O echipă internaţională de cercetători a identificat un mecanism molecular direct prin care bacteriile din intestin pot interacţiona cu celulele umane. Descoperirea oferă o explicaţie nouă pentru legătura dintre microbiom şi inflamaţia cronică şi ajută la înţelegerea modului în care bacteriile aparent inofensive pot influenţa funcţionarea sistemului imunitar.
Oamenii de ştiinţă au descoperit că bacteriile care trăiesc în mod obişnuit în intestinul uman pot transfera propriile proteine direct în celulele gazdei, influenţând modul în care răspunde sistemul imunitar.
Studiul a fost coordonat de cercetători de la Helmholtz Munich, împreună cu specialişti de la Universitatea Ludwig Maximilian din München, Universitatea Aix-Marseille, Inserm şi alţi colaboratori internaţionali, şi descrie o formă de comunicare între microorganisme şi celulele umane care nu fusese cunoscută anterior.
Această descoperire oferă o posibilă explicaţie pentru asocierea dintre modificările microbiomului intestinal şi boli inflamatorii precum boala Crohn.
Deşi legătura dintre microbiom şi afecţiuni imune, metabolice sau inflamatorii este documentată de ani de zile, majoritatea dovezilor au fost bazate pe corelaţii, fără ca mecanismele biologice implicate să fie clar definite.
Cercetătorii şi-au propus să descrie mai precis procesele prin care bacteriile intestinale influenţează biologia umană, analizând în mod sistematic interacţiunile directe dintre proteinele bacteriene şi cele umane.
Rezultatele arată că multe bacterii intestinale comune, considerate nepatogene, deţin sisteme de secreţie de tip III, structuri moleculare microscopice care funcţionează ca nişte seringi şi permit injectarea directă de proteine în celulele umane.
Până acum, aceste sisteme erau asociate aproape exclusiv cu bacterii patogene, precum Salmonella. Descoperirea arată că şi bacteriile dintr-un intestin sănătos pot interacţiona cu celulele gazdei într-un mod mult mai direct.
Pentru a înţelege efectele acestor proteine în celulele umane, cercetătorii au analizat peste o mie de interacţiuni proteine bacteriene care acţionează asupra celulelor şi proteinelor umane, construind o reţea extinsă de interacţiuni moleculare.
Analizele au indicat că proteinele bacteriene vizează cu precădere căi implicate în reglarea răspunsului imun şi în metabolism.
Experimentele de laborator au confirmat că aceste proteine pot influenţa căi esenţiale de semnalizare imună, inclusiv NF-κB, o cale centrală de control al inflamaţiei, şi răspunsurile mediate de citokine, molecule de semnalizare care coordonează activitatea sistemului imun şi previn reacţiile excesive. Printre acestea se află şi factorul de necroză tumorală (TNF), o citokină a cărei inhibare este utilizată pe scară largă în tratamentul bolii Crohn.
Analiza microbiomului pacienţilor a arătat că genele care codifică aceste proteine bacteriene sunt mai frecvente la persoanele cu boală Crohn, sugerând că transferul direct de proteine din bacterii către celulele umane ar putea contribui la inflamaţia intestinală cronică.
Prin identificarea acestui nivel molecular de interacţiune între bacteriile intestinale şi sistemul imunitar uman, studiul aduce o perspectivă nouă asupra relaţiei dintre microbiom şi gazdă şi clarifică mecanismele biologice implicate.
Autorii subliniază că sunt necesare studii suplimentare pentru a înţelege rolul acestor interacţiuni în diferite ţesuturi şi contexte de boală şi pentru a evalua relevanţa lor în prevenţia şi tratamentul afecţiunilor inflamatorii.
Studiul a fost publicat în revista Nature Microbiology.
