Εξειδικευμένες φωσφατάσες και παράγοντες παθογένειας των βακτηρίων ως βιοδείκτες στη νόσο Alzheimer

Abstract

Ο περιβαλλοντικός ανόργανος φώσφορος αποτελεί το περιοριστικό θρεπτικό συστατικό για την ανάπτυξη των υδρόβιων μικροοργανισμών. Όταν τα βακτήρια στερούνται τον φώσφορο, προσαρμόζονται στο περιβάλλον τους για να αυξήσουν την ικανότητά τους να προσλάβουν ανόργανα φωσφορικά άλατα. Παράδειγμα μιας τέτοιας προσαρμογής είναι η βακτηριακή μορφογένεση που καταλήγει σε μακριές, νηματοειδείς, σωληνοειδείς προεκτάσεις του κυτταρικού φακέλου ορισμένων υδρόβιων βακτηρίων που ονομάζονται μίσχοι (stalks). Κλινικά στελέχη της Ρ. aeruginosa σχηματίζουν μίσχους που επάγονται από περιορισμό φωσφορικών, οι οποίοι περιέχουν μια πρωτεΐνη που ονομάζεται DING από τα πρώτα 14 αμινοξέα. Αυτή η πρωτεΐνη είναι μια αλκαλική φωσφατάση. Τα βακτήρια, για να εξασφαλίσουν κινητικότητα και απόκτηση φωσφόρου, αναπτύσσουν και μαστίγια, όπου το κύριο συστατικό είναι η φλαζελίνη. Εκκρίνουν επίσης ραμνολιπίδια (RLs) που είναι γλυκολιπίδια, βακτηριακοί μεταβολίτες που παράγονται από ορισμένα βακτήρια, κυρίως από την Pseudomonas aeruginosa και ο σημαντικός ρόλος τους είναι ότι «ενοχοποιήθηκαν» ως βακτηριακοί παράγοντες παθογονικότητας. Ο σχηματισμός των μαστιγίων ενισχύεται ύστερα από παρατεταμένους χρόνους καλλιέργειας, οπότε τα φωσφορικά και άλλα θρεπτικά συστατικά εξαντλούνται. Έτσι, φαίνεται πιθανό ότι αυτά τα οργανίδια έχουν ένα ρόλο στη μολυσματικότητα των παθογόνων οργανισμών. Στο πρώτο λοιπόν μέρος της διατριβής μελετήθηκε και πιστοποιήθηκε στους μίσχους του T. thermophilus ο συνεντοπισμός των τριών συστατικών: της DING πρωτεΐνης, της φλαζελίνης και των ραμνολιπιδίων και η εξάρτηση της παραγωγής τους από τη διαθέσιμη ποσότητα φωσφορικών. Στο δεύτερο μέρος της διατριβής διερευνήθηκε με διάφορες μεθόδους η ύπαρξη των ραμνολιπιδίων στον ορό του αίματος και μελετήθηκε η συμμετοχή τους στη νόσο του Alzheimer, η οποία μπορεί να προκληθεί από χρόνιες βακτηριακές λοιμώξεις. Αύξηση των επιπέδων των ραμνολιπιδίων στο ΕΝΥ ασθενών με Alzheimer σε σχέση με τα άτομα της ομάδας ελέγχου εγείρει το ερώτημα αν τα ραμνολιπίδια θα μπορούσαν να προταθούν ως ένας εν δυνάμει προγνωστικός παράγοντας για τη νόσο του Alzheimer. Επίσης, μελετήθηκε η γενοτοξική, κυτταροτοξική και κυτταροστατική δράση των ραμνολιπιδίων σε κύτταρα ανθρώπινου περιφερικού αίματος in vitro και η αλληλεπίδρασή τους με το πλασμιδιακό DNA. Στο τρίτο και τελευταίο μέρος της διατριβής εξετάστηκε η συμμετοχή των DING πρωτεϊνών στη νόσο Alzheimer. Τα επίπεδα των DING πρωτεϊνών στο ΕΝΥ ασθενών με Alzheimer εμφανίστηκαν αυξημένα σε σύγκριση με την ομάδα ελέγχου. Περαιτέρω πειράματα απαιτούνται για να επικυρωθούν οι DING πρωτεΐνες ως βιομάρτυρες της νόσου. Τέλος, έγινε καταγραφή των DING πρωτεϊνών που περιέχουν την ειδική αλληλουχία DING και εμπλέκονται στη νόσο AD.