Investigadores de la División de Enfermedades Infecciosas del Hospital General de Massachusetts MGH están investigando el mecanismo por el cual varias especies importantes de bacterias patógenas entregan proteínas a las células de los organismos que están infectando. En un documento que recibe una publicación anticipada en línea en Microbiología de la naturaleza , el equipo describe la determinación de un paso clave en cómo el patógeno diarreico Shigella inyecta proteínas en las células huésped de destino. Sus hallazgos pueden aplicarse a especies bacterianas adicionales, incluso Salmonella y los responsables de la fiebre tifoidea, la peste bubónica y muchas neumonías adquiridas en el hospital.
"Muchos patógenos bacterianos establecen la infección al administrar proteínas efectoras, que son responsables de muchos de los efectos de la infección, en las células. Por lo tanto, la entrega de proteínas efectoras es un mediador significativo del impacto de la infección en el tejido humano", diceMarcia Goldberg, MD, directora de Investigación en la División de Enfermedades Infecciosas de MGH, autora principal y correspondiente del informe. "El mecanismo más común utilizado por un grupo importante de bacterias es un aparato especializado conocido como un sistema de secreción tipo 3, por el cuallos patógenos que se encuentran fuera de la célula primero hacen un poro en la membrana celular y luego entregan proteínas efectoras en la célula. Nuestros datos muestran que la interacción entre una de las proteínas del poro y otra proteína dentro de la célula es necesaria para que este proceso tenga éxito ".
También llamados injectisomes, los sistemas de secreción tipo 3 T3SS consisten en una base dentro del patógeno y una estructura en forma de aguja que detecta el contacto con la célula huésped objetivo y a través del cual se secretan las proteínas bacterianas asociadas con el sistema. Al entrar en contacto con humanosLas células T3SS secretan dos proteínas que forman el poro en la membrana de la célula objetivo. Después de que se forma el poro, el T3SS se acopla al poro para suministrar proteínas bacterianas a la célula. Exactamente cómo se forma el poro y el proceso por el cual el T3SSlos muelles en el poro no se han entendido claramente, y el equipo de MGH se dispuso a investigar el mecanismo detrás del proceso de acoplamiento.
En una serie de experimentos celulares, primero determinaron que Shigella la infección requiere la presencia de proteínas del citoesqueleto llamadas filamentos intermedios, en este caso una proteína llamada vimentina dentro de las células huésped. Luego mostraron que la vimentina era necesaria para el suministro eficiente de proteínas efectoras a través del T3SS y que la vimentina interactúa directamente con IpaC, una de las proteínas que forman los poros en la membrana de la célula huésped. Si bien la vimentina no está involucrada en la formación de poros, los investigadores demostraron que es necesaria para un acoplamiento eficiente de Shigella T3SS en los poros de la membrana de la célula huésped y ese acoplamiento induce la secreción de proteínas efectoras en la célula huésped.
Si bien estos experimentos se centraron en el papel de la vimentina, los investigadores también mostraron que todos los filamentos intermedios normalmente presentes en las células infectadas por Shigella son necesarios para la infección por el patógeno. Experimentos adicionales con cepas de Salmonella y Yersinia , las familias que incluyen la fiebre tifoidea y las bacterias de la peste, confirmaron que también se requerían filamentos intermedios para los T3SS utilizados por esos patógenos, lo que sugiere que mecanismos similares pueden aplicarse a todos los patógenos que usan T3SS.
"Sabemos que los sistemas de secreción tipo 3 son críticos para la virulencia de los patógenos bacterianos que los usan y su inactivación hace que esos patógenos no sean virulentos", dice Brian Russo, PhD, investigador del equipo de Goldberg y autor principal delinforme "La comprensión fundamental de cómo funciona el sistema de secreción tipo 3 podría conducir al descubrimiento de nuevas terapias para estas enfermedades infecciosas muy importantes".
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Materiales proporcionados por Hospital General de Massachusetts . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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