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Os cientistas descobrem como estreptococo - os pyogenes podem obter a nutrição da superfície da pele

Estreptococo - os pyogenes são uma das causas bacterianas as mais importantes de infecções humanas da pele. Se os pyogenes do S. invadem profundamente no tecido, pode causar doenças risco de vida, tais como a sepsia e choque tóxico. Com sua fonte limitada dos hidratos de carbono, a pele é geralmente uma barreira eficaz contra a infecção e não uma boa superfície para a sobrevivência de pyogenes do S. Para sobreviver com sucesso e invadir profundamente no tecido, as bactérias devem poder encontrar uma fonte de nutrientes e iludir igualmente as defesas imunes da pele.

Agora, uma equipe internacional conduzida pela universidade de Osaka, Japão, em colaboração com a universidade de Keio, Japão, e Universidade da California San Diego, EUA, descobriu que uma maneira este organismo da doença obtem a nutrição da superfície da pele. Este conhecimento podia conduzir às aproximações terapêuticas novas para abordar infecções. A equipe publicou recentemente o trabalho em relatórios da pilha.

Já soube-se que algumas bactérias dividem a arginina (um ácido aminado - um dos blocos de apartamentos de proteínas) através de um caminho bioquímico nomeado o caminho do deaminase (ADI) da arginina. A equipe confirmou que os pyogenes do S. podem sobreviver usando a arginina mesmo quando esfomeado da glicose. Quando suprimiram do gene bacteriano (nomeado arcA) que codifica a primeira enzima no caminho da DDA, os pyogenes do S. perderam essa capacidade e igualmente tornaram-se menos tóxicos para as células epiteliais humanas crescidas na cultura.

Quando a arginina é fornecida, o caminho da DDA de pyogenes do S. está activado mas há igualmente umas mudanças difundidas na expressão genética. Alguns genes para baixo-são regulados mas um grande número genes acima-são regulados, incluindo os genes associados com a virulência de pyogenes do S., tais como aqueles que produzem toxinas bacterianas.

Usando a pele do rato como um sistema modelo para a pele humana, a equipe mostrou pela primeira vez que os pyogenes do S. podem usar a arginina para sobreviver na superfície da pele. Os pyogenes do S. que faltam o gene do arcA sobrevivido deficientemente e eram menos virulentos na pele do rato, confirmando a importância deste caminho no processo da doença. Ao contrário, no sangue (que contem a glicose abundante), os pyogenes alterados do S. pareceram não diferentes aos pyogenes normais do S. desde que o caminho da DDA não era necessário.

Nós mostramos que a arginina do filaggrin corneum-derivado estrato era uma carcaça chave para o caminho da DDA de pyogenes do S. Nos ratos que não produzem o filaggrin, menos arginina está disponível e as bactérias dos pyogenes do S. não utilizam o caminho da DDA para causar a lesão de pele.”

Dr. Yujiro Hirose, pesquisador do chumbo

“Isto representa uma etapa significativa para a frente em compreender como os pyogenes do S. sobrevivem na pele,” explica o Dr. Hirose. “Nós esperamos que nosso estudo conduzirá às estratégias novas do tratamento: se nós podemos obstruir o metabolismo da arginina em pyogenes do S. deve restringir a sobrevivência e a virulência do micróbio patogénico.”

Source:
Journal reference:

Hirose, Y., et al. (2021) Streptococcus pyogenes upregulates arginine catabolism to exert its pathogenesis on the skin surface. Cell Reports. doi.org/10.1016/j.celrep.2021.108924.