Shumica e kafshëve jetojnë në marrëdhënie intime me bakteret. Disa nga këto baktere jetojnë brenda qelizave të nikoqirëve të tyre, por vetëm shumë pak janë në gjendje të jetojnë brenda organeleve qelizore (struktura brenda qelizës, si organet në trup). Një grup bakteresh kanë kuptuar se si të kolonizojnë bërthamat e nikoqirëve të tyre, një arritje e jashtëzakonshme duke pasur parasysh se bërthama është qendra e kontrollit të qelizës.
Deri më sot, asgjë nuk dihet për proceset molekulare dhe qelizore që këto baktere intranukleare përdorin për të infektuar dhe riprodhuar te strehuesit e kafshëve. Një grup shkencëtarësh nga Instituti Max Planck për Mikrobiologjinë Detare në Bremen, Gjermani, paraqet tani analizën e parë të thelluar të një paraziti intranuklear të kafshëve në një studim të botuar në Nature Microbiology .
Si të riprodhoni masivisht brenda një qelize pa e vrarë atë
Ky parazit intranuklear, Candidatus endonucleobacter, infekton bërthamat e midhjeve në det të thellë nga kanalet hidrotermale dhe rrjedhjet e ftohta në mbarë botën. Një qelizë e vetme bakteriale depërton në bërthamën e midhjeve dhe më pas riprodhohet në mbi 80,000 qeliza, duke bërë që bërthama të bymehet deri në 50 herë madhësinë e saj origjinale.
“Ne donim të kuptonim se si bakteri infekton dhe riprodhohet brenda bërthamave, dhe në veçanti se si këto baktere marrin lëndët ushqyese që u nevojiten për riprodhimin e tyre masiv, por megjithatë i mbajnë qelizat e tyre pritëse nga vdekja,” thotë Niko Leisch, bashkëautor i lartë së bashku me Nicole. Dubilier nga Departamenti i Simbiozës në Institutin Max Planck për Mikrobiologjinë Detare.
Duke përdorur një sërë metodash molekulare dhe imazherike, shkencëtarët zbuluan se Ca. endonukleobakteri jeton në sheqerna, lipide dhe përbërës të tjerë qelizor nga bujtësi i tij. Ai nuk i tret acidet nukleike strehuese , si shumë baktere të tjera intranukleare. Kjo strategji e ushqyerjes siguron që qeliza pritëse të funksionojë aq gjatë sa të sigurojë Ca. endonukleobakter me lëndët ushqyese që i nevojiten për t’u riprodhuar në një numër kaq masiv.
Garë armatimi për kontrollin e qelisë
Një përgjigje e zakonshme e qelizave shtazore ndaj infeksionit është apoptoza – një program vetëvrasës që qelizat fillojnë kur dëmtohen ose infektohen nga bakteret ose viruset.
“Është interesante, këto baktere kanë dalë me një strategji të sofistikuar për të mbajtur qelizat e tyre pritëse nga vrasja e vetvetes,” thotë autori i parë Miguel Ángel González Porras. “Ata prodhojnë proteina që shtypin apoptozën e quajtur frenues të apoptozës (IAPs).”
Pason një garë armësh për kontrollin e vdekjes së qelizave: Ndërsa bakteret prodhojnë gjithnjë e më shumë IAP, qeliza pritëse rrit prodhimin e proteinave që nxisin apoptozën. Përfundimisht, pasi paraziti ka pasur kohë të mjaftueshme për t’u shumuar në masë, qeliza bujtëse çahet, duke liruar bakteret dhe duke i lejuar ata të infektojnë qelizat e reja strehuese.
Dubilier shton: “Zbulimi i IAP-ve në Ca. endonucleobacter ishte një nga rezultatet më befasuese të studimit tonë, sepse këto proteina njihen vetëm nga kafshët dhe disa viruse, por nuk janë gjetur kurrë në baktere.”
Analizat e autorëve të marrëdhënieve evolucionare të IAP-ve zbuluan se paraziti ka të ngjarë të ketë marrë këto gjene nga pritësi i tij përmes transferimit horizontal të gjeneve (HGT). Ndërsa HGT nga bakteret tek eukariotët është i njohur mirë, janë të njohura vetëm shumë pak shembuj të HGT në drejtim të kundërt – siç kanë gjetur tani autorët.
Implikimet nga evolucioni në mjekësi
“Zbulimi ynë zgjeron të kuptuarit tonë për ndërveprimet pritëse-mikrobe dhe nxjerr në pah strategjitë komplekse që parazitët kanë evoluar për të lulëzuar në bujtësit e tyre,” shpjegon Dubilier. Këto gjetje mund të kenë implikime më të gjera për studimin e infeksioneve parazitare dhe strategjive të evazionit imunitar në organizma të tjerë.
“Kërkimi ynë hedh dritë mbi një mekanizëm të anashkaluar të shkëmbimit gjenetik – HGT nga eukariotët tek bakteret – duke ndikuar potencialisht në mënyrën se si ne kuptojmë evolucionin dhe patogjenezën mikrobiale. Për më tepër, studimi ynë ofron njohuri mbi rregullimin e apoptozës, e cila është e rëndësishme për kërkimin e kancerit dhe biologjinë qelizore.” përfundon Leisch./phys.org/
