L. pneumophila — бактериальный патоген, вызывающий легионеллез — заболевание, характеризующееся острой легочной инфекцией, которая часто приводит к летальному исходу при отсутствии своевременного лечения. Во Франции ежегодно выявляется от 1200 до 1500 случаев со смертностью от 5 до 15%.
Исследователи из Institut Pasteur, CNRS и Inserm в сотрудничестве с командой из Швейцарии обнаружили ранее неизвестный механизм, с помощью которого L. pneumophila воздействует на митохондрии, чтобы модулировать митохондриальную динамику и тем самым нарушать митохондриальное дыхание, что, в свою очередь, приводит к изменению клеточного состояния. метаболизм. Эти метаболические изменения в клетке-хозяине способствуют размножению бактерий. Таким образом, изменение структуры клеточной биоэнергетики для создания разрешающей репликации ниши в клетках-хозяевах является основной стратегией вирулентности L. pneumophila.Исследователи определили следующий механизм: L. pneumophila устанавливает временные, высокодинамичные контакты с митохондриями хозяина и секретирует фермент под названием MitF, который изменяет форму митохондрий, индуцируя DNM1L (белок хозяина, необходимый для фрагментации митохондрий), зависимую от фрагментации митохондрий. . Удивительно, но митохондриальная фрагментация, вызванная L. pneumophila, не зависит от гибели клеток и в конечном итоге нарушает митохондриальное дыхание, тогда как клеточный гликолиз увеличивается.
Таким образом, вызванные бактериями изменения в митохондриальной динамике способствуют фенотипу Варбурга (который характерен для раковых клеток) в инфицированной клетке, что способствует размножению бактерий.Исследователи также доказали, что защита клеток-хозяев от митохондриальных изменений, вызванных легионеллами, может помочь в борьбе с инфекцией. Действительно, предварительная обработка клеток человека соединением, которое ингибирует изменения морфологии митохондрий, позволяет защитить клетку-хозяин от вызванных легионеллами изменений митохондрий и ограничивает бактериальную инфекцию клеток человека.Как объясняет Кармен Бухризер, руководитель отдела биологии отдела исследования внутриклеточных бактерий в Институте Пастера и исследователь в CNRS, «это важное открытие, поскольку наши результаты демонстрируют ключевую стратегию, используемую L. pneumophilia для внутриклеточной репликации.
Путем воздействия на митохондрии. , бактерия гарантирует, что клетка-хозяин будет допускать ее репликацию. Поэтому важно, чтобы исследователи также сосредоточили свои исследования на метаболических изменениях, вызываемых патогенными бактериями, чтобы разработать новые терапевтические стратегии против легионеллеза и других заболеваний, связанных с внутриклеточными бактериями. "Эта работа проливает новый свет на то, как патоген формирует метаболические реакции хозяина во время инфицирования клеток человека, и показывает, что метаболические изменения в клетке хозяина являются инструментом репликации патогенов в клетках человека и, таким образом, вызывают заболевание.
Он также предлагает новую концепцию лечения инфекций путем подавления метаболических изменений, вызванных патогенами.