Νέα ανακάλυψη για το Pseudomonas aeruginosa
Το βακτήριο Pseudomonas aeruginosa είναι μια ανεπιθύμητη παρουσία στον ανθρώπινο οργανισμό, καθώς μπορεί να προκαλέσει σοβαρές λοιμώξεις. Όταν αυτά τα βακτήρια συγκεντρώνονται σε μια επιφάνεια, σχηματίζουν ένα βιοφίλμ, που μοιάζει με τη λάσπη σε χαλασμένα τρόφιμα, αλλά στην προκειμένη περίπτωση βρίσκεται μέσα στο σώμα. Αυτή η συγκέντρωση βακτηρίων επιτίθεται στους πνεύμονες ατόμων με κυστική ίνωση ή σε εκείνους που απαιτούν τη χρήση αναπνευστήρων, όπως συμβαίνει σε σοβαρές περιπτώσεις COVID-19. Επιπλέον, ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας κατατάσσει το Pseudomonas ανάμεσα στα ανθεκτικά στα αντιβιοτικά βακτήρια που αποτελούν τη μεγαλύτερη απειλή για την ανθρώπινη υγεία.
Η διαδικασία σχηματισμού του βιοφίλμ
Μια νέα μελέτη από ερευνητές του California NanoSystems Institute στο UCLA αποκαλύπτει πώς το Pseudomonas ανιχνεύει και δεσμεύεται σε συγκεκριμένα σάκχαρα που αφήνουν πίσω τους άλλα βακτήρια του είδους του. Οι κυτταρικές μεμβράνες ανιχνεύουν αυτά τα σάκχαρα μέσω πρωτεϊνών, ενώ χρησιμοποιούν λεπτές προεκτάσεις, γνωστές ως pili, για να αναγνωρίσουν τα σάκχαρα και να ελέγξουν τη δύναμη των δεσμών τους. Αυτή η πληροφορία μεταφράζεται σε χημικά σήματα μέσα στο κύτταρο, που καθοδηγούν την απελευθέρωση περισσότερων σακχάρων για τον σχηματισμό βιοφίλμ.
Σημασία των ευρημάτων
Τα αποτελέσματα της μελέτης, που δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό Nature Microbiology, μπορεί να έχουν εφαρμογές στην ανθρώπινη υγεία και τη βιομηχανία. Για το Pseudomonas, οι ανακαλύψεις αυτές θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε καλύτερες στρατηγικές για την αμφισβήτηση της ικανότητας των επικίνδυνων βακτηρίων να αντιστέκονται σε φαρμακευτικές θεραπείες. Ο William Schmidt, ένας από τους συγγραφείς της μελέτης, δήλωσε: “Μπορούμε να φανταστούμε ότι θα μπορέσουμε να επηρεάσουμε τη συμπεριφορά των βακτηρίων, μετατρέποντάς τα σε πιο ευαίσθητες εκδόσεις του εαυτού τους, που είναι πιο εύκολες στην αντιμετώπιση.”
Η μελέτη αποκαλύπτει επίσης ότι οι προεκτάσεις pili, που θεωρούνταν κυρίως ως μηχανισμοί κίνησης, λειτουργούν και ως αισθητήρες που μεταφράζουν τη δύναμη σε χημικά σήματα. Αυτή η νέα μορφή σήμανσης είναι πρωτοποριακή για τον τομέα της βιολογίας.
Οι σακχαρώδεις διαδρομές που απελευθερώνονται από τα βακτήρια χρησιμεύουν ως οδηγίες για άλλους να ακολουθήσουν και ως δομικά υλικά για τις κοινότητές τους. Σε μεταγενέστερα στάδια ανάπτυξης του βιοφίλμ, αυτά τα σάκχαρα βοηθούν στη σταθεροποίηση της ομάδας βακτηρίων και στη δημιουργία του περιβάλλοντος που προστατεύει από εξωτερικούς παράγοντες.
Οι ερευνητές δημιούργησαν μια επιφάνεια με προδιαμορφωμένες διαδρομές από συνθετικά σάκχαρα, μιμούμενοι τα φυσικά παραγόμενα σάκχαρα των βακτηρίων, προκειμένου να κατανοήσουν καλύτερα το σύστημα συντονισμού χημικής και μηχανικής ανίχνευσης.
