Smart placerade ytproteiner gör vissa pneumokocker extra farliga
Särskilt sjukdomsalstrande pneumokockstammar har två ytproteiner som genom sin placering på bakterieytan ökar pneumokockens överlevnad och förmåga att orsaka sjukdom. Det visar forskare vid Karolinska Institutet i en studie som publiceras i Nature Communications.
Pneumokockinfektioner är en av de vanligaste orsakerna till sjuklighet och död i världen. En orsak till pneumokockers sjukdomsalstrande förmåga är att de producerar ett sockerhölje. Denna kapsel förhindrar den viktiga immunförsvarskomponenten C3b att fastna på bakterien och bekämpa den.
Forskare vid Karolinska Institutet och KTH har nu studerat i detalj hur pneumokocker interagerar med den del av immunförsvaret som kallas komplementsystemet, där bland annat C3b ingår. Komplementsystemet fungerar ofta som ett första försvar mot främmande ämnen och celler och sätter igång ett antal immunreaktioner i kroppen.
Skyddet nedsatt på vissa ställen
Forskarna visar att kapselskyddet är nedsatt vid bakteriernas delningsställen, som därför fungerar som en inträdesport för C3b. Genom att använda superresolutionsmikroskopi (STED) har de funnit att C3b lagras under bakteriens kapsel primärt vid delningsställena. Lagringen kan fortsätta och slutligen täcka hela bakterien om inte pneumokocken hittar en strategi för att motverka detta.
Studien visar också att ett vanligt ytprotein hos pneumokocker som kallas PspC1 finns lokaliserat just vid bakteriens delningsställen. Där rekryterar PspC1 ett protein som kallas Faktor H, som reglerar komplementsystemet genom att bland annat inaktivera C3b. Vissa särskilt sjukdomsalstrande pneumokockstammar uttrycker förutom PspC1 även ett närbesläktat protein, PspC2, som huvudsakligen lokaliseras till bakteriernas poler. Denna skilda placering på bakterieytan påverkar de två ytproteinernas funktion. Till skillnad från PspC1, som binder till Faktor H, påverkar PspC2 bakteriernas förmåga att vidhäfta till epitelceller som finns i bland annat hud och slemhinnor.
Viktig pusselbit
– Vår studie visar att den precisa lokaliseringen av bakteriella ytproteiner i relation till kapsellagret påverkar vilken roll proteinerna kommer att spela för uppkomst av sjukdom. Det är en viktig pusselbit i förståelsen för hur pneumokocker undkommer immunförsvaret och orsakar alltifrån öroninflammation och bihåleinflammation till allvarlig lunginflammation, hjärnhinneinflammation och blodförgiftning, säger Birgitta Henriques-Normark, professor vid institutionen för mikrobiologi, tumör- och cellbiologi på Karolinska Institutet.
Forskningen finansierades av Vetenskapsrådet, Stockholms läns landsting (ALF-medel), Stiftelsen för Strategisk Forskning och Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse.
Publikation
“Factor H binding proteins protect division septa on encapsulated Streptococcus pneumoniae against complement C3b deposition and amplification”. Anuj Pathak, Jan Bergstrand, Vicky Sender, Laura Spelmink, Marie-Stephanie Aschtgen, Sandra Muschiol, Jerker Widengren & Birgitta Henriques-Normark. Nature Communications, online 23 augusti 2018, doi: 10.1038/s41467-018-05494-w.