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彼らは世界で最も危険な細菌の一つがどのようにして肺に感染するのかを発見した。

バーゼル大学のバイオセンターのチームは、 危険な病原体、人間の肺の微小組織を使用した。この細菌は特定の肺細胞を標的とし、肺の防御線を突破する洗練された戦略を開発した。この研究結果は科学誌「ネイチャー・マイクロバイオロジー」に掲載されている。 WHOは今年、複数の抗生物質に耐性を持ち、人間の健康に深刻な脅威をもたらす世界で最も危険な細菌性病原体のリストを公表した。このリストには以下が含まれる。 緑膿菌非常に恐れられている院内感染病原体で、 重篤な、生命を脅かす肺炎この病原体は免疫不全患者や人工呼吸器を使用している患者にとって特に脅威であり、死亡率は50％にも達します。 緑膿菌は、肺や身体に侵入するためのさまざまな戦略を進化させてきました。バーゼル大学バイオセンターのウルス・ジェナル教授率いる研究者たちは、ヒト幹細胞から作製した実験室で培養した肺微小組織を使用して、感染プロセスに関する新たな知見を得ました。著者らは、緑膿菌が肺組織の上層を通過して深部に侵入する仕組みを説明しています。 私たちの肺は、密集した細胞の薄い層で覆われており、肺組織の深層を保護しています。表面は粘液で覆われており、微生物などの粒子を捕らえ、特殊な細胞によって気道から除去されます。この層は、 ほとんど侵入不可能な効果的な障壁 侵入する病原体に対する防御機構。シュードモナス菌はこれを破る方法を発見したが、これまで病原体がどのように組織バリアを越えるかは謎のままだった。 「私たちは、患者の体内での感染プロセスをリアルに模倣したヒト肺の微小組織を培養しました。これらの肺モデルにより、病原体の感染戦略を発見することができました。」 粘液産生杯細胞をトロイの木馬として利用する 「細菌は、組織バリアを侵入して通過します。肺粘膜のほんの一部を占める杯細胞を攻撃することで、細菌は防御線を破り、侵入口を開けることができるのです」とジェナル氏は説明する。 病原体は分泌システムとして知られる毒性因子の大きな武器庫を持ち、特に杯細胞を攻撃し侵入する。 細胞内で複製し、最終的に細胞を死滅させる死んだ細胞の破裂により組織層に裂け目が生じ、保護バリアが透過性になります。病原体はこの弱点を利用し、破裂部位に急速に定着し、より深い組織領域に広がります。 科学者たちは、ヒト肺オルガノイドを用いてシュードモナスの洗練された感染戦略を解明することができました。しかし、病原体が感染プロセス中にどのように行動を適応させるかは不明です。たとえば、病原体はまず組織表面全体に広がるために運動性を発揮し、次に接触するとすぐに肺細胞に付着し、毒性因子を活性化する必要があります。細菌は小さなシグナル分子のおかげで行動を素早く変えることができることが知られています。しかし、これまでこれらの相関関係を研究するために必要な技術はありませんでした。 ジェナルのチームは、個々の細菌の c-di-GMP と呼ばれる小さなシグナル伝達分子を測定および追跡するバイオセンサーを開発しました。この方法は最近、Nature Communications で説明されました。「これは技術的な進歩です。このシグナル伝達分子が感染中にどのように制御され、病原体の毒性をどのように制御するかを、リアルタイムかつ高解像度で監視できるようになりました。個々の細菌細胞がいつ、どこで特定のプログラムをアクティブにして行動を制御するかを詳細に把握できます。この方法により、肺感染症をより詳細に調査できます」とジェナルは言います。 ヒトの肺や膀胱などの他の臓器のオルガノイドにより、研究者は抗生物質が組織に与える影響を研究することができ、例えば、 治療中に細菌がどこでどのように生存するかこれらの臓器モデルは、将来、病原体と戦うための新しい効果的な戦略を開発するために不可欠となるでしょう。「ヒト肺オルガノイドの開発のおかげで、病原体がヒトの組織内で、そしておそらく患者内でどのように行動するかについて、はるかによく理解できるようになりました」とジェナル氏は結論付けています。 #彼らは世界で最も危険な細菌の一つがどのようにして肺に感染するのかを発見した