-autori della carta includono Kai Rehder, un ex studente universitario UC Berkeley in biologia molecolare e cellulare; e Kelsey Sivick, Peter Lauer e Thomas Dubensky Jr., tutti i ricercatori di Anza Pharmaceuticals.

Il National Institutes of Health, il Ellison Medical Foundation e l'Istituto Miller di Scienze di Base contribuito a sostenere questa ricerca.

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