Immuuncellen die 'killercellen' worden genoemd, richten zich op bacteriën die de lichaamscellen binnendringen, maar hoe doen ze dit zo effectief? Bacteriën kunnen snel resistentie ontwikkelen tegen antibiotica, toch lijkt het erop dat ze niet zo gemakkelijk aan killercellen zijn ontsnapt. Dit heeft ertoe geleid dat onderzoekers geïnteresseerd zijn geraakt in het exacte mechanisme dat killercellen gebruiken om bacteriële indringers te vernietigen.

Hoewel een manier waarop killercellen de dood van bacteriën kunnen veroorzaken, is door oxidatieve schade toe te brengen, het is nog helemaal niet begrepen hoe killercellen bacteriën vernietigen in omgevingen zonder zuurstof.

Nutsvoorzieningen, Voor de eerste keer, onderzoekers hebben killercellen op heterdaad betrapt bij het plegen van microbiële moord, observeren terwijl ze systematisch drie stammen van microben doodden:E. coli en de bacteriën die verantwoordelijk zijn voor het veroorzaken van Listeria-infectie en tuberculose. Het proces veroorzaakt bacteriële celdood, ongeacht of de omgeving zuurstof bevat of niet.

Hun bevindingen, gepubliceerd in Cel , onthullen dat killercellen methodisch handelen, dodelijke enzymen in bacteriën schieten om een ​​volledige interne afbraak en celdood te "programmeren".

De onderzoekers, van het Boston Kinderziekenhuis, het Wistar Instituut en de Universiteit van Michigan (UM), gebruikte een even systematische benadering om de ontdekking te doen.

"We hebben drie bacteriën genomen die heel verschillend zijn - en om te zien welke eiwitten door killercellen zijn vernietigd - hebben we eerder hun eiwitniveaus gemeten, tijdens en nadat ze werden aangevallen, " zegt Judy Lieberman, MD, doctoraat, van het Boston Children's Program in Cellular and Molecular Medicine (PCMM), wie is co-senior auteur van het onderzoek.

Eiwitten zijn van cruciaal belang voor het leven omdat ze het gebruik van voedingsstoffen en de productie van cellulaire machines sturen die bacteriën nodig hebben om te overleven.

"Elke bacteriestam heeft ongeveer 3, 000 eiwitten en we zagen dat - in alle drie de bacteriesoorten - ongeveer vijf tot tien procent van die eiwitten werd gesneden door het dood-inducerende enzym van de killercellen, genaamd granzyme B, Lieberman zegt. "Als je een lijst zou maken van de eiwitten die bacteriën absoluut nodig hebben om te overleven, het zou een kleine lijst zijn - interessant genoeg, dit lijkt identiek te zijn aan de hitlijst van granzyme B."

Dodelijker dan antibiotica

Om de fatale klap van granzyme B toe te brengen, killercellen zoeken naar oppervlaktemarkers op de celoppervlakken van het lichaam die erop kunnen wijzen dat een bacteriële indringer zich in de cel heeft gevestigd. Killer-cellen hechten zich vervolgens vast aan de geïnfecteerde cel en gebruiken een enzym om een ​​kleine porie in het celoppervlak te creëren. waardoor ze granzyme B injecteren. Zodra granzyme B in de cel komt, het gaat over in de binnendringende bacterie en vernietigt in wezen essentiële eiwitten voor celoverleving, evenals zijn ribosomen, de stukjes cellulaire machinerie van bacteriën die daadwerkelijk eiwitten maken.

"De ribosomen van de bacterie vallen uit elkaar en werken niet meer, " zegt Lieberman, ook een professor in de kindergeneeskunde aan de Harvard Medical School.

Het is alsof de interne levensfabriek van de bacterie niet alleen de blauwdrukken verliest voor de onderdelen die hij moet maken, maar lijdt ook aan een catastrofale mechanische storing van de lopende band.

"Door de bacteriële eiwitten te ontdekken die killercellen eruit halen, ' we hebben potentiële therapeutische doelen geïdentificeerd die de weg zouden kunnen effenen voor een nieuwe klasse antimicrobiële geneesmiddelen, ' stelt Lieberman voor.

"We hebben op dit moment een enorme antibioticaresistentiecrisis, omdat de meeste medicijnen die ziekten zoals tuberculose of listeria behandelen, of ziekteverwekkers zoals E.coli, zijn niet effectief, " zei Sriram Chandrasekaran, doctoraat, co-senior auteur van de studie van U-M, in een persbericht. "Dus, er is een enorme behoefte om uit te zoeken hoe het immuunsysteem zijn werk doet. We hopen een medicijn te ontwerpen dat op een vergelijkbare manier bacteriën achterna gaat."

belangrijk, hoe vaak de onderzoekers de bacteriën ook aan granzyme B hebben blootgesteld, de bacteriën ontwikkelden geen weerstand tegen de dodelijke aanval. Het is mogelijk dat bacteriën alleen kunnen overleven door zichzelf te camoufleren, zodat killercellen ze niet kunnen 'zien' en granzyme B erin kunnen schieten.

Lieberman zoekt nu naar de specifieke mechanismen waarmee bacteriën killercellen kunnen ontwijken. Ze onderzoekt ook hoe soortgelijke "doodsroutes" effect hebben bij schimmels en parasieten, zoals die welke malaria veroorzaken.