Původce černého kašle nehraje podle pravidel, popsali mikrobiologové AV ČR

25. 11. 2021

Bakterie Bordetella pertussis způsobují v lidském hostiteli vysoce nakažlivý černý kašel. Během evoluce se postupně adaptují na svého hostitele a s nástupem očkování i na účinek vakcín. V rámci své specializace se zbavily stovek genů, které pro infekci a kolonizaci lidské populace nepotřebovaly. Takové ztráty jsou zpravidla nenávratné. To ale minimálně pro jeden důležitý gen bakterie Bordetella pertussis neplatí, zjistili vědci Mikrobiologického ústavu AV ČR.

Výsledky bádání jsou zajímavé nejen z hlediska základního výzkumu, ale také pro pozdější využití k vývoji účinnější vakcíny nebo pro lépe zacílenou léčbu onemocnění.

Černý kašel sice v zemích s celoplošným očkováním téměř vymizel, ale v poslední době se zejména v ekonomicky rozvinutých zemích vrací. Důvodů je více, jedním z nich je schopnost adaptace tohoto patogenu. A to jak na účinky vakcíny, tak i na samotného lidského hostitele.

Přesto byli vědci z Mikrobiologického ústavu AV ČR velmi překvapeni schopností tohoto patogenu zvrátit adaptační proces. Zkoumali jeden z genů, které bakterie během vývoje znehodnotila: gen zodpovědný za export manganu, tedy prvku, který je klíčový pro přežívání patogenních bakterií v lidském hostiteli. Prokázali, že bakterie mohou následkem nefungujícího exportéru zadržovat drahocenný mangan ve svých buňkách a lépe tak přežívat v nepříznivých podmínkách.

„Lidský organismus se infekci brání mimo jiné i tím, že znemožňuje bakteriím přístup k manganu a snaží se je de facto ´vyhladovět´,“ popisuje Branislav Večerek z Mikrobiologického ústavu AV ČR.

Nicméně výsledky výzkumu jeho týmu naznačují, že Bordetella pertusis si „pamatuje“, že kdysi bývala bakterií žijící ve volné přírodě, kde se mohla setkat s vysokými koncentracemi manganu, a v přítomnosti pro ni škodlivých koncentrací manganu dokáže gen překvapivě opravit a export nadbytečného manganu obnovit. Výsledky uveřejnil časopis mBio.

„Tento typ flexibilní adaptace na nedostatek či přebytek manganu nebyl dosud popsán a přináší tak novou představu o evoluci patogenních bakterií v průběhu jejich postupné adaptace na hostitelské prostředí,“ vysvětluje první autor studie Jan Čapek z Mikrobiologického ústavu AV ČR.

Kontakt:

RNDr. Branislav Večerek, CSc., vecerek@biomed.cas.cz
Vedoucí Laboratoře post-transkripční kontroly genové exprese, Mikrobiologický ústav AV ČR

Článek v mBio: A Unique Reverse Adaptation Mechanism Assists Bordetella pertussis in Resistance to Both Scarcity and Toxicity of Manganese

TZ ke stažení zde.