La batalla constante por el dominio entre las bacterias que causan enfermedades y nuestros sistemas inmunes ha llevado a la evolución de algunas tácticas de guerra astutas en ambos lados.
Una bacteria particularmente desagradable: Staphylococcus aureus resistente a la meticilina o MRSA.
Se sabe que MRSA, común en las escuelas y entornos de atención médica, causa ocasionalmente infecciones potencialmente mortales. Esto ha llevado recientemente a los investigadores de Michigan Medicine a investigar cómo las células del sistema inmunitario entregan sus cargas mortales para destruir organismos invasores como el MRSA.
Su trabajo se publica en la revista célula huésped y microbio .
Cuando se les alerta de una invasión, las células inmunes llamadas macrófagos rodean y engullen a las bacterias, poniéndolas en cuarentena dentro de un compartimento llamado fagosoma. La célula las destruye con armas llamadas especies reactivas de oxígeno ROS.
"Un ejemplo de una especie de oxígeno reactivo es el blanqueador", dice Mary O'Riordan, Ph.D., profesora de microbiología e inmunología en la Universidad de Michigan y la investigadora principal del estudio. "Como si no quisierablanqueador en su piel, las bacterias no quieren que el oxígeno reactivo dañe su superficie exterior ".
Las células inmunitarias generalmente despliegan ROS dentro de sus fagosomas usando un mecanismo bien conocido, que consiste en verter oxidantes en el compartimento para matar las bacterias.
Pero muchas bacterias, incluidas la salmonella y el MRSA, han encontrado formas de evitar esta forma de ataque.
Mitocondria: un jugador poderoso
O'Riordan y sus colegas, el investigador de investigación Basel Abuaita, Ph.D., y Tracey Schultz, trataron de descubrir qué células inmunes del sistema de respaldo emplearon para combatir estas bacterias.
Al hacerlo, encontraron un jugador inesperado: las mitocondrias.
"Descubrimos que los macrófagos perciben la invasión de MRSA y encienden la maquinaria para aumentar el desarrollo mitocondrial de ROS", dice Abuaita.
ROS es un subproducto natural del trabajo normal de las mitocondrias en las células, la producción de energía.
Y el equipo descubrió que cuando se coloca bajo estrés, como la invasión de un agente extraño, las señales químicas del retículo endoplásmico, un orgánulo en la célula que actúa como una oficina de correos, que empaqueta y envía sustancias alrededor de la célula,- notifica a las mitocondrias para aumentar la producción de ROS.
Aún así, queda una pregunta: ¿cómo las mitocondrias entregan sus ROS al fagosoma?
"Las ROS también son perjudiciales para nuestras propias células, por lo que planteamos la hipótesis de que debe haber algún mecanismo de entrega", dice O'Riordan. "Las mitocondrias no han sido conocidas tradicionalmente por empaquetar y entregar sustancias a diferentes partes de la célula".
Métodos de entrega específicos
Sus estudios revelaron que los ROS se administraron en pequeñas vesículas mitocondriales, descubiertas recientemente como una forma en que las mitocondrias podrían comunicarse con otras partes de la célula.
Para encontrar estas cargas útiles, Abuaita utilizó etiquetas fluorescentes y técnicas de imágenes en vivo de alta resolución para ver el proceso en tiempo real.
Infectó una célula con MRSA bajo un microscopio e insertó un tinte que brillaría en presencia de ROS. Las mitocondrias en la célula infectada comenzaron a brillar, al igual que el macrófago cuando la bacteria tocó su membrana externa.
Una vez que el macrófago se comió el MRSA, fue testigo de un punto caliente brillante cuando el ROS fue entregado al fagosoma.
¿Por qué, sin embargo, una célula tendría dos métodos diferentes para implementar ROS?
"El sistema inmune está lleno de redundancias", dice O'Riordan. "Tiene que, por definición, cada bacteria, virus o parásito que sabemos que es un patógeno es uno porque ha evolucionado formas de evitar el sistema inmune.
"El sistema inmune también tiene una diversidad real de propósito y mecanismo", agrega. "Estar abierto a diferentes formas de hacer preguntas sobre el sistema inmune y comprender la biología de estos patógenos nos ayudó a encontrar el sistema experimental adecuado para usar"
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Medicina de Michigan - Universidad de Michigan . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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