Cercetătorii identifică o proteină implicată în activarea virulenței leptospirozei
În timpul infecției, patogenii trebuie să se adapteze rapid la condițiile din organism pentru a supraviețui.
Un grup de cercetători de la Universitatea din Basel, Elveția, a descoperit modul în care o proteină cheie activează mecanismele ce permit patogenilor Leptospira să supraviețuiască și să cauzeze boală. Rezultatele oferă noi perspective asupra modului în care patogenii își reglează virulența și ar putea deschide noi direcții pentru intervenții terapeutice.
Începând cu sfârșitul secolului XX, bolile transmise de la animale la oameni, cunoscute sub denumirea de zoonoze, au înregistrat o creștere. Printre acestea se numără leptospiroza, o boală infecțioasă ce devine din ce în ce mai frecventă din cauza schimbărilor climatice. Leptospiroza provoacă anual aproximativ un milion de cazuri severe la nivel global, iar se estimează că 60.000 de oameni mor din cauza acesteia. Această boală reprezintă o problemă serioasă de sănătate publică în regiunile cu resurse limitate, iar chiar și în Elveția au fost înregistrate cazuri.
Boala este cauzată de bacteria patogenă Leptospira. Pacienții se infectează prin contactul cu apă sau sol contaminate. Dacă nu este tratată din timp cu antibiotice, infecția poate duce la insuficiență organică. Atunci când intră în organismul uman, bacteria activează factorii de virulență, permițându-i să supraviețuiască și să persiste. Acest proces este reglat de proteina LvrB: atunci când este activată, aceasta transformă bacteria din inofensivă în dăunătoare.
Până acum, modul exact în care funcționează această proteină de comutare LvrB nu era clar. Într-un studiu recent publicat în „Nature Communications”, echipa condusă de Sebastian Hiller de la Biozentrum, Universitatea din Basel, a elucidat acum structura tridimensională și modul de acțiune al proteinei.
„Acum înțelegem la nivel atomic cum funcționează comutatorul molecular și cum este activat. Mai important, am descoperit mecanismul general de activare pentru această clasă cheie de proteine. Rezultatele noastre vor ajuta oamenii de știință să proiecteze medicamente care mențin LvrB închis, împiedicând patogenul să devină virulent”, a declarat Sebastian Hiller.
LvrB face parte dintr-un sistem de comunicare care reglează activitatea a sute de gene legate de virulența bacteriană – în alte cuvinte, capacitatea patogenului de a cauza boală. „În starea inactivă, LvrB este blocat într-o conformație simetrică și inactivă, fiind astfel incapabil să activeze factorii de virulență”, explică Elia Agustoni, primul autor al studiului. „Această poziție ‘oprită’ împiedică bacteria să producă factorii de virulență în mod inutil, de exemplu, atunci când se află în afara organismului.”
Semnalele gazdelor activează o cascadă de semnalizare care duce la modificări chimice ale LvrB, rezultând în reorganizări structurale. „Schimbările conformaționale în LvrB perturbă simetria sa, activând astfel proteina”, afirmă Agustoni. În starea sa „activă”, LvrB poate transmite semnalul către proteina sa partener, care a fost identificată și de către cercetători. Împreună, acestea activează genele de virulență care permit Leptospira să se răspândească în organism.
Cercetătorii sugerează că intervenția asupra schimbărilor structurale în LvrB care mențin proteina în starea inactivă ar putea reprezenta o strategie promițătoare pentru a slăbi virulența patogenilor și, astfel, a preveni infecțiile. Această abordare ar putea, de asemenea, să reducă riscul de rezistență la antibiotice.
Dincolo de relevanța sa pentru leptospiroză, aceste perspective mecanice oferă un model pentru înțelegerea unei clase largi de sisteme de semnalizare similare întâlnite la nivelul bacteriilor. Multe dintre acestea aparțin patogenilor care infectează oameni, animale și plante. „Rezultatele noastre pun bazele pentru descoperirea unei multitudini de procese celulare neexplorate și vor susține dezvoltarea de noi antibiotice, precum și agrochimicale”, subliniază Hiller.
