Publicat pe 30 august 2009

Secretul bacteriei care provoaca ulcer

O strategie ingenioasa permite unei bacterii sa se miste cu usurinta si sa colonizeze gazda.

O echipa de cercetatori de la Harvard Medical School si Massachusetts Institute of Technology din Statele Unite au facut recent o descoperire care schimba modelul indelung acceptat privitor la modul in care bacteriile se deplaseaza in medii gelatinoase. Ei au aratat ca bacteriile care provoaca ulcerul gastric folosesc o strategie biochimica ingenioasa pentru a modifica proprietatile fizice ale mediului in care se dezvolta, ceea ce le permite sa se deplaseze, sa supravietuiasca si sa colonizeze gazda.

Contactul cu acidul gastric mentine stratul de mucina care acopera stratul epitelial intr-o stare gelatinoasa. Aceasta cosistenta il face impermeabil pentru Heliobacter pylori. Insa bacteria elibereaza ureaza care neutralizeaza acidul gastric, ceea ce face ca mucina sa se lichefieze si bacteria sa poata inota liber. Credit: Zina Deretsky, National Science Foundation.

Helicobacter pylori este o bacterie localizata in regiuni ale stomacului unde creeaza inflamatie cronica de nivel redus si este asociata cu ulcerele si cancerul gastric. Pentru a coloniza stomacul H. pylori trebuie sa faca fata aciditatii ridicate in care alte bacterii nu supravietuiesc. Este bine cunoscut insa ca bacteria realizeaza acest lucru prin secretia de amoniac care neutralizeaza acidul din vecinatatea sa. In plus, noile cercetari arata de asemenea ca bacteria modifica mediul pentru a se deplasa mai usor.

Aciditatea din stomac functioneaza impotriva abilitatii bacteriei de a se deplasa cu usurinta. Aceasta se datoreaza unei proteine numita “mucina” o componenta foarte importanta in protectia stratului protectiv de mucus din stomac. In prezenta acidului, mucina formeaza un gel protectiv care actioneaza ca o bariera fizica care impiedica bacteriile daunatoare sa ajunga la peretele celulei.

Insa H. pylori mareste pH-ul local si schimba “mucina” intr-un lichid, ceea ce ii permite sa inoate prin mucus, sa stabileasca colonii si sa atace suprafata celulelor, generand in acest fel ulceratii.

Pentru a descoperi cum H. pylori se deplaseaza printr-un gel cum ar fi mucusul stomacal, Rama Bansil, Shyam Erramilli si Jonathan Celli, de la Boston University, au colaborat cu gastroenterologistii Nezam Afdhal si Ciaran Kelly, si biochimistii Sarah Keates, Bradley Turner and Ionita Ghiran de la Harvard Medical School si inginerii in mecanica si biomecanica Gareth McKinley, Peter So si Randy Ewoldt de la MIT.

Folosind microscopie video, cercetatorii au descoperit ca atunci cand mucinele extrase din mucus erau in stare lichida, bacteriile puteau inota cu usurinta, insa cand mucinele erau in stare gelatinoasa bacteriile ramaneau imobilizate, desi cilii erau mobili. Tehnici de imagistica avansata au revelat ca modificarile de pH erau direct corelate cu abilitatea bacteriilor de a se misca; cu cat pH era mai ridicat cu atat miscarea bacteriilor era mai usoara.

“Acest studiu arata ca H. pylori care are forma spiralata, nu isi face drum prin mucusul gelatinos ca un tirbuson printr-un dop, dupa cum s-a sugerat anterior,” a spus Bansil. “In schimb isi asigura motilitatea folosind a strategie biochimica ingenioasa.”

Cercetatorii spera ca lucrarea lor va permite realizarea de strategii pentru a preveni infectiile datorate H. pylori. Asemenea studii ar putea fi importante pentru obtinerea de noi terapii care sa previna colonizarea bacteriala in primul rand si ar putea fi relevante pentru problema mai larga a infectiilor bacteriale in mucoasele altor organe.