Forskere finder, at algeforfader er nøglen til, hvordan dødelige patogener formerer sig

Forskere fra University of Texas i Austin har udpeget det molekylære mål, der tillader en gruppe dødelige patogener at formere sig, herunder Legionella pneumophila, som forårsager legionærsygdom, og Coxiella burnetii, som forårsager Q-feber.

Fremskridtet kan føre til nye behandlingsstrategier for disse infektioner, som kan være dødelige hos mennesker med nedsat immunforsvar, sagde forskere. Undersøgelsen blev udført af forskere i laboratoriet af Michael Manson, professor i molekylær biovidenskab ved College of Natural Sciences.

Undersøgelsens resultater blev offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Nature Microbiology.

Forskerne studerede udviklingen af ​​bakterier, da de begyndte at undersøge en algeforfader til Legionella og Coxiella. De indså, at denne ældgamle organisme stadig eksisterer inden for visse arter af amøber, hvilket gjorde det muligt for dem at se nøje på, hvordan den interagerer med sin vært.

"Denne opdagelse gjorde det muligt for os at se mekanismen for patogenese i realtid med detaljer på atomniveau," sagde Manson.

Medforfatter Amy Edwards, assisterende professor i molekylær biovidenskab, sagde, at forskningen kunne have dybtgående konsekvenser for området mikrobiologi og for designet af lægemidler, der bruges til at målrette mod disse infektioner.

"Det ændrer den måde, vi ser på disse organismer," sagde Edwards. "Det fremhæver grundlæggende biologi, der ligger til grund for overlevelsen af ​​vigtige menneskelige patogener."

Legionella og Coxiella er de mest almindelige årsager til vandbåren bakteriel lungebetændelse i USA, der forårsager livstruende infektioner, der kræver antibiotikabehandling. Legionella er også den hyppigste årsag til hospitalserhvervet bakteriel lungebetændelse.

For at forårsage sygdom skal Legionella og Coxiella trænge ind i menneskelige celler og replikere i disse celler. De gør dette ved hjælp af et specialiseret "type IV-sekretionssystem", en molekylær maskine, der giver dem mulighed for at injicere proteiner i deres værtsceller. Dette system bruges også af andre patogener, herunder Chlamydia og patogene E. coli.

Ved hjælp af røntgenkrystallografi og elektronmikroskopi bestemte forskerne den præcise molekylære struktur af sekretionssystemet fra algeforfaderen, hvilket gjorde det muligt for dem at lokalisere dets molekylære mål.

Resultaterne peger på en mulig terapeutisk strategi til behandling af infektioner forårsaget af Legionella og Coxiella:udvikling af lægemidler, der hæmmer sekretionssystemet og forhindrer bakterierne i at trænge ind i menneskeceller.

"Små molekylehæmmere, der målretter mod dette sekretionssystem, kunne give nye terapier til at behandle eller forhindre ødelæggende bakterieinfektioner," sagde Manson.

Forskerne udforsker i øjeblikket potentielle lægemiddelkandidater og håber at bringe nye behandlingsstrategier ind i klinikken i fremtiden.