Interakce B. pertussis s lidskými makrofágy
Původce černého kašle B. pertussis byl historicky popisován jako extracelulární patogen, který může být v přítomnosti specifických protilátek internalizován a likvidován lidskými makrofágy. Některé studie nicméně naznačují, že v nepřítomnosti protilátek tento patogen stimuluje přichycení k imunitním buňkám, které patogen zabíjejí méně efektivně, což může zlepšit intracelulárnímu přežívání B. pertussis. Tato data vedla ke spekulacím, naznačujícím že B. pertussis může využívat makrofágy jako útočiště, kde se mohou skrývat před imunitním systémem a že intracelulární fáze infekce může hrát významnou roli v přežívání a perzistenci bakterií v hostitelském organismu.
Abychom lépe porozuměli vzájemné interakci mezi patogenem B. pertussis a makrofágy, použili jsme RNA sekvenování k analýze změn v genové expresi lidských makrofágů THP-1 v důsledku infekce B. pertussis. Paralelně jsme se pokusili analyzovat transkriptomické profily intracelulárních bakterií.
Dual RNA-seq analýza
Naše analýza odhalila, že globální profil genové exprese v makrofázích THP-1 je výrazně změněn již 6 hodin po infekci. Mezi vysoce exprimovanými geny jsme identifikovali ty, které kódují cytokiny, chemokiny a transkripční regulátory zapojené do spuštění polarizačních programů charakteristických pro M1 a M2 makrofágy. Významně byly po infekci exprimovány také některé hostitelské geny, které se podílejí na kontrole apoptózy a zánětlivé odpovědi a o nichž je známo, že jsou využívány intracelulárními bakteriálními patogeny ve vlastní prospěch.
Bioinformatické analýzy odhalily rozsáhlé změny v expresi specifických skupin genů zapojených do signálních a metabolických drah během infekce. Naše duální RNA-seq analýza také naznačila, že buňky B. pertussis se aktivně přizpůsobují intracelulárnímu prostředí makrofágů a reagují na baktericidní aktivity vyvolané buňkami THP-1. Naše výsledky dále odhalily, že intracelulární buňky B. pertussis přecházejí do avirulentního fenotypu, který jim zřejmě umožňuje aklimatizovat se na prostředí uvnitř makrofágů. Předpokládáme, že tato avirulentní fáze představuje autentický fenotyp internalizovaných buněk B. pertussis.