Manipulation of the phagosomal pathway induced by salmonellae and mycobacteria and the host immune response.
Projectomschrijving
Veel ziekmakende bacteriën overleven in een geïnfecteerde cel, zoals de tuberkelbacil en salmonella. Door specifieke eiwitten te maken probeert de bacterie de gastheercel zo te manipuleren dat hij niet terecht komt in de afbraakorgaantjes van de cel (de lysosomen). Er zijn signaalstoffen van het afweersysteem die de cel kunnen helpen om de bacterie toch te doden. Het onderzoek heeft laten zien hoe deze signaalstoffen dat doen. Daarbij is een heel netwerk van betrokken reacties in de cel in kaart gebracht. Dat heeft geleid tot een nieuwe benadering van dergelijke bacteriële infecties. Niet door het gebruik van antibiotica maar met stoffen die de cellulaire netwerken beïnvloeden, die de bacterie naar zijn hand weet te zetten.
Producten
Auteur: Kuijl C, Savage ND, Marsman M, Tuin AW, Janssen L, Egan DA, Ketema M, van den Nieuwendijk R, van den Eeden SJ, Geluk A, Poot A, van der Marel G, Beijersbergen RL, Overkleeft H, Ottenhoff TH, Neefjes J.
Magazine: Nature
Auteur: Holm C, Kok M, Michalides R, Fles R, Koornstra R, Wesseling J, Hauptmann M, Neefjes J, Peterse J, Stål O, Landberg G, Linn S.
Magazine: Journal of Pathology
Auteur: Souwer Y, Griekspoor A, Jorritsma T, de Wit J, Janssen H, Neefjes J, van Ham SM.
Auteur: Rocha N, Kuijl C, van der Kant R, Janssen L, Houben D, Janssen H, Zwart W, Neefjes J.
Auteur: Kuijl C, Neefjes J.
Auteur: C. Kuijl, A.W. Tuin, H. Overkleeft and J. Neefjes
Magazine: Molecular BioSystems
Auteur: C. Kuijl
Verslagen
Eindverslag
Veel pathogene bacteriën overleven in een geïnfecteerde cel. Dit is vaak een macrofaag maar kan in principe iedere cel zijn. Vervolgens begint een soort survival of the fittest waarbij de cel de bacterie probeert te doden en de bacterie probeert dit te voorkomen zodat het zich in de cel kan vermenigvuldigen. De cel probeert de bacterie naar het lysosoom te sturen en de bacterie probeert dat te voorkomen door verschillende eiwitten te maken die de gastheer cel manipuleren. Hier komt dus de celbiologie van de bacterium samen met die van de gastheer.
Toch is hier weinig van bekend. Wij hebben eerder aangetoond dat manipulatie van het afweersysteem met bv.cytokines als IL12 de intracellulaire infectie van bacteriën als M. tuberculosis kan beïnvloeden. Verder hebben we aangetoond dat manipulatie van de endosomale route door een door ons geïdentificeerd eiwit RILP, phagosomen naar lysosomen stuurt zodat de bacteriën gedood worden.
Manipulatie van geïnfecteerde gastheercellen zou dus de bacterie moeten kunnen elimineren. In een unieke serie experimenten hebben we dit getest. Hiertoe werd zowel chemie, microbiologie, siRNA screenen met geautomatiseerde microscopie en biochemie/celbiologie ingezet. Dit was mogelijk door de intensief samenwerkende Leiden-NKI as in het NWO programma.
We hebben ons op kinasen geconcentreerd. We begonnen door een set van zo’n 20 bekende kinaseremmers te testen. 1 remde de intracellulaire groei van Salmonella, de rest deed niets. Vervolgens hebben we van deze remmer structuur varianten gemaakt en weer opnieuw getest voor antibacteriële activiteit. Uit deze chemische profielen kwamen twee stoffen die de intracellulaire groei van een serie bacteriën remde. Deze waren Salmonella, M.smegmatis en M.tuberculosis. Vervolgens hebben we een siRNAi screen gedaan voor het humane kinome (alle kinases) en de effecten op infectie en intracellulaire groei van Salmonella gemeten. Hieruit kwam een beperkte set kinasen die in clusterprogramma’s in 1 netwerk geplaatst werden. Het centrale kinase PKB bleek de target van onze stoffen te zijn. Vervolgens hebben we aangetoond hoe PKB intracellulaire infectie controleert. Omdat PKB een nieuwe target is, varwachten wij dat multidrug-resistente bacteriën nog gevoelig zijn voor onze stoffen. Dit hebben we laten zien met MDR-M.tuberculosis die niet meer groeide in humane macrofagen als PKB geremd was.
De huidige antibiotica zijn gericht tegen biochemische processen in de bacterie. Wij laten nu zien dat remming van processen in de gastheer cel ook een optie is voor antibacteriële responsen. Aangezien de gastheer ongeveer 9 keer meer eiwitten heeft dan bacteriën, zijn er nog voldoende targets voor antibacteriële interventie te definiëren. (ms submitted)