Bakterieprotein försvagar tjocktarmens barriär

Att bakterien Brachyspira pilosicoli orsakar tarmsjukdomen intestinal spiroketos är känt sedan tidigare. Denna bakterieinfektion orsakar diarré, buksmärtor och viktnedgång.

Bild

Thaher Pelaseyeds forskargrupp i samarbete med Magnus Simrén på avdelningen för molekylär och klinisk medicin har använt avancerad proteomik och strukturbiologi för att undersöka hur denna bakterie interagerar med ytcellerna i tjocktarmen. Resultaten publiceras av tidskriften Gut Microbes.

Gör tarmytan instabil

Studien visar att ett protein på bakteriernas yta, kallat BPP43_05035, fäster vid N-glykaner på ytan av tjocktarmens epitelceller och stör de täta fogar (tight junctions) som normalt upprätthåller tarmens barriärfunktion.

Bild

Försteförfattare är Anandi Rajan, postdoktor inom Mucin Biology Groups vid Sahlgrenska akademin:

–  Våra fynd tyder på att det bakteriella proteinet inte bara hjälper bakterien att fästa vid tarmens vävnad, utan också destabiliserar epitelbarriären, vilket gör den mer genomsläpplig. Vår upptäckt kan få djupgående konsekvenser för patienter som lider av intestinal spiroketos, säger Anandi Rajan.

Hinder för infektionen

För patienter som var infekterade med Brachyspira pilosicoli kunde forskarna se en tydlig koppling mellan närvaron av proteinet på tjocktarmens yta och minskad aktivitet i gener som är viktiga för tarmens skyddande funktioner, både tätheten i fogar och i de borstliknande strukturerna på cellytan. Detta kan förklara varför patienter med denna infektion ofta har kroniska symptom, och ger en öppning för en ny typ av behandling.

Bild

Thaher Pelaseyed, docent inom Mucin Biology Groups, har lett forskningssamarbetet.

–  Vår forskning avslöjar hur bakterien Brachyspira pilosicoli attackerar och försvagar tarmbarriären. Dessa bakteriearter är vanliga hos patienter som lider av tarmsjukdomar som irritabel tarm eller IBS, men bakterierna är väldigt svåra att behandla med antibiotika. Genom att rikta in oss på just detta protein kan vi nu förhindra ett av de angreppsverktyg som bakterien använder för att infektera människans kolon, säger Thaher Pelaseyed.

Upptäckten öppnar nya vägar för att utforska behandlingar som kan hindra bakterierna från att fästa till kolonceller i samband med infektion. Eftersom Brachyspira-infektion och tarmens genomsläpplighet är kopplade till många hälsotillstånd, inklusive IBS, innebär studien ett stort framsteg för att förstå och behandla dessa tillstånd.

Artikel: BPP43_05035 is a Brachyspira pilosicoli cell surface adhesin that weakens the integrity of the epithelial barrier during infection. Gut Microbes, 16(1).