Invasi Bakteri dan Bertahan Hidup Intraseluler

Beberapa bakteri melakukan lebih dari sekadar mengkolonisasi permukaan inang: mereka memasuki sel inang dan bertahan hidup di dalamnya, memperoleh ceruk yang terlindungi dari antibodi, komplemen, dan banyak antibiotik. Invasi mengharuskan patogen untuk memicu atau membajak mekanisme pengambilan sel inang itu sendiri, dan bertahan hidup intraseluler mengharuskannya untuk melawan atau memodifikasi kompartemen destruktif tempat ia diambil.

Definition

Invasi bakteri adalah masuknya bakteri secara aktif ke dalam sel inang, biasanya dengan menginduksi sitoskeleton inang untuk menginternalisasinya; bertahan hidup intraseluler adalah kapasitas patogen untuk bertahan dan bereplikasi di dalam sel inang, baik bebas di sitosol atau di dalam vakuola yang dimodifikasi.

Scope

Topik ini mencakup bagaimana bakteri memasuki sel inang non-fagositik, perbedaan antara gaya hidup intraseluler sitosolik dan vakuolar, serta strategi yang digunakan patogen untuk bertahan di dalam sel. Ini adalah topik referensi dalam patogenesis bakteri dan tidak memberikan panduan klinis.

Core questions

• Bagaimana bakteri menginduksi sel non-fagositik untuk mengambilnya?
• Apa yang membedakan gaya hidup intraseluler sitosolik dari vakuolar?
• Bagaimana bakteri intraseluler menghindari pembunuhan lisosomal dan mengeksploitasi sumber daya inang?

Key concepts

• Invasin dan pengambilan terpicu
• Mekanisme masuk ritsleting versus pemicu
• Efektor sekresi tipe III
• Gaya hidup sitosolik
• Gaya hidup vakuolar (fagosom termodifikasi)
• Motilitas berbasis aktin dan penyebaran dari sel ke sel

Mechanisms

Invasi sel non-fagositik mengikuti dua jalur luas. Dalam mekanisme ritsleting (zipper mechanism), protein permukaan bakteri (invasin) mengikat reseptor inang dan secara progresif melibatkan membran untuk menelan bakteri; dalam mekanisme pemicu (trigger mechanism), efektor yang disekresikan yang disuntikkan oleh sistem sekresi tipe III memodifikasi sitoskeleton aktin inang untuk menghasilkan kerutan membran yang menyapu bakteri masuk. Setelah berada di dalam, patogen menyimpang: bakteri sitosolik lolos dari vakuola masuk ke sitoplasma dan dapat mengeksploitasi aktin inang untuk bergerak dan menyebar dari sel ke sel, sementara bakteri vakuolar tetap berada di dalam kompartemen terikat membran yang mereka hentikan atau modifikasi untuk mencegah fusi dengan lisosom destruktif. Di kedua gaya hidup tersebut, patogen intraseluler menumbangkan fungsi sel inang untuk memperoleh nutrisi dan menghindari pembunuhan.

Clinical relevance

Ceruk intraseluler membantu menjelaskan mengapa infeksi tertentu bersifat kronis, kambuh, atau sulit dihilangkan, karena bakteri terlindung dari imunitas humoral dan dari agen yang menembus sel dengan buruk. Entri ini menjelaskan invasi dan bertahan hidup intraseluler untuk referensi dan bukan dasar untuk keputusan pengobatan.

History

Studi molekuler invasi berkembang melalui identifikasi invasin pada Yersinia, yang memungkinkan masuknya ke dalam sel yang dikultur, dan melalui penelitian pada Salmonella, Shigella, dan Listeria yang mendefinisikan mekanisme pemicu dan ritsleting serta perbedaan antara gaya hidup vakuolar dan sitosolik, menetapkan patogen intraseluler sebagai tema utama mikrobiologi seluler.

Key figures

• Pascale Cossart
• Stanley Falkow
• Ralph Isberg
• Philippe Sansonetti

Seminal works

• finlay-1997-science
• pizarro-cerda-cossart-2006
• ray-2009

Frequently asked questions

Mengapa bakteri hidup di dalam sel inang?

Ruang intraseluler menawarkan perlindungan dari antibodi, komplemen, dan banyak antibiotik, ditambah akses ke nutrisi inang, memberikan patogen ceruk yang terlindungi untuk bereplikasi.

Apa perbedaan antara patogen intraseluler sitosolik dan vakuolar?

Patogen sitosolik lolos dari vakuola masuk dan hidup bebas di sitoplasma, seringkali menyebar dari sel ke sel menggunakan aktin inang, sedangkan patogen vakuolar tetap berada di dalam kompartemen terikat membran yang mereka modifikasi untuk menghindari penghancuran lisosomal.