Naukowcy zbadali, jak to zrobić Vibrio cholera bakterie powodują intensywne skurcze jelit poprzez aktywację układu odpornościowego, co potencjalnie oferuje nowy wgląd w choroby trawienne, takie jak nieswoiste zapalenie jelit.
Ich odkrycia, które wykazały zwiększoną aktywność mięśni u danio pręgowanego, mogą również pomóc w lepszym zrozumieniu interakcji zdrowotnych jelit pomiędzy układem odpornościowym i nerwowym.
Zrozumienie reakcji jelit na infekcje bakteryjne
Jedzenie podejrzanych owoców morza lub picie skażonej wody może wprowadzić szkodliwe bakterie, które powodują nadmierną pracę układu trawiennego. Wywołuje to intensywne skurcze i skurcze jelit, szybko wydalając wszystko, co znajduje się wewnątrz – zarówno bakterie, jak i odpady.
Naukowcy z Uniwersytet Oregonu odkryliśmy jak Vibrio choleraspecyficzny rodzaj bakterii, powoduje bolesne skurcze jelit poprzez aktywację układu odpornościowego. Ich odkrycia rzucają również światło na szerszy mechanizm wykorzystywany przez jelita do usuwania szkodliwych najeźdźców, oferując potencjalny wgląd w choroby przewlekłe, takie jak nieswoiste zapalenie jelit.
Spostrzeżenia badawcze nt Wibrocholera
„To nie jest specyficzna nikczemna aktywność bakterii Vibrio” – stwierdziła Karen Guillemin, mikrobiolog z UO, która współpracowała przy pracach z biofizykiem Raghu Parthasarathym. „Jelita to system, w którym domyślnie, gdy wystąpią obrażenia, spuszczasz wodę”.
Wyniki badania opublikowano niedawno w czasopiśmie mBioprowadziła Julia Ngo, obecnie absolwentka studiów doktoranckich w laboratoriach Guillemin i Parthasarathy.
Vibrio cholera jest najbardziej znana z powodowania cholery – ciężkiej choroby, na którą co roku zarażają się miliony ludzi, często poprzez zanieczyszczoną wodę. Powiązane Vibrio gatunek często wiąże się z zatruciem pokarmowym skorupiakami.
Ujawniono mechanizmy skurczów jelit
W poprzedniej pracyWykazało to laboratorium Parthasarathy’ego Vibrio cholera bakterie zwiększyły siłę skurczów jelit u danio pręgowanego. Ryby te, przezroczyste jak larwy, stanowią potężne narzędzie do badania dynamiki drobnoustrojów w jelitach, ponieważ naukowcy mogą wizualizować, co dzieje się w czasie rzeczywistym.
Zespół powiązał ten efekt z przypominającym miecz wyrostkiem na powierzchni, którego bakterie Vibrio zwykle używają jako broni przeciwko innym drobnoustrojom. Rozbroienie bakterii uspokoiło skurcze jelit – ale nie byli pewni, jak i dlaczego.
Odpowiedź immunologiczna i zdrowie jelit
Kluczem, jak pokazują nowe badania, jest rodzaj komórki odpornościowej zwany makrofagiem.
Zwykle makrofagi hamują aktywność neuronów w jelitach, utrzymując je w spokoju i umożliwiając przepływ substancji przez jelita z normalną prędkością. Jednak w odpowiedzi na uszkodzenie tkanek przez bakterie makrofagi opuszczają swoje stanowiska i gromadzą się w miejscu katastrofy, pozostawiając neurony bez opieki. Bez makrofagów, które kontrolują sytuację, neurony pracują w trybie overdrive, wywołując silne skurcze.
„To niesamowite, jak dynamiczne są wszystkie te komórki, makrofagi pędzące po rybach, neurony i mięśnie pulsujące aktywnością” – zauważa Parthasarathy. „Bez możliwości obserwacji tych zjawisk na żywych zwierzętach, śledzenia komórek i pomiaru skurczów jelit, nie rozpracowalibyśmy tego”.
Te wzmożone skurcze jelit są korzystne dla żywiciela, niezależnie od tego, czy danio pręgowany, czy człowiek.
„Jeśli makrofagi muszą uporać się z urazem, sensowne jest, aby neurony wpadły w panikę i po prostu wypchnęły wszystko z jelit” – powiedział Guillemin. „Jeśli w jelitach jest coś, co powoduje obrażenia, chcesz się tego pozbyć”.
Płukanie jelit jest prawdopodobnie również korzystne dla bakterii, zapewniając im szybki dostęp do nowych żywicieli. Ale Guillemin ostrzega przed dawaniem mikrobom zbyt dużej swobody. Fakt, że broń Vibrio przeciwko innym bakteriom również wyzwala tę silną reakcję jelitową, prawdopodobnie nie jest wyjątkową adaptacją, powiedziała, ale raczej wygodnym zbiegiem okoliczności.
Badanie podkreśla również, że wzajemne oddziaływanie układu odpornościowego i nerwowego może odgrywać niedocenianą rolę w zdrowiu jelit, zasugerowała Parthasarathy. Odszyfrowanie wpływu drobnoustrojów na tę komunikację może dać naukowcom nowy wgląd w szereg zagadkowych chorób.
Odniesienie: „The Wibracja układ wydzielniczy typu VI indukuje redystrybucję makrofagów jelitowych i zwiększoną ruchliwość jelit” Julia S. Ngo, Piyush Amitabh, Jonah G. Sokoloff, Calvin Trinh, Travis J. Wiles, Karen Guillemin i Raghuveer Parthasarathy, 22 listopada 2024 r., mBio.
DOI: 10.1128/mbio.02419-24
Praca ta była wspierana przez Narodową Fundację Nauki i Fundację im Narodowe Instytuty Zdrowia.
