Los investigadores han desarrollado un sistema basado en imágenes de células vivas que proporciona información molecular y biomecánica sobre cómo las bacterias de la enfermedad de Lyme se adhieren y se mueven a lo largo de la superficie interior de los vasos sanguíneos para llegar a destinos clave en el cuerpo donde pueden persistirpor más tiempo y evite el tratamiento. Irónicamente, las células inmunes también usan las mismas estrategias que usan estas bacterias para propagarse por el cuerpo para proteger contra enfermedades infecciosas. El estudio aparece el 25 de agosto en Informes de celda .
"Se sabe muy poco acerca de la biomecánica de las interacciones bacterianas-vasculares, aunque comprender esto es realmente importante para comprender cómo se propagan las bacterias a través del cuerpo a través del sistema cardiovascular y para desarrollar métodos para bloquear la diseminación bacteriana", dice un estudio de alto nivelTara Moriarty, autora de la Universidad de Toronto: "Nuestro sistema in vitro basado en imágenes de células vivas permitirá una disección más eficiente de los mecanismos de interacción subyacentes y una detección más rápida de los inhibidores de las interacciones y diseminación bacteriano-endotelial".
Moriarty y su equipo desarrollaron un sistema de cámara de flujo y métodos de seguimiento en tiempo real que permitieron el análisis microscópico de interacciones bacterianas con células endoteliales humanas que recubren la superficie de los vasos sanguíneos. Utilizando cepas genéticamente modificadas de la bacteria de la enfermedad de Lyme Borrelia burgdorferi , los investigadores descubrieron que una proteína de adhesión a la superficie celular llamada BBK32 juega un papel importante en la estabilización y el fortalecimiento de las interacciones bacterianas-vasculares bajo flujo.Al calcular el desplazamiento de las bacterias de las células endoteliales, los investigadores también descubrieron que los microbios usan correas en forma de cuerda elástica para estabilizar y fortalecer estos enlaces.
Utilizando su sistema basado en imágenes, los investigadores descubrieron que las bacterias se mueven a lo largo de las superficies endoteliales bajo flujo al transferir la carga mecánica a lo largo de una serie de enlaces rotos y formados sucesivamente. Al igual que los niños que se balancean sobre barras de mono, la bacteria transfiere la fuerza deun enlace al siguiente sin separarse por completo, disminuyendo la velocidad cada vez que establecieron un nuevo enlace y acelerando cuando rompieron un enlace y pasaron al siguiente. Este ciclo repetitivo permitió que las bacterias se movieran de manera estable sobre la superficie endotelial a una velocidad general constante, similar a la forma en que las células inmunes llamadas leucocitos se mueven a través de los vasos sanguíneos.
Cálculos adicionales revelaron que la fuerza propulsora generada por la motilidad bacteriana es más fuerte que las fuerzas impuestas a las bacterias por el flujo, lo que sugiere que los microbios pueden usar estructuras internas giratorias llamadas flagelos para migrar activamente a lo largo de las paredes de los vasos sanguíneos y salir de la vasculatura para alcanzar tejidos específicos, incluso bajo las condiciones de fuerza generadas por el flujo sanguíneo. Todo el proceso es similar al de los humanos nadando río abajo, usando sus piernas para moverse hacia los árboles que bordean la orilla, agarrándose a una serie de ramas para reducir la velocidad y eventualmente tirando de las ramasmientras pateas para salir del río y llegar a tierra firme.
"La capacidad de las bacterias de la enfermedad de Lyme para diseminarse utilizando la red de ríos y corrientes proporcionadas por el torrente sanguíneo, y la capacidad de atrapar en las orillas de estos ríos y corrientes, probablemente sería muy importante para propagarse por todo el cuerpo, porquepuede superar la barrera de diseminación causada por el flujo sanguíneo ", dice la primera autora Rhodaba Ebady de la Universidad de Toronto." Es probable que esta propiedad ayude a las bacterias a llegar a sitios donde podrían persistir por más tiempo y, por lo tanto, esta propiedad podría hacer quees más difícil tratar las infecciones causadas por estas bacterias "
Los hallazgos también sugieren que los medicamentos dirigidos a BBK32 o receptores endoteliales aún no identificados podrían ayudar a prevenir o retrasar la propagación de la bacteria de la enfermedad de Lyme a las articulaciones, el corazón y el sistema nervioso, eliminando o reduciendo la gravedad de los síntomas.como artritis, inflamación del corazón, parálisis facial y dolor nervioso. Debido a que las proteínas similares a BBK32 también son producidas por patógenos como Staphylococcus aureus y Streptococcus pyogenes, así como ciertas especies de Borrelia, los hallazgos también podrían ser relevantes para otras afecciones graves causadas por la sangrepropagada por bacterias, incluyendo neumonía, fiebre recurrente e inflamación que afecta el corazón, los huesos y el sistema nervioso.Además, los medicamentos actualmente disponibles que inhiben las interacciones vasculares leucocitarias para el tratamiento de enfermedades autoinmunes e inflamatorias podrían potencialmente reutilizarse para la enfermedad de Lymey potencialmente otras enfermedades infecciosas.
En futuros estudios, los investigadores intentarán identificar los receptores endoteliales con los que BBK32 interactúa, evaluar el papel biomecánico de los flagelos bacterianos en las interacciones vasculares y la diseminación, e intentar determinar cómo las bacterias se dirigen a endotelios específicos asociados con diferentes tejidos.su enfoque de imágenes celulares podría usarse para estudiar cómo otros patógenos se propagan por el cuerpo ". Realmente esperamos que otros laboratorios puedan usar algunos de los enfoques que hemos establecido para estudiar otros errores y nos complacerá ayudar a otros grupos a hacer esto,"Dice Moriarty." Hay mucho que hacer, y todo lo que hemos visto hasta ahora es la punta del iceberg ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por prensa celular . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :