Naukowcy z Centrum Badań nad Biologią Bakterii i Bakteriofagów (B3 RIDC) Uniwersytetu w São Paulo opisali na łamach „PLOS Biology” 45 dotąd nieznanych toksyn wytwarzanych przez bakterie z rodzaju Salmonella. Część z nich wiąże się z zakażeniami przenoszonymi drogą pokarmową, a wyniki badania mogą się przydać przy opracowywaniu nowych antybiotyków.

System wstrzykujący toksyny bezpośrednio do komórek

Zespół przeanalizował materiał genetyczny z 6165 próbek pochodzących od 149 serotypów Salmonella enterica, korzystając z narzędzi obliczeniowych porównujących sekwencje białek między różnymi bakteriami. Przedmiotem analizy był system wydzielniczy typu VI (T6SS) – mikroskopijna struktura, za pomocą której wiele bakterii Gram-ujemnych wstrzykuje białka i toksyny do innych komórek, działając podobnie do sprężynującego harpunu. Dzięki T6SS bakterie konkurują o przestrzeń i zasoby z innymi mikroorganizmami, kolonizują organizmy żywicieli i zdobywają składniki odżywcze.

45 toksyn bez odpowiednika w bazach danych

Spośród 128 zidentyfikowanych typów toksyn 45 różniło się od wszystkich dotąd opisanych białek na tyle, że można je uznać za zupełnie nowe. Część z nich atakuje inne bakterie, inne działają na komórki eukariotyczne – w tym grzyby, drożdże, glony i komórki ssaków. Według Robsona Francisco de Souzy z USP, współautora badania, taki wynik wskazuje na bardzo dużą globalną różnorodność toksyn i antytoksyn bakteryjnych, przy czym nowo odnajdywane warianty odbiegają od znanych wcześniej grup mocniej, niż wcześniej zakładano. Zespół zauważył też, że poszczególne grupy Salmonelli różnią się między sobą zestawem cząsteczek wydzielanych przez T6SS, co sugeruje, że każda z nich dobiera i utrzymuje toksyny przydatne w swoim konkretnym środowisku.

Możliwy wpływ na zdrowie ludzi i przyszłe terapie

Aby potwierdzić, że nowo opisane toksyny biorą udział w zakażeniach u ludzi, konieczne będzie znalezienie szczepu przenoszącego geny ukierunkowane na komórki eukariotyczne i eksperymentalne sprawdzenie ich wpływu na przebieg zakażenia. Badacze zwrócili też uwagę, że szczepy Salmonelli pochodzące ze środowiska naturalnego miały więcej efektorów T6SS niż te izolowane od pacjentów – co łączą z większą liczbą konkurentów mikrobiologicznych w środowisku naturalnym. Autorzy zapowiadają dalszy rozwój narzędzi obliczeniowych do analizy podobnych systemów u innych bakterii, w tym archeonów i mniej zbadanych gatunków.