Invasão Bacteriana e Sobrevivência Intracelular

Algumas bactérias fazem mais do que colonizar a superfície de um hospedeiro: elas entram nas células do hospedeiro e sobrevivem dentro delas, ganhando um nicho protegido, blindado contra anticorpos, complemento e muitos antibióticos. A invasão requer que o patógeno desencadeie ou sequestre a própria maquinaria de captação da célula hospedeira, e a sobrevivência intracelular exige que ele resista ou remodele os compartimentos destrutivos nos quais é levado.

Definition

Invasão bacteriana é a entrada ativa de uma bactéria em uma célula hospedeira, tipicamente induzindo o citoesqueleto do hospedeiro a internalizá-la; sobrevivência intracelular é a capacidade do patógeno de persistir e replicar-se dentro da célula hospedeira, seja livre no citosol ou dentro de um vacúolo modificado.

Scope

Este tópico aborda como as bactérias entram em células hospedeiras não-fagocíticas, o contraste entre os estilos de vida intracelulares citosólicos e vacuolares, e as estratégias que os patógenos usam para persistir dentro das células. É um tópico de referência em patogênese bacteriana e não fornece orientação clínica.

Core questions

• Como as bactérias induzem as células não-fagocíticas a internalizá-las?
• O que distingue um estilo de vida intracelular citosólico de um vacuolar?
• Como as bactérias intracelulares evitam a eliminação lisossômica e exploram os recursos do hospedeiro?

Key concepts

• Invasinas e captação induzida
• Mecanismos de entrada tipo zíper versus gatilho
• Efetores de secreção tipo III
• Estilo de vida citosólico
• Estilo de vida vacuolar (fagossomo modificado)
• Motilidade baseada em actina e disseminação célula a célula

Mechanisms

A invasão de células não-fagocíticas segue duas rotas amplas. No mecanismo de zíper, uma proteína de superfície bacteriana (uma invasina) liga-se a um receptor do hospedeiro e engaja progressivamente a membrana para engolfar a bactéria; no mecanismo de gatilho, efetores secretados injetados por um sistema de secreção tipo III remodelam o citoesqueleto de actina do hospedeiro para produzir ondulações na membrana que arrastam a bactéria para dentro. Uma vez dentro, os patógenos divergem: bactérias citosólicas escapam do vacúolo de entrada para o citoplasma e podem explorar a actina do hospedeiro para se mover e se espalhar de célula para célula, enquanto bactérias vacuolares permanecem dentro de um compartimento ligado à membrana que elas detêm ou remodelam para prevenir a fusão com lisossomos destrutivos. Em ambos os estilos de vida, patógenos intracelulares subvertem as funções da célula hospedeira para adquirir nutrientes e evadir a eliminação.

Clinical relevance

Um nicho intracelular ajuda a explicar por que certas infecções são crônicas, recidivam ou são difíceis de erradicar, uma vez que as bactérias estão protegidas da imunidade humoral e de agentes que penetram mal nas células. Esta entrada descreve a invasão e a sobrevivência intracelular para referência e não é uma base para decisões de tratamento.

History

O estudo molecular da invasão avançou através da identificação da invasina em Yersinia, que conferiu a entrada em células cultivadas, e através de trabalhos sobre Salmonella, Shigella e Listeria que definiram os mecanismos de gatilho e zíper e o contraste entre os estilos de vida vacuolares e citosólicos, estabelecendo os patógenos intracelulares como um tema importante da microbiologia celular.

Key figures

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

Seminal works

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

Frequently asked questions

Por que uma bactéria viveria dentro de uma célula hospedeira?

O espaço intracelular oferece proteção contra anticorpos, complemento e muitos antibióticos, além de acesso a nutrientes do hospedeiro, proporcionando ao patógeno um nicho protegido para se replicar.

Qual é a diferença entre um patógeno intracelular citosólico e um vacuolar?

Patógenos citosólicos escapam do vacúolo de entrada e vivem livres no citoplasma, frequentemente se espalhando de célula para célula usando a actina do hospedeiro, enquanto patógenos vacuolares permanecem dentro de um compartimento ligado à membrana que eles modificam para evitar a destruição lisossômica.