Tuberculosi: La Battaglia Interiore
Esplorare la complessa relazione tra la tubercolosi e le risposte immunitarie.
Jeffrey Chin, Nalin Abeydeera, Teresa Repasy, Rafael Rivera-Lugo, Gabriel Mitchell, Vinh Q Nguyen, Weihao Zheng, Alicia Richards, Danielle L Swaney, Nevan J Krogan, Joel D Ernst, Jeffery S Cox, Jonathan M Budzik
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Indice
- La vita di Mtb
- Il viaggio nel corpo
- Il ruolo dei monociti
- La battaglia delle cellule immunitarie
- TAX1BP1: Il giocatore inaspettato
- Un colpo di scena
- Cosa succede nella casa dei topi
- Il ruolo delle Citochine
- Le strategie del patogeno
- Studiando la risposta immunitaria
- La connessione con l'autofagia
- Differenze nelle cellule immunitarie
- Infezione e morte cellulare
- Conclusione: Cosa ci aspetta?
- Direzioni future
- Fonte originale
La tubercolosi (TB) è una malattia seria causata da un minuscolo batterio chiamato Mycobacterium tuberculosis (Mtb). Questo ragnetto è un vero maestro del travestimento, riesce sempre a intrufolarsi nelle nostre cellule immunitarie e a schivare i tentativi del nostro corpo di combatterlo. La TB è ancora un grosso problema di salute nel mondo, causando oltre un milione di morti ogni anno. Tanta roba per un batterio così piccolo!
La vita di Mtb
Una volta che Mtb entra nel corpo, solitamente attraverso i polmoni tramite minuscole gocce da una tosse o uno starnuto, è come trovarsi in un'area riservata di una discoteca: inizia a fare amicizia con i macrofagi alveolari (AMs), le prime cellule immunitarie che incontra. Purtroppo per gli AMs, invece di cacciarlo, danno involontariamente un posto sicuro al batterio per moltiplicarsi e prosperare. È come far entrare un procione in cucina e poi chiederti perché i tuoi snack sono spariti!
Il viaggio nel corpo
Dopo essersi sistemato con gli AMs, Mtb ha in mente un tour mondiale di vari organi. Usa i Monociti del sistema immunitario (un altro tipo di cellula immunitaria) per viaggiare dai polmoni ad altre parti del corpo, come il fegato e la milza. Questo piccoletto furbo ha imparato a manipolare la nostra risposta immunitaria per facilitare il suo viaggio, diventando un vero artista della truffa nel mondo dei germi.
Il ruolo dei monociti
Nei polmoni, i monociti vengono reclutati e trasformati in nuovi tipi di macrofagi, detti macrofagi derivati da monociti (MNCs). Questi nuovi amici sono o MNC1 (CD11clo) o MNC2 (CD11chi), e non sono proprio così bravi a combattere Mtb. I macrofagi derivati da questi monociti hanno abilità diverse nel controllare Mtb, quasi come scegliere le squadre per dodgeball: non tutti sono ugualmente bravi!
La battaglia delle cellule immunitarie
Quando il corpo percepisce la presenza di Mtb, cerca di reagire. Prova a rilevare le astute lipoproteine di Mtb attraverso vari recettori. Pensali come piccoli allarmi pronti a suonare quando ci sono guai in arrivo. Uno di questi sistemi di allerta coinvolge una via di segnalazione che attiva le risposte infiammatorie, che sono essenziali per combattere le infezioni.
Tuttavia, gli scienziati hanno scoperto che Mtb può anche manipolare queste vie a suo favore. Ad esempio, il batterio può ingannare il sistema immunitario inducendo la produzione di interferone di tipo I, una risposta solitamente utile contro i virus. Anche se sembra positivo, in realtà, nel contesto della TB, può involontariamente aiutare Mtb a crescere. È come chiamare rinforzi, solo per scoprire che hanno portato più snack per il procione!
TAX1BP1: Il giocatore inaspettato
In questa storia, appare un personaggio affascinante chiamato Tax1bp1. Questa piccola proteina agisce come un arbitro nella lotta tra le cellule immunitarie e Mtb. Gioca un ruolo fondamentale nella gestione dell'infiammazione e se le cellule vivono o muoiono durante un'infezione. È stato osservato che Tax1bp1 agisce in modo diverso a seconda della situazione; durante le infezioni virali, lavora per ridurre l'infiammazione, mentre durante le infezioni da Mtb, sembra avere un'agenda totalmente diversa.
Un colpo di scena
Sorprendentemente, si scopre che Tax1bp1 potrebbe in realtà aiutare Mtb a crescere in alcune cellule immunitarie, come AMs e macrofagi derivati da monociti. Quando i ricercatori hanno esaminato topi privi di Tax1bp1, hanno scoperto che questi topi erano migliori nel controllare Mtb. È come rendersi conto che il tuo migliore amico era in realtà il procione tutto il tempo!
Cosa succede nella casa dei topi
Negli esperimenti in cui i topi sono stati infettati con Mtb, i ricercatori hanno monitorato gli effetti di Tax1bp1 sulla crescita del batterio. Hanno trovato che i topi privi di Tax1bp1 avevano meno crescita batterica nei polmoni, nella milza e nel fegato, dimostrando che questa proteina era cruciale per la sopravvivenza di Mtb. Era come un brutto ospite che continua a tornare perché sei troppo gentile con lui!
Citochine
Il ruolo delleDurante questa battaglia, il sistema immunitario rilascia proteine speciali chiamate citochine, che dovrebbero aiutare a combattere le infezioni. I ricercatori hanno notato che Tax1bp1 aumentava effettivamente i livelli di diverse citochine infiammatorie nei topi infetti. Tuttavia, questo potrebbe tornare indietro, poiché un'infiammazione eccessiva può portare a danni ai tessuti, simile a quando urli troppo forte al procione e lui rovescia i tuoi bidoni della spazzatura!
Le strategie del patogeno
Mtb è un vero imbroglione. Oltre a manipolare le risposte immunitarie, può anche influenzare il destino delle cellule immunitarie. Tax1bp1 sembra promuovere un tipo di morte cellulare chiamata necrosi, che è esattamente l'opposto dell'apoptosi (morte cellulare programmata). La necrosi può essere disordinata e non aiuta a limitare la crescita di Mtb; anzi, aiuta il batterio fornendogli più nutrienti. È come dare al procione un buffet a volontà!
Studiando la risposta immunitaria
Per approfondire questa danza intricata tra Mtb e le nostre difese immunitarie, gli scienziati hanno esaminato l'espressione genica dell'ospite durante le infezioni. Hanno scoperto che alcune vie geniche erano significativamente impattate dalla presenza di Tax1bp1, portando a un aumento delle risposte infiammatorie. Questo indica che Tax1bp1 è profondamente coinvolto nel determinare come il nostro sistema immunitario reagisce a Mtb e potrebbe giocare un ruolo nel successo del batterio.
La connessione con l'autofagia
L'autofagia è un processo in cui le cellule puliscono il loro interno degradando e riciclando componenti cellulari, inclusi i patogeni. Si sa che la proteina Tax1bp1 influisce sull'autofagia, prendendo di mira Mtb per la distruzione. Tuttavia, sembra che mentre Tax1bp1 possa avviare questa pulizia, durante l'infezione da Mtb, potrebbe in realtà sostenere la crescita del batterio in alcune cellule immunitarie. È un colpo di scena confuso! Chi avrebbe mai pensato che pulire potesse talvolta portare a più caos?
Differenze nelle cellule immunitarie
I ricercatori hanno scoperto che Tax1bp1 aveva effetti diversi a seconda del tipo specifico di cellula immunitaria coinvolta. Nei macrofagi derivati da midollo osseo (BMDMs), Tax1bp1 aiutava a controllare la crescita di Mtb, ma negli AMs sembrava fare l'opposto. È come se avesse le sue preferenze, diventando un tifoso per Mtb quando è con gli AMs, mentre si comporta più come un adulto responsabile con i BMDMs.
Infezione e morte cellulare
Attraverso immagini dal vivo di cellule infette, gli scienziati sono stati in grado di vedere come Tax1bp1 influenzasse la morte cellulare. Hanno scoperto che portava a una morte cellulare simile alla necrosi negli AMs, ma non nei BMDMs. Questo significa che gli AMs, che sono spesso i primi a rispondere contro Mtb, potrebbero finire per promuovere la diffusione di Mtb invece di sopprimerla, portando a più guai in futuro.
Conclusione: Cosa ci aspetta?
In generale, la relazione tra Mtb e Tax1bp1 dipinge un quadro complesso di come funzionano le infezioni. Mtb è un maestro manipolatore, e Tax1bp1, mentre inizialmente pensato come un protettore, può anche contribuire alla sopravvivenza del batterio. Man mano che i ricercatori continuano a districare queste complessità, speriamo di trovare nuovi modi per combattere la TB e potenzialmente limitare la crescita di questo astuto batterio. Magari un giorno riusciremo a capire come superare anche i procioni più furbi!
Direzioni future
I risultati aprono una strada per ulteriori indagini. Man mano che i ricercatori imparano di più su come Tax1bp1 funziona all'interno di diverse cellule immunitarie, possono sviluppare terapie che prendano di mira questa proteina, mirando a potenziare le nostre risposte immunitarie contro Mtb in modo efficace. Navigando tra le curve di questa saga batterica, abbiamo una chance nella continua battaglia contro la tubercolosi.
Dopotutto, se possiamo tollerare i procioni, possiamo sicuramente affrontare Mtb!
Fonte originale
Titolo: Tax1bp1 enhances bacterial virulence and promotes inflammatory responses during Mycobacterium tuberculosis infection of alveolar macrophages
Estratto: Crosstalk between autophagy, host cell death, and inflammatory host responses to bacterial pathogens enables effective innate immune responses that limit bacterial growth while minimizing coincidental host damage. Mycobacterium tuberculosis (Mtb) thwarts innate immune defense mechanisms in alveolar macrophages (AMs) during the initial stages of infection and in recruited bone marrow-derived cells during later stages of infection. However, how protective inflammatory responses are achieved during Mtb infection and the variation of the response in different macrophage subtypes remain obscure. Here, we show that the autophagy receptor Tax1bp1 plays a critical role in enhancing inflammatory cytokine production and increasing the susceptibility of mice to Mtb infection. Surprisingly, although Tax1bp1 restricts Mtb growth during infection of bone marrow-derived macrophages (BMDMs) (Budzik et al. 2020) and terminates cytokine production in response to cytokine stimulation or viral infection, Tax1bp1 instead promotes Mtb growth in AMs, neutrophils, and a subset of recruited monocyte-derived cells from the bone marrow. Tax1bp1 also leads to increases in bacterial growth and inflammatory responses during infection of mice with Listeria monocytogenes, an intracellular pathogen that is not effectively targeted to canonical autophagy. In Mtb-infected AMs but not BMDMs, Tax1bp1 enhances necrotic-like cell death early after infection, reprogramming the mode of host cell death to favor Mtb replication in AMs. Tax1bp1s impact on host cell death is a mechanism that explains Tax1bp1s cell type-specific role in the control of Mtb growth. Similar to Tax1bp1-deficiency in AMs, the expression of phosphosite-deficient Tax1bp1 restricts Mtb growth. Together, these results show that Tax1bp1 plays a crucial role in linking the regulation of autophagy, cell death, and pro-inflammatory host responses and enhancing susceptibility to bacterial infection. Author SummaryAlthough macrophages are the first innate immune cells to encounter Mycobacterium tuberculosis during infection, M. tuberculosis has evolved the ability to persist in them. Recent studies highlight that some types of macrophages are more permissive to M. tuberculosis replication and survival than others, but the mechanisms for cell type-specific differences in M. tuberculosis growth are only beginning to be understood. We found that the host factor, Tax1bp1 (Tax-1 binding protein 1), supports M. tuberculosis growth during animal infection and in specific subsets of innate immune cells, including alveolar macrophages while restricting M. tuberculosis in bone marrow-derived macrophages. We also found that Tax1bp1 has a similar phenotype in enhancing the pathogenesis of another intracellular pathogen, Listeria monocytogenes. Compared to bone marrow-derived macrophages, in alveolar macrophages, Tax1bp1 enhances the release of inflammatory mediators and leads to necrotic-like host cell death, which is known to enhance M. tuberculosis growth. Phosphorylation of Tax1bp1 in alveolar macrophages promotes M. tuberculosis growth. Our research highlights that Tax1bp1 is a host target for host-directed therapy against M. tuberculosis and controls host responses to M. tuberculosis in a cell type-specific manner.
Autori: Jeffrey Chin, Nalin Abeydeera, Teresa Repasy, Rafael Rivera-Lugo, Gabriel Mitchell, Vinh Q Nguyen, Weihao Zheng, Alicia Richards, Danielle L Swaney, Nevan J Krogan, Joel D Ernst, Jeffery S Cox, Jonathan M Budzik
Ultimo aggiornamento: 2024-12-16 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.16.628616
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.16.628616.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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