Parete cellulare di batteri polmonite può causare cervello e cuore Damage

Luglio 1, 2015 Admin Salute 0 2
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Gli investigatori in Ospedale dei Bambini St. Jude hanno scoperto in modelli di topo come pareti cellulari di alcuni batteri-polmonite causano possono causare danni al cuore fatale; ricercatori hanno anche mostrato come antibiotico terapia può contribuire a questo danno aumentando il numero di pezzi parete cellulare capannone morendo batteri. La squadra ha dimostrato anche in un modello di topo come evitare che ciò accada.

Lo studio dimostra che i pezzi di parete cellulare di batteri Streptococcus pneumoniae "dirottano" una proteina sul rivestimento della parete del vaso sanguigno e lo usano per scivolare fuori del sangue e nel cervello e nel cuore. Una relazione su questo studio appare nel 1 novembre del Journal of Immunology. Questi risultati spiegano perché l'infezione sangue con S. pneumoniae comunemente porta alla compromissione temporanea della funzione cardiaca, e suggeriscono un modo per impedire che si verifichi, secondo Elaine Tuomanen, MD, presidente del Dipartimento di St. Jude di Malattie Infettive. S. pneumoniae è una delle principali cause di polmonite, sepsi (infezione sangue potenzialmente pericolosa per la vita) e la meningite (infiammazione delle membrane che circondano il cervello e il midollo spinale).

Il team di St Jude scoperto che pezzi di parete cellulare di S. pneumoniae che sfuggono dal sangue entrano neuroni (cellule cerebrali). In una precedente relazione pubblicata nel numero di luglio di infezione e immunità, St Jude ricercatori hanno riferito che nel modello murino, frammenti di parete cellulare dei neuroni nella parte del cervello chiamata ippocampo danneggiato. Tuomanen è senior autore di entrambe le relazioni.




In questo studio, i ricercatori hanno dimostrato come i frammenti di parete cellulare sfuggire il flusso sanguigno e entrano nelle cellule. In particolare, hanno dimostrato che pezzi della parete cellulare batterica bind all'endotelio vascolare (superficie interna del vaso sanguigno) agganciando su una proteina chiamata fattore di attivazione piastrinica recettore (PAFr). Piastrine fattore di attivazione (PAF) è un sistema di segnalazione molecola immunitario che attiva alcuni globuli bianchi. Si lega normalmente PAFr sul rivestimento cellulare. Il team di St Jude dimostrato che fosforilcolina, una molecola sulla parete cellulare dei batteri, assomiglia PAF e sfrutta questa somiglianza di legarsi a PAFr.

I ricercatori hanno dimostrato il ruolo di PAFr iniettando frammenti di parete cellulare S. pneumoniae in topi normali e topi che mancava il gene per PAFr (Pafr -/- mice). Nessuno dei topi regolare sopravvissuto dopo otto ore, e la parete cellulare è stato trovato nei loro cuori e cervelli. Tuttavia, tutti i Pafr -/- mice sopravvissuti e quasi nessuno parete cellulare è stato trovato al di fuori del flusso sanguigno. Questo suggerisce che PAFr è necessario per pareti cellulari per sfuggire al flusso sanguigno e immettere cardiomiociti (cellule del muscolo cardiaco) e neuroni. Inoltre, frammenti di parete cellulare privi fosforilcolina non si legano al rivestimento interno dei vasi sanguigni dei modelli animali, una scoperta che dimostra pareti cellulari S. pneumoniae utilizzano questa molecola per agganciare PAFr.

"S. pneumoniae hanno imparato a sfruttare PAFr e usarlo come un traghetto per attraversare l'endotelio dei vasi sanguigni e la fuga dal flusso sanguigno," Tuomanen detto. "Da lì entrano i cardiomiociti o neuroni nel cervello legandosi ai PAFr su quelle cellule pure."

I ricercatori hanno utilizzato studi di coltura di laboratorio per dimostrare che, mentre i neuroni e le cellule endoteliali sane rimaste dopo l'assorbimento della parete cellulare, un rapido calo si è verificato nella capacità cardiomiociti 'a contrarsi come fanno nel cuore. I ricercatori sono stati in grado di bloccare questo effetto prima trattamento dei cardiomiociti con una molecola chiamata CV-6209, che ha bloccato PAFr, impedendo la parete cellulare di legarsi ad esso. In realtà, i topi pretrattati per 16 ore con CV-6209 è sopravvissuto, mentre i topi trattati dopo l'inoculazione della parete cellulare non ha fatto.

"Il nostro successo nel preservare la funzione cardiomiociti anche in presenza di parete cellulare suggerisce che potrebbe essere possibile in modo sicuro le persone pre-trattare con infezione da S. pneumoniae con un farmaco che blocca PAF prima di somministrare antibiotici", ha detto Tuomanen. "Questo potrebbe proteggere il cuore dal accumulo di frammenti di parete cellulare rilasciate dai batteri uccisi dal antibiotico."

La squadra di Tuomanen ha anche sviluppato la prova che spiega come la parete cellulare S. pneumoniae lega al PAFr sulla superficie delle cellule endoteliali, i neuroni e cardiomiociti e innesca una cascata di segnali biochimici chiamato il PAFr-beta-arrestina 1 percorso. I St Jude ricercatori hanno riferito che questa via è responsabile della diffusione batterica in queste cellule. Inoltre, i ricercatori sono riusciti a bloccare un enzima chiave di questo percorso in cardiomyoctyes utilizzando una molecola chiamata PLC inibitore U73122. Il trattamento ha impedito la cella di prendere i pezzi, ma non sembra interferire con le normali funzioni della cellula. Ciò suggerisce che un farmaco che blocca il percorso responsabili tirando frammenti cellulari nella cella potrebbero non avere gravi effetti collaterali sulla cellula.

Altri autori di questo documento sono co-primi autori Sophie Fillon, Konstantinos Soulis e Surender Rajasekaran, Heath Benedict-Hamilton, Jana N. Radin, Carlos J. Orihuela, Karim C. El Kasmi, Gopal Murti, Deepak Kaushai e Peter Murray (tutto di St. Jude); Waleed Gaber (Università del Tennessee, Memphis); e Joerg Weber (Charite-Universitaetsmedizin, Berlino, Germania). Questo lavoro è stato sostenuto in parte da ALSAC.

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