病原体如何渗透肺部？利用人类肺微组织，一组研究人员揭示了一种有害病原体所采用的策略。这种细菌专注于特定的肺细胞，并制定了一个复杂的计划来突破肺部的防御屏障。
病原体如何渗透肺部？使用人类肺微组织，巴塞尔大学生物中心的一个团队揭示了一种有害病原体所采用的策略。这种细菌专注于特定的肺细胞，并制定了一个复杂的计划来突破肺部的防御屏障。
今年早些时候，世界卫生组织发布了一份关于世界上十二种最危险细菌病原体的汇编，这些病原体对各种抗生素具有耐药性，并对人类健康构成严重威胁。这份汇编包括绿脓杆菌，这是一种令人畏惧的医院获得性病原体，导致严重和危及生命的肺炎。该病原体对免疫功能低下的患者和使用机械通气的个人构成特别严重的威胁，死亡率高达50%。
此外，绿脓杆菌已经开发出多种策略以渗透肺部和人体，乌尔斯·杰纳尔教授和他的团队在巴塞尔大学生物中心的研究中指出。
杰纳尔教授及其团队通过使用由人类干细胞制成的实验室培养肺微组织，揭示了感染过程的新发现。他们在科学杂志《自然微生物学》上发表了研究结果，详细说明了绿脓杆菌如何穿透肺组织的最外层并侵入更深的区域。这项研究是国家竞争力研究中心（NCCR）“抗耐药”的一部分。
排列紧密的细胞薄层覆盖在我们的肺部，构成了深层肺组织的保护屏障。这一表面涂有粘液，捕获微生物等颗粒，并通过专门细胞从空气中去除。这一层对侵袭病原体形成了有效的几乎无法穿透的屏障。然而，绿脓杆菌找到了突破防线的方法。但该病原体如何跨越组织屏障，一直是一个谜，直到现在。
肺类器官为人类感染提供新视角
“我们培育的人类肺微组织真实地模拟了患者体内的感染过程，”杰纳尔解释道。“这些肺模型使我们能够揭示病原体的感染策略。它利用产生粘液的杯状细胞作为木马，侵入并穿过屏障。”细菌以杯状细胞为目标，这是肺黏膜的一个小部分，突破防线，导致保护屏障变得渗漏。病原体随后迅速扩散到更深的组织区域。这导致开发出一种新的传感器来监测这一过程。
科学家们使用人类肺类器官来理解绿脓杆菌如何感染肺部。然而，关于这些病原体在感染过程中的行为变化仍然存在不确定性。它们需要能够移动以覆盖组织表面，然后在接触时迅速粘附于肺细胞，随后激活其致病因子。已知细菌可以通过小信号分子快速改变其行为。直到现在，研究这些联系的技术尚不可用。
杰纳尔的团队现在开发了一种新的传感器，以检测和监测一种称为c-di-GMP的小信号分子在单个细菌中的含量。这一突破性方法最近在《自然通讯》上发表。根据杰纳尔的说法，这一进展允许实时监测和高分辨率追踪在感染过程中如何调节这种信号分子，以及它如何控制病原体的致病性。研究人员现在对单个细菌细胞何时何地激活特定程序以调节其行为有了详细的理解。这种新方法还允许对肺部感染进行更深入的研究。
类器官模型复制患者中的条件
“多亏了人类肺类器官的进展，我们对病原体在人体组织，尤其是患者中的行为有了更深刻的认识，”杰纳尔强调。“这使我们大大接近实现NCCR抗耐药的目标。”人类肺及其他器官（如膀胱）的类器官使研究人员能够分析抗生素对组织的影响，例如确定细菌在哪些地方以及如何耐受治疗。这些类器官模型在未来将对开发创新且成功的对抗病原体的方法至关重要。”
