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Pseudomonas aeruginosa (Pa) são resistentes à maioria dos antibióticos e causam infecções com risco de vida de feridas ou pulmões. o Pai As espécies de bactérias possuem todo um arsenal de estratégias para evadir o sistema imunológico e infectar tecidos. Pesquisadores que trabalham com o Prof. Dr. Winfried Römer e o Dr. Carsten Schwan da Universidade de Freiburg e o Excellence Cluster CIBSS – Centro de Estudos Integrativos de Sinalização Biológica – identificaram um mecanismo de defesa natural até então desconhecido que protege as células de Pseudomonas infecção. O estudo foi publicado em Relatórios de células.
Pseudomonas aeruginosa também entrar nas células de forma direcionada
Cercado por nutrientes e não detectado pelo sistema imunológico, o interior de uma célula é o local ideal para a reprodução de bactérias patogênicas. No entanto, pensou-se por muito tempo que eles existiam fora das células em sua maior parte. “Enquanto isso, está claro que o quadro é mais complexo e as bactérias têm como alvo as células que penetram”, explica Römer. Com o auxílio da microscopia de imagem de células vivas, isso pode ser observado em laboratório. As bactérias entram em contato próximo com a célula e fazem recortes em sua membrana até serem completamente engolidas por ela.
Pseudomonas desencadeia o amassamento da membrana da célula ligando o fator de virulência LecA a moléculas de açúcar na superfície da membrana. Proteínas que se ligam a açúcares são comuns no mundo natural e também são observadas em outras bactérias e vírus. A forte ligação das bactérias e das células hospedeiras faz com que a membrana celular se feche como um zíper em torno das bactérias – um processo que o grupo de trabalho de Römer vem examinando há algum tempo.
“Agora nós focamos intencionalmente no papel que as septinas desempenham na Pseudomonas infecção”, diz Schwan, descrevendo o objetivo do estudo atual. “Sabe-se de outras bactérias que eles manipulam septinas da célula hospedeira e podem explorá-los para facilitar a penetração. No entanto, ao mesmo tempo, as septinas também podem encapsular bactérias que já penetraram e induzir sua liquidação, de modo que têm uma função ambivalente nas infecções”, continua Schwan. As septinas fazem parte do citoesqueleto e servem como um elemento estrutural chave semelhante a um andaimes que podem ser montados e desmontados de forma flexível e também frequentemente desempenham um papel precisamente quando estão envolvidas membranas curvas.
A ligação de LecA é suficiente para induzir o acúmulo de septina
Em seu último estudo, os pesquisadores usaram células pulmonares humanas que eles infectaram com Pseudomonas aeruginosa no laboratório. Eles descobriram que a ligação da bactéria levou à reunião de septinas no local em poucos segundos ou minutos. Se as bactérias não conseguiram penetrar, o acúmulo se dissolveu novamente rapidamente. Os pesquisadores também puderam observar esse efeito quando, em vez de bactérias, pequenas esferas de polímero revestidas com LecA foram dadas às células. Isso mostrou que a ligação via LecA foi suficiente para induzir o acúmulo de septina.
“Esperávamos que Pseudomonas queriam esse acúmulo de septinas e que isso os ajudava durante a infecção, assim como com outros tipos de bactérias”, acrescenta Schwan. Em vez disso, eles descobriram que duas vezes mais bactérias podiam penetrar quando os pesquisadores derrubavam algumas das septinas. “Estávamos surpresos com os resultados no início, mas agora estamos pensando que não é apenas um caso isolado. Pode ser que as septinas também desempenhem um papel protetor com muitos outros patógenos”, conclui.
Uma base para o desenvolvimento de medicamentos para tratar bactérias resistentes a antibióticos
Os pesquisadores foram capazes de medir a força da barreira de septina em outros experimentos. Para fazer isso, eles anexaram o modelo bacteriano mínimo ao cantilever de um microscópio de força atômica (AFM), que permite que as menores indentações e resistências nas superfícies sejam medidas como força. Os pesquisadores descobriram que a membrana celular era claramente mais rígida localmente quando as esferas de polímero eram revestidas com LecA e septina acumulada.
“Isso é um efeito enorme quando você considera que durante o processo de infecção muitas moléculas diferentes estão envolvidas. Para que uma intervenção tenha um impacto tão grande, muitas vezes é preciso inibir vários fatores, porque senão as compensações são feitas”, diz Römer. Ele continua: “Isso fala fortemente para as septinas realmente desempenhando um papel significativo na prevenção de infecções aqui”. Os pesquisadores agora pretendem aprofundar suas investigações sobre lectinas e septinas. Uma melhor compreensão dessas proteínas pode ajudar a encontrar pontos de ataque para medicamentos projetados para prevenir infecções por bactérias resistentes a antibióticos.
Sobre o Cluster de Excelência CIBSS
O Cluster of Excellence CIBSS – Centro de Estudos Integrativos de Sinalização Biológica tem o objetivo de obter uma compreensão abrangente dos processos de sinalização biológica em todas as escalas – desde interações entre moléculas e células individuais até processos em órgãos e organismos inteiros. Os pesquisadores usam o conhecimento assim adquirido para desenvolver estratégias para controlar os sinais de maneira direcionada. Essas tecnologias permitem que eles não apenas obtenham insights em pesquisa, mas também desenvolvam inovações em medicina e ciências de plantas.
Fonte da história:
Materiais fornecidos por Universidade de Friburgo. Nota: O conteúdo pode ser editado para estilo e duração.
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