Forskere udvikler måde at spore salmonellainfektion i realtid

Når bakterier som salmonella inficerer og syge mennesker, de kaprer en persons celleproteiner for at udvikle et forsvar mod et immunrespons. Det er svært at forstå, hvordan det virker, og udvikle metoder til at forsvare sig mod disse bakterier, fordi videnskabsmænd ikke har været i stand til at spore de hundredvis af proteiner, der er involveret i realtid.

Nu, W. Andy Tao, en Purdue University professor i biokemi, og kolleger ved Purdue og Fudan University i Kina, har udviklet en kemisk metode - vært og patogen temporal interaktionsprofilering, eller HAPTIP – til at mærke en levende bakterie og spore den, når den invaderer en værtscelle. Deres resultater, offentliggjort i tidsskriftet Angewandte Chemie , kan hjælpe med at forbedre forståelsen af ​​bakterielle infektioner og føre til udvikling af nye lægemidler.

"Interaktionen mellem værtsceller og patogener er meget dynamisk og kompleks med mange spørgsmål, der skal besvares. Det er ekstremt værdifuldt at give et dynamisk billede af sådanne interaktioner under infektionsprocessen, " skriver forfatterne. "Det er tænkeligt, at den generelle strategi for HAPTIP kan anvendes på mange bakterier eller virus, og dermed bidrage til opdagelsen og forståelsen af ​​vært-patogen-interaktioner i flere infektionssystemer."

Salmonellabakterier afværger en celles immunforsvar ved at skabe en lomme inde i cellen, kaldet en salmonellaholdig vakuole, at gemme sig i. Bakterierne kaprer og bruger hundredvis af cellens proteiner til at gøre det, gør identifikation af disse proteiner nøglen til at forpurre bakterierne.

HAPTIP-metoden går ud på at mærke salmonellabakterierne med en diaziringruppe, en kemisk gruppe, der skaber kovalente bindinger mellem Salmonella-proteiner og værtscelleproteiner, når et ultraviolet lys skinner på cellen. En kemisk probe beriger alle de tværbundne proteiner og isolerer dem fra de andre celleekstrakter. Forskere kan derefter bruge massespektrometri til at identificere proteinerne.

En af metodens styrker er, at den kan virke på ethvert tidspunkt, efter at salmonella er blevet introduceret til den raske celle. I deres resultater, forskerne testede metoden efter 15 minutter, en time og seks timer efter, at salmonella inficerede en celle og identificerede mere end 400 proteiner, der interagerer med salmonellabakterierne.

"Du kan designe et hvilket som helst tidspunkt baseret på, hvornår du vælger at skinne UV-lyset på cellerne, " sagde Tao. "Ved at se på, hvilke proteiner der interagerer med bakterierne på de forskellige tidspunkter, vi kan bestemme den metode bakterierne bruger til at kapre cellen, som vil afvige efterhånden som tiden går."

Udvikling af strategier til behandling af fødevarebårne sygdomme, der stammer fra bakterier som salmonella og E. coli, kan have betydelig indflydelse globalt. Verdenssundhedsorganisationen vurderer, at der er 600 millioner globale tilfælde af fødevarebårne sygdomme hvert år, hvilket resulterer i 420, 000 dødsfald.