Proteomics fornisce le bugne a come la tubercolosi contrasta il sistema immunitario

Un collegamento fra il sistema immunitario ed il sistema autopulente da cui le celle biologiche si sbarazzano delle parti obsolete o tossiche può le nuove armi di rendimento giorno nella lotta contro la tubercolosi ed altre malattie infettive micidiali.

Gli scienziati con il Dipartimento per l'energia di Stati Uniti il laboratorio nazionale (DOE) del Lawrence Berkeley (laboratorio di Berkeley) hanno scoperto le proteine che risiedono in entrambi i sistemi che indicano “l'interferenza„ fra loro.

In una collaborazione fra i gruppi di ricerca di Carolyn Bertozzi, Direttore del centro molecolare di nanoscience della fonderia del laboratorio di Berkeley e Jay Keasling, Direttore di divisione fisica delle scienze biologiche del laboratorio di Berkeley, profili sono stati ottenuti per 546 tipi differenti di proteine nella membrana di un phagosome, un organello dei macrofagi (un tipo di globulo bianco) che essenzialmente “mangia„ e distrugge gli organismi d'invasione (un trattamento chiamato fagocitosi). Ciò rappresenta l'analisi proteomic più completa di una membrana phagosomal fin qui.

“Potevamo identificare molte nuove proteine che precedentemente non sono state conosciute per risiedere nel phagosome,„ abbiamo detto Wenqing Shui, un membro di sia gruppi di ricerca di Keasling che di Bertozzi e uno specialista di proteomics che era l'autore principale su una segnalazione di carta questi risultati negli atti dell'Accademia nazionale delle scienze.

“Una di nuove proteine esclusivamente trovate nel nostro studio, LC3-II, è considerata un indicatore di autophagy, il trattamento che permette alle celle di pulire il loro proprio citoplasma,„ Shui ha detto. “Non solo era LC3-II presente nel phagosome, il suo livello è stato aumentato sopra l'induzione di autophagy in macrofagi ed è stato diminuito una volta autophagy è stato soppresso. Ciò indica la inter-conversazione fra autophagy e la fagocitosi che possono svolgere un ruolo importante nella risposta del sistema immunitario.„

Il documento di PNAS è autorizzato: “Il proteomics della membrana dei phagosomes suggerisce una connessione a autophagy.„ Co-creando questo documento oltre a Shui, Bertozzi e Keasling erano Leslie Sheu, giugno Liuc, Brian Smart, Christopher Petzold, Tsung-Yen Hsieh e lanciatore di Austin. Bertozzi e Keasling sono egualmente professori all'università di California a Berkeley. Inoltre, Bertozzi è un ricercatore con il Howard Hughes Medical Institute e Keasling è Direttore dell'istituto unito di bioenergia.

Quando i batteri o altre particelle non Xeros invadono l'organismo, la prima linea di difesa è i macrofagi, che inghiottono e contengono gli invasori all'interno agli degli shell diretti a membrana dei loro phagosomes. Una volta che contenuti sicuro, gli invasori possono essere uccisi con gli enzimi digestivi da un altro organello delle cellule, chiamato un lisosoma, che fonde con il phagosome. I macrofagi, come altri generi di celle, egualmente usano gli enzimi lysosomal per il governo della casa interno. Tuttavia, finora non c'è stato prova biochimica diretta di un collegamento fra la fagocitosi e autophagy.

Lavorando con i phagosomes perla-contenenti del lattice isolati nelle linee cellulari dai mouse, Shui ed i suoi colleghi hanno eseguito un'analisi dettagliata dei contenuti proteici della membrana phagosomal. A differenza degli studi proteomic più iniziali, che hanno profilato l'intero organello ed hanno messo a fuoco sulle specie abbondanti della proteina solubile in acqua, lo studio dai gruppi di Bertozzi-Keasling era specie idrofobe membrana-specifiche ed incluse della proteina che sono presenti nella membrana negli importi relativamente bassi.

“Potevamo dimostrare il livello endogeno di LC3-II nei phagosomes del macrofago con la combinazione di tecniche proteomic sensibili ed analisi biochimiche,„ ha detto Shui. “Questa è una vetrina eccellente di come uno studio proteomic di alto-capacità di lavorazione non polarizzata può fare il nuovo indicatore luminoso sulle diverse funzioni e le vie un organello possono impegnarsi dentro.„

La proteina di LC3-II è una componente critica del macchinario autophagy e della scoperta che il livello di sua presenza nei phagosomes è modulato da attività autophagic (con parecchie altre proteine phagosome recentemente identificate non precedentemente connesse con autophagy), punti a autophagy svolgendo un ruolo precedentemente sconosciuto nella risposta immunitaria, specialmente contro gli agenti patogeni intracellulari quale il mycobacterium tuberculosis.

Poichè Shui ha spiegato, “dopo che il mycobacterium tuberculosis phagocytosed nella cella del macrofago, possono sovvertire i vari meccanismi di difesa ospite, compreso l'uccisione dei bacilli nel phagosome e sopravvivono a bene dentro la cella. Poichè l'attività autophagy indotta sembra migliorare l'uccisione micobatterica nel phagosome (da uno studio dall'università di Vojo Deretic ed il suo gruppo di ricerca del New Mexico), speculiamo che i micobatteri possono produrre i fattori specifici per neutralizzare l'effetto battericida dell'attivazione autophagy.„

I gruppi di ricerca di Keasling e di Bertozzi ora stanno esaminando se determinati prodotti micobatterici possono modulare l'attività autophagy del macrofago. Egualmente stanno cercando le proteine che potrebbero specificamente mediare il autophagy come pure il trattamento di maturazione phagosome.

Shui detto, “potremmo potere aprire i nuovi viali per intervento farmacologico della tubercolosi come pure di altre malattie infettive.„