Language
Country/Area
No result found
Bagaimana bakteri bertahan hidup di dalam inang? Mengungkap misteri jalur endositosis dan sekresi!
Di dunia mikroskopis, interaksi antara bakteri dan inang penuh dengan kompleksitas dan tantangan. Agar dapat bertahan hidup di dalam inang, bakteri patogen mengeluarkan serangkaian protein yang disebut "protein efektor", terutama melalui tiga sistem sekresi yang berbeda: sistem sekresi tipe III (T3SS), sistem sekresi tipe IV (T4SS), dan sistem sekresi tipe VI (T6SS). Protein efektor ini tidak hanya membantu bakteri menyerang jaringan inang, tetapi juga menekan respons imun inang, sehingga memberikan dukungan yang diperlukan untuk kelangsungan hidup bakteri.
Beberapa bakteri hanya menyuntikkan beberapa protein efektor, sementara yang lain dapat menyuntikkan lusinan atau bahkan ratusan.
Misalnya, jika bakteri penyebab wabah, seperti Yersinia pestis, kehilangan T3SS-nya, patogenisitasnya akan hilang sepenuhnya, bahkan ketika bakteri tersebut memasuki aliran darah secara langsung. Dalam proses ini, mikroorganisme Gram-negatif juga dapat menggunakan vesikel membran luar bakteri untuk mengangkut protein efektor dan faktor patogen melalui jalur pengangkutan vesikel membran untuk mengubah lingkungan atau menyerang sel target, seperti pada antarmuka inang-patogen.
Keanekaragaman protein efektor
Banyak bakteri patogen diketahui memiliki protein efektor yang disekresikan, tetapi untuk sebagian besar spesies jumlah pastinya masih belum diketahui. Saat genom patogen diurutkan, protein efektor dapat diprediksi berdasarkan kesamaan urutan protein, tetapi prediksi tersebut tidak selalu akurat. Selain itu, cukup sulit untuk membuktikan secara eksperimental apakah protein efektor yang diprediksi benar-benar disekresikan ke dalam sel inang, karena kandungan setiap protein efektor biasanya sangat kecil.
Misalnya, Tobe dkk. (2006) memperkirakan lebih dari 60 protein efektor untuk E. coli patogen tetapi mampu menunjukkan bahwa hanya 39 di antaranya yang dapat disekresikan ke dalam sel Caco-2 manusia.
Bahkan dalam spesies bakteri yang sama, galur yang berbeda sering kali memiliki repertoar protein efektor yang berbeda. Misalnya, bakteri patogen tanaman Pseudomonas syringae memiliki 14 protein efektor yang ditemukan dalam satu galur, tetapi lebih dari 150 protein efektor ditemukan dalam beberapa galur yang berbeda.
Mekanisme kerja
Mengingat keragaman protein efektor, mereka memiliki efek yang berbeda pada berbagai proses dalam sel. Protein efektor T3SS dari beberapa E. coli patogen, Shigella, Salmonella, dan Yersinia dapat mengatur dinamika sitoskeletal, membantu perlekatan atau invasi bakteri, mencegah fagositosis, memodulasi jalur apoptosis, dan memanipulasi respons imun inang.
Misalnya, fagosit mengenali dan "memakan" bakteri, tetapi Yersinia menghambat fagositosis dengan mengangkut protein efektor yang menghambat susunan sitoskeleton.
Selama proses endositosis, beberapa bakteri, seperti Salmonella dan Shigella, masuk dan bertahan hidup dalam sel inang. Salmonellaa memanipulasi jalur endosomal-lisosomal untuk membuat rongga vakuola yang disebut vakuola yang mengandung Salmonella (SCV), yang penting untuk kelangsungan hidupnya di dalamnya. Saat SCV matang, mereka bermigrasi ke pusat pengorganisasian mikrotubulus (MTOC) dan menghasilkan filamen yang diinisiasi Salmonella (Sif) yang bergantung pada protein efektor T3SS SseF dan SseG. Sebaliknya, Shigella dengan cepat melarutkan vakuolanya melalui aksi protein efektor T3SS IpaB dan C.
Pelarian imun
Banyak bakteri patogen juga telah mengembangkan mekanisme untuk menghindari respons imun inang. Mengambil EPEC/EHEC sebagai contoh, protein efektornya EspG dapat mengurangi sekresi interleukin-8 (IL-8), sehingga memengaruhi sistem imun inang. EspG berfungsi sebagai protein pengaktif Rab GTPase (Rab-GAP), yang menyebabkan Rab-GTPase jatuh ke dalam keadaan terikat GDP yang tidak aktif, sehingga mengurangi proses pengangkutan ER-homoglia.
Selain itu, bakteri patogen juga memiliki kemampuan untuk mencegah apoptosis sel inang, sehingga mempertahankan lingkungan hidup mereka.
Misalnya, protein efektor EPEC/EHEC NleH dan NleF mencegah apoptosis, dan protein efektor Shigella IpgD dan OspG mencegah apoptosis dengan memfosforilasi dan menstabilkan protein MDM2. Salmonella menghambat apoptosis sel inang dan mengaktifkan sinyal kelangsungan hidup dengan mengandalkan protein efektor AvrA dan SopB.
Efek Respons Imun
Sel manusia mampu mengenali pola molekuler terkait patogen (PAMP). Ketika bakteri mengikat reseptor ini, jalur transduksi sinyal seperti jalur NF-kB dan MAPK diaktifkan, yang menyebabkan pelepasan sitokin dan protein yang mengatur respons imun. Banyak protein efektor bakteri memengaruhi pensinyalan NF-kB. Misalnya, protein efektor EPEC/EHEC NleE, NleB, NleC, NleH, dan Tir adalah protein efektor imunosupresif yang terutama menargetkan protein dalam jalur pensinyalan NF-kB.
NleC terbukti membelah pasangan NF-kB p65, sehingga menghambat produksi IL-8.
Dengan semakin mendalamnya penelitian tentang protein efektor bakteri, para ilmuwan juga telah mengusulkan banyak basis data dan sumber daya daring yang relevan untuk membantu dalam prediksi dan analisis fungsional protein efektor bakteri.
Seiring dengan terungkapnya proses-proses mikroskopis ini secara bertahap, kita tidak dapat menahan diri untuk bertanya: Dalam permainan jangka panjang antara inang dan patogen ini, bagaimana manusia dapat terus meningkatkan mekanisme pertahanan diri untuk mengatasi kemungkinan tantangan patogen di masa mendatang?
