Membranpartiklar som frisläpps från bakterier kan spela olika roller vid infektion

Membranvesiklar (MVs) från bakterier är små partiklar som bildas från membran och som kan transportera virulensfaktorer (smittoämnen) till kringliggande bakterier eller värdceller. Bakteriens speciella MV-baserade system för att leverera giftiga proteiner och nukleinsyror på ett skyddat sätt till de celler som attackeras har olika funktioner beroende på om bakterien är en extracellulär eller en intracellulär patogen (sjukdomsframkallare). Detta enligt en avhandling vid Umeå universitet.

Tillsammans med sina forskarkollegor och i samarbeten har Svitlana Vdovikova, doktorand vid Institutionen för molekylärbiologi, visat att MVs kan ha varierande funktioner genom att undersöka två olika smittsamma bakterier: Vibrio cholerae och Listeria monocytogenes. Vibrio cholerae orsakar kolera, en sjukdom som varje år orsakar tusentals dödsfall, främst i fattiga länder och krigsområden. Listeria monocytogenes orsakar listerios, en infektion som är dödlig i ungefär vart tredje fall och som är särskilt farlig för gravida kvinnor och deras foster, nyfödda barn, och personer med nedsatt immunförsvar.

Forskarna fann att MVs från både Vibrio cholerae och Listeria monocytogenes transporterar så kallade porbildande toxiner. Dessa proteiner bildar porer i de utsatta cellernas cellmembran, vilket vanligtvis orsakar en mängd olika sorters förgiftningseffekter.

– Porbildande toxiner som levereras av kolerabakteriens membranvesiklar aktiverar en process i cellerna som kallas autofagi och som fungerar som en försvarsmekanism i cellerna. Men när det gäller listeriabakterier fann vi däremot att porbildande toxiner levererade med membranvesiklar inte aktiverade autofagi. Dessutom såg vi att membranvesiklar från listeriabakterier kan skydda mot både toxinernas porbildning i cellmembranet och mot autofagi. De här upptäckterna får oss att tro att produktionen av membranvesiklar kan vara en strategi som listeriabakterier använder för att manipulera hur värdcellerna svarar på infektionen och för att öka bakteriernas överlevnadschanser, säger Svitlana Vdovikova.

Membranblåsor utgör lovande kandidater för utveckling av nya vaccin och används som verktyg inom både nanoteknik och för att målinrikta aktiva läkemedelsämnen. Det finns exempelvis redan ett vaccin mot hjärnhinneinflammation, som är baserat på membranvesiklar och som idag används i Europa, Australien och USA. Dessutom studeras nu membranvesiklars potential som verktyg för att målinrikta aktiva ämnen vid behandling av olika cancerformer.

– De här resultaten hjälper oss att bättre förstå mekanismerna för olika bakteriella infektioner. Dessutom skapar de potentiella nya möjligheter inom medicin och bioteknik, exempelvis genom att tillåta att terapeutiskt anpassa autofagi i celler. Autofagi är en process som spelar en central roll i utvecklingen av bland annat cancer, diabetes och hjärt- kärlsjukdomar, säger Svitlana Vdovikova.

Svitlana Vdovikova kommer från Ukraina, där hon tog en kandidatexamen i klinisk farmakologi och arbetade med att utbilda apotekare. Hon flyttade till Sverige 2009 och tog en magisterexamen i molekylärbiologi.

Länk till avhandlingen

För mer information, vänligen kontakta:
Svitlana Vdovikova, Institutionen för molekylärbiologi
Telefon: 090-785 6739
E-post: svitlana.vdovikova@umu.se

Om disputationen:
Fredagen den 22 september försvarar Svitlana Vdovikova, Institutionen för molekylärbiologi, sin avhandling med titeln:Membranvesiklars roller vid bakteriell patogenes. Engelsk titel: Roles of membrane vesicles in bacterial pathogenesis. Opponent: Professor Ann-Beth Jonsson, Institutionen för molekylär biovetenskap, Stockholms universitet. Huvudhandledare: Professor Sun Nyunt Wai.

Disputationen äger rum kl. 9.00 I Astrid Fagreus, Sal A103, NUS 6A, Norrlands universitetssjukhus.