Infezioni con Salmonella batteri, spesso causato dal consumo o dalla manipolazione di carne o uova poco cotte, colpiscono circa 100 milioni di persone all'anno in tutto il mondo. La sofferenza provocata dall'infezione:crampi addominali, febbre e diarrea, è il risultato di un insieme estremamente preciso di interazioni molecolari tra il batterio e le cellule umane infette. In un nuovo studio pubblicato su Journal of Biological Chemistry , i ricercatori dell'Imperial College di Londra e del Francis Crick Institute riportano alcuni dettagli su come Salmonella chiude una via immunitaria dopo l'infezione.

Quando un agente patogeno piace Salmonella enterica infetta una cellula, la cellula attiva una serie di segnali, culminando nell'attivazione di alcuni geni per attivare le risposte immunitarie protettive. Un gruppo di proteine ​​che attivano geni correlati al sistema immunitario è noto come fattori di trascrizione NF-?B. Salmonella , però, produce il proprio insieme di proteine ​​che impediscono che ciò accada.

"Queste (proteine ​​batteriche) funzionano come un paio di forbici molecolari, tagliando i fattori di trascrizione NF-kappaB e quindi sabotando la risposta immunitaria delle cellule infette, " disse Teresa Thurston, l'investigatore dell'Imperial che ha supervisionato il lavoro.

Queste proteine ​​di sabotaggio, chiamate collettivamente zinco metalloproteasi proteine ​​effettrici, agire in modo sorprendentemente delicato per i sabotatori. Nelle cellule umane che Salmonella enterica infetta, ci sono cinque diversi tipi di proteine ​​NF-kappaB, ma il Salmonella effettori ne tagliano solo tre, lasciando intatti gli altri due.

"L'interazione tra l'ospite e l'agente patogeno è molto complessa, " Thurston ha detto. "Quindi ciò che penso significhi questa selettività è che (le proteine ​​​​batteriche) sono in grado di influenzare un particolare braccio della risposta immunitaria mantenendo intatte le altre braccia. E, in quel modo, stanno davvero mettendo a punto la risposta immunitaria dell'ospite piuttosto che avere un effetto bomba a tappeto".

La squadra di Thurston, guidato dallo studente laureato Elliott Jennings, voleva capire come queste proteine ​​batteriche fossero in grado di comportarsi in modo così accurato a livello molecolare. Fare così, il team ha prodotto una struttura 3D dettagliata di uno di essi, sia da solo che in complesso con una proteina NF-kappaB umana.

Hanno scoperto un sofisticato meccanismo di sabotaggio molecolare. I fattori di trascrizione NF-kappaB svolgono il loro compito di attivare i geni del sistema immunitario legandosi al DNA in posizioni specifiche. Il Salmonella le proteine ​​effettrici assumono la forma approssimativa e la carica elettrica della spina dorsale del DNA, essenzialmente ingannare le proteine ​​NF-kappaB per attaccarle invece; una volta che questo accade, il Salmonella la proteina taglia la proteina NF-kappaB.

La precisione con cui ciò si verifica, prendendo di mira solo tre proteine ​​NF-kappaB su cinque, è fortemente determinata dal modo in cui gli effettori batterici interagiscono con un singolo amminoacido nelle proteine ​​NF-kappaB mirate.

"Con un singolo cambiamento nella sequenza degli amminoacidi, potremmo creare un obiettivo che non poteva più essere tagliato, " Thurston ha detto. "Anche viceversa:dopo aver cambiato solo un amminoacido, (l'effettore) è stato quindi in grado di scindere una proteina che normalmente non era mirata".

In altre parole, le proteine ​​batteriche distinguono tra le proteine ​​umane basate su un solo amminoacido specifico.

Insieme, questi risultati contribuiscono a un quadro complesso di come Salmonella calpesta il suo ospite umano rompendo con cura le molecole chiave nelle vie di segnalazione immunitaria.

"Forse una volta che avremo un quadro completo di come i batteri ne ottengano uno sui loro ospiti, possiamo spostare l'equilibrio a favore dell'ospite, " Thurston ha detto. "Nel caso di Salmonella infezione, questo potrebbe essere importante, poiché molti dei decessi sono associati a pazienti immunocompromessi".