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Un meraviglioso viaggio nel mondo batterico: in che modo queste proteine effettrici influenzano il sistema immunitario?
Nel mondo microscopico, la presenza di batteri è un'arma a doppio taglio per la salute dei loro ospiti. Con il progresso della scienza aumenta la nostra comprensione, soprattutto del modo in cui i batteri utilizzano specifiche proteine effettrici per interagire con il sistema immunitario dell'ospite. Questo articolo ti aiuterà a comprendere il meccanismo d'azione di queste proteine effettrici, la loro diversità e il modo in cui influenzano la risposta immunitaria dell'ospite.
Le proteine effettrici sono proteine secrete dai batteri patogeni ed entrano nelle cellule ospiti principalmente attraverso tre sistemi di secrezione.
Funzione e meccanismo delle proteine effettrici
Le proteine effettrici svolgono un ruolo cruciale nella patogenicità batterica. Queste proteine possono aiutare i patogeni a invadere i tessuti dell'ospite, a sopprimere il sistema immunitario dell'ospite o a garantire la sopravvivenza dei patogeni al suo interno. Alcuni batteri sono in grado di iniettare poche proteine effettrici nelle cellule ospiti, mentre altri possono iniettare decine o centinaia di proteine effettrici diverse.
Ad esempio, l'agente patogeno della peste (Yersinia pestis) perde completamente la sua patogenicità se perde il suo T3SS, anche se entra direttamente nel sangue.
Grazie alla scoperta della diversità di queste proteine effettrici, gli scienziati hanno scoperto che la maggior parte dei batteri patogeni ha la capacità di secernere proteine effettrici. Tuttavia, il numero esatto e le funzioni della maggior parte dei patogeni restano poco noti. Sebbene le proteine effettrici possano essere previste tramite il sequenziamento del genoma, tali previsioni non sono sempre accurate e la loro convalida incontra difficoltà sperimentali.
Diversità delle proteine effettrici
Ad esempio, alcuni studi sull'Escherichia coli (E. coli) patogeno hanno dimostrato che, nonostante fossero state previste più di 60 proteine effettrici, solo 39 sono state effettivamente confermate come secrete nelle cellule umane Caco-2. All'interno della stessa specie batterica, ceppi diversi presentano spesso repertori diversi di proteine effettrici, il che complica ulteriormente la nostra comprensione del loro significato biologico.
Interazioni del sistema immunitario
Le proteine effettrici hanno un'ampia gamma di funzioni, influenzando vari processi interni delle cellule ospiti. Ad esempio, le proteine effettrici T3SS dei batteri patogeni Escherichia coli, Shigella, Salmonella e Yersinia regolano la dinamica dell'actina delle cellule ospiti, favorendo così il loro attaccamento o la loro invasione e aiutandole a sfuggire all'attacco dei fagociti.
La manipolazione del percorso endocitotico è fondamentale affinché i batteri possano entrare e sopravvivere nelle cellule ospiti.
Ad esempio, la Salmonella è in grado di manipolare il movimento degli endosomi per formare vescicole resistenti alla sopravvivenza (SCV), necessarie per la sopravvivenza, mentre lo Schistosoma japonicum evita questo processo dissolvendo rapidamente i suoi endosomi. Questo movimento e questa manipolazione non solo influenzano la capacità dei batteri di sopravvivere, ma hanno anche un impatto significativo sulla risposta immunitaria dell'ospite.
Regolazione del sistema immunitario
Una volta che un agente patogeno si lega al recettore di una cellula ospite, il sistema immunitario avvia una serie di percorsi di segnalazione che portano al rilascio di citochine, le quali regolano la risposta all'infezione. Tra queste, alcune proteine effettrici batteriche interagiscono con NF-kB e il suo percorso di segnalazione per inibire la risposta immunitaria dell'ospite, aiutando così i patogeni a sopravvivere con successo nell'ospite.
Ad esempio, la proteina effettrice NleC di EPEC/EHEC scinde la subunità p65 di NF-kB e impedisce la produzione di IL-8.
Le funzioni di queste proteine effettrici non si limitano alla soppressione delle risposte immunitarie. Alcune proteine effettrici possono anche indurre la morte delle cellule ospiti, promuovendo così il trapianto e la proliferazione batterica. Inoltre, la ricchezza e la diversità di queste proteine effettrici rendono diverse le strategie di infezione di ciascun agente patogeno.
Risorse e prospettive
Con l'approfondimento della ricerca, sono stati creati sempre più database, come EffectiveDB e T3DB, che consentono ai ricercatori di comprendere meglio tali proteine effettrici e i loro potenziali meccanismi. Queste risorse non solo aiutano a confermare le proteine effettrici note, ma anche a prevederne di nuove, facilitando ulteriori indagini su queste interazioni complesse.
In sintesi, le proteine effettrici batteriche svolgono un ruolo insostituibile nel processo di infezione e influenzano il sistema immunitario dell'ospite in vari modi. Man mano che la nostra comprensione di queste proteine effettrici continua ad approfondirsi, sarà possibile in futuro sviluppare terapie mirate a queste proteine effettrici per combattere efficacemente le infezioni batteriche?
