Identification and characterization of plasminogen binding proteins in Pseudomonas aeruginosa

Popular Abstract

Bakterier stjäler det mänskliga proteinet plasminogen och utnyttjar det till sin fördel

Människokroppen använder särskilda sätt för att överleva och skydda sig mot yttre hot, som bakterier. Bakterier har i samma takt utvecklat mekanismer för att stjäla kroppens proteiner och på så sätt utnyttja människans egna försvarsmekanismer för att ta sig in, sprida sig, och göra kroppen sjuk. Pseudomonas aeruginosa är en av de farligaste bakterierna i nuläget. Den är en mångsidig, sjukdomsalstrande bakterie, som är motståndskraftig och kan leda till oanade svårigheter för patienter. Tillgänglig medicin och behandling har visat sig otillräcklig i kampen mot denna bakterie. Därför är behovet för nya behandlingar enormt, och otroligt viktigt.
Pseudomonas aeruginosa är en bakterie som finns överallt i naturen, men kan även finnas i våra inre organ. Den är en så kallad opportunist, vilket innebär att den endast kan angripa människor som redan är sjuka eller har en skada. De som löper hög risk av att bli infekterade är patienter med brännskador, kroniska lungsjukdomar, urinvägsinfektioner och blodinfektioner. I många fall kan en infektion av denna bakterie leda till döden. Läkemedel, inklusive antibiotika, används för att bekämpa P. aeruginosa infektioner i nuläget, men detta har många gånger visat sig vara en otillräcklig behandling på grund av ökningen av antibiotikaresistens. Vi är i dagsläget i stort behov av nya behandlingar och botemedel. För att utveckla dessa, krävs kunskap på molekylär nivå om hur P. aeruginosa går tillväga för att infektera människokroppen.
För att överlista och kringgå människans immunförsvar, våra skyddsmekanismer och barriärer, har bakterier förbättrat sina egna mekanismer och sätt att gå tillväga. P. aeruginosa har förmågan att binda kroppens egna proteiner och kan utnyttja dem för att sprida sig, angripa, men även undkomma kroppens försvarsmekanismer. Plasminogen är ett kroppseget protein, som finns i stora mängder i vår blodplasma, men finns även i våra vävnader. När plasminogen har omvandlats till sin aktiva form plasmin, av till exempel urokinas-plasminogen-aktivatorn (uPA), har den en viktig roll i att bevara kroppens inre balans genom att bryta ner gammal eller skadad vävnad. Det är sedan tidigare bevisat att sjukdomsalstrande bakterier kan binda plasminogen på sin yta, och att plasminogen bundet till bakterien kan omvandlas till sin aktiva form. Detta i sin tur utnyttjas av bakterien för att den lättare ska kunna angripa och bryta ner vävnad, ta sig förbi barriärer och sprida sig.
I denna studie har vi visat att stammar av P. aeruginosa, isolerade från lunga, urin, blood och hud, kan binda till plasminogen. Stammar tagna från lungor, verkar ha bäst förmåga att binda till sig plasminogen. Plasminogen bundet till många av dessa, kunde även omvandlas till sin aktiva form med hjälp av uPA. Dessutom har vi kunnat visa att fyra ytproteiner, som tidigare identifierats hos P. aeruginosa, kunde binda till plasminogen. För två av ytproteinerna, kunde plasminogen aktiveras efter att ha bundit in. Vi kunde påvisa att plasmin kan bryta ner fibrinogen, som bygger upp blodkoagel och är involverad i sårläkningsprocessen. Detta tyder på biologisk relevans. Vi visade sedan att mutanter, bakterier utan dessa fyra ytproteiner, hade en försämrad förmåga att binda till plasminogen. Även aktiveringen var försämrad, men de visade sig ändå kunna bryta ner fibrinogen. Detta innebär att det inte räcker med att ta bort ett av ytproteinerna för att försämra bakteriens framfart. Vi har visat att inhibitorn ε-ACA kan användas för att förhindra plasminogen inbindning av P. aeruginosa ytproteiner, vilket innebär att ε-ACA liknande ämnen potentiellt kan användas för att behandla P. aeruginosa infektioner. Mer forskning behövs för att vi ska kunna ta fram de mest gynnsamma behandlingarna för att någon gång i framtiden kunna bekämpa P. aeruginosa, en gång för alla!

Master’s Degree Project in Molecular Biology 60 credits 2016
Department of Biology, Lund University

Advisor: Kristian Riesbeck
Riesbeck Lab (Clinical Microbiology)
Dept. of Translational Medicine, Lund University

• author: Ramic, Selma
• supervisor: Petra Halang; Kristian Riesbeck
• organization: Degree Projects in Molecular Biology
• course: MOBT01 20161
• year: 2016
• type: H2 - Master's Degree (Two Years)
• subject: Biology and Life Sciences
• language: English
• id: 8896021
• date added to LUP: 2016-12-13 13:43:10
• date last changed: 2016-12-13 13:43:10