غزو البكتيريا وبقائها داخل الخلايا
بعض البكتيريا تفعل أكثر من مجرد استعمار سطح المضيف: فهي تدخل الخلايا المضيفة وتعيش داخلها، لتكتسب مكانة محمية من الأجسام المضادة، والمتمم، والعديد من المضادات الحيوية. يتطلب الغزو من المُمْرِض أن يحفز أو يختطف آليات الالتقاط الخاصة بالخلية المضيفة، ويتطلب البقاء داخل الخلايا أن يقاوم أو يعيد تشكيل الحجرات المدمرة التي يُؤخذ إليها.
Definition
الغزو البكتيري هو الدخول النشط للبكتيريا إلى خلية مضيفة، عادةً عن طريق تحفيز الهيكل الخلوي للمضيف لابتلاعها؛ البقاء داخل الخلايا هو قدرة المُمْرِض على البقاء والتكاثر داخل الخلية المضيفة، إما حراً في العصارة الخلوية أو داخل فجوة معدلة.
Scope
يغطي هذا الموضوع كيفية دخول البكتيريا إلى الخلايا المضيفة غير البالعة، والتباين بين أنماط الحياة داخل الخلايا السيتوبلازمية والفجوية، والاستراتيجيات التي تستخدمها المُمْرِضات للبقاء داخل الخلايا. إنه موضوع مرجعي في إمراض البكتيريا ولا يقدم إرشادات سريرية.
Core questions
- كيف تحفز البكتيريا الخلايا غير البالعة على امتصاصها؟
- ما الذي يميز نمط الحياة داخل الخلايا السيتوبلازمي عن الفجوي؟
- كيف تتجنب البكتيريا داخل الخلايا القتل بالليزوزومات وتستغل موارد المضيف؟
Key concepts
- الإنفازينات والالتقاط المحفز
- آليات الدخول: السحاب مقابل الزناد
- مؤثرات الإفراز من النوع الثالث
- نمط الحياة السيتوبلازمي
- نمط الحياة الفجوي (البلعم المعدل)
- الحركة المعتمدة على الأكتين والانتشار من خلية إلى أخرى
Mechanisms
يتبع غزو الخلايا غير البالعة مسارين واسعين. في آلية السحاب (zipper mechanism)، يرتبط بروتين سطحي بكتيري (إنفازين) بمستقبل للمضيف ويشارك تدريجياً الغشاء لابتلاع البكتيريا؛ في آلية الزناد (trigger mechanism)، تقوم المؤثرات المفرزة التي تُحقن بواسطة نظام إفراز من النوع الثالث بإعادة تشكيل الهيكل الخلوي الأكتيني للمضيف لإنتاج تموجات غشائية تجرف البكتيريا إلى الداخل. بمجرد الدخول، تتفرع المُمْرِضات: تهرب البكتيريا السيتوبلازمية من فجوة الدخول إلى السيتوبلازم وقد تستغل أكتين المضيف للحركة والانتشار من خلية إلى أخرى، بينما تبقى البكتيريا الفجوية داخل حجرة محاطة بغشاء تقوم بإيقافها أو إعادة تشكيلها لمنع الاندماج مع الليزوزومات المدمرة. عبر كلا نمطي الحياة، تخضع المُمْرِضات داخل الخلايا وظائف الخلية المضيفة للحصول على المغذيات وتجنب القتل.
Clinical relevance
يساعد التخصص داخل الخلايا في تفسير سبب كون بعض العدوى مزمنة، أو تنتكس، أو يصعب القضاء عليها، حيث تكون البكتيريا محمية من المناعة الخلطية ومن العوامل التي تخترق الخلايا بشكل ضعيف. يصف هذا المدخل الغزو والبقاء داخل الخلايا كمرجع وليس أساسًا لقرارات العلاج.
History
تقدمت الدراسة الجزيئية للغزو من خلال تحديد الإنفازين في Yersinia، والذي أتاح الدخول إلى الخلايا المزروعة، ومن خلال العمل على Salmonella و Shigella و Listeria الذي حدد آليتي الزناد والسحاب والتباين بين أنماط الحياة الفجوية والسيتوبلازمية، مما أرسى المُمْرِضات داخل الخلايا كموضوع رئيسي في علم الأحياء الدقيقة الخلوي.
Key figures
- Pascale Cossart
- Stanley Falkow
- Ralph Isberg
- Philippe Sansonetti
Related topics
Seminal works
- finlay-1997-science
- pizarro-cerda-cossart-2006
- ray-2009
Frequently asked questions
- لماذا تعيش البكتيريا داخل خلية مضيفة؟
- توفر المساحة داخل الخلايا حماية من الأجسام المضادة، والمتمم، والعديد من المضادات الحيوية، بالإضافة إلى الوصول إلى مغذيات المضيف، مما يمنح المُمْرِض مكانة محمية للتكاثر.
- ما الفرق بين المُمْرِض داخل الخلايا السيتوبلازمي والمُمْرِض داخل الخلايا الفجوي؟
- تهرب المُمْرِضات السيتوبلازمية من فجوة الدخول وتعيش حرة في السيتوبلازم، وغالبًا ما تنتشر من خلية إلى أخرى باستخدام أكتين المضيف، بينما تبقى المُمْرِضات الفجوية داخل حجرة محاطة بغشاء تقوم بتعديلها لتجنب التدمير الليزوزومي.