Een recent onderzoek onder leiding van onderzoekers van de Universiteit van Californië, San Francisco, heeft licht geworpen op de manier waarop intracellulaire ziekteverwekkers, zoals bacteriën en virussen, het immuunsysteem activeren. De bevindingen, gepubliceerd in het tijdschrift "Nature Immunology", kunnen belangrijke implicaties hebben voor de ontwikkeling van nieuwe strategieën om infectieziekten te bestrijden.

Intracellulaire pathogenen zijn micro-organismen die de cellen van hun gastheerorganisme kunnen binnendringen en erin kunnen leven. Ze kunnen een breed scala aan ziekten veroorzaken, waaronder longontsteking, tuberculose en AIDS. Het immuunsysteem heeft verschillende mechanismen ontwikkeld om deze ziekteverwekkers te detecteren en te elimineren, maar de moleculaire mechanismen die aan dit proces ten grondslag liggen, worden nog niet volledig begrepen.

In de studie concentreerden de onderzoekers zich op een eiwit genaamd cGAS (cyclische GMP-AMP-synthase), dat een essentieel onderdeel is van het aangeboren immuunsysteem. cGAS fungeert als sensor voor dubbelstrengig DNA (dsDNA), een veel voorkomende structurele component van veel ziekteverwekkers. Wanneer cGAS dsDNA detecteert, produceert het een molecuul genaamd cGAMP (cyclisch GMP-AMP), dat fungeert als een signaal om een ​​immuunreactie op gang te brengen.

De onderzoekers ontdekten dat cGAS gelokaliseerd is in het cytoplasma van cellen, waar het in contact kan komen met dsDNA dat vrijkomt door beschadigde gastheercellen of binnendringende ziekteverwekkers. Na binding aan dsDNA ondergaat cGAS een conformationele verandering waardoor het cGAMP kan produceren. cGAMP bindt zich vervolgens aan een ander eiwit genaamd STING (stimulator van interferongenen), dat de productie van type I-interferonen en andere immuunstimulerende moleculen op gang brengt.

De onderzoekers ontdekten ook dat cGAS en STING essentieel zijn voor de immuunrespons tegen intracellulaire ziekteverwekkers zoals Listeria monocytogenes, een bacterie die door voedsel overgedragen ziekten kan veroorzaken. Muizen met een tekort aan cGAS of STING waren gevoeliger voor infectie met Listeria monocytogenes, wat de cruciale rol van deze eiwitten in de immuunafweer tegen intracellulaire pathogenen aangeeft.

De studie biedt nieuwe inzichten in hoe het aangeboren immuunsysteem intracellulaire pathogenen detecteert en erop reageert. Het richten op de cGAS-STING-route zou kunnen leiden tot de ontwikkeling van nieuwe immuuntherapieën voor de behandeling van infectieziekten veroorzaakt door intracellulaire pathogenen. Verder onderzoek is nodig om de mogelijke therapeutische implicaties van deze bevindingen te onderzoeken.