身体通过剥夺病原体所需的铁来抵御它们。然而，这一策略并不总能成功抵御沙门氏菌。巴塞尔大学的研究人员发现，这些细菌特别瞄准免疫细胞中富含铁的区域进行复制。他们关于病原体如何规避免疫防御的研究对于抗击感染非常重要。
我们的身体通过限制病原体获得必需营养素，例如铁，来控制细菌病原体。铁对所有生物体至关重要。当细菌被剥夺铁时，它们停止生长和复制，换句话说，就是被饥饿所控制。因此，病原体被阻止传播，感染得以控制。
巴塞尔大学生物中心的迪尔克·布曼教授团队现在在小鼠中发现，并不是所有病原体都能如此轻松地被智取。在他们最近发表在《细胞宿主与微生物》上的研究中，科学家们证明，某些细菌专门隐藏在少数富含铁的免疫细胞中。在免疫系统的保护下，这些病原体在这些富含铁的区域中复制。
研究人员研究了沙门氏菌，这是一种已知会引起伤寒的细菌。为了逃避免疫防御，这种病原体进入并寄居在特定的免疫细胞中。这些被称为巨噬细胞的细胞通过使用运输蛋白NRAMP1将铁从细菌的藏身之处泵出，以抵御入侵者。这种营养剥夺是身体成功的防御机制。然而，沙门氏菌找到了一种巧妙的方式来规避这一策略。
布曼表示：“我们感到惊讶的是，铁的剥夺几乎对整体沙门氏菌群体没有影响。起初，我们无法解释这一现象。但我们的单细胞分析揭示出，细菌中特定比例的细菌专门瞄准富含铁的巨噬细胞。”实际上，沙门氏菌通常感染脾脏中的巨噬细胞，这些细胞分解老化或损坏的红细胞。由于红细胞含有大量铁，因此其降解位置特别富含铁，而细菌正是利用这一资源。
布曼解释道：“在脾脏的巨噬细胞中，我们发现两种沙门氏菌亚群。一组生活在贫铁区域，生存艰难；另一亚组则生活在富含红细胞残骸的小泡内。”
就这些小泡而言，NRAMP1运输体会去除铁以进行回收。然而，浓度仍然极高。“即使有超过99%的铁被泵出，剩下的小量仍足以让细菌继续生长。”布曼补充道。这种富含铁的沙门氏菌亚群主要驱动感染。
异质群体对沙门氏菌在宿主内的生存和传播至关重要。这项研究突显了病原体适应策略，以规避甚至复杂的免疫防御机制。
研究结果为宿主-病原体动态提供了重要见解。“我们的工作也强调了单细胞水平研究感染的重要性。”布曼表示。“只有了解病原体的生存策略，我们才能找到有效的手段来对抗感染。”
