Het is bekend dat bacteriële producten menselijke cellen kunnen binnendringen; nu kunnen onderzoekers eindelijk uitleggen hoe bacteriën dat doen. Onderzoekers van de Universiteit van Connecticut hebben ontdekt dat extracellulaire blaasjes (EV's) in menselijke cellen bacteriële producten naar andere cellen kunnen transporteren, wat de gezondheid kan beïnvloeden. De ontdekking werpt licht op hoe bacteriën cellen binnendringen en heeft belangrijke implicaties voor het begrijpen van immuunreacties en cellulaire communicatie.

Door menselijke cellen geproduceerde boodschapperbellen kunnen bacteriële producten oppikken en aan andere cellen afleveren, rapporteren onderzoekers van de Universiteit van Connecticut in het tijdschrift Nature Cell Biology. De ontdekking zou een belangrijk mechanisme kunnen verklaren waarmee bacteriën, zowel vriendelijke als besmettelijke, de menselijke gezondheid beïnvloeden.

Extracellulaire blaasjes (EV's) zijn als de postdienst van onze cellen. EV's die door cellen worden geproduceerd, zijn kleine belletjes met een waterdichte buitenlaag gemaakt van vettige stoffen, lipiden genaamd, en worden in de bloedbaan afgeleverd. Wanneer een andere cel EV tegenkomt, neemt deze deze in het lichaam en schakelt deze in. EV’s bevatten vaak moleculen die informatie ontvangen over celgedrag of groei.

Nu melden immunologen Puja Kumari, Vijay Rathinam en collega's van de University of Connecticut School of Medicine dat EV's ook iets volkomen onverwachts kunnen doen. De wanden van EV’s kunnen bacteriële fragmenten absorberen, en bacteriën hebben vaak een lipidegroep die gemakkelijk in de lipidewanden van EV’s glijdt. Welke menselijke cel dan ook de EV pakt, de EV draagt ​​de bacteriële producten samen met de andere inhoud naar de menselijke cel.

"We ontdekten dat EV's in de circulatie patrouilleren voor systemische microbiële producten en intracellulaire immuunsurveillancenetwerken waarschuwen", zegt Kumari, een postdoctoraal onderzoeker in het laboratorium van Rasinnam.

Dit loste een al lang bestaand mysterie op. Onderzoekers weten dat onze cellen receptoren hebben die bacteriële producten detecteren. Maar ze wisten niet precies hoe deze bacteriële producten in de cellen terechtkwamen.

"We hebben geleerd welke microbiële producten in de bloedbaan terechtkomen", zegt Rasinnam, universitair hoofddocent bij de afdeling Immunologie. "Deze producten kunnen afkomstig zijn van binnendringende infectieuze bacteriën of van vriendelijke bacteriën, zoals die in onze darmen. Wanneer receptoren in de cellen ze detecteren, zenden de bacteriën signalen uit die de darmen, het immuunsysteem of zelfs de hersenen kunnen helpen goed te functioneren. Of ze kunnen ervoor zorgen dat cellen zichzelf vernietigen en ontstekingen veroorzaken, afhankelijk van het type bacterie en de betrokken producten. Maar we weten niet hoe microbiële producten van schadelijke of vriendelijke bacteriën die de bloedbaan binnenkomen, van buiten de cel naar binnen de cel terechtkomen."

Om te bewijzen dat elektrosomen inderdaad bacteriële fragmenten transporteerden en deze in cellen brachten, voerden Kumari, Rasinnam en hun collega's een reeks experimenten uit. Eerst injecteerden ze muizen met groen gelabeld LPS, geproduceerd door bacteriën. Ongeveer een uur later vonden ze groene LPS op de EV's in het bloed van de muizen. Ten tweede: toen ze deze EV’s met groene LPS overbrachten naar een andere groep muizen, vonden ze groene LPS in de cellen van de ontvangende muizen, wat ontstekingen veroorzaakte.

Hoewel ze geen experimenten met andere microbiële producten dan LPS hebben geprobeerd, vermoeden ze dat iets soortgelijks zal gebeuren.

"We denken dat dit een rol speelt in zowel de normale fysiologie als de infectie. Microbiële producten uit de darmmicrobiota komen vrij in de bloedcirculatie en zijn erg belangrijk voor het lichaam. EV's kunnen hierin een gunstige rol spelen", aldus Rasinham.

Referenties: "Hostextracellulaire blaasjes verlenen cytosolische toegang tot systemische LPS-licenties voor niet-canonieke ontstekingsdetectie en pyroptosis" door Puja Kumari, Swathy O. Vasudevan, Ashley J. Russo, Skylar S. Wright, Víctor Frailee, Rathinam. Wright, Víctor Fraile-Ágreda, Dylan Krajewski, Evan R. Jellison, Ignacio Rubio, Michael Bauer, Atsushi Shimoyama, Koichi Fukase, Yuanpeng Zhang, Joel S. Pachter, Sivapriya Kailasan Vanaja en Vijay A. Rathinam, 16 november 2023, Nature Cell Biology.

DOI:10.1038/s41556-023-01269-8

Samengestelde bron: ScitechDaily