$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Zakażenie H. pylori jest istotnym czynnikiem ryzyka raka żołądka1. Jednak wyniki choroby są różne i zależą od wielu czynników, takich jak genetyka gospodarza, różnorodność genetyczna szczepów H. pylori i elementy środowiskowe, takie jak dieta gospodarza11. Wcześniejsze doniesienia wykazały, że istnieje korelacja między zakażeniem H. pylori, niedoborem żelaza (mierzonym obniżonym stężeniem ferrytyny i hemoglobiny we krwi) a zwiększoną produkcją cytokin prozapalnych, w tym wydzielaniem IL-8, co ostatecznie prowadzi do zwiększonej progresji choroby żołądka12. Ostre zakażenie H. pylori jest również związane z hipochlorhydrią, która upośledza zdolność gospodarza do wchłaniania żelaza odżywczego i ostatecznie prowadzi do zmian w homeostazie żelaza13. Te odkrycia kliniczne sugerują, że dostępność żelaza w niszy żołądkowej może być ważnym czynnikiem wpływającym na wynik choroby. W rzeczywistości modele zwierzęce zakażenia H. pylori wykazały, że niskie spożycie żelaza w diecie zaostrzachoroby żołądka. Obniżony poziom żelaza u tych zwierząt wymaga, aby H. pylori indukował reakcję pozyskiwania żelaza w celu uzyskania żelaza potrzebnego do replikacji bakterii. H. pylori ma zdolność do zaburzania transportu żelaza w komórkach gospodarza, aby ułatwić replikację bakterii w sposób zależny od CagA15. Co ciekawe, wykazano, że wyspa patogenności cag jest regulowana przez reagujący na żelazo czynnik transkrypcyjny Fur16,17. Ponadto szczepy Cag+ są związane ze zwiększonym stanem zapalnym i chorobami żołądka, takimi jak rak1. Odkrycia te wspierają model, w którym H. pylori zmienia ekspresję Cag-T4SS w celu uzyskania żelaza z komórek gospodarza, które znajdują się w środowisku zubożonym w żelazo, co prowadzi do zaostrzenia choroby.
Dwa czynniki, które zwiększają stan zapalny i zachorowalność, to ekspresja Cag i niskie spożycie żelaza w diecie. Fakty te potwierdzają hipotezę, że zmniejszona dostępność żelaza zwiększa produkcję pilusów Cag-T4SS na granicy patogenów gospodarza, co skutkuje gorszą chorobą żołądka11-14. Celem metody przedstawionej w tym artykule jest ustalenie roli żelaza mikroskładnikowego w regulacji biogenezy pilusa Cag-T4SS. W poprzedniej pracy zastosowaliśmy dwa podejścia do obserwacji zależnego od żelaza wzrostu ekspresji Cag-T4SS. Po pierwsze, przeanalizowano szczepy wyjściowe pochodzące od zwierząt utrzymywanych na diecie o wysokiej i niskiej zawartości żelaza i ujawniono, że szczepy dietetyczne o niskiej zawartości żelaza wytwarzały więcej pilusów Cag-T4SS niż szczepy dietetyczne o wysokiej zawartości żelaza14. Po drugie, hodowla szczepu H. pylori 7.13 in vitro w warunkach obfitości żelaza skutkowała zmniejszeniem tworzenia pilusów, podczas gdy komórki hodowane w obecności chelatora żelaza wytwarzały znacznie więcej pilusów.
Kontynuujemy badania nad zależną od żelaza regulacją fenotypu pili Cag-T4SS i oferujemy następujący zoptymalizowany protokół i reprezentatywne wyniki przeprowadzone z dodatkowym szczepem Helicobacter pylori, PMSS1. Uzasadnieniem dla rozwoju tej techniki było skorelowanie zwiększonej aktywności Cag-T4SS w warunkach ograniczenia żelaza ze zwiększonym tworzeniem pilusa Cag-T4SS. Szersze implikacje i zastosowanie tej techniki zapewni zoptymalizowane warunki hodowli, które spowodują zwiększoną produkcję pili Cag-T4SS. Test ten będzie przydatny dla badaczy dążących do określenia składu i architektury Cag-T4SS poprzez wzbogacenie tej ważnej cechy powierzchni bakteryjnej. Przygotowanie i wizualizacja próbki za pomocą mikroskopii elektronowej z emisją polową ma wiele zalet w porównaniu z alternatywnymi technikami, takimi jak metody mikroskopii świetlnej do wizualizacji Cag-T4SS i będzie odpowiednia dla badaczy zainteresowanych badaniem regulacji tej organelli10.