Ett toxin som bildas av bakterien Bacillus cereus blir extra aktivt i den basiska miljö som kan uppstå i öppna sår. Forskare vid Umeå universitet har nu visat hur det giftiga ämnet skadar celler och gynnar bakteriernas tillväxt i sårvävnad.
Bakterier i Bacillus cereus-gruppen finns nästan överallt, bland annat i jord, damm och livsmedel. De är mest kända för att orsaka matförgiftning, men kan också orsaka allvarliga infektioner utanför tarmen, till exempel i öppna sår. Hittills har det varit oklart hur bakterierna orsakar sådana skador.
Giftämne skadar celler
Forskare vid Umeå universitet har nu visat hur ett toxin, ett giftigt ämne från bakterierna, skadar kroppens celler. Toxinet NheABC bildar små hål i cellernas membran och orsakar stora skador på mitokondrierna, cellernas energifabriker.
Experiment med konstgjorda cellmembran visade att vissa fetter som finns i mitokondrierna, framför allt kardiolipin, förstärker giftets skadliga effekter.
– Våra resultat stärker bilden av att fynd av sjukdomsframkallande bakterier inom B. cereus-gruppen i djupa eller infekterade sår inte alltid bör avfärdas som ofarlig kontaminering, säger Abdelbasset Yabrag, doktorand på Institutionen för molekylärbiologi vid Umeå universitet, i ett pressmeddelande.
Sårmiljön avgör toxinets effekt
Enligt forskarna var det mest överraskande resultatet kopplat till surhetsgraden. Toxinets skadliga aktivitet var betydligt lägre i sur miljö än vid neutralt och basiskt pH.
Kroniska sår kan bli mer basiska till följd av blod, vävnadsvätska och ämnen som bildas när kroppen bryter ner olika ämnen. Det kan skapa en miljö som gynnar bakteriernas tillväxt och gör det lättare för dem att etablera sig.
I försök på möss med sårinfektion bidrog giftämnet NheABC till att bakterierna kunde föröka sig mer och att den lokala inflammationen blev starkare. Det kan jämföras med MakA-toxinet hos kolerabakterien Vibrio cholerae, som forskargruppen tidigare har visat aktiveras i sur miljö.
– Om toxinets aktivitet beror på den omgivande miljön kan det öppna för nya sätt att minska skadorna vid infektioner. Då kan man i framtiden försöka påverka förhållandena i såret, inte bara bakterien i sig, säger Aftab Nadeem, forskare vid Umeå universitet.
Mer om studien
Studien genomfördes i samarbete mellan forskare vid Umeå universitet, Norges miljö- och biovetenskapliga universitet och Lunds universitet.
Forskarna kombinerade flera experimentella modeller, bland annat mänskliga celler odlade i två- och tredimensionella system, laboratorieodlade minitarmar, artificiella cellmembran, avancerad mikroskopi och en musmodell för sårinfektion.
Vetenskaplig artikel:
NheABC is a pH-dependent cytotoxin that targets mitochondria and contributes to the virulence of Bacillus cereus in wound infections, Cell Communication and Signaling.
