Studija istraživačke grupe Ane Arnkvist na Univerzitetu Umea otkriva molekularne detalje o sposobnosti želudačnog patogena Helicobacter pilori da se veže za upaljeni stomak i kako se to kontroliše pH vrednosti želuca. Povećano razumevanje kako bakterija H. pilori može da izazove upornu doživotnu infekciju je važan deo slagalice kako bi se konačno identifikovale karakteristike koje doprinose bolesti.
Kada se stomak zarazi gastričnim patogenom Helicobacter pilori, infekcija traje doživotno ako se ne leči. Infekcija može izazvati peptički ulkus, kao i rak želuca. Okruženje u stomaku prolazi kroz kontinuirane promene, zahtevajući od bakterija da se prilagode prilagođavanjem ekspresije određenih proteina na osnovu preovlađujućih uslova.
Obično se pretpostavlja da stomak ima nizak pH. Međutim, nivoi pH značajno variraju, u rasponu od visoko kiselog okruženja u lumenu želuca do uglavnom neutralnih uslova na najudaljenijem sloju epitelnih ćelija želuca, koji je zaštićen slojem sluzi. Najviše bakterija H. pilori nalazi se u sloju sluzi ili čvrsto vezanom za krajnji ćelijski sloj. Ekspresija mnogih gena je regulisana kao odgovor na pH, što dovodi do toga da bakterija proizvodi različite količine proteina u zavisnosti od pH okoline.
H. pilori na svojoj površini ima adhezivne proteine, takozvane adhezine, koji se koriste za pričvršćivanje na sloj sluzi ili na krajnji ćelijski sloj. SabA protein je jedan od takvih adhezina, koji omogućava bakteriji da se pričvrsti za upaljenu sluznicu želuca.
U ovoj studiji, objavljenoj u časopisu Istraživanje nukleinskih kiselina, Arnkvistova istraživačka grupa je, na molekularnom nivou, razjasnila kako pH utiče na proizvodnju SabA proteina. Pri niskom pH, regulatorni protein ArsR postaje fosforilisan i formira kompleks. Studija je otkrila dva mesta vezivanja ArsR kompleksa i naglašava važnost topologije DNK za ArsR-vezivanje.
Štaviše, studija identifikuje primarno mesto vezivanja ArsR za koje se ArsR proteinski kompleks vezuje za regulaciju pH. Istraživanje takođe pokazuje da varijacije u specifičnom regionu DNK među različitim sojevima H. pilori utiču na pH regulisanu ekspresiju SabA.
Značajan izazov na koji se susreće u ovom projektu je implementacija genetskih modifikacija kod H. pilori. Proces je bio tehnički izazovan i dugotrajan zbog složenosti dobijanja ispravnih DNK konstrukcija. U početku smo pokušali da dizajniramo internacionalno renomiranoj kompaniji, ali nakon četiri meseca i mnogih pokušaja, vratili su zadatak nepotpun.
„Pronalaženje kroz ovo zahtevalo je značajno strpljenje“, kaže Ana Oberg, naučnik koji je konačno uspeo sa zahtevnim konstrukcijama.
H. pilori tipično kolonizuje donji deo želuca, gde je pH nešto viši u poređenju sa srednjim delom, koji sadrži više ćelija koje proizvode kiselinu, što rezultira nižim pH. Odavno je poznato da infekcije u srednjem delu želuca (korpusa) predstavljaju faktor rizika za razvoj raka.
Dublje poznavanje načina na koji pH utiče na osnovna svojstva, kao što je adhezija H. pilori na sluznicu želuca, postavlja osnovu za bolje razumevanje koje karakteristike H. pilori imaju veću verovatnoću da doprinesu razvoju bolesti.
