L'opération tôt d'adhérence dans le transit intestinal de Shigella a découvert

L'agent pathogène bactérien Shigella, souvent écart par aliment contaminé ou eau, est une principale cause de la mortalité dans des enfants et des adultes plus âgés au monde en voie de développement. Bien que les scientifiques aient étudié Shigella pendant des décennies, aucun vaccin efficace n'a été développé, et l'agent pathogène a la résistance acquise à beaucoup d'antibiotiques. La découverte récente d'une opération tôt d'adhérence dans le cycle d'infection par des chercheurs chez Massachusetts General Hospital (MGH) a pu fournir un objectif thérapeutique neuf ou même une méthode neuve pour la mise au point de vaccin.

Pendant qu'elle déménage par l'appareil digestif, Shigella traverse l'intestin grêle et infecte par la suite le gros intestin, entraînant la restriction, la diarrhée et la déshydratation dans la shigellose appelée de la maladie. « Nous avons voulu déterminer comment Shigella établit son premier contact avec des cellules épithéliales dans les stades précoces du développement de la maladie, » dit M. Christina Faherty, auteur supérieur sur l'étude publiée dans le mSphere. « À cause de certaines annotations de séquence du gène, et de la manière dont Shigella a semblé après accroissement des medias normaux de laboratoire, on l'a cru que les tensions de Shigella ne produisent pas des fimbriae ou d'autres facteurs d'adhérence. » Fimbriae sont des fibres cheveu cheveu courtes que les cellules bactériennes emploient pour adhérer à différentes cellules épithéliales pour inciter l'infection.

Le travail de Faherty et de l'équipe de recherche a découvert la preuve des fimbriae qui facilitent l'adhérence aux cellules épithéliales, une étape importante dans le début d'une infection de shigellose. « Nous avons imité les conditions aux lesquelles Shigella ferait face dans son voyage par l'intestin grêle en ajoutant les sels biliaires et le glucose aux medias de laboratoire, » dit Faherty. « Avec cette méthode, nous avons découvert ce qui avait été caché dans la vue ordinaire déja--les profils d'expression du gène qui ont permis à Shigella de commencer cette première étape dans l'infection en fixant au tissu épithélial de l'hôte. »

Les chercheurs au centre de recherche muqueux d'immunologie et de biologie à MGH ont effectué la microscopie complète et les analyses génétiques de Shigella pour déterminer ses opérations suivantes après avoir laissé l'estomac. Leurs résultats expliquent que « au moins trois gènes de structure facilitent l'adhérence 2457T de flexneri de S. (tension) pour le contact de cellule épithéliale et la formation de film biologique. » En d'autres termes, leurs découvertes contredisent l'hypothèse actuelle que les éléments indispensables dans les batteries de gènes ne peuvent pas produire des fimbriae ou d'autres facteurs d'adhérence.

Dans la première recherche, Faherty et collègues ont déterminé que l'exposition aux sels biliaires a eu comme conséquence la formation des films biologiques, un revêtement de protection des communautés bactériennes. Faherty présume que cette couche permet à l'agent pathogène de survivre les conditions brutaux de l'intestin grêle pour écrire avec succès le côlon. Puisque la formation de film biologique exige des facteurs d'adhérence, et puisque les cellules bactériennes dispersées du film biologique adhèrent mieux aux cellules épithéliales, la prochaine opération par le groupe était de vérifier l'expression de facteur d'adhérence dans ces conditions. Cette prochaine opération était en effet donnée controversé les hypothèses que Shigella ne produit pas des structures d'adhérence ; néanmoins, les analyses globales ont fourni la preuve irréfutable à l'effet contraire.

Le co-auteur Rachael Chanin note que la plupart d'étude récente du groupe confirme leurs premières analyses que « dedans - vivo - comme » des conditions a facilité la formation et l'adhérence de film biologique aux cellules épithéliales par la pièce d'assemblage de fimbriae.

Un des défis principaux en étudiant Shigella est le manque de modèles animaux qui récapitulent loyalement la maladie humaine. Bien qu'il y ait eu des études élégantes et complètes de ce qui se produit quand l'agent pathogène présente les cellules épithéliales du côlon, nous n'avons pas compris ce qui se produit pendant le transit par l'appareil digestif ou comment la bactérie s'approche ou agit l'un sur l'autre avec des cellules hôte avant l'entrée. Notre travail commence à aborder ces questions et souligne l'importance de dedans - vivo - comme des méthodes de culture. Il prouve également que ces méthodes peuvent influencer nos résultats expérimentaux--s'intentionnellement ou involontairement. »

Rachael Chanin, co-auteur

Après les résultats prometteurs de leurs sels biliaires et modèle de laboratoire de glucose, les chercheurs ont ajouté une autre composante à leur analyse d'adhérence--un organoid intestinal humain. Le « mini-intestin, » produit des cellules souche d'isolement dans le tissu intestinal, représente un modèle de l'épithélium intestinal humain. Fonctionnant avec un mini-intestin du côlon croissant, les chercheurs ont découvert les structures d'adhérence de Shigella établissant le premier contact avec des cellules épithéliales. « Nous pensons que ces facteurs d'adhérence utilisés dans le modèle organoid intestinal reproduisez le contact établi avec les cellules épithéliales dans le côlon aux étapes initiales de la shigellose, » indique Faherty.

Source:
Journal reference:

Chanin, R.B., et al. (2019) Shigella flexneri Adherence Factor Expression in In Vivo-Like Conditions. mSphere. doi.org/10.1128/mSphere.00751-19.