Proteinele de invazie bacteriană ar putea îmbunătăți detectarea agenților patogeni vii din culturi
Cercetătorii de la Colegiul de Științe Agricole al Universității Penn State au dezvoltat o metodă nouă pentru detectarea bacteriei Pseudomonas syringae, un agent patogen comun care infectează o gamă largă de culturi, legume și plante ornamentale lemnoase. Studiul, publicat în Journal of Microbiological Methods, descrie un test numit enzyme-linked chaperone assay (ELCA).
Noua metodă are un cost similar cu cel al testului tradițional enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), dar prezintă potențialul de a detecta exclusiv bacteriile vii, ceea ce o face mai sensibilă și mai precisă.
Rachel Herschlag, autoarea principală a lucrării, care și-a obținut doctoratul în patologia plantelor la Penn State, a declarat că studiul reprezintă o dovadă de concept, cu posibilitatea de a adapta metoda pentru detectarea altor agenți patogeni. „Acum că am documentat această metodă, cercetătorii o pot adapta pentru alte bacterii care au un sistem similar”, a spus ea. „Acest lucru ar putea include unii agenți patogeni animali și umani, pe lângă cei care afectează plantele, extinzându-i utilitatea potențială în aplicații clinice, agricole, de mediu și biotehnologice.”
Utilizarea mecanismului de invazie bacteriană
Carolee Bull, profesoară de sistematică bacteriană și patologia plantelor, coautoare a lucrării, a explicat că multe teste de diagnostic actuale, precum ELISA, funcționează prin utilizarea de anticorpi de origine animală produși pentru a combate o infecție. Noua metodă folosește însă un mecanism diferit.
„I-am cerut lui Herschlag să gândească creativ despre detectarea agenților patogeni bacterieni pentru a dezvolta strategii noi de detectare a tulpinilor de Pseudomonas și, potențial, a altor tipuri de bacterii”, a spus Bull. „Ea a dezvoltat această tehnică folosind același mecanism pe care mulți agenți patogeni îl utilizează pentru a-și invada gazdele, permițându-ne să îi recunoaștem.”
Când bacteriile atacă plante, animale sau oameni, ele livrează în celulele gazdă proteine specializate numite efectori. Aceste proteine ajută bacteriile să depășească sistemul imunitar al gazdei și să invadeze organismul. Pentru a face acest lucru eficient, multe bacterii se bazează pe proteine ajutătoare numite chaperone, care recunosc și se leagă – precum o cheie și o broască – de acești efectori cu specificitate ridicată. Chaperonele protejează efectorii, care sunt vulnerabili la degradare. Noua metodă se bazează pe acest proces, în locul procesului laborios de recoltare a anticorpilor în laborator.
„Spre deosebire de alte diagnostice, această metodă nouă folosește o chaperonă bacteriană pentru a recunoaște și a se lega de proteina efectoroare corespunzătoare”, a spus Herschlag. „Aceasta declanșează transformarea unei soluții incolore în galben, oferind un semnal vizual ușor că ținta este prezentă. Și pentru că această interacțiune este foarte specifică, metoda poate detecta în mod fiabil ținta vizată.”
Distincția între bacteriile vii și cele moarte
Alte abordări de diagnostic, au explicat cercetătorii, funcționează prin detectarea unor părți specifice ale celulei, cum ar fi ADN-ul. Totuși, deoarece aceste componente există chiar și după moartea bacteriilor, acest lucru poate produce rezultate fals pozitive. Cercetătorii au precizat că ceea ce este cel mai util la această tehnică nouă este faptul că efectorii sunt produși doar de bacteriile vii.
„Deoarece se crede că efectorii se degradează rapid, efectorii din bacteriile moarte probabil nu supraviețuiesc foarte mult timp”, a spus Herschlag. „Astfel, ELCA poate detecta bacteriile vii, adică pe cele care sunt de fapt capabile să producă infecții. Într-adevăr, am demonstrat că bacteriile vii au avut niveluri de detectare mai ridicate decât bacteriile moarte.”
În viitor, cercetătorii au spus că următorii pași vor fi optimizarea testului prin reducerea semnalelor de fond și adaptarea conceptului pentru alți agenți patogeni care au sisteme comparabile de chaperonă-efector, inclusiv unii relevanți pentru agricultură, știința veterinară și sănătatea umană.
