De interactie tussen menselijke cellen en pathogene Shigella-bacteriën is een complexe strijd die een dynamisch samenspel van cellulaire processen, bacteriële virulentiefactoren en immuunreacties van de gastheer met zich meebrengt. Het begrijpen van de mechanismen waarmee Shigella menselijke cellen binnendringt, zich vermenigvuldigt en ziekten veroorzaakt, is cruciaal voor het ontwikkelen van effectieve therapeutische strategieën tegen shigellose.

1. Invasie:

- Eerste bijlage: Shigella hecht zich aanvankelijk aan het oppervlak van menselijke epitheelcellen via specifieke adhesinen, zoals IpaB, IpaC en IpaD. Deze adhesinen binden zich aan receptoren op het oppervlak van de gastheercel, waardoor bacteriële hechting wordt vergemakkelijkt.

- Hostcelsignalering activeren: De hechting van Shigella veroorzaakt signaalcascades binnen de gastheercel, wat leidt tot de reorganisatie van het actine-cytoskelet en membraanvervorming. Dit vergemakkelijkt de vorming van fagocytische kopjes die de bacteriën overspoelen.

- Toegang tot gastcel: Shigella maakt gebruik van het fagocytische proces door een type III-secretiesysteem (T3SS) te gebruiken om effectoreiwitten in de gastheercel te injecteren. Deze effectoren manipuleren cellulaire processen, waardoor de bacteriën de gastheercel kunnen binnendringen en overleven.

2. Intracellulaire replicatie:

- Vorming van intracellulaire vacuole: Eenmaal in de gastheercel verblijft Shigella in een membraangebonden compartiment dat de ruime intracellulaire vacuole (SIV) wordt genoemd. Deze vacuole biedt een beschermende omgeving voor de bacteriën en zorgt ervoor dat ze zich kunnen vermenigvuldigen.

- Het exploiteren van hulpbronnen van de gastheercel: Shigella manipuleert gastheercelprocessen om voedingsstoffen en energie te verkrijgen die nodig zijn voor de groei en replicatie ervan. Het verwerft metabolieten van de gastheercel, vangt ijzer op en verstoort cellulaire routes om een ​​geschikte intracellulaire omgeving te creëren voor zijn overleving.

3. Ontregelde immuunrespons:

- Verslechterde fagocytose: Shigella's T3SS-effectoreiwitten interfereren met de normale fagocytische en bacteriedodende functies van gastheercellen, waardoor de bacteriën intracellulaire moord kunnen omzeilen.

- Activering van pro-inflammatoire reacties: Shigella-infectie veroorzaakt de productie van pro-inflammatoire cytokinen en chemokinen, wat leidt tot ontsteking en rekrutering van immuuncellen. De bacteriën kunnen deze ontstekingsreacties echter in hun voordeel manipuleren, waardoor de normale immuunbewaking wordt verstoord en hun overleving wordt bevorderd.

- Immuuncelontduiking: Shigella kan zich verspreiden van geïnfecteerde cellen naar naburige cellen, waardoor detectie van het immuunsysteem van de gastheer wordt vermeden en nieuwe infectieplaatsen kunnen worden gevestigd.

4. Gastheerceldood en weefselschade:

- Cytotoxiciteit: Shigella-infectie kan leiden tot celdood van de gastheer via verschillende mechanismen, waaronder apoptose, pyroptose en necrose. Deze processen dragen bij aan weefselschade en de klinische symptomen die gepaard gaan met shigellose.

- Ontregelde celsignalering: De effectoreiwitten van Shigella verstoren de signaalroutes van de gastheercel, waardoor de celcyclusregulatie, de organisatie van het cytoskelet en apoptose worden beïnvloed. Deze ontregeling kan verder bijdragen aan weefselschade en de ernst van de ziekte.

Het begrijpen van de ingewikkelde wisselwerking tussen menselijke cellen en pathogene Shigella is essentieel voor het ontwikkelen van gerichte therapieën die shigellose effectief kunnen bestrijden en tegelijkertijd de schade aan gastheerweefsels kunnen minimaliseren. Verder onderzoek is nodig om de moleculaire mechanismen die ten grondslag liggen aan deze interacties te ontrafelen en potentiële therapeutische doelen te identificeren om de behandelingsresultaten van shigellose te verbeteren.