Nowe odkrycia naukowe, dokonane przez badaczy z amerykańskich National Institutes of Health pomagają wyjaśnić, w jaki sposób bakterie Salmonella, które nadal pozostają częstą przyczyną zatruć pokarmowych, rozprzestrzeniają się tak łatwo i skutecznie. Wyniki badań zostały opublikowane niedawno na łamach  "Proceedings of the National Academy of Sciences" (L. Knodler et al., Dissemination of invasive salmonella via bacterial-induced extrusion of mucosal epithelia. Proceedings of the National Academy of Sciences DOI: 10.1073/pnas.1006098107 (2010)). Naukowcom udało się odkryć rezerwuar szybko dzielących się baterii w komórkach nabłonkowych. Jeden rodzaj bakterii Salmonella wydaje się specjalnie przygotowany do atakowania kolejnych komórek. Udało się również opisać, w jaki sposób pałeczkom Salmonella udaje się opuścić warstwę komórek nabłonka i przedostać się do światła jelit, co umożliwia zaatakowanie kolejnych komórek.

Na podstawie informacji zebranych przez Centers for Disease Control and Prevention (CDC) ocenia się, że z powodu zatruć wywołanych przez pałeczki Salmonella cierpi co roku co najmniej 40 tysięcy osób w samych Stanach Zjednoczonych. Tak określona liczba zakażonych jest jednak prawdopodobnie znacznie zaniżona, ponieważ wiele infekcji spowodowanych przez pałeczki Salmonella przebiega łagodnie, niektóre nie zostają prawidłowo zdiagnozowane lub nie są w ogóle zgłaszane.

O ile dość sporo wiadomo na temat przebiegu zakażenia u ludzi, naukowcom jak dotąd nie udawało się ustalić, w jaki sposób bakterie przedostają się do światła jelit osoby zakażonej i jak dalej rozprzestrzenia się zakażenie.

Komórki nabłonkowe pokrywają zewnętrzne i wewnętrzne powierzchnie ciała, w tym skórę i jelita, stanowiąc ważną barierę ochronną przed różnego rodzaju infekcjami. Jednak bakteriom Salmonella udało się opanować sposób, dzięki któremu mogą bytować wewnątrz komórek nabłonka, a nawet wykorzystywać je na własną korzyść. Było wiadomo, że Salmonella wykorzystuje w tym celu głównie wakuole komórek nabłonka.

Posługując się mikroskopią o wysokiej rozdzielczości grupie naukowców z NIAID (National Instutute of Allergy and Infectious Diseases), pracującej pod kierunkiem dr Olivii Steele-Mortimer we współpracy z dr Brucem Vallancem z University of British Columbia w Vancouver, udało się wykryć równoległą populację bakterii Salmonella, które znajdują się nie wewnątrz wakuoli, ale poruszają się swobodnie we wnętrzu komórek nabłonkowych. Co ciekawe, ten kolejny rezerwuar komórek bakteryjnych odbiega swoimi właściwościami od populacji komórek pozostających we wnętrzu wakuoli. Bakterie przebywające we wnętrzu komórki, ale poza wakuolami, namnażają się znacznie szybciej, posiadają długie, ogoniaste wici - flagelle, umożliwiające im poruszanie się; ponadto posiadają specjalną strukturę, rodzaj kolca, którego używają do przebijania błony komórkowej komórek nabłonka i wstrzykiwania własnych białek. Posiadając tego typu wyposażenie, ta charakterystyczna populacja komórek bakteryjnych wydaje się genetycznie zaprogramowana i wyspecjalizowana do dokonywania inwazji kolejnych komórek nabłonka.

Naukowcy zaobserwowali, że komórki nabłonkowe zawierające te szybko namnażające się, inwazyjne bakterie Salmonella dostają się w końcu do treści jelitowej, gdzie zostają uwolnione. Mechanizm, który sprawia, że zaatakowane przez pałeczki Salmonella komórki nabłonka zostają wypchnięte do światła jelit bardzo przypomina naturalny mechanizm pozbywania się obumierających lub martwych komórek nabłonka. Naukowcy uważają, że  bakteriom udało się przejąć kontrolę nad przebiegiem tego procesu, co znacznie ułatwia im ucieczkę i dalsze rozprzestrzenianie się zakażenia. Ludzki system odpornościowy potrafi jednak rozpoznać, że nie są to zwykłe obumarłe komórki i wywołuje odpowiedź immunologiczną, w toku której dochodzi do uwolnienia interleukiny-18, co tłumaczy ostry przebieg procesu zapalnego.

[Tłumaczenie/opracowanie: C. O. Reless]

Źródła:
NIH scientists describe how salmonella bacteria spread in humans
Salmonella Are Armed, Agile and Primed for Invasion
Materiał filmowy - namnażanie się bakterii Salmonella