Hvordan lærer patogener at være patogener:Partnerskaber mellem mikrober, der fører til sygdomme hos mennesker

Den mikroskopiske verden ligner vores verden på nogle overraskende måder. Miljøet omkring os er beboet af mikrober, der lever i komplekse samfund – nogle venlige og nogle knap så venlige. Mikrober konkurrerer med hinanden om ressourcer og skal også gemme sig for eller bekæmpe rovdyr. Et eksempel på dette er svampen Rhizopus, som vokser i jorden og på fordærvet mad og er årsag til "sortsvamp"-udbrud hos COVID-patienter.

I jorden er dens rovdyr amøben Dictyostelium, en enkeltcellet mikrobe, der kan bevæge sig gennem jorden og opsluge Rhizopus og fortære den for næringsstoffer. Forskere fra universiteterne i Exeter og Birmingham fandt ud af, at Rhizopus kæmper tilbage mod dette rovdyr ved at samarbejde med en bakterie kaldet Ralstonia i et tovejs-partnerskab. Ved at leve inde i Rhizopus gemmer Ralstonia sig for rovdyret. Til gengæld laver Ralstonia et giftstof, som Rhizopus kan bruge til at neutralisere rovdyret, hvilket forhindrer det i at spise af parret.

Hvorfor har dette betydning for sygdomme hos mennesker? Vores immunceller minder meget om rovdyret Dictyostelium:De opsøger, opsluger og ødelægger fremmede mikrober, der kommer ind i vores kroppe, og beskytter os mod infektion. Det betyder, at Rhizopus og Ralstonia kan bruge samme strategi for at undgå rovdyr i jorden for at undslippe vores eget immunsystem. Ved at lære at bekæmpe rovdyr i jorden har Rhizopus også lært, hvordan man forårsager sygdom hos mennesker.

Dette arbejde viste, at når dets partnerskab med Ralstonia bliver forstyrret, er dyr inficeret med Rhizopus i stand til at overleve denne ødelæggende sygdom. Håbet er, at vi ved bedre at forstå den økologi og overlevelsesstrategier, som Rhizopus og andre patogener bruger i deres normale miljøer, vil være bedre forberedt til at bekæmpe disse mikrober, når de forårsager sygdomme hos mennesker.

"Dette arbejde er virkelig vigtigt, for selvom det har været kendt, at svampe-bakterielle partnerskaber i jorden påvirker plantesygdomme i mange år, er dette det første eksempel på et bakterie-svampe-partnerskab, der bidrager til mucormycosis hos mennesker. Vi håber, at dette vil hjælpe os med at udvikle bedre strategier til behandling af denne ødelæggende sygdom," siger Dr. Elizabeth Ballou, en af ​​hovedefterforskerne for dette projekt.

Dette arbejde blev ledet af Dr. Herbert Itabangi, som var en fælles studerende mellem Dr. Elizabeth Ballou (Exeter) og Dr. Kerstin Voelz (Birmingham). Dr. Itabangi blev finansieret af en Wellcome Trust Strategic Award (ledet af prof Neil Gow, mens han var i Aberdeen). Dr. Itabangis opdagelse er et vigtigt skridt fremad i vores forståelse af den "sorte svamp", der forårsager slimhindesygdomme og var ansvarlig for næsten 40.000 dødsfald i 2021 som en del af COVID-19-pandemien.

Artiklen er udgivet i Current Biology .