Infecții nosocomiale, bacteriile periculoase se comportă ca în afaceri

De infecții nosocomiale am auzit cu toții. Cum se răspândesc știm, dar cum și cât de redepe colonizează un organism tocmai au descoperit cercetătorii de la Universitatea Basel.

Bacteria Pseudomonas aeruginosa este unul dintre agenții patogeni cei mai frecvenți și mai periculoși din spitale, care cauzează infecții severe la pacienți, cum ar fi infecții ale rănilor, pneumonie sau meningită. În timpul primei etape a infecției, agentul patogen trebuie să se atașeze eficient la țesutul gazdă, dar în același timp să se răspândească în locuri îndepărtate. În stadiile ulterioare ale infecției, agentul patogen trebuie să-și regândească comportamentul pentru a coloniza permanent gazda și a se ascunde de sistemul său imunitar, de exemplu prin formarea de biofilme protectoare.

De la răspândirea la aderarea la celule

Cheia succesului pentru Pseudomonas aeruginosa este strategia sa perfecționată de colonizare. „În timpul fiecărei diviziuni, agentul patogen generează două tipuri de celule distincte, un autocolant atacant și un dispersor mobil", explică profesorul Urs Jenal, liderul grupului de cercetare de la Biozentrum al Universității din Basel. „Echilibrul dintre aceste două tipuri de celule este crucial pentru agentul patogen pentru a trăi cu succes pe țesuturi și a se răspândi rapid".

În faza inițială a unei infecții, agentul de împrăștiere se deplasează activ spre suprafețele țesutului gazdei cu o elice de celule rotative, numită flagel (flagellum). Cercetătorii au descoperit acum că acesta servește și ca senzor mecanic.

„Când flagelul întâlnește o suprafață, bacteriile răspund rapid prin producerea unor proeminențe adezive care ancorează ferm bacteria în țesut", spune Jenal. „Am fost foarte surprinși de cât de repede se întâmplă acest lucru. În câteva secunde, bacteriile își schimbă programul pentru a se lipi de suprafață". Stimulul tactil declanșează producerea moleculei bacteriene de semnalizare cyclic-di-GMP, care la rândul său inițiază formarea proeminențelor celulare.

De la aderare la râspândirea celulelor

În plus, cercetătorii au reușit să demonstreze că, la divizare, bacteriile atașate la suprafață generează doi „descendenți" diferiți: o celulă fiică ce rămâne o etichetă și care poate deteriora țesutul gazdă, celălalt „urmaș" devenind un distribuitor de răspândit în locuri îndepărtate. Acest proces este, de asemenea, cunoscut sub numele de diviziune celulară asimetrică.

„Aceasta se datorează distribuției asimetrice a cyclic-di-GMP în celula mamă care se divide", explică autorul principal Benoît Laventie. În timp ce celula fiică cu un nivel ridicat de cyclic-di-GMP rămâne atașată la locul de prindere, celula cu concentrații mici de cyclic-di-GMP părăsește suprafața pentru a coloniza locurile îndepărtate. Astfel, Pseudomonas aeruginosa exploatează un model simplu de afaceri: mai întâi te inslatezi, apoi crești și ulterior te extinzi.

O tactică inteligentă: cucerești și te ascunzi

Cu toate acestea, există o fereastră limitată de oportunități pentru Pseudomonas aeruginosa. După câteva diviziuni asimetrice, bacteriile se reîntorc la împărțirea simetrică, producând exclusiv descendenți virulenți atașați la suprafață, crescând astfel populația exponențial la locurile respective. E momentul în care agentul patogen și-a schimbat strategia și intenționează să se stabilească pe termen lung în gazdă și să scape de sistemele de apărare ale acesteia – adică sistemul imun, se arată într-un material dat publicității de Universitatea Basel.

Cercetătorii din laboratorul lui Jenal speculează că această strategie de colonizare este de natură generală și poate fi găsită într-o mare varietate de bacterii care colonizează în mod eficient diferite suprafețe cum ar fi pietre, perdele de duș, cești de cafea sau organe umane.

Studiul, publicat ieri, poate fi găsit AICI.