_ Un nou studiu dezvăluie un roman abordare pentru combaterea bacteriilor „în odihnă”

Majoritatea bacteriilor care cauzează boli sunt cunoscute pentru viteza lor: în doar câteva minute, își pot dubla populația, îmbolnăvindu-se rapid o persoană. Dar la fel de periculoasă ca această creștere rapidă poate fi starea de repaus a unei bacterii, care ajută agentul patogen să evite antibioticele și contribuie la infecții cronice severe în plămâni și sânge, în răni și pe suprafețele dispozitivelor medicale.

„Multe antibiotice actuale blochează creșterea bacteriilor, dar bacteriile cheltuiesc. o mare parte din timpul lor nu crește”, spune Lisa Racki, profesor asistent la Departamentul de Biologie Integrativă Structurală și Computațională de la Scripps Research și autor principal al noii lucrări. „Avem cu adevărat nevoie de strategii noi și creative pentru a viza fazele de creștere lentă și non-creștere ale bacteriilor.”

Cercetătorii știu de mult că bacteriile pot supraviețui pentru perioade de timp deosebit de lungi atunci când încetează să crească, intrând într-o stare latentă. și stare de economisire a energiei. Ei știau, de asemenea, că atunci când bacteriile intră în această stare de repaus, ele folosesc energie valoroasă pentru a produce fire de poliP, care formează aglomerări mari în interiorul celulelor lor. Dar oamenii de știință nu erau siguri din punct de vedere istoric despre scopul poliP.

Pentru a studia poliP, Racki și colaboratorii ei au apelat la Pseudomonas aeruginosa, bacterii care pot provoca pneumonie și infecții ale sângelui la persoanele care sunt spitalizate sau au un sistem imunitar slăbit. . Unul dintre motivele pentru care P. aeruginosa poate fi atât de greu de tratat este că formează biofilme - comunități de bacterii strâns legate, slimoase, dintre care multe sunt în stare de repaus și pot evita antibioticele tipice.

Când P. aeruginosa este lipsită de azot – unul dintre nutrienții cheie de care are nevoie pentru creștere – produce o mulțime de poliP. În noua lucrare, Racki și colaboratorii ei de la EPFL și Caltech au descoperit că un mutant incapabil să producă poliP nu poate intra în starea de repaus. Pentru a înțelege mai bine de ce se întâmplă acest lucru și consecințele, cercetătorii au modificat genetic P. aeruginosa pentru a face particule mici, etichetate, care să le permită să urmărească modul în care moleculele din bacterii se mișcau.

„Ceea ce am descoperit este că atunci când scapi de poliP, totul în celulă se mișcă prea mult”, spune Racki. „Celulele se petrec atunci când ar trebui să ia o pauză.”

Atunci când este înfometată de majoritatea nutrienților, P. aeruginosa încetinește mișcarea materialelor în interiorul său și încetează să se divizeze. Dar fără azot și poliP, bacteriile continuă să miște materialele la viteză maximă, devin mai mari, își slăbesc materialul genetic și continuă să se împartă.

Echipa lui Racki a concluzionat că poliP este de obicei responsabil pentru a ajuta P. aeruginosa - și probabil alte specii bacteriene — încetinesc. De asemenea, îi face să emită ipoteza că împiedicarea celulelor să producă poliP le-ar putea menține active și le-ar face mai susceptibile la unele antibiotice.

„Acest lucru nu numai că ajută la indicarea posibilelor direcții pentru tratarea bacteriilor patogene, dar dezvăluie și răspunsuri. pentru întrebări fundamentale despre cum se difuzează lucrurile într-o celulă bacteriană”, spune Racki.

Racki și laboratorul ei plănuiesc acum mai multe experimente pentru a investiga mai bine exact de ce celulele nu își pot încetini mișcările interioare fără poliP și dacă blochează producția bacteriană de poliP ar putea fi o tactică eficientă pentru tratarea unor infecții.

Pe lângă Racki, autorii studiului, „Polifosfatul afectează dinamica citoplasmatică și cromozomală în Pseudomonas aeruginosa înfometat de azot”, sunt Sofia Magkiriadou, Willi Leopold Stepp și Suliana Manley de la Institutul Federal Elvețian de Tehnologie Lausanne. (EPFL); și Dianne Newman de la Caltech.

(Fluierul)