Wapń wywołuje infekcje płuc
Bakteria Pseudomonas aeruginosa jest zagrażającym życiu patogenem. Około 10 proc. wszystkich szpitalnych infekcji, głównie zapalenie płuc, jest spowodowanych tym patogenem.
Naukowcy z Uniwersytetu w Bazylei odkryli, że wapń powoduje przejście ostrego zakażenia w przewlekłe. W „Nature Microbiology” specjaliści tłumaczą również, dlaczego antybiotyki są mniej skuteczne w zwalczaniu patogenu w jego przewlekłej formie.
Wspomniana bakteria jest jednym z najgroźniejszych patogenów, ponieważ infekcje, które powoduje, są trudne do leczenia ze względu na oporność na wiele antybiotyków. P. aeruginosa jest odpowiedzialna za szereg różnych zakażeń u ludzi, które prowadzą do przewlekłych zakażeń płuc u pacjentów z upośledzonymi funkcjami układu immunologicznego.
Na wczesnym etapie ostrego zapalenia płuc patogen wykorzystuje szeroki arsenał narzędzi, tak zwanych czynników złośliwych, aby atakować gospodarza i omijać jego system odpornościowy. Podczas gdy następuje postęp choroby, bakteria dostosowuje swoją strategię poprzez przełączenie z ostrego do przewlekłego stanu.
Zatrzymuje wytwarzanie złośliwych czynników, takich jak wstrzykiwane przez bakterie toksyny, a zamiast tego tworzy powłokę ochronną i zmniejsza tempo wzrostu.
Sygnały środowiskowe kierujące tym procesem były do tej pory nieznane. Zespół kierowany przez prof. Urs Jenal, biologa chorób zakaźnych z Uniwersytetu w Bazylei, obecnie zidentyfikował wapń jako czynnik, który szczególnie pobudza przejście w formę przewlekłą.
"W przypadku tej bakterii, centralny szlak sygnałowy odbiera informacje o środowisku i ostatecznie decyduje, czy patogen przyjmie postać ostrą czy przewlekłą" - wyjaśnia Jenal.
"Chociaż etapy tego szlaku są znane, żadne z zewnętrznych sygnałów, które powodują zmiany, nie były do tej pory zdefiniowane”.
ZOBACZ TAKŻE:
Naukowcy odkryli, że receptor znajdujący się w osłonie bakterii monitoruje stężenia wapnia w środowisku i przesyła ten sygnał do wnętrza komórki. Podwyższony poziom wapnia wywołuje przejście infekcji w formę przewlekłą. Bakteria chroni się wówczas warstwą biofilmu, zmniejsza tempo wzrostu, a przez to zwiększa tolerancję na leki i swoją odporność.
U pacjentów cierpiących na mukowiscydozę rozwijają się przewlekłe zakażenia bakterią P. aeruginosa, które trwale uszkadzają ich tkankę płucną. Nadaje to przydatność kliniczną ustaleniom naukowców.
"Większość izolatów (szczepów bakterii) z dróg oddechowych pacjentów z mukowiscydozą zachowało swoją wrażliwość na wapń" - podkreśla Jenal.
"Uważamy, że pozwala to tym bakteriom stale dostosowywać swoją formę w odpowiedzi na często zmieniające się warunki w drogach oddechowych. Jedną z cech mukowiscydozy jest deregulacja homeostazy wapnia. Zakładamy, że podwyższone poziomy wapnia u pacjentów powodują zmiany z ostrego na chroniczny stan infekcji. Jest to korzystne dla patogenu, ponieważ może zapewnić jego długoterminowe przeżycie w drogach oddechowych. W tym samym czasie leczenie przewlekle chorych pacjentów staje się coraz trudniejsze" - podsumowuje Jenal.