Sel usus membunyikan alarm saat parasit menyerang – ScienceDaily

Sel usus membunyikan alarm saat parasit menyerang – ScienceDaily


Untuk memerangi infeksi secara efektif, pertama-tama tubuh harus merasakan telah diserang, kemudian jaringan yang terkena harus mengirimkan sinyal ke sumber kandang untuk melawan penyusup. Mengetahui lebih banyak tentang tahap awal pengenalan dan respons patogen ini dapat memberi para ilmuwan petunjuk penting dalam hal mencegah infeksi atau mengobati penyakit inflamasi akibat kekebalan yang terlalu aktif.

Itulah maksud di balik studi baru, yang dipimpin oleh para peneliti di Fakultas Kedokteran Hewan Universitas Pennsylvania, yang meneliti infeksi parasit Cryptosporidium. Ketika tim mencari sinyal “bahaya” pertama yang dipancarkan oleh inang yang terinfeksi parasit, mereka melacaknya bukan ke sel kekebalan, seperti yang diharapkan, tetapi ke sel epitel yang melapisi usus, tempat Cryptosporidium berdiri selama sebuah infeksi. Dikenal sebagai enterosit, sel-sel ini mengambil nutrisi dari usus, dan di sini mereka diperlihatkan mengingatkan tubuh akan bahaya melalui reseptor molekuler NLRP6, yang merupakan komponen dari apa yang dikenal sebagai inflammasome.

“Anda dapat menganggap peradangan sebagai sistem alarm di sebuah rumah,” kata Boris Striepen, seorang profesor di Departemen Patobiologi di Penn Vet dan penulis senior di makalah tersebut, yang diterbitkan di jurnal Prosiding National Academy of Sciences. “Ia memiliki berbagai komponen – seperti kamera yang mengawasi pintu, dan sensor pada jendela – dan setelah dipicu, ia memperkuat sinyal pertama untuk memperingatkan bahaya dan mengirim panggilan untuk bantuan. Sel memiliki komponen yang berbeda ini juga, dan Sekarang kami mungkin telah memberikan contoh paling jelas tentang bagaimana reseptor tertentu di usus bertindak sebagai sensor untuk infeksi usus yang penting. “

Biasanya, kata Striepen, para peneliti berfokus pada sel kekebalan, seperti makrofag dan sel dendritik, sebagai yang pertama mendeteksi penyerang asing, tetapi temuan baru ini menggarisbawahi bahwa sel yang biasanya tidak dianggap sebagai bagian dari sistem kekebalan – dalam hal ini usus sel epitel – memainkan peran kunci dalam bagaimana respons imun diluncurkan.

“Ada banyak literatur yang benar-benar menghargai apa yang dilakukan sel epitel untuk membantu sistem kekebalan merasakan patogen,” kata Adam Sateriale, penulis pertama makalah yang merupakan postdoc di lab Striepen dan sekarang memimpin labnya sendiri di Francis Crick Institute di London. “Mereka tampaknya menjadi garis pertahanan pertama melawan infeksi.”

Laboratorium Striepen telah mencurahkan banyak perhatian pada Cryptosporidium, yang merupakan penyebab utama penyakit diare yang dapat mematikan pada anak-anak kecil di daerah miskin sumber daya di seluruh dunia. Cryptosporidium juga merupakan ancaman bagi orang-orang di lingkungan dengan sumber daya yang baik, menyebabkan setengah dari semua wabah penyakit yang ditularkan melalui air di Amerika Serikat. Dalam kedokteran hewan, dikenal dapat menginfeksi anak sapi, menghambat pertumbuhannya. Infeksi ini tidak memiliki pengobatan yang efektif dan tidak ada vaksin.

Dalam pekerjaan saat ini, Striepen, Sateriale dan rekan memanfaatkan spesies tikus Cryptosporidium yang muncul secara alami yang baru-baru ini mereka temukan meniru infeksi manusia dalam banyak hal. Sementara para peneliti tahu sel T membantu mengendalikan parasit pada tahap infeksi selanjutnya, mereka mulai mencari petunjuk tentang apa yang terjadi pertama kali.

Satu petunjuk penting adalah hubungan yang tidak menguntungkan antara malnutrisi dan infeksi Cryptosporidium. Infeksi dini Cryptosporidium dan peradangan usus yang menyertainya menyebabkan anak-anak menjadi malnutrisi dan pertumbuhan terhambat; Pada saat yang sama, anak-anak yang kekurangan gizi lebih rentan terhadap infeksi. Hal ini dapat menyebabkan spiral ke bawah, menempatkan anak-anak pada risiko infeksi yang lebih mematikan. Mekanisme di balik fenomena ini tidak dipahami dengan baik.

“Hal itu membuat kami berpikir bahwa mungkin beberapa mekanisme penginderaan bahaya yang dapat mendorong peradangan di usus juga berperan dalam konteks yang lebih luas dari infeksi ini,” tambah Striepen.

Bersama-sama, keterkaitan ini menginspirasi tim peneliti untuk melihat lebih dekat inflamasi dan dampaknya terhadap perjalanan infeksi pada model tikus mereka. Mereka melakukannya dengan membuang komponen kunci dari inflammasome, enzim yang disebut caspase-1. “Ternyata hewan yang hilang ini memiliki tingkat infeksi yang jauh lebih tinggi,” kata Sateriale.

Penelitian lebih lanjut menunjukkan bahwa tikus yang kekurangan caspase-1 hanya di sel epitel usus menderita infeksi setinggi tikus yang kekurangannya sama sekali, menunjukkan peran penting sel epitel.

Konsisten dengan gagasan ini, tim yang dipimpin Penn Vet menunjukkan bahwa, dari berbagai calon reseptor, hanya kehilangan reseptor NLRP6 yang menyebabkan kegagalan untuk mengendalikan infeksi. NLRP6 adalah reseptor yang dibatasi pada penghalang epitel yang sebelumnya terkait dengan penginderaan dan pemeliharaan mikrobioma usus, bakteri yang secara alami menjajah usus. Namun, percobaan mengungkapkan bahwa tikus tidak pernah terpapar bakteri, dan karena itu kekurangan mikrobioma, juga mengaktifkan inflamasi mereka saat terinfeksi Cryptosporidium – sebuah tanda bahwa aspek sinyal bahaya ini terjadi sebagai respons langsung terhadap infeksi parasit dan tidak tergantung pada komunitas bakteri usus.

Untuk melacak bagaimana memicu inflamasi usus menyebabkan respon yang efektif, para peneliti melihat beberapa molekul pemberi sinyal, atau sitokin, biasanya terkait dengan aktivasi inflamasi. Mereka menemukan bahwa infeksi menyebabkan pelepasan IL-18, dengan hewan yang kekurangan sitokin ini atau kemampuan untuk melepaskannya menunjukkan infeksi yang lebih parah.

“Dan bila Anda menambahkan kembali IL-18, Anda dapat menyelamatkan tikus ini,” kata Sateriale, hampir membalikkan efek infeksi.

Striepen, Sateriale, dan rekannya yakin masih banyak pekerjaan yang harus dilakukan untuk menemukan vaksin melawan Cryptosporidium. Tetapi mereka mengatakan temuan mereka membantu menerangi aspek penting dari interaksi antara parasit, sistem kekebalan, dan respons peradangan, hubungan yang dapat menginformasikan tujuan translasi ini.

Ke depan, mereka melihat tahap selanjutnya dari infeksi Cryptosporidium untuk melihat bagaimana inang berhasil memadatkannya. “Sekarang setelah kami memahami bagaimana infeksi terdeteksi, kami ingin memahami mekanisme pengendaliannya,” kata Sateriale. “Setelah sistem mendeteksi parasit, apa yang dilakukan untuk membatasi pertumbuhan mereka dan membunuh mereka?”

Studi ini didukung oleh Bill and Melinda Gates Foundation (Grant 1183177) dan National Institutes of Health (hibah AI148249, AI137442, dan AI055400).

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Lagu Togel

Author Image
adminProzen