$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Rodzaj Mycobacterium obejmuje różne gatunki, od nieszkodliwych organizmów saprofitycznych po główne ludzkie patogeny. Dobrze znane gatunki chorobotwórcze, takie jak Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium marinum i Mycobacterium ulcerans, należą do podgrupy prątków wolno rosnących (SGM). Natomiast podgrupa szybko rosnących prątków (RGM) charakteryzuje się zdolnością do tworzenia widocznych kolonii w czasie krótszym niż 7 dni na podłożu agarowym. Grupa RGM obejmuje ponad 180 gatunków, głównie niepatogennych prątków saprofitycznych. Badania nad interakcjami RGM z ich gospodarzami koncentrowały się głównie na Mycobacterium smegmatis i pokazują, że prątki te są szybko eliminowane przez bakteriobójcze działanie makrofagów.
Mycobacterium abscessus jest jednym z rzadkich RGM, które są chorobotwórcze dla ludzi i jest odpowiedzialne za szeroki zakres infekcji, począwszy od infekcji skóry i tkanek miękkich, a skończywszy na infekcjach płucnych i rozsianych. M. abscessus jest uważany, wraz z Mycobacterium avium, za główny patogen prątkowy u pacjentów z mukowiscydozą1.
Różne badania przeprowadzone na M. abscessus wskazują, że ten prątek zachowuje się jak wewnątrzkomórkowy patogen, zdolny do przetrwania bakteriobójczej odpowiedzi makrofagów i fibroblastów w płucach i skórze, co zwykle nie jest obserwowane w RGM2,3,4. Analiza genomu M. abscessus zidentyfikowała szlaki metaboliczne zwykle występujące w mikroorganizmach środowiskowych mających kontakt z glebą, roślinami i środowiskami wodnymi, w których często występują wolne ameby5. Wykazali również, że M. abscessus jest obdarzony kilkoma genami wirulencji, których nie ma w saprofitycznym i niepatogennym RGM, prawdopodobnie nabytymi przez horyzontalny transfer genów w niszy sprzyjającej wymianie genetycznej, która może gromadzić różne bakterie oporne na ameby.
Eksperymentalnie, jednym z pierwszych uderzających wyników była obserwacja wewnątrzkomórkowego wzrostu M. abscessus w makrofagach, jak również u M. tuberculosis6. M. abscessus jest również odporny na zakwaszenie fagosomu, apoptozę i autofagię, trzy podstawowe mechanizmy odporności komórkowej na infekcję2. Wykazano nawet, że M. abscessus jest w stanie ustanowić natychmiastową komunikację między fagosomem a cytozolem, środowiskiem bardziej bogatym w składniki odżywcze, które może sprzyjać namnażaniu się bakterii2. Bardzo niewiele wiadomo na temat zalet genomowych, które M. abscessus posiada lub nabył, aby umożliwić przetrwanie w środowisku wewnątrzkomórkowym. Kokultura ameby to skuteczna metoda, która pozwoliła na wyizolowanie wielu nowych bakterii opornych na ameby, takich jak Mycobacterium massiliense7,8. Zaobserwowano zdolność do namnażania się w obrębie ameb w modelu aerozolizacji M. abscessus u myszy, co może powodować zwiększoną zjadliwość M. abscessus4. Jedna z hipotez głosi, że M. abscessus rozwinął cechy genetyczne napotkane w tym środowisku, aby przetrwać w komórkach fagocytarnych, które różnią się od innych niepatogennych RGM. Te nabytki mogą sprzyjać zdolności do rozprzestrzeniania się i jej zjadliwości w ludzkim gospodarzu.
Ten raport opisuje narzędzia i metody podkreślające genomiczne korzyści płynące z przetrwania M. abscessus w środowisku ameb. W tym celu najpierw opisano badania przesiewowe mutantów transpozonu M. abscessus na szczepie typu Acanthamoeba castellanii, co pozwala na identyfikację mutantów wadliwych dla wzrostu wewnątrzkomórkowego. Opisano również drugie badanie przesiewowe makrofagów, aby potwierdzić, czy ta wada utrzymuje się u ludzkiego gospodarza. Po drugie, aby zrozumieć, jakie mechanizmy są wykorzystywane w M. abscessus do przystosowania się do życia w komórkach fagocytarnych i zwiększenia jego zjadliwości w organizmie gospodarza, opracowano metodę specjalnie dostosowaną do M. abscessus, po wspólnej hodowli w obecności ameb, która pozwoliła na ekstrakcję całkowitego RNA z bakterii wewnątrzamebowych. W związku z tym opracowano kompleksowe spojrzenie na geny M. abscessus, które są niezbędne do życia wewnątrzkomórkowego.