As células imunológicas chamadas "células assassinas" têm como alvo as bactérias que invadem as células do corpo, mas como eles fazem isso de forma tão eficaz? As bactérias podem desenvolver resistência contra antibióticos rapidamente, no entanto, parece que eles não foram tão prontamente capazes de escapar das células assassinas. Isso fez com que os pesquisadores se interessassem em descobrir o mecanismo exato que as células assassinas usam para destruir os invasores bacterianos.

Embora uma das formas pelas quais as células assassinas possam desencadear a morte bacteriana seja infligindo danos oxidativos, ainda não foi entendido como as células assassinas destroem as bactérias em ambientes sem oxigênio.

Agora, pela primeira vez, pesquisadores pegaram células assassinas em flagrante no ato de assassinato microbiano, observando-os enquanto matavam sistematicamente três cepas de micróbios:E. coli e a bactéria responsável por causar infecção por Listeria e tuberculose. O processo causa a morte de células bacterianas, independentemente de o ambiente conter oxigênio ou não.

Suas descobertas, publicado em Célula , revelam que as células assassinas agem metodicamente, atirar enzimas mortais em bactérias para "programar" uma completa degradação interna e morte celular.

Os pesquisadores, do Hospital Infantil de Boston, o Instituto Wistar e a Universidade de Michigan (U-M), usou uma abordagem igualmente sistemática para fazer a descoberta.

"Pegamos três bactérias que são muito diferentes - e para ver quais proteínas foram destruídas por células assassinas - medimos seus níveis de proteína antes, durante e depois de serem atacados, "diz Judy Lieberman, MD, PhD, do Programa Infantil de Boston em Medicina Celular e Molecular (PCMM), que é co-autor sênior do estudo.

As proteínas são essenciais para a vida porque direcionam o uso de nutrientes e a produção da maquinaria celular de que as bactérias precisam para sobreviver.

"Cada cepa de bactéria tem cerca de 3, 000 proteínas e vimos que - em todas as três espécies bacterianas - cerca de cinco a 10 por cento dessas proteínas foram cortadas pela enzima indutora de morte das células assassinas, chamado granzyme B, "Diz Lieberman." Se você fez uma lista das proteínas que as bactérias absolutamente necessárias para sobreviver, seria uma pequena lista - curiosamente, isso parece ser idêntico à lista de ocorrências de granzyme B. "

Mais mortal do que antibióticos

Para desferir o golpe fatal da granzima B, as células assassinas procuram marcadores de superfície nas superfícies celulares do corpo que podem indicar que um invasor bacteriano fixou residência dentro da célula. As células assassinas então se prendem à célula infectada e usam uma enzima para criar um pequeno poro na superfície da célula, através do qual eles injetam a granzima B. Assim que a granzima B entra na célula, ele passa para a bactéria invasora e essencialmente destrói proteínas críticas para a sobrevivência celular, bem como seus ribossomos, as peças da maquinaria celular das bactérias que realmente produzem proteínas.

"Os ribossomos da bactéria se desfazem e param de funcionar, "diz Lieberman, também professor de pediatria na Harvard Medical School.

É como se a fábrica interna de vida da bactéria não só perdesse os projetos para as peças que precisa fazer, mas também sofre uma falha mecânica catastrófica de sua linha de montagem.

"Ao descobrir as proteínas bacterianas que as células assassinas retiram, 'identificamos potenciais alvos terapêuticos que podem abrir caminho para uma nova classe de drogas antimicrobianas, "Lieberman sugere.

“Temos uma grande crise de resistência aos antibióticos agora, na medida em que a maioria dos medicamentos que tratam doenças como tuberculose ou listeria, ou patógenos como E.coli, não são eficazes, "disse Sriram Chandrasekaran, PhD, co-autor sênior do estudo da U-M, em um comunicado de imprensa. "Então, há uma enorme necessidade de descobrir como o sistema imunológico funciona. Esperamos desenvolver uma droga que vá atrás de bactérias de maneira semelhante. "

Mais importante, não importa quantas vezes os pesquisadores expuseram a bactéria à granzima B, a bactéria não desenvolveu resistência ao seu ataque fatal. É possível que a única maneira de as bactérias sobreviverem seja camuflando-se para que as células assassinas não possam "vê-las" e injetar granzima B nelas.

Lieberman está agora procurando os mecanismos específicos pelos quais as bactérias podem escapar das células assassinas. Ela também está investigando como "vias de morte" semelhantes têm efeito em fungos e parasitas, como os que causam malária.