Wetenschap
De vijand binnenin:hoe ziekteverwekkers zich ongemerkt in het lichaam verspreiden
Sommige ziekteverwekkers verbergen zich in menselijke cellen om hun overleving te vergroten. Onderzoekers van de Universiteit van Basel hebben een unieke tactiek ontdekt die bepaalde bacteriën gebruiken om zich in het lichaam te verspreiden zonder opgemerkt te worden door het immuunsysteem. In hun onderzoek onthullen ze de cruciale rol van een bacteriële nanomachine in dit infectieproces.
De binnenkant van een cel biedt een schuilplaats voor verschillende ziekteverwekkers. Door in de cel te verblijven, kunnen de bacteriën de immuunrespons omzeilen en zich binnen het lichaam verspreiden. Onder deze indringers bevinden zich de Burkholderia-bacteriën, waaronder de soort B. pseudomallei. Deze ziekteverwekker staat erom bekend melioïdose te veroorzaken, een ernstige infectieziekte die veel voorkomt in tropische gebieden. Vanwege het hoge sterftecijfer en de resistentie van de ziekteverwekker tegen veel antibiotica wordt B. pseudomallei beschouwd als een potentiële biobedreiging.
In het minder schadelijke familielid B. thailandensis heeft het team onder leiding van professor Marek Basler van het Biozentrum, Universiteit van Basel, een sluwe tactiek ontdekt die de ziekteverwekker gebruikt om zich in het weefsel te verspreiden. "De bacteriën zijn uitgerust met een harpoengeweer van nanoformaat, het zogenaamde type VI-secretiesysteem, kortweg T6SS", zegt Basler.
"Burkholderia gebruikt deze T6SS om van de ene cel naar de andere te gaan zonder herkend te worden door het immuunsysteem." De bevindingen zijn onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Cell Host &Microbe , de huidige kijk op de rol van de T6SS bij Burkholderia-infecties veranderen.
Uit eerdere onderzoeken is al bekend dat deze intracellulaire pathogenen gebruik maken van een ongebruikelijke verspreidingsstrategie:nadat ze de cel zijn binnengekomen, maken ze gebruik van cellulaire componenten, zoals actine, om naar het celmembraan te gaan en uitsteeksels te vormen in de naburige cel. Met behulp van hun T6SS-harpoengeweer kunnen de bacteriën de twee cellen ook samensmelten, waardoor ze zich kunnen verspreiden.
Unieke strategie om onopgemerkt te verspreiden
Door de rol van T6SS nader te onderzoeken, hebben de onderzoekers een tot nu toe onbekende en unieke ontsnappingsstrategie voor deze bacteriën ontdekt. "We waren verrast om te zien dat Burkholderia zich niet alleen kan verspreiden door celfusie te induceren, maar ook door rechtstreeks van cel naar cel te gaan", legt eerste auteur Dr. Miro Plum uit.
Het losmaken van het uitsteeksel van het celmembraan resulteert in de vorming van een vacuole in de aangrenzende cel. De ziekteverwekker in deze vacuole breekt vervolgens los door zijn T6SS te gebruiken om het omringende celmembraan te ontwrichten.
Verrassend genoeg zorgt deze verspreiding ervoor dat de bacterie nieuwe cellen kan infecteren zonder het immuunsysteem te alarmeren. "Normaal gesproken detecteren geïnfecteerde cellen indringers door beschadigde celmembranen te detecteren en immuunreacties te initiëren om de ziekteverwekker te elimineren", benadrukt Plum. "Cellen kunnen echter geen door T6SS verstoorde membranen detecteren." De ziekteverwekker blijft dus onopgemerkt en kan nieuwe cellen infecteren.
Het onderzoeken van de overlevingstactieken van intracellulaire pathogenen
Uitgerust met de T6SS-nanomachine kunnen Burkholderia-bacteriën een dubbele strategie volgen:celfusie en rechtstreekse verplaatsing van de ene cel naar de andere.
"Onze resultaten vergroten het begrip van infecties veroorzaakt door Burkholderia, met name de strategieën voor verspreiding en immuunontduiking", concludeert Basler. De onderzoekers willen nu de mechanismen onderzoeken die specifiek de T6SS-assemblage in bacteriën in de uitsteeksels activeren om dieper inzicht te krijgen in de overlevingstactieken van deze intracellulaire ziekteverwekker.