Language
Country/Area
No result found
السلاح السري للبكتيريا: كيف تتحكم البروتينات المؤثرة في الخلايا المضيفة؟
مع تقدم علم البكتيريا والبيولوجيا الجزيئية، كشف العلماء تدريجيًا عن سر المؤثرات البكتيرية. هذه البروتينات المستجيبة هي "الأسلحة السرية" التي توصلها البكتيريا المسببة للأمراض إلى الخلايا المضيفة من خلال نظام الإفراز، وتلعب دورًا حاسمًا في عملية العدوى البكتيرية.
عادةً ما تساعد البروتينات المؤثرة مسببات الأمراض على غزو الأنسجة المضيفة، أو تثبيط جهاز المناعة، أو زيادة قدرة مسببات الأمراض على البقاء.
تستطيع العديد من البكتيريا المسببة للأمراض إفراز بروتينات المستجيب، لكن الكميات الدقيقة غير معروفة بالنسبة لمعظم الأنواع. عندما يتم تسلسل جينومات العامل الممرض، يمكن التنبؤ بالبروتينات المؤثرة بناءً على أوجه التشابه في تسلسل البروتين، لكن هذه التنبؤات ليست دقيقة دائمًا. والأهم من ذلك، أنه من الصعب جدًا إثبات أن البروتين المستجيب المتوقع يتم إفرازه فعليًا في الخلية المضيفة نظرًا للكمية الضئيلة من كل بروتين مستجيب.
لنأخذ الإشريكية القولونية المسببة للأمراض كمثال، حيث أظهرت الأبحاث أن البكتيريا قد تحتوي على أكثر من 60 بروتينًا مؤثرًا، ولكن تم التأكد من دخول 39 منها فقط إلى خلايا Caco-2 البشرية بنجاح. حتى داخل نفس الأنواع البكتيرية، غالبًا ما تمتلك السلالات المختلفة مجموعات مختلفة من بروتينات المستجيب. على سبيل المثال، تحتوي البكتيريا المسببة للأمراض النباتية Pseudomonas aeruginosa على 14 بروتينًا مؤثرًا، لكن عدد البروتينات المؤثرة الموجودة في سلالات مختلفة متعددة يصل إلى 150 تقريبًا.
آلية عمل البروتينات المؤثرة
إن تنوع البروتينات المستجيبة يسمح لها بالتأثير على العديد من العمليات داخل الخلية المضيفة. على سبيل المثال، بروتينات المستجيب T3SS الخاصة بالإشريكية القولونية المسببة للأمراض والشيجلا والسالمونيلا واليرسينيا الطاعونية قادرة على تعديل ديناميكيات الأكتين للخلايا المضيفة وتعزيز ارتباطها أو غزوها. يمكنهم أيضًا تعطيل الاتجار بالخلايا الداخلية، ومنع البلعمة، وتعديل مسارات موت الخلايا المبرمج والاستجابات المناعية المضيفة.
بعد دخول مسببات الأمراض إلى الخلايا المضيفة، فإنها تستخدم مسار الالتقام الخلوي للبقاء على قيد الحياة، ويمكن لبعض البكتيريا حتى تغيير عملية موت الخلايا المبرمج.
على سبيل المثال، الخلايا البالعة هي خلايا مناعية تتعرف على البكتيريا و"تبتلعها". يمكن لهذه الخلايا التعرف على البكتيريا مباشرة من خلال ما يسمى مستقبل الزبال A، أو بشكل غير مباشر من خلال الأجسام المضادة والبروتينات المكملة. تستخدم السالمونيلا الداخلية والشيغيلا التدخل في تهريب الجسيمات الداخلية لتجنب البلعمة والبقاء على قيد الحياة داخل الخلية المضيفة. من ناحية أخرى، تمنع اليرسينيا الطاعونية هذه العملية عن طريق تثبيط إعادة تنظيم الهيكل الخلوي.
أثناء عملية النقل الالتقامي، تعمل بكتيريا السالمونيلا على تعزيز تكوين نفسها ملفوفة في "كيسات السالمونيلا" (SCVs)، وعندما تنضج هذه الأكياس، فإنها تنتقل إلى مركز تنظيم الأنابيب الدقيقة لتعزيز بقاء البكتيريا بشكل أكبر. في هذه الأثناء، تتهرب الشيغيلا من النظام الجسيمي الداخلي عن طريق تحلل الكيس بسرعة.
بالإضافة إلى التأثير على البلعمة والنقل الداخلي للخلايا، يمكن للبروتينات المستجيبة لبعض مسببات الأمراض أن تتداخل أيضًا مع المسار الإفرازي للخلايا المضيفة. على سبيل المثال، يمكن للبروتين المستجيب EspG الخاص بالإشريكية القولونية المعوية أن يقلل من إفراز الإنترلوكين 8 في الخلايا المضيفة، مما يؤثر على الاستجابة المناعية. هذا البروتين المستجيب، مثل البروتينات المستجيبة الأخرى، له تأثير مثبط قوي على الجهاز المناعي المضيف.
لقد طورت العديد من البكتيريا المسببة للأمراض آليات لمنع موت الخلايا المبرمج للخلايا المضيفة من أجل الحفاظ على بيئتها المعيشية.
على سبيل المثال، تمنع البروتينات المؤثرة NleH وNleF في الإشريكية القولونية المسببة للأمراض المعوية موت الخلايا المبرمج للخلايا المضيفة. بالإضافة إلى ذلك، فإن البروتينات المؤثرة للشيغيلة IpgD وOspG لها أيضًا وظائف مماثلة. يمكن لهذه البروتينات المستجيبة أن تمنع الخلايا المضيفة من الخضوع لاستجابة موت الخلايا المبرمج عن طريق التدخل في مسار NF-kB. على الرغم من أن العديد من البروتينات المستجيبة تلعب دورًا رئيسيًا في مقاومة موت الخلايا المضيفة، إلا أن بعض بروتينات المستجيب تحفز موت الخلايا، مثل دور بروتينات المستجيب EHEC EspF وEspH وCif.
وسائل الاستجابة المناعية
تتجنب البكتيريا المسببة للأمراض الاستجابة المناعية للمضيف من خلال طرق مختلفة، وإحدى الوسائل الرئيسية هي التدخل في مسار إشارات NF-kB في الخلايا المضيفة. يمكن لمجموعة متنوعة من البروتينات المستجيبة أن تمنع بشكل فعال تنشيط مسار NF-kB. على سبيل المثال، يمنع البروتين المستجيب NleC الخاص بالإشريكية القولونية المسببة للأمراض المعوية إنتاج IL-8 عن طريق شق مكونات NF-kB. وبالمثل، يمنع YopE وYopP من Yersiniapestis تنشيط NF-kB، الذي يلعب دورًا مهمًا في منع الاستجابات الالتهابية.
من خلال الدراسة المتعمقة للبروتينات المؤثرة البكتيرية، أصبح لدينا فهم أكثر شمولاً لدورها في العدوى المسببة للأمراض. هل سيغير هذا طريقة تفكيرنا في علاج الأمراض المعدية في المستقبل؟
