Инфекционные заболевания – главная причина смертности во всем мире. Развитие новых методов лечения или вакцин требует улучшенного понимания того, как вирусы, патогенные грибы или бактерии вызывают болезни.Некоторые бактериальные болезнетворные микроорганизмы, такие как Сальмонелла вторгаются и копируют в клетках человека. Наука постоянно перемещает свой центр к изучению инфицированных клеток и как различия между отдельными клетками – хозяевами затрагивают клеточный ответ болезнетворным микроорганизмам.
Исследовательская группа, возглавляемая профессором Йоргом Фогелем из Университета Вурцбурга, сделала значительные успехи в этой области. Они развивали новую технику, которая позволяет им исследовать взаимодействие отдельных клеток – хозяев с инфицированием бактерий. Это исследование основано на тесном сотрудничестве между командой Йорга Фогеля в Институте Молекулярной Биологии Инфекции, основной Медицине единицы Систем Медицинской Способности и исследователями в Имперском Колледже в Лондоне. Их результаты были теперь изданы в научном журнале «Nature Microbiology».
Сальмонелла преследует две стратегииКоманда использовала технику, названную «РНК-seq единственной клетки», чтобы изучить инфекцию макрофагов Сальмонеллой.
Макрофаги – иммуноциты, которые принадлежат группе лейкоцитов. Сальмонелла, с другой стороны – патогенные бактерии, которые могут быть подняты приемом пищи загрязненной воды или еды, чтобы вызвать местный гастроэнтерит и диарею. В пациентах с ослабленным иммунитетом, однако, Сальмонелла может распространить всюду по всему телу и вызвать опасные для жизни болезни.После вторжения в макрофаги Сальмонелла преследует две стратегии: бактерии или копируют к высоким числам в клетке – хозяине или принимают не растущее государство, которое позволяет им упорствовать в течение многих лет в теле их хозяина. «Это разрозненное поведение роста влияет на развитие болезни и играет главную роль в успехе лечения антибиотиками,» говорит ведущий исследователь Йорг Фогель.
Анализ единственных макрофагов заражен СальмонеллойДо настоящего времени очень мало известно, если и как макрофаги отвечают на эти разрозненные образы жизни внутриклеточной Сальмонеллы. Отвечать на этот вопрос ученые Вурцбурга культурные макрофаги в лаборатории и заразило их Сальмонеллой.
РНК от инфицированных клеток была впоследствии извлечена и проанализировала глубоко упорядочивающий использования, приведя к обнаружению больше чем 5 000 различных расшифровок стенограммы за макрофаг. Эти данные по экспрессии гена хозяина были объединены с информацией о поведении роста внутриклеточных болезнетворных микроорганизмов.Результаты: Макрофаги, содержащие нерастущие бактерии, принимают подпись признака, связанную с воспламенением. Они выражают сигнальные молекулы, чтобы привлечь дальнейшие иммуноциты на место инфекции.
В этом отношении они так же отвечают на макрофаги, которые столкнулись с Сальмонеллой, но не были заражены. «Эти макрофаги не могут обнаружить свои внутриклеточные бактерии – они ниже их радара,» объясняет Эммануэль Сэлиба, первый автор исследования.Напротив, макрофаги с быстрорастущими бактериями разрабатывают противовоспалительный ответ. Эти интересные результаты открывают много вопросов, Сальмонелла вызывают этот различный ответ? Они управляют макрофагами, таким образом, они не поднимают тревогу, чтобы облегчить бактерии, чтобы уклониться от иммунной реакции?
Есть ли ситуации, где Сальмонелла неспособна выполнить эту уловку? В этих случаях там все еще будет иммунная реакция вынуждающий бактерии переключиться на их состояние роста отдыха?Представляющий интерес для многих биомедицинских областей«В настоящее время мы только что посмотрели на единственный момент времени после инфекции и таким образом не можем дифференцироваться между причиной и последствием,» объясняет Александр Вестерманн, другой член команды. Требуются последующие исследования.
Тем не менее, текущие результаты уже обеспечивают новый взгляд на ответ хозяина патогенным микробам. И используя новую технологию, бактериальные инфекции могут быть изучены в беспрецедентной резолюции – а именно, на уровне единственной клетки.
Метод, установленный в Медицине единицы ядра Вурцбурга Систем, должен быть очень интересным для многих дальнейших биомедицинских проектов. «Среди других разнородность среди опухолевых клеток или эффекта наркотиков на единственных клетках может быть проанализирована в неизвестной точности,» говорит профессор Фогель.