Bakteriyel İnvazyon ve Hücre İçi Sağkalım
Bazı bakteriler konak yüzeyini kolonize etmekten daha fazlasını yapmaktadır: konak hücrelerinin içine girmekte ve içlerinde hayatta kalmaktadırlar; böylece antikorlardan, komplemandan ve birçok antibiyotikten korunan bir niş (niche) elde etmektedirler. İnvazyon, patojenin konak hücrenin kendi alım mekanizmasını tetiklemesini veya ele geçirmesini gerektirmektedir; hücre içi sağkalım ise, alındığı yıkıcı kompartmanlara direnmesini veya bunları yeniden şekillendirmesini gerektirmektedir.
Tanım
Bakteriyel invazyon, bir bakterinin konak hücreye aktif olarak girmesidir; bu genellikle konağın sitoiskeletini kendisini içselleştirmesi için indükleyerek gerçekleşmektedir. Hücre içi sağkalım ise, patojenin konak hücre içinde kalıcılığını sürdürme ve çoğalma kapasitesidir; bu durum sitozolde serbestçe veya modifiye edilmiş bir vakuol içinde olabilmektedir.
Kapsam
Bu konu, bakterilerin fagositoz yapmayan konak hücrelere nasıl girdiğini, sitozolik ve vakuoler hücre içi yaşam tarzları arasındaki farkı ve patojenlerin hücre içinde kalıcılığını sürdürmek için kullandığı stratejileri kapsamaktadır. Bu, bakteriyel patogenezde bir referans konusudur ve klinik rehberlik sağlamamaktadır.
Temel sorular
- Bakteriler fagositoz yapmayan hücreleri kendilerini almaya nasıl ikna etmektedir?
- Sitozolik ve vakuoler hücre içi yaşam tarzlarını birbirinden ayıran nedir?
- Hücre içi bakteriler lizozomal öldürmeden nasıl kaçınmakta ve konak kaynaklarını nasıl kullanmaktadır?
Anahtar kavramlar
- İnvazinler ve tetiklenmiş alım
- Girişin fermuar ve tetikleme mekanizmaları
- Tip III salgı efektörleri
- Sitozolik yaşam tarzı
- Vakuoler (modifiye fagozom) yaşam tarzı
- Aktin bazlı hareketlilik ve hücreden hücreye yayılım
Mekanizmalar
Fagositoz yapmayan hücrelerin invazyonu iki ana yolla gerçekleşmektedir. Fermuar mekanizmasında, bir bakteriyel yüzey proteini (bir invazin) bir konak reseptörüne bağlanmakta ve bakteriyi içine almak için membranı kademeli olarak sarmaktadır. Tetikleme mekanizmasında ise, tip III salgı sistemi (type III secretion system) tarafından enjekte edilen salgılanan efektörler, konağın aktin sitoiskeletini yeniden şekillendirerek bakteriyi içeri çeken membran kıvrımları (membrane ruffles) oluşturmaktadır. Hücre içine girdikten sonra patojenler farklılaşmaktadır: sitozolik bakteriler giriş vakuolünden sitoplazmaya kaçmakta ve hücreden hücreye hareket etmek ve yayılmak için konak aktinini kullanabilmektedir. Vakuoler bakteriler ise, yıkıcı lizozomlarla füzyonu önlemek için durdurdukları veya yeniden şekillendirdikleri membranla çevrili bir kompartman içinde kalmaktadır. Her iki yaşam tarzında da, hücre içi patojenler besin elde etmek ve öldürülmekten kaçınmak için konak hücre fonksiyonlarını bozmaktadır.
Klinik önem
Hücre içi bir niş (niche), belirli enfeksiyonların neden kronik olduğunu, nüksettiğini veya temizlenmesinin zor olduğunu açıklamaya yardımcı olmaktadır; çünkü bakteriler hümoral bağışıklıktan ve hücrelere zayıf nüfuz eden ajanlardan korunmaktadır. Bu girdi, invazyonu ve hücre içi sağkalımı referans amacıyla tanımlamaktadır ve tedavi kararları için bir temel oluşturmamaktadır.
Tarihçe
İnvazyonun moleküler çalışması, Yersinia'da kültürlenmiş hücrelere girişi sağlayan invazinin tanımlanmasıyla ilerlemiştir. Ayrıca Salmonella, Shigella ve Listeria üzerindeki çalışmalarla tetikleme ve fermuar mekanizmaları ile vakuoler ve sitozolik yaşam tarzları arasındaki fark tanımlanmış ve hücre içi patojenler hücresel mikrobiyolojinin önemli bir teması olarak belirlenmiştir.
Öne çıkan isimler
- Pascale Cossart
- Stanley Falkow
- Ralph Isberg
- Philippe Sansonetti
İlgili konular
Temel eserler
- finlay-1997-science
- pizarro-cerda-cossart-2006
- ray-2009
Sıkça sorulan sorular
- Bir bakteri neden konak hücre içinde yaşar?
- Hücre içi alan, antikorlardan, komplemandan ve birçok antibiyotikten korunma sağlamanın yanı sıra konak besin maddelerine erişim sunarak patojene çoğalabileceği korunaklı bir niş (niche) sağlamaktadır.
- Sitozolik ve vakuoler hücre içi patojen arasındaki fark nedir?
- Sitozolik patojenler giriş vakuolünden kaçarak sitoplazmada serbestçe yaşamakta ve genellikle konak aktinini kullanarak hücreden hücreye yayılmaktadır; vakuoler patojenler ise lizozomal yıkımdan kaçınmak için modifiye ettikleri membranla çevrili bir kompartman içinde kalmaktadır.