Dlaczego dobre bakterie są dobre?

[KopalniaWiedzy.pl 357]

Od pewnego czasu naukowcy zastanawiali się, w jaki sposób "dobre bakterie" zabezpieczają organizm przed infekcjami. Wyglada na to, że dzięki ekspertom z Laboratorium Chorób Pasożytniczych przy Narodowym Instytucie Alergii i Chorób Zakaźnych jesteśmy o krok bliżej od wyjaśnienia tego zjawiska.

Ludzki organizm jest zamieszkiwany przez liczne gatunki mikroorganizmów. Nie każdy jest jednak świadom tego, że jest ich aż kilkaset (300-500) gatunków, a liczebność bakterii zamieszkujących ludzkie jelita przewyższa liczbę komórek całego ludzkiego ciała(!). Na całe szczęście zdecydowana większość z tych mikroorganizmów jest nie tylko nieszkodliwa, ale nawet korzystna dla naszych ciał. Dotychczas uważano, że dzieje się tak głównie dlatego, iż "dobre" (symbiotyczne) bakterie, zwane komensalami, wypierają te odpowiedzialne za rozwój chorób. Amerykańscy badacze udowadniają jednak, że istnieje jeszcze co najmniej jedno zjawisko pozwalające komensalom na aktywne wywoływanie odpowiedzi immunologicznej w kontakcie z bakteriami chorobotwórczymi (patogenami).

Dla zachowania odporności organizmu kluczowa jest jego zdolność do odróżniania bakterii symbiotycznych od patogenów. Jest to tym trudniejsze, że oba typy mikroorganizmów należą do bakterii i są bardzo podobne pod wieloma względami. Wygląda jednak na to, że znaczący udział w tym procesie mają same "dobre" bakterie, które aktywnie stymulują odpowiedź immunologiczną gospodarza. Dokonują tego dzięki receptorom zwanym TLR, pozwalającym na wykrywanie wroga na podstawie cech budowy wspólnych dla szerokich grup bakterii.

U zdrowego człowieka reakcje systemu immunologicznego są regulowane przez specyficzne komórki zwane regulatorowymi limfocytami T (ang. regulatory T cells - Treg). W sytuacji braku zagrożenia ich zadaniem jest hamowanie aktywności układu odpornościowego, lecz w czasie infekcji szkodlwiymi mikroorganizmami przechodzą one w odmienny tryb aktywności i wysyłają pozostałym komórkom sygnał do ataku. Właśnie ten mechanizm stanowił dotychczas największą zagadkę dla naukowców.

Zespół badaczy z Laboratorium Chorób Pasożytniczych, prowadzony przez dr Yasmine Belkaid, odkrył, że podczas infekcji dochodzi do uwolnienia DNA bakterii symbiotycznych, które wiąże się następnie z jednym z receptorów TLR, oznaczonym jako TLR9, i wywołuje odpowiedź immunologiczną. Korzystne dla człowieka mikroorganizmy działają więc jak tzw. adjuwant, czyli substancja "zwracające uwagę" organizmu na obecność ciała obcego.

Obecnie nie wiadomo dokładnie, w jaki sposób DNA bakterii symbiotycznych staje się dostępne dla receptorów TLR. Być może dzieje się tak dlatego, iż giną one w wyniku ataku obcych mikroorganizmów, co powoduje ucieczkę wszelkich substancji, w tym DNA, z wnętrza ich komórek. Jest to jednak jedynie hipoteza wymagająca dalszego zbadania. Nie jest także do końca jasne, dlaczego stymulacja układu odpornościowego przebiega z różną intensywnością u poszczególnych osobników.

Badacze pokładają w bakteriach symbiotycznych ogromną nadzieję. Powszechnie uważa się, że mogą one odegrać istotną rolę w zapobieganiu alergiom i innym zaburzeniom funkcjonowania układu odpornościowego. Dokładne zrozumienie ich interakcji z organizmem człowieka jest więc niezwykle istotne z punktu widzenia wielu działów medycyny.

[szpaku 0]

a stąd że TLR9 jest receptorem eksponowanym nie na zewnątrz komórek układu odpornościowego ale w wewnątrz, na wewnętrznej powierzchni błon fagosomalnych.

nihil novi

[mikroos 70]

No dobra, ale w jaki sposób dochodzi do uwolnienia tego DNA? Masz na myśli coś na styl apoptozy bakterii, śmierć w wyniku konkurencji czy jaki mechanizm? To jest moim zdaniem bardzo ciekawe w tym wszystkim.

[szpaku 0]

nic nie jest wieczne pojedyncza bakteria też... po pewnym czasie obumiera i ulega rozpadowi. inna sprawa że w fagosomach, fagolizosomach zachodzi proces zabijania bakterii więc do lizy na pewno dochodzi,

[mikroos 70]

W takim razie dlaczego nie dochodzi do ciągłej aktywacji odporności u zdrowego osobnika? Wybacz, że tak wałkuję, ale dla mnie to ciągle nie jest do końca jasne.

[szpaku 0]

No właśnie między innymi z powodu zdolności rozpoznawania przez elementy wrodzone układu odpornościowego pewnych wzorców molekularnych antygenów powierzchniowych na bakteriach które zachodzi między innymi przez receptory TLR. no i to zależy od samego charakteru tych antygenów również. w odpowiedzi na zetkniecie z takimi czynnikami uruchamiane są różne drogi odpowiedzi...

tu też ważne jest sam charakter bakterii czy wykazuje właściwości inwazyjne, patogenne i w zależności od tego układ odpornościowy widzi je nieco inaczej i rozwijana odpowiedź jest różna.   

[mikroos 70]

Albo nie rozumiemy siebie nawzajem, albo Twoja odpowiedź nie wyjaśnia tak naprawdę istoty rzeczy (choć i tak doceniam poświęcony mi czas - dzięki za to). W eksperymencie wykazano, że same bakterie symbiotyczne, a nie tylko patogeny(!) wywołują odpowiedź. W związku z tym rodzą się pytania:

 

1. Dlaczego komensale nie wywołują odpowiedzi w czasie, gdy zakażenia nie ma?

2. W jaki sposób uwalniane jest DNA komensali, tzn. dlaczego uwolnione w trakcie inwazji patogenu ma większą zdolność do wywołania odpowiedzi?

3. W jaki sposób bakteria rozpoznaje obecność patogenu i wspomaga organizm w walce z nim?

 

To wszystko troszkę zahacza o hipotezę "sygnału zagrożenia", zgodnie z którą istotna jest nie tyle obecność danej struktury, co zagrożenie przez nią powodowane. Pozostaje tylko pytanie, dlaczego dokładnie ta sama struktura raz jest adjuwantem, a raz jest traktowana zupełnie neutralnie.