Infecties: hoe weet ons lichaam wanneer het moet vergelden?
Een nieuwe studie werpt licht op hoe cellen geïnfecteerd zijn met Pseudomonas aeruginosa kan de ziekteverwekker voelen en beslissen of ze terugvechten of niet. Het onderzoek levert ook essentiële informatie op voor de ontwikkeling van alternatieven voor antibiotica.
Pseudomonas aeruginosa is een gramnegatieve bacterie die in bodem en water leeft. Het is een opportunistische ziekteverwekker, wat betekent dat het voornamelijk ziekte veroorzaakt bij mensen met een gecompromitteerd immuunsysteem.
Degenen die risico lopen, zijn onder meer mensen met cystische fibrose en mensen die in zorginstellingen verblijven.
De ziekteverwekker kan ook longontsteking, urineweginfecties en chirurgische wondinfecties veroorzaken.
Wat deze bacterie bijzonder uitdagend maakt, is dat hij resistent is tegen een reeks antibiotica.
De Centers for Disease Control and Prevention (CDC) hebben onlangs multiresistente stammen van P. aeruginosa als een serieuze bedreiging. In 2017 registreerde de CDC 32.600 infecties bij ziekenhuispatiënten en 2.700 geschatte sterfgevallen.
Hoe verdedigen onze cellen zich tegen P. aeruginosa infectie? En wat kunnen wetenschappers doen om multiresistente stammen aan te pakken?
Quorum sensing
Bacteriën kunnen een geavanceerde methode, quorum sensing genaamd, gebruiken om met elkaar te communiceren en hun collectieve gedrag te reguleren.
Het systeem geeft hen informatie over de dichtheid van de bacteriekolonie en welke andere bacteriesoorten in hun omgeving aanwezig zijn.
Quorumsensing is afhankelijk van signaalmoleculen die autoinducers worden genoemd. Bacteriën geven deze vrij in hun omgeving om berichten naar elkaar te sturen.
Een groot aantal bacteriële processen is afhankelijk van quorumsensing. Deze omvatten de vorming van biofilms en de afscheiding van virulentiefactoren, die beide een aanzienlijke bedreiging voor onze gezondheid kunnen vormen.
Schrijven in het dagboek Wetenschap, Pedro Moura-Alves en Stefan Kaufmann van het Max Planck Institute for Infection Biology in Berlijn, Duitsland, leggen uit hoe geïnfecteerde cellen kunnen onderscheppen P. aeruginosa autoinducers, waardoor ze de beste verdedigingsmethode kunnen kiezen.
Medisch nieuws vandaag sprak met professor Kaufmann over het onderzoek.
Hij legde uit dat "P. aeruginosa is een belangrijke nosocomiale ziekteverwekker met een hoge antimicrobiële resistentie. Nosocomiale pathogenen zijn vaak resistent tegen antimicrobiële stoffen (antibiotica). Nosocomiale infecties worden meestal opgelopen in ziekenhuizen. "
"Tegelijkertijd, P. aeruginsoa is een alomtegenwoordige microbe in het milieu en kan worden aangetroffen in wastafels, enz. Het is waarschijnlijk dat mensen in contact komen met P. aeruginosa echter vaak in lage doses als ze niet schadelijk zijn, ”vervolgde hij.
"Als ze daarentegen opgroeien tot een grotere overvloed, schakelen ze hun genprogramma in, waardoor ze de gastheer kunnen aanvallen omdat ze nu virulentiefactoren produceren."
'Bespioneren P. aeruginosa
In een eerdere studie gepubliceerd in Natuur, Moura-Alves en Kaufman toonden aan dat een transcriptiefactor genaamd aryl koolwaterstofreceptor (AhR) virulentiefactoren kan detecteren die worden vrijgegeven door P. aeruginosa.
Voor hun huidige onderzoek gebruikte het team een combinatie van menselijke cellen, zebravissen en muizen om aan te tonen dat AhR quorum-sensing autoinducers kan detecteren.
"We waren verrast om te ontdekken dat de Aryl Hydrocarbon Receptor bacteriële communicatietaal kan bespioneren en deze kan vertalen in termen die de gastheer verdedigen", zegt Moura-Alves, die nu werkt bij het Ludwig Institute for Cancer Research aan de Oxford University in het Verenigd Koninkrijk. , vertelde MNT.
"Hierdoor kan de gastheer de infectie volgen en dienovereenkomstig reageren op het dreigingsniveau."
Het team schrijft in de krant:
“We stellen voor dat door het bespioneren van interbacteriële communicatie, AhR in staat is om de status quo van de P. aeruginosa gemeenschap tijdens infectie, waardoor de gastheer het meest geschikte verdedigingsmechanisme kan mobiliseren op basis van de ernst van de dreiging. "
Het verstoren van quorumsensing is een manier waarop wetenschappers proberen de dreiging van multiresistentie aan te pakken P. aeruginosa infecties.
"Door de bacteriegroei te verstoren en de reactie van de gastheer nauwkeuriger te moduleren, kunnen onze bevindingen ons en anderen helpen om betere (nauwkeurigere) nieuwe interventiemaatregelen te ontwikkelen," legt professor Kaufmann uit aan MNT.
Hoewel dergelijke alternatieven in de toekomst misschien nog ver weg zijn, zouden de nieuwe inzichten van het team in hoe de bacteriën met elkaar communiceren, moeten helpen bij deze strategie.
