سلول‌ روده همانندیک حسگر عفونت عمل می‌کنند

برخی از باکتری‌های مضر روده می‌توانند مرزهایی را که بافت را از محیط اطرافش جدا می‌کند، بشکنند. این فرایند یک پاسخ ایمنی التهابی را که از بدن محافظت می‌کند، فعال می‌کند. در طول فرآیند تهاجم، این میکروب‌های متجاوز برجستگی‌های مشخصی به نام رافل(ruffles) را روی سطح سلول‌های روده ایجاد می‌کنند.

این برجستگی‌ها به سطح سلول فشار می‌آورند، دور باکتری‌ها می‌پیچند و در نهایت آنها را به داخل سلول می‌برند. این حرکات سلولی نیروی مکانیکی تولید می‌کند که به تغییر در کشش سطح سلول منجر می‌شود. نتایج مطالعه جدید نشان می‌دهد که سلول‌ها این تغییرات کشش سطحی را به عنوان سیگنالی برای عفونت حس می‌کنند. سیگنال مکانیکی با عمل یک پروتئین مکانیکی حسگر به نام PIEZO۱ شناسایی می‌شود.PIEZO۱ در سراسر سطح سلول‌های روده مانند یک شبکه توزیع می‌شود و به عنوان یک سیستم هشدار دهنده عمل می‌کند که در مکان‌های تهاجم باکتری‌ها فعال می‌شود.

"آندریا پوهار"(Andrea Puhar) نویسنده اصلی این مطالعه گفت: پس از فعال‌سازی PIEZO۱، سلول‌های آلوده سیگنال‌های هشداری را ارسال می‌کنند که آنها پاسخ ایمنی را فعال می‌کند. یافته‌های ما روش جدیدی از تشخیص عفونت را نشان می‌دهد. در حالی که قبلا شناخته شده بود که سلول‌ها برای تشخیص شیمیایی عفونت، حس بویایی دارند، اکنون ما نشان دادیم که آنها به دلیل تشخیص فیزیکی تغییرات نیرو، حس لامسه نیز دارند.

در یک مطالعه قبلی، نویسندگان کشف کردند که سلول‌های اپیتلیال روده زمانی که با باکتری‌های خاصی مانند پاتوژن‌های گرم منفی شیگلا و سالمونلا آلوده می‌شوند، مولکولی به نام ATP ترشح می‌کنند. سلول‌های اپیتلیال روده مانند نگهبان‌های ایمنی عمل می‌کنند زیرا مانعی برای مجرای روده(جایی که بسیاری از میکروب‌های مفید در آن ساکن هستند) تشکیل می‌دهند، اما در همان زمان میکروب‌های مضر پس از مصرف شروع به عفونت می‌کنند. نویسندگان نشان دادند که در طول عفونت باکتریایی، ATP خارج سلولی به عنوان یک سیگنال خطر عمل می‌کند که باعث التهاب حاد روده می‌شود.

چگونگی شروع ترشح ATP در طول عفونت مشخص نبود. دانشمندان با استفاده از شیگلا و پاتوژن روده‌ای گرم مثبت لیستریا همراه با دستکاری‌های فارماکولوژیک و ژنتیکی، نشان دادند که انواع مختلفی از باکتری‌ها قادر به تحریک ترشح ATP هستند.پوهار در ادامه افزود: احساس مکانیکی تهاجم باکتری‌ها که یکی از اولین مراحل عفونت است، امکان تشخیص زودهنگام ایمنی را فراهم می‌کند و پاسخ ایمنی فوق‌العاده سریعی را ایجاد می‌کند که یک مزیت تکاملی قوی در مبارزه بی‌پایان بین میکروب‌های خطرناک و سیستم ایمنی بدن ما ایجاد می‌کند.