Бактерии Salmonella Typhimurium (далее Salmonella) живут в кишечнике и часто вызывают гастроэнтерит у людей. По оценкам Центров по контролю и профилактике заболеваний, бактерии сальмонеллы вызывают около 1.35 миллионов инфекций, 26 500 госпитализаций и 420 смертей в США ежегодно.
Загрязненная пища является источником большинства этих болезней. Большинство людей, заболевших сальмонеллой, страдают диареей, лихорадкой и желудочными спазмами, но выздоравливают без специального лечения. Антибиотики обычно используются только для лечения людей, страдающих тяжелым заболеванием или находящихся в группе риска.
Бактерии сальмонеллы также могут заражать самых разных животных, включая крупный рогатый скот, свиней и кур. Хотя клиническое заболевание обычно проходит в течение нескольких дней, бактерии могут сохраняться в желудочно-кишечном тракте гораздо дольше. Выделение бактерий из фекалий облегчает передачу новым хозяевам, особенно через так называемые "суперседдеры", которые выделяют большое количество бактерий с фекалиями.
Ученые NIAID изучают, как бактерии сальмонеллы закрепляются и закрепляются в желудочно-кишечном тракте млекопитающих. Одна из первых линий защиты в желудочно-кишечном тракте – физический барьер, обеспечиваемый одним слоем эпителиальных клеток кишечника.
Эти специализированные клетки поглощают питательные вещества и являются важным барьером, препятствующим распространению патогенов в более глубокие ткани. Когда бактерии вторгаются в эти клетки, клетки выбрасываются в просвет кишечника – полую часть кишечника. Однако в предыдущих исследованиях ученые NIAID наблюдали, что некоторые сальмонеллы быстро реплицируются в цитозоле – жидкой части – эпителиальных клеток кишечника.
Это побудило их спросить: действительно ли выброс инфицированной клетки усиливает, а не уничтожает бактерии??
Чтобы ответить на этот вопрос, ученые с помощью генной инженерии создали бактерии Salmonella, которые самоуничтожаются при воздействии цитозоля эпителиальных клеток, но нормально растут в других средах, включая просвет кишечника. Затем они заразили лабораторных мышей самоуничтожающимися бактериями Salmonella и обнаружили, что репликация в цитозоле кишечных эпителиальных клеток мыши важна для колонизации желудочно-кишечного тракта и способствует выделению фекалий. Ученые предполагают, что, угнетая реакцию эпителиальных клеток, сальмонеллы усиливают свою способность проникать в соседние клетки и засеивать кишечник для выделения фекалий.
Исследователи говорят, что это пример того, как давление, оказываемое иммунным ответом хозяина, может управлять эволюцией патогена, и наоборот. Новые идеи открывают новые возможности для разработки новых вмешательств для снижения бремени этого важного патогена.