Staphylococcus aureus-bakterier vänder immunsystemet mot sig själv

Suspense: My Dear Niece / The Lucky Lady (East Coast and West Coast) (Juni 2019).

Anonim

Cirka 20 procent av alla människor koloniseras ständigt med Staphylococcus aureus- bakterier, en ledande orsak till hudinfektioner och en av de viktigaste källorna till sjukhusförvärvade infektioner, inklusive den antibiotikaresistenta stammen MRSA.

University of Chicago forskare har nyligen upptäckt en av nycklarna till S. aureus enorma framgång - förmågan att kapa en primär immunförsvarsmekanism och använda den för att förstöra vita blodkroppar. Studien publicerades den 15 november i Science .

"Dessa bakterier har utrustad sig med vapen för att inte bara förutse varje immunförsvar, men vända dessa immunförsvar mot värden också", säger Olaf Schneewind, MD, doktor, professor och ordförande vid mikrobiologiska institutionen vid University of Chicago och senior författare av tidningen.

En av de första försvarskretsarna i det mänskliga immunsvaret är neutrofiler, en typ av vitblodcell som förhindrar invaderare i neutrofila extracellulära fällor (NET), en webliknande struktur av DNA och proteiner. Fångade bakterier förstörs sedan av amoeba-liknande vita blodkroppar som är kända som makrofager. Men S. aureus infektionsställen markeras ofta av en frånvaro av makrofager, vilket indikerar att bakterierna på något sätt försvarar sig mot immunsystemet.

För att avslöja hur dessa bakterier kringgår det mänskliga immunsvaret, screenade Schneewind och hans team en serie S. aureus som hade mutationer som stängde ner gener som trodde att spela en roll vid infektion. De såg att se hur dessa muterade bakterier uppträdde i levande vävnad och identifierade två stammar som inte kunde undvika makrofagangrepp. När dessa mutationer-till respektive staphylokocknukleas (nuc) respektive adenosinsyntas A (adsA) -gener reverserades, var infektionsställen igen fria från makrofager.

Letar efter en åtgärdsmekanism växte forskarna S. aureus i en laboratoriefack tillsammans med neutrofiler och makrofager. De vita blodkropparna var friska i denna miljö och kunde rensa bakterier. Men tillsatsen av en kemikalie för att stimulera NET-bildningsutlösad makrofagdöd. Insåg att en giftig produkt genererades av S. aureus som svar på NET, och laget använde högprestandatvätskekromatografi och masspektrometritekniker för att isolera molekylen.

De upptäckte att S. aureus konverterade NET till 2'-deoxyadenosin (dAdo), en molekyl som är toxisk för makrofager. Detta gjorde på ett effektivt sätt NET till ett vapen mot immunsystemet.

"Förr eller senare får nästan varje människa någon form av S. aureus- infektion. Vårt arbete beskriver för första gången den mekanism som dessa bakterier använder för att utesluta makrofager från infekterade platser, säger Schneewind. "I kombination med tidigare kända mekanismer som undertrycker det adaptiva immunsvaret är framgången för dessa organismer nästan garanterad."

S. aureus bakterier finns på huden eller i luftvägarna hos koloniserade människor och orsakar vanligtvis hudinfektioner i form av abscesser eller kokar. Normalt inte farliga, svåra problem uppstår när bakterierna går in i blodet, där de kan orsaka sjukdomar som sepsis och hjärnhinneinflammation. Antibiotikaresistenta stammar, såsom meticillinresistenta S. aureus (MRSA), är svåra att behandla och har plågat sjukvårdssystem runt om i världen.

Schneewind och hans team hoppas kunna utnyttja sina fynd mot terapier mot S. aureus- infektioner. Men både gener och dAdo-molekylen är nära besläktade med viktiga mänskliga fysiologiska mekanismer, och Schneewind tror att inriktning på dessa i bakterier, utan att skada människans funktion, kan vara svårt.

"I teorin kan du bygga inhibitorer av dessa bakterieenzymer eller ta bort dem", sa Schneewind. "Men det här är otestade vatten och strävan efter ett sådant mål kräver mycket mer studier."