Wystarczy zmiana kształtu bakterii a twój organizm jej nie wykryje!

To nie przypadek, że smukły kształt dżdżownicy sprawia, że jej ciało idealnie nadaje się do przemykania przez wąskie tunele. Ewolucja kształtuje stworzenia według korzyści, jakie dany kształt może zaoferować. Czy na poziomie mikroskopijnym kształt bakterii również może przyczynić się do jej przetrwania? Czy kulista bakteria ma większe szanse zainfekowania gospodarza niż ta w kształcie pałeczki?

Analiza ewolucji patogennych bakterii, które żyją w ludzkim gardle sugeruje, że kształt owych bakterii zmieniał się w czasie, przechodząc od pałeczki do ziarenek. W artykule opublikowanym w czasopiśmie PLOS Genetics, profesor Frédéric Veyrier z INRS-Institut Armand-Frappier Research Centre i jego współpracownicy wykazali, że zmiana ta mogła nastąpić, aby bakterie lepiej wymykały się systemowi obronnemu gospodarza.

Publiczne służby ochrony zdrowia starannie przyglądają się infekcjom dróg oddechowych, które są trzecią najczęstszą przyczyną zgonów na świecie. Patogeny odpowiedzialne za te infekcje ewoluowały w celu udaremnienia obrony przez system immunologiczny, dostosowując się do niszy ekologicznej wewnątrz nosa.

Neisseria meningitidis (odpowiedzialna za zapalenie opon mózgowych) i catharralis catarrhalis mogą powodować poważne zakażenia u ludzi. Analiza genetyczna przodków tych bakterii wskazała istnienie w poprzednich wersjach genu yacF. Brak tego genu w kolejnych pokoleniach umożliwił bakteriom zmianę swojego kształtu. I tak występujące współcześnie u ludzi N. meningitidis i M. catharralis są kuliste i brakuje im genu yacF.

Bakterie przeszły od kształtu pałeczek do ziarenek pozwalając tym samym, by skład niektórych cząsteczek molekularnych na ich powierzchni uległ zmianie. Cząsteczki te, (peptydoglikany), odgrywają ważną rolę w tym jak układ immunologiczny rozpoznaje poszczególne bakterie. A przez to jak na nie reaguje.

„Od dawna już uważa się, że kształt bakterii zawsze ulegał zmianom”, powiedział profesor Veyrier. „Możemy stosować obserwację ich kształtu do kwalifikowania rodzajów bakterii. Niektóre kwestie jednak nadal pozostają tajemnicą, jak np. to w jaki sposób różne gatunki regulowały swój kształt. Badania wykazują, że to środowisko, w którym bakterie się rozwijają, ma kluczowy wpływ na ich morfologię. Jest to niezwykle ekscytujące odkrycie, ponieważ pozwalało nam zaobserwować zmianę bakterii zachodzącą w dwóch różnych gatunkach organizmów! Zaobserwowane procesy mogą nam pozwolić zrozumieć, w jaki sposób bakterie ewaluowały aby jak najlepiej przystosować się do ludzkiego gardła”.

Poprzez poszerzenie naszej wiedzy na temat ewolucji bakterii, naukowcy mają nadzieję na opracowanie nowych metod unikania ciężkich zakażeń. Nowa wiedza na temat zmieniających z pokolenia na pokolenie kształt mikroorganizmach może prowadzić do zapobiegania i leczenia wielu infekcji.