Om bacteriën in het bloed te doden, ons immuunsysteem vertrouwt op nanomachines die dodelijke gaten in hun doelwitten kunnen openen. UCL-wetenschappers hebben deze nanomachines nu in actie gefilmd, het ontdekken van een belangrijk knelpunt in het proces dat helpt om onze eigen cellen te beschermen.

Het onderzoek, gepubliceerd in Natuurcommunicatie , geeft ons een beter begrip van hoe het immuunsysteem bacteriën doodt en waarom onze eigen cellen intact blijven. Dit kan leiden tot de ontwikkeling van nieuwe therapieën die het immuunsysteem versterken tegen bacteriële infecties, en strategieën die het immuunsysteem opnieuw gebruiken om op te treden tegen andere malafide cellen in het lichaam.

Bij eerder onderzoek is de wetenschappers beeldden de kenmerken van een aanval in levende bacteriën af, waaruit blijkt dat de reactie van het immuunsysteem resulteert in 'kogelgaten' die zich over de celenveloppen van bacteriën verspreiden. De gaten zijn ongelooflijk klein met een diameter van slechts 10 nanometer.

Voor deze studie is de onderzoekers bootsten na hoe deze dodelijke gaten worden gevormd door het membraanaanvalscomplex (MAC) met behulp van een bacterieel modeloppervlak. Door elke stap van het proces te volgen, ze ontdekten dat kort nadat elk gat begon te vormen, het proces liep vast, uitstel bieden voor de lichaamseigen cellen.

"Het lijkt alsof deze nanomachines even wachten, hun potentiële slachtoffer laten ingrijpen in het geval het een van de lichaamseigen cellen is in plaats van een binnendringende bug, voordat ze de moordende klap uitdelen, " verklaarde Dr. Edward Parsons (UCL London Centre for Nanotechnology).

Het team zegt dat het proces wordt onderbroken omdat er 18 exemplaren van hetzelfde eiwit nodig zijn om een ​​gat te vullen. aanvankelijk, er is maar één kopie die in het bacteriële oppervlak wordt ingebracht, waarna de andere kopieën van het eiwit veel sneller op hun plaats vallen.

"Het is de invoeging van het eerste eiwit van het membraanaanvalscomplex dat de bottleneck in het moordproces veroorzaakt. Vreemd genoeg, het valt samen met het punt waar gatenvorming op onze eigen gezonde cellen wordt voorkomen, zodat ze onbeschadigd blijven, ", aldus professor Bart Hoogenboom (UCL Natuur- en Sterrenkunde).

Om het immuunsysteem in actie te filmen met een resolutie van nanometer en een paar seconden per frame, de wetenschappers gebruikten atoomkrachtmicroscopie. Dit type microscopie gebruikt een ultrafijne naald om moleculen op een oppervlak te voelen in plaats van te zien. vergelijkbaar met een blinde die braille leest. De naald scant herhaaldelijk het oppervlak om een ​​beeld te produceren dat snel genoeg ververst om te volgen hoe immuuneiwitten samenkomen en in het bacteriële oppervlak snijden.