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# Biologia # Microbiologia

O Papel Crítico dos Tetraspaninas em Infecções Bacterianas

Tetraspaninas ajudam as bactérias a se grudar nas células, influenciando os mecanismos de infecção.

PA Wolverson, I Fernandes Parreira, MO Collins, JG Shaw, LR Green

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Tetraspaninas: A Porta de Tetraspaninas: A Porta de Entrada das Bactérias attachment e infecção bacteriana. Tetraspaninas são fundamentais pra
Índice

Tetraspaninas são uma família de proteínas que estão nas membranas celulares de muitos organismos, incluindo os humanos. Elas são como as borboletas sociais das células, com 33 membros conhecidos que desempenham papéis únicos. Essas proteínas têm uma forma característica com quatro seções que atravessam a membrana celular e laços que se estendem para fora da célula. Pense nelas como pequenas pontes conectando várias proteínas e estruturas dentro de uma célula.

Uma das principais características das tetraspaninas é a capacidade de formar grupos com outras proteínas, criando áreas especializadas conhecidas como microdomínios enriquecidos em tetraspaninas. Esses microdomínios são lugares movimentados, envolvidos em atividades como ajudar as células a grudar umas nas outras, se moverem e enviar sinais dentro e fora da célula. Eles também são as linhas de frente durante infecções por várias bactérias e vírus.

Tetraspaninas e Infecções Bacterianas

Pesquisas recentes revelam que as tetraspaninas contribuem para como certas bactérias conseguem grudar e invadir células. Vários patógenos Bacterianos notórios, incluindo Neisseria meningitidis (a que causa meningite), Staphylococcus aureus (a que pode causar infecções de pele) e Escherichia coli (uma bactéria comum do intestino), mostraram usar tetraspaninas para entrar nas células. Essas bactérias não entram assim, do nada; elas dependem das tetraspaninas para organizar o ambiente certo para sua invasão.

A ideia geral é que as tetraspaninas ajudam outros receptores na superfície celular a se juntar, facilitando a Adesão das bactérias. Por exemplo, no caso do Staphylococcus aureus, uma tetraspanina chamada CD9 ajuda a criar um cenário onde a fibronectina, uma proteína que age como uma cola, pode se ligar às bactérias, permitindo que elas se adiram e infectem as células.

A Mecânica da Adesão Bacteriana

Entender como as bactérias usam tetraspaninas é como montar um quebra-cabeça. Por exemplo, a Neisseria meningitidis tem um jeito específico de grudar nas células. Ela começa usando estruturas minúsculas parecidas com pelos chamadas pili para se prender aos receptores celulares humanos, como CD147 ou CD46. Esse primeiro contato é crucial para as etapas posteriores da Infecção. Uma vez grudadas, as bactérias entram em um relacionamento mais íntimo com as células hospedeiras através de interações com outras proteínas.

O Staphylococcus aureus usa uma abordagem diferente, empregando uma variedade de receptores para se grudar nas células hospedeiras. O CD9 mostrou funcionar com várias proteínas, ajudando as bactérias a se fixarem nas células, organizando um local de adesão ideal, que é essencial para a sobrevivência delas.

Destaques da Pesquisa

Em um estudo que explorou o papel das tetraspaninas, os pesquisadores usaram uma técnica chamada rotulagem de proximidade para entender como o CD9 interage com outras proteínas nas células epiteliais. Ao marcar o CD9 com um marcador especial, eles podiam rastrear com quais proteínas ele estava se juntando durante infecções bacterianas.

Essa abordagem permitiu que os cientistas observassem mudanças nas interações entre as proteínas quando as células estavam infectadas. Acontece que o CD9 promove a adesão das bactérias às células ao organizar outras proteínas necessárias para esse processo. Os pesquisadores descobriram que diferentes bactérias podiam ativar diferentes conjuntos de interações, sugerindo que os microdomínios de tetraspaninas são bastante dinâmicos e responsivos ao ambiente.

Resultados do Estudo

Os achados mostraram que quando o CD9 foi eliminado ou interrompido, as bactérias tiveram mais dificuldade em grudar nas células. Isso destacou a importância das tetraspaninas na adesão bacteriana. Para a Neisseria meningitidis, descobriram que remover o CD9 reduziu significativamente a capacidade das bactérias de se grudarem nas células hospedeiras. Enquanto isso, para o Staphylococcus aureus, os resultados foram semelhantes, mostrando o papel crítico do CD9 em facilitar esse processo.

Curiosamente, os pesquisadores também testaram um peptídeo derivado do CD9, que poderia reduzir a adesão bacteriana quando aplicado às células. Isso sugere que interromper a função do CD9 poderia potencialmente servir como uma nova maneira de combater infecções bacterianas, especialmente considerando a crescente preocupação com a resistência a antibióticos.

A Importância das Interações do CD9

O estudo identificou várias proteínas conhecidas por estarem envolvidas na adesão bacteriana e outras funções celulares. Entre as proteínas que interagem com o CD9 estavam CD46 e CD147, ambas ligadas à Neisseria meningitidis, e CD44, associada ao Staphylococcus aureus. O fato de que essas interações diferiram com base no tipo de bactéria destaca como proteínas específicas são recrutadas dependendo de qual bactéria está tentando invadir. É como ter uma lista de VIPs personalizada para cada tipo de bactéria.

O Que Tudo Isso Significa?

Entender o papel das tetraspaninas na adesão bacteriana nos ajuda a entender como as infecções ocorrem a nível celular. Isso abre portas para estratégias de tratamento que poderiam impedir as bactérias de se agarrar às nossas células e causar problemas.

Tem um lado bom na luta contra a resistência a antibióticos, já que mirar no CD9 e suas interações poderia levar a novas abordagens terapêuticas que não dependem de antibióticos tradicionais.

Direções Futuras e Conclusão

A pesquisa contínua sobre tetraspaninas e suas interações com as bactérias pode levar a novos desenvolvimentos empolgantes no controle e tratamento de infecções. Os cientistas estão ansiosos para descobrir a gama completa de proteínas envolvidas nesses processos e como elas poderiam ser manipuladas para fins terapêuticos.

À medida que nos aprofundamos na complexidade das interações celulares, aprendemos que há muito mais nas bactérias e nas nossas respostas imunológicas do que parece. A dança entre bactérias e células hospedeiras é intricada, e tetraspaninas como o CD9 são peças-chave nessa performance. Ao entender melhor essas interações, podemos trabalhar em direção a estratégias mais eficazes para manter as bactérias afastadas e preservar a nossa saúde.

Em conclusão, o mundo das tetraspaninas e seu papel nas infecções bacterianas é cheio de surpresas. Quem diria que pequenas proteínas poderiam ter um impacto tão significativo em como as bactérias conseguem se estabelecer em nossos corpos? É um lembrete de que no mundo microscópico, até os menores jogadores podem ter uma influência desproporcional na nossa saúde.

Fonte original

Título: Dynamics of the CD9 interactome during bacterial infection of epithelial cells by proximity labelling proteomics

Resumo: Epithelial colonisation is often a critical first step in bacterial pathogenesis, however, different bacterial species utilise several different receptors at the cell membrane to adhere to cells. We have previously demonstrated that interference of the human tetraspanin, CD9, can reduce adherence of multiple species of bacteria to epithelial cells by approximately 50%. However, CD9 does not act as a receptor and is responsible for organising and clustering partner proteins commandeered by bacteria for efficient adherence. CD9 can organise numerous host proteins at the cell membrane but the full interactome has not been delineated. Here, using a novel CD9 proximity-labelling model, we demonstrate a vast and diverse CD9 interactome with 845 significantly enriched proteins associated with CD9 over four hours. These putative proximal proteins were associated with various cellular pathways including cell adhesion, ECM-receptor interactions, endocytosis, SNARE interactions and adherens and tight junctions. Significant and known interactors of CD9 were enriched including {beta}1 integrins and major immunoglobulin superfamily members but also included several known bacterial adherence receptors including CD44, CD46 and CD147. We further demonstrate dynamism of the interactome during infection at three separate time points with two different bacterial species, Neisseria meningitidis and Staphylococcus aureus. During meningococcal infection, 13 unique proximal proteins associated with CD9 were significantly enriched across four hours compared to uninfected cells. However, upon staphylococcal infection far fewer enriched proximal proteins were identified demonstrating that different bacteria require different host factors during CD9-mediated bacterial adherence. Transient knockdown of CD44 and CD147, candidate receptor proteins identified in our screen, significantly reduced staphylococcal and meningococcal adherence respectively. This effect was ablated in the absence of CD9 or if epithelial cells were treated with a CD9-derived peptide demonstrating the association of these proteins during staphylococcal and meningococcal adherence. We demonstrate for the first time the CD9 interactome of epithelial cells and that bacteria hijack these interactions to efficiently adhere to epithelial cells. This process is bacterial species specific, recruiting several different proteins during infection but a host-derived peptide is able to interfere with this process. We have therefore developed a tool that can measure changes within the CD9 interactome after cellular challenge, established a mechanism in which CD9 is used as a universal organiser of bacterial adhesion platforms and demonstrated that this process can be stopped using a CD9-derived peptide.

Autores: PA Wolverson, I Fernandes Parreira, MO Collins, JG Shaw, LR Green

Última atualização: 2024-12-14 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.13.628358

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.13.628358.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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