Έρευνα μικροβιώματος: Μελέτη του Κιέλου αποκαλύπτει προστατευτικό μηχανισμό κατά των λοιμώξεων!

Έρευνα μικροβιώματος: Μελέτη του Κιέλου αποκαλύπτει προστατευτικό μηχανισμό κατά των λοιμώξεων!

Το μικροβίωμα, μια πολύπλοκη κοινότητα βακτηρίων, ιών και μυκήτων που ζουν μέσα και πάνω σε πολυκύτταρους οργανισμούς, έχει κρίσιμη επίδραση στην υγεία του ξενιστή. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για την άμυνα ενάντια στα παθογόνα. Το Κέντρο Συνεργατικής Έρευνας του Κιέλου (SFB) 1182 στο Πανεπιστήμιο Christian Albrechts στο Κίελο είναι αφιερωμένο στην έρευνα των αλληλεπιδράσεων μεταξύ των οργανισμών-ξενιστών και των μικροβίων. Σε πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Επικοινωνίες για τη φύση δημοσιεύθηκε, διερευνήθηκε ο ρόλος του μικροβιώματος στην άμυνα κατά των παθογόνων, ειδικά σε οργανισμούς-μοντέλουςCaenorhabditis elegans.

Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι το βακτήριο του γένουςΨευδομονάςστο εντερικό μικροβίωμαC. elegansΠαράγονται σφιγγολιπίδια, τα οποία προστατεύουν τον ξενιστή από μολύνσεις. Αυτό το εύρημα είναι ιδιαίτερα αξιοσημείωτο επειδή η ικανότητα παραγωγής σφιγγολιπιδίων αποδιδόταν προηγουμένως μόνο σε λίγα βακτήρια. Το βακτήριο Pseudomonas χρησιμοποιεί μια εναλλακτική μεταβολική οδό για την παραγωγή σφιγγολιπιδίων που διαφέρει σημαντικά από τις γνωστές συνθετικές οδούς.

Τα σφιγγολιπίδια και η σημασία τους

Τα σφιγγολιπίδια που παράγονται παίζουν ουσιαστικό ρόλο στην προστασία του εντερικού επιθηλίου βελτιώνοντας τη λειτουργία φραγμού των εντερικών κυττάρων. Μια ειδική συστάδα βιοσυνθετικών γονιδίων σεΨευδομονάςείναι υπεύθυνη για την παραγωγή αυτών των λιπιδίων. Είναι ενδιαφέρον ότι παρόμοιες συστάδες γονιδίων έχουν επίσης βρεθεί σε άλλα εντερικά βακτήρια, υποδεικνύοντας μια ευρεία ικανότητα παραγωγής σφιγγολιπιδίων.

Οι προστατευτικοί μηχανισμοί των σφιγγολιπιδίων λειτουργούν έμμεσα: κατά τις τοξίνες από το παθογόνοBacillus thuringiensisΗ δημιουργία πόρων στην κυτταρική μεμβράνη του ξενιστή, που διευκολύνει την είσοδο άλλων παθογόνων, ενισχύει τον τροποποιημένο σφιγγολιπιδικό μεταβολισμόΨευδομονάςτη σταθερότητα των κυτταρικών μεμβρανών στον ξενιστή. Αυτά τα ευρήματα διευρύνουν την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο οι μικροβιακοί μεταβολίτες μπορούν να προστατεύσουν τον ξενιστή από παθογόνα.

Αναλυτικά η έρευνα

Η τρέχουσα μελέτη χρησιμοποίησε μια ποικιλία επιστημονικών μεθόδων για τη διερεύνηση της γενετικής και μεταβολικής βάσης της προστασίας από λοιμώξεις. Μεταξύ άλλων, διάφορα στελέχη τουC. elegansπου χρησιμοποιούνται και την ικανότητά τους να επιβιώνουν μετά τη μόλυνση μεBacillus thuringiensisαναλύονται. Τα ποσοστά επιβίωσης αξιολογήθηκαν στατιστικά για να καταδειχθεί η σημασία του μικροβιώματος στην προστασία από τη μόλυνση.

Μια άλλη πτυχή που τονίστηκε στην έρευνα είναι η ανάλυση της σύστασης σφιγγολιπιδίων σεC. elegans. Μελέτες έχουν δείξει ότι τα σφιγγολιπίδια παίζουν ρόλο σε διάφορες κυτταρικές διεργασίες, συμπεριλαμβανομένου του κυτταρικού πολλαπλασιασμού, της διαφοροποίησης και των αντιδράσεων στο στρες. Αυτά τα ευρήματα υποδηλώνουν ότι τα σφιγγολιπίδια μπορεί επίσης να είναι σημαντικά στην ανάπτυξη ασθενειών, όπως ο διαβήτης και οι νευροεκφυλιστικές ασθένειες.

Η διεπιστημονική έρευνα στο Κέντρο Συνεργατικής Έρευνας του Κιέλου δεν προσφέρει μόνο πληροφορίες για το πώς λειτουργούν τα μικροβιώματα, αλλά και προοπτικές για μελλοντικές θεραπευτικές προσεγγίσεις για τη θεραπεία διαταραχών στο ανθρώπινο εντερικό μικροβίωμα. Στόχος είναι να μπορούμε να αντιμετωπίζουμε καλύτερα τις μακροχρόνιες διαταραχές. Αυτό δείχνει πόσο σημαντική έχει γίνει η κατανόηση της μικροχλωρίδας στη σύγχρονη ιατρική.