Bei Patienten mit Mukoviszidose, Pseudomonas-aeruginosa ist eine viel-gefürchtete Krankheitserreger. Das Bakterium leicht im Dickdarm, die Lunge von Menschen mit zystischer Fibrose, führt zu chronischen Infektionen, die fast unmöglich zu beseitigen und letztlich tödlich.
Warum wird P. aeruginosa, nicht aber andere weit verbreitete Bakterien, gedeihen in der Mukoviszidose-Lunge?
Eine neue Studie von Forschern an der Columbia University Vagelos College of Physicians und Chirurgen schlägt vor, die Antwort hat zu tun mit dem Bakterium kulinarische Vorliebe für Succinat, ein Nebenprodukt des zellulären Stoffwechsels, das ist reichlich im zystische-Fibrose-Lungen.
„Die Verhinderung einer Infektion durch P. aeruginosa könnte erheblich zur Verbesserung der Gesundheit von Menschen mit Mukoviszidose“, sagt Sebastián A. Riquelme, PhD, der Studie führen Autor und ein postdoctoral fellow in der Abteilung für Pädiatrie. „Und es ist möglich, dass wir kontrollieren konnte die Infektion durch targeting der Bakterien ist die Verwendung von Succinat in der Lunge.“
Überschüssige Succinat in der CF-Lunge
Die überschüssige Succinat in der Lunge von Menschen mit zystischer Fibrose stammen aus einer Interaktion zwischen zwei Proteinen, CFTR und PTEN. Mutationen im CFTR-gen, zystische Fibrose verhindert, dass die CFTR-proteins aus dem Transport von Ionen in und aus Zellen. Aber die Mutationen auch stören CFTR-die Interaktion mit PTEN (eine Entdeckung gemacht, die von der Columbia-team im Jahr 2017).
Es ist diese abnorme PTEN-CFTR-Interaktion, die neue Studie fand, dass die Ursachen Lungen-Zellen zur Freisetzung einer übermäßigen Menge an Succinat. Die Succinat angeheizt das Wachstum von P. aeruginosa in der Lunge von Mäusen, hatte aber keine Wirkung auf Staphylococcus aureus, ist ein weiterer wichtiger Erreger.
Mehr Succinat, Mehr Schleim
Nicht nur, dass P. aeruginosa , gedeihen in einer Succinat-reiche Umwelt, die es aktiv passt sich an die fülle seiner bevorzugten Nahrung.
„Succinat adaptierten Bakterien leiten Sie Ihren Stoffwechsel auf die Produktion von extrazellulären Schleim, das macht die Organismen extrem schwer zu beseitigen ist, aus der Lunge“, sagt die Studie leitende Autor Alice Prince, MD, John M. Driscoll Jr, MD und Yvonne Driscoll, MD, Professor von Kinderheilkunde. „Diese Bakterien sind die Ursache von chronischen Infektionen bei zystischer Fibrose.“
Die Succinat-fed auch Bakterien unterdrücken die Immunantwort, die Förderung behindert die Fähigkeit des Körpers, um die Infektion zu kontrollieren.
Targeting-Succinat
Die neuen Erkenntnisse — made in Mäusen und in menschlichen Zellen in Gewebe-Kultur-darauf hin, dass es möglich sein zur Behandlung von P. aeruginosa Infektion durch die Wiederherstellung der Interaktion zwischen PTEN und CFTR, auch wenn die CFTR-die anderen Funktionen beeinträchtigt sind.
Neue Medikamente gegen die zystische Fibrose, wie die lumacaftor und ivacaftor Kombination, die derzeit verfügbar sind, Wiederherstellung der CFTR-PTEN Interaktion und verringert möglicherweise die Generierung von Succinat.
Die Begrenzung der Akkumulation von Succinat kann auch reduzieren Sie das bakterielle Wachstum und Anpassung. Succinat wird vor allem produziert durch das Immunsystem-Zellen während der entzündlichen Reaktion, Riquelme sagt. „Wir rechnen damit, dass durch die Kontrolle der übertriebenen Entzündung beobachtet in den Atemwegen, die wir reduzieren könnten, Succinat-und P. aeruginosa – Infektion.“