Ludzki przewód pokarmowy jest wyściełany ochronnym śluzem, w którego strukturze kluczową rolę odgrywają duże białka – mucyny. Pokryte złożonymi łańcuchami cukrowymi, tworzą one warstwę, która nie tylko zapobiega inwazji patogenów, lecz także umożliwia harmonijną współpracę z pożytecznymi bakteriami jelitowymi. Te mikroorganizmy wspierają procesy trawienne, ułatwiają wchłanianie składników odżywczych i stymulują rozwój układu odpornościowego.
W ramach europejskiego projektu Bac2MUC badacze z Uniwersytetu w Utrechcie pod kierownictwem Karin Strijbis postawili sobie za cel zidentyfikowanie bakterii – zarówno chorobotwórczych, jak i komensalnych – które wiążą się z różnymi typami mucyn występującymi w jelicie cienkim i grubym. Dzięki zastosowaniu technologii CRISPR zespół wyłączył w hodowanych komórkach jeden z genów kodujących mucynę, co pozwoliło na porównanie ich funkcji w obecności i w braku tej cząsteczki.
Eksperymenty prowadzono w warunkach beztlenowych, używając adhezji, inwazji oraz fluorescencyjnej mikroskopii konfokalnej do obserwacji interakcji bakterii z mucynami. Metoda ta umożliwia naniesienie na próbki etykiet fluorescencyjnych i uzyskanie obrazów o wysokiej rozdzielczości, co pozwoliło na wizualizację, w jaki sposób poszczególne szczepy wiążą się z warstwą śluzu.
Wyniki wykazały, że oddziaływania te są wysoce selektywne. Patogeny, takie jak Salmonella, wykorzystują specyficzne czynniki wirulencji do nawigacji po warstwie mucyn i inwazji komórek gospodarza, podczas gdy bakterie komensalne – na przykład z rodzaju Bifidobacterium – kolonizują śluz, uwalniając z niego cukry jako źródło pokarmu i jednocześnie wzmacniając barierę jelitową.
Odkrycia zespołu Bac2MUC otwierają nowe perspektywy terapeutyczne. Blokowanie interakcji patogenów z mucynami może stanowić strategię ochrony przed infekcjami, natomiast precyzyjny dobór probiotycznych szczepów, zdolnych do odbudowy i stabilizacji warstwy śluzu, może pomóc w leczeniu zaburzeń takich jak zespół nieszczelnego jelita czy nieswoiste zapalenia jelit. W dalszej kolejności badacze planują zgłębiać molekularne mechanizmy tych interakcji oraz testować konkretne szczepy komensalne we współpracy z gastroenterologami, aby przywracać i utrzymywać prawidłową funkcję bariery jelitowej u pacjentów.
Na podstawie: https://cordis.europa.eu
poleca:
