TUGAS BIOLOGI MOLEKULAR “
Patogenesis Klamidia dan Pengobatannya
Oleh DANI SUJANA 260120170002
PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS PADJADJARAN PADJADJARAN BANDUNG 2017
”
Abstrak
Chlamydia spp. adalah penyebab penting penyakit manusia yang tidak memiliki vaksin yang efektif. Patogen patogen intraseluler ini mereplikasi di kompartemen membran khusus dan menggunakan persenjataan besar yang disekresikan untuk bertahan di lingkungan intraseluler host host yang tidak bersahabat. Dalam Review ini, kami meringkas kemajuan dalam memecahkan kode interaksi antara Chlamydia spp. dan host mereka yang telah dimungkinkan oleh kemajuan teknologi terkini dalam proteomik dan genetika klamidia. Lapangan sekarang siap untuk menguraikan mekanisme molekuler yang mendasari interaksi intim antara Chlamydia spp. dan host mereka, yang akan membuka banyak jalan penelitian yang menarik untuk patogen yang penting secara medis ini.
Abstrak
Chlamydia spp. adalah penyebab penting penyakit manusia yang tidak memiliki vaksin yang efektif. Patogen patogen intraseluler ini mereplikasi di kompartemen membran khusus dan menggunakan persenjataan besar yang disekresikan untuk bertahan di lingkungan intraseluler host host yang tidak bersahabat. Dalam Review ini, kami meringkas kemajuan dalam memecahkan kode interaksi antara Chlamydia spp. dan host mereka yang telah dimungkinkan oleh kemajuan teknologi terkini dalam proteomik dan genetika klamidia. Lapangan sekarang siap untuk menguraikan mekanisme molekuler yang mendasari interaksi intim antara Chlamydia spp. dan host mereka, yang akan membuka banyak jalan penelitian yang menarik untuk patogen yang penting secara medis ini.
BAB I PENDAHULUAN
Chlamydiae adalah Gram-negatif, patogen intraseluler obligat dan simbion organisme beragam, mulai dari manusia hingga amuba. Kelompok yang paling banyak dipelajari dalam filum Chlamydiae adalah keluarga Chlamydiaceae, yang terdiri dari 11 spesies yang patogen terhadap manusia atau hewan. Beberapa spesies yang patogen terhadap hewan, seperti patogen unggas Chlamydia psittaci, dapat ditularkan ke manusia. Patogen Chlamydia muridarum adalah model yang berguna untuk infeksi saluran genital. Chlamydia trachomatis dan Chlamydia pneumoniae, spesies utama yang menginfeksi manusia, bertanggung jawab atas berbagai penyakit dan akan menjadi fokus dari Review ini. Strain C. trachomatis dibagi menjadi tiga biovar dan selanjutnya diberi subtipe oleh serovar. Trachoma biovar (serovars A-C) adalah penyebab utama kebutaan non-bawaan di negara berkembang, sedangkan biovar genital (serovars D-K) adalah bakteri menular seksual yang paling umum. Pada wanita, 70-80% infeksi saluran genital dengan C. trachomatis asimtomatik, namun 15-40% naik ke saluran genital atas, yang dapat menyebabkan sekuele serius, termasuk penyakit radang panggul, infertilitas dan kehamilan ektopik. Biovar lympho granuloma venereum (serovars L1-L3) menyebabkan infeksi urogenital atau anorektal invasif, dan dalam 10 tahun terakhir, kejadian LGV pada pria terinfeksi HIV yang berhubungan seks dengan laki-laki telah meningkat. Infeksi dengan C. trachomatis juga memfasilitasi penularan HIV dan terkait dengan kanker serviks C. pneumoniae menyebabkan infeksi saluran pernafasan, terhitung ~ 10% pneumonia yang didapat oleh masyarakat, dan terkait dengan sejumlah penyakit kronis, termasuk asma, aterosklerosis dan radang sendi. Meskipun infeksi klamidia dapat diobati dengan antibiotik, obat tidak cukup efektif untuk menghilangkan bakteri di negara-negara berkembang, dan vaksin yang efektif sejauh ini sulit dipahami. Semua chlamydiae berbagi siklus perkembangan di mana mereka bergantian antara tubuh dasar ekstraselular, menular dan badan retikulat intraseluler, non-infeksius (Gambar 1). Badan dasar memasuki sel mukosa dan berdiferensiasi menjadi benda retikulat di kompartemen yang terikat membran - inklusi. Setelah beberapa putaran replikasi, tubuh retikulat kembali
berdiferensiasi menjadi tubuh elementer dan dilepaskan dari sel inang, siap menginfeksi sel-sel tetangga. Chlamydiae telah secara substansial mengurangi genom (1.04 Mb mengkodekan 895 bacaan terbuka untuk C. trachomatis) yang kekurangan keku rangan banyak ban yak enzim metabolik, yang membuat bakteri ini bergantung pada inang untuk banyak kebutuhan metabolik mereka. Sekitar dua pertiga protein yang diprediksi dibagi ke seluruh spesies, yang mencerminkan konservasi genetik dan batasan evolusioner yang dipaksakan oleh gaya hidup intraselular mereka dan siklus perkembangan yang dilestarikan. Satu pengecualian adalah daerah dengan keragaman genomik tinggi yang disebut zona plastisitas, yang mengkodekan serangkaian faktor virulensi, termasuk sitotoksin, kompleks serangan membran / protein perforin (MACPF) dan fosfolipase D, yang mungkin memiliki peran dalam tropisme dan niche inang. kekhususan. Chlamydiae menyandikan sejumlah besar efektor virulensi, yang terdiri dari ~ 10% genom mereka. Efektor ini dikirim melalui sistem sekresi khusus ke permukaan bakteri (oleh sistem sekresi V tipe (T5SS)), lumen inklusi (oleh sistem sekresi tipe II (T2SS)), atau ke sel induk sitosol atau membran inklusi (oleh sistem sekresi tipe III (T3SS)). Selain itu, kebanyakan strain membawa plasmid yang berkontribusi terhadap virulensi. Dalam Review ini, kami merangkum pemahaman terkini tentang biologi klamidia, yang menyoroti kemajuan terbaru dalam biologi sel inang dan bakteri bakteri, proteomik dan genetika klamidia, dan area yang kita harapkan akan maju secara substansial dalam dekade yang akan datang.
BAB II PEMBAHASAN
2.1
Siklus Perkembangan
Badan dasar dan badan retikulat secara morfologis dan fungsional berbeda. Tubuh elementer bertahan di lingkungan ekstraseluler yang keras; Dinding sel mirip spora mereka distabilkan oleh jaringan protein yang terikat silang oleh ikatan disulfida, disebut kompleks membran luar, yang memberikan ketahanan terhadap tekanan osmotik dan tekanan fisik. Meskipun mereka pernah dianggap tidak aktif secara metabolik, penelitian menggunakan sistem bebas-host (axenic) menunjukkan bahwa tubuh elementer memiliki aktivitas metabolik dan biosintesis yang tinggi dan bergantung pada D-glukosa-6-fosfat sebagai sumber energi. Memang, proteomik kuantitatif mengungkapkan bahwa tubuh elementer mengandung banyak protein yang dibutuhkan untuk metabolisme sentral dan katabolisme glukosa, yang dapat digunakan untuk meledaknya aktivitas metabolik pada sel inang masuk dan mengarahkan diferensiasi ke dalam tubuh retikulat. Selama diferensiasi ini, kompleks ikatan silang berkurang, yang memberikan fluiditas membran yang dibutuhkan untuk replikasi. Badan retikulat mengkhususkan diri pada perolehan dan replikasi hara; mereka sangat mengekspresikan protein yang terlibat dalam pembentukan ATP, sintesis protein dan transportasi nutrisi, seperti sintase ATP tipe-V, protein ribosom dan transporter nukleotida. Mereka mungkin mengandalkan ATP yang dipecat dari host sebagai sumber energi, yang mengindikasikan bahwa kedua bentuk perkembangan tersebut memiliki persyaratan metabolik yang berbeda. Mengikat ke sel inang melibatkan beberapa ligan bakteri dan reseptor inang (Gambar 1). Pada kontak, synthesizer T3SS pra-disintesis disuntikkan dan tubuh elementer diinternalisasi ke dalam inklusi. beberapa jam (6-8 jam pasca infeksi C. trachomatis), transisi ke reticulate body berlangsung dan gen awal ditranskripsikan. Efek awal merombak membran inklusi, redirect vesikular eksositik ke inklusi dan memudahkan interaksi inang-patogen. Selanjutnya, gen midcycle (~ 8-16 jam post-infection untuk C. trachomatis) diekspresikan, yang meliputi efektor yang menengahi perolehan nutrisi dan mempertahankan kelangsungan hidup sel inang. Bakteri dibagi dengan pembelahan biner dan inklusi secara substansial mengembang. Untuk beberapa spesies, seperti C. trachomatis, infeksi sel tunggal oleh beberapa badan dasar menghasilkan
inklusi individu yang saling menyatu oleh fusi homotipik. Pada tahap akhir (~ 24-72 jam pasca infeksi untuk C. trachomatis), tubuh retikulat beralih ke tubuh elementer secara asinkron, yang mungkin distimulasi oleh detasemen mereka dari membran inklusi. Gen siklus akhir mengkodekan kompleks membran luar dan protein histone H1-like dan H2-binding DNA, Hc1 dan Hc2, yang mengembunkan DNA dan mematikan transkripsi banyak gen. Beberapa efektor latecycle yang dihasilkan saat ini dikemas dalam badan-badan dasar progeni untuk dibuang pada siklus infeksi berikutnya. Siklus perkembangan ini memerlukan ekspresi temporal yang disesuaikan dengan baik dari faktor spesifik tahap, yang melibatkan faktor sigma alternatif, aktivator transkripsi dan represor, regulator respon, RNA kecil dan regulator supercoiling DNA. Kelas temporal gen klamidia mencerminkan tahap perkembangan. Meskipun tidak jelas bagaimana badan-badan dasar yang masuk menjadi kompeten transkripsi, gen awal dapat aktif secara konstitutif atau ditranskripsikan dari promotor superko-insensitif, karena tingkat supercoiling rendah selama tahap awal pembangunan. Ekspresi gen mid-cycle digerakkan oleh promoter yang responsif terhadap peningkatan supercoiling DNA, yang mungkin dimediasi oleh gyrases DNA yang diekspresikan lebih awal selama perkembangan. Ekspresi gen mid-cycle juga dapat diatur oleh regulator respon atipikal ChxR. Gen yang terlambat diatur baik oleh faktor sigma spesifik tahap (σ atau melalui relief represi transkripsional promotor yang bergantung pada σ oleh represor pada awal bukaan open frame (EUO). Regulasi transkripsi juga digabungkan ke T3SS. Sebagian besar wawasan ini berasal dari studi in vitro; Kemajuan genetika klamidia (BOX 2) akan memungkinkan analisis model terkini secara in vivo. Siklus perkembangan dapat ditangkap secara reversibel oleh faktor lingkungan dan tekanan, seperti kekurangan gizi, paparan sitokin inang dan antibiotik yang menargetkan sintesis dinding sel (Gambar 1). Dengan kondisi ini, tubuh retikulat beralih ke bentuk 'persisten' yang membesar dan tidak membelah. Kegigihan mungkin mewakili pendekatan tersembunyi untuk menghindari sistem kekebalan tubuh dari tuan rumah. Meskipun persisten dapat menyebabkan peradangan kronis dan jaringan parut, ciri penyakit klamidia, tetap kontroversial mengenai apakah persistensi terjadi secara in vivo. 2.2
Mengikat Dan Menyerang
Adhesi dan invasi Chlamydia spp. bergantung pada banyak faktor host dan bakteri (Gambar 1.2a). Keragaman mekanisme pengikatan dan internalisasi antara spesies mungkin berkontribusi pada perbedaan tropisme pada host dan jaringan tertentu. Adhesi C. trachomatis, C.
pneumoniae dan C. muridarum adalah proses dua langkah yang dimediasi oleh interaksi afinitas rendah dengan heparan sulfate proteoglycans (HSPGs) yang diikuti oleh afinitas tinggi yang mengikat reseptor sel inang. OmcB (juga dikenal sebagai CT443) dari C. trachomatis L1 atau C. pneumoniae memediasi keterikatan pada HSPG. Tingkat dan posisi sulfasi di HSPG memiliki peran penting dalam pengikatan C. muridarum dan C. trachomatis L2 (REFS 17) dan dapat menyebabkan tropisme jaringan. Pelekatan lainnya meliputi lipopolisakarida (LPS) pada C. trachomatis, yang diusulkan untuk mengikat regulator konduktansi transmembran kistik fibrosis, protein membran luar utama (MOMP; juga dikenal sebagai CT681), yang mengikat reseptor mannose dan mannose 6-phosphate reseptor, dan CT017 (juga dikenal sebagai Ctad1) pada C. trachomatis, yang mengikat β1integrin. Keluarga protein membran polimorfik (Pmp) di C. trachomatis dan C. pneumoniae juga menengahi adhesi. Pmp21 (juga dikenal sebagai Cpn0963) berikatan dengan reseptor faktor pertumbuhan epidermal (EGFR) dan berfungsi sebagai adhesin dan invasin. Selain subunit integrin β1 dan EGFR, tirosin kinase reseptor (RTKs) berkontribusi pada pengikatan, invasi dan pemberian sinyal saat masuk. C. trachomatis dan C. muridarum berinteraksi dengan reseptor faktor pertumbuhan fibroblas (FGFR) dan ligand FGF serta reseptor faktor pertumbuhan trombosit (PDGFR). C. trachomatis juga mengikat reseptor ephrin A2 (EPHA2) untuk mengaktifkan sinyal hilir, sedangkan apolipoprotein E4 dapat menjadi reseptor untuk C. pneumoniae. Akhirnya, protein disulfide isomerase (PDI), komponen kompleks reseptor estrogen, terlibat dalam pelekatan dan masuknya banyak Chlamydia spp. PDI juga dapat mengurangi ikatan disulfida dalam adhesins, host receptors dan / atau T3SS. Pada kontak dengan sel inang, Chlamydia spp. menginduksi remodeling aktin, yang mendorong internalisasi yang cepat (Gambar 2a). GTPase RHO-keluarga, yang merupakan pengatur polimerisasi aktin, diperlukan untuk internalisasi, namun GTPase spesifik, atau GTPase, berbeda antara spesies; Toksin toksin C3 botulinum yang terkait RAS 1 (RAC1) diperlukan untuk masuknya C. trachomatis, sedangkan protein kontrol divisi sel (42 CDC42) dan ADPribosilasi faktor 6 (ARF6) berkontribusi pada masuknya Chlamydia caviae. Pengaktifan hasil RAC1 dalam perekrutan regulator aktin, anggota keluarga protein keluarga Wiskott-Aldrich 2 (WAVE2; juga dikenal sebagai WASF2), ABL interactor 1 (ABI1), protein terkait aktin 2 (ARP2) dan ARP3, yang diperlukan untuk reorganisasi aktin. Polimerisasi aktin disertai dengan remodeling membran
yang ekstensif, yang didorong oleh beberapa faktor inang, termasuk caveolin, clathrin dan mikroorganisme kaya kolesterol. Korektor pra-paket disuntikkan melalui T3SS untuk menginduksi penataan ulang sitoskeletal yang mendorong invasi dan mengaktifkan sinyal host (Gambar 2a). Translocated actin-recruiting phosphoprotein (TarP; juga dikenal sebagai CT456) adalah protein multidomain yang mengikat dan mengikat aktin melalui domain globin actin (G-actin) dan filamen aktin (Factin) sendiri dan diperkirakan bersinergi dengan host ARP2 / 3 kompleks Selain itu, TarP di C. caviae mengandung motif seperti leukine-aspartic acid (LD2) mamalia yang menumbangkan sinyal focal adhesion kinase (FAK). Beberapa ortolog TarP mengandung domain terminal amino dengan 1-9 tirosin yang mengandung pengulangan, yang difosforilasi oleh ABL dan SRC-family tyrosine kinases (SFKs). Residu terfosforilasi ini berpartisipasi dalam pensinyalan penyusunan ulang aktin RAC yang dimediasi melalui VAV2 dan son dari tujuh homolog 1 (SOS1) dan meningkatkan kelangsungan hidup sel inang melalui homologi SRC 2 protein pengubah protein C1 (SHC1). TepP (juga dikenal sebagai CT875), efektor T3SS lain yang difosforilasi oleh kinase tirosin host, merekrut protein adaptor eukariotik CRKI dan CRKII pada inklusi. Baik TarP dan TepP, bersama dengan CT694 dan CT695, menggunakan chaperone Slc1 (juga dikenal sebagai CT043) untuk sekresi. Pengikatan diferensial TarP dan TepP ke Slc1 dapat menjelaskan urutan sekresi efektor, dengan TarP disekresikan sebelum TepP. The CT34 efektor T3SS adalah protein multidomain yang mencakup lokalisasi membran dan domain AHNAK yang mengikat aktin, yang diduga dapat mengganggu dinamika aktin dengan berinteraksi dengan protein pengikat aktin AHNAK. C. psittaci mengandung orthologue lemah dari CT694, mengeluarkan protein membran inti dalam Chlamydia (SINC; juga dikenal sebagai G5Q_0070), yang menargetkan komponen kekekalan dari lamina 'keras' (REF 48) dan mungkin mencerminkan keragaman patogen antara C. trachomatis. dan C. psittaci. CT166 sitotoksin, yang berada di zona plastisitas strain genital C. trachomatis, C. muridarum dan C. caviae, menginaktivasi RHO GTPase RAC1 dengan glikosilasi, yang dapat membalikkan polimerisasi aktin setelah masuk. 2.3
Membentuk ceruk intraselular
2.3.1 Migrasi ke pusat pengorganisasian mikrotubulus
Inklusi baru dari beberapa Chlamydia spp., Termasuk C. trachomatis dan C. pneumoniae, diangkut bersama mikrotubulus ke pusat pengorganisasian mikrotubulus (MTOC), yang memerlukan polimerisasi mikrotubulus, protein motor dynein dan SFKs (Gambar 1). Ini
memfasilitasi interaksi dengan kompartemen kaya gizi dan fusi homotipik. Meskipun beberapa komponen kompleks dynactin direkrut, transportasi sepanjang tubulus mikro tidak memerlukan dinamitin p50, yang biasanya menghubungkan muatan dengan mikrotubulus. Hal ini menunjukkan bahwa penerus bakteri meniru aktivitas pengikatan kargo dan mungkin menambatkan inklusi ke dynein dan / atau centrosom. Empat protein membran inklusi (Incs) pada C. trachomatis (IncB (juga dikenal sebagai CT232), CT101, CT222 dan CT850) berada pada mikroorganisme kaya kolesterol pada titik kontak inklusi sentrosom dan colocalize dengan SFK aktif, yang membuatnya memungkinkan bahwa Inc ini berpartisipasi dalam transportasi. CT850 dari C. trachomatis dapat langsung mengikat rantai cahaya dynein 1 (DYNLT1) untuk mempromosikan penempatan inklusi di MTOC. IncB dari C. psittaci berikatan dengan Snapin, protein yang berasosiasi dengan protein SNARE host (protein reseptor protein pelengkap protein N-ethylmaleimide yang sensitif). Seperti Snapin dapat mengikat kedua IncB dan ke dynein, ada kemungkinan interaksi IncB-Snapin menghubungkan inklusi ke kompleks motor dynein untuk transportasi. 2.3.2 Peraturan dinamika fusi dan membran
Kelangsungan intraselular Chlamydia spp. tergantung pada kemampuan inklusi untuk menghambat
fusi
dengan
beberapa
kompartemen
(misalnya
dengan
lisosom)
sambil
mempromosikan fusi dengan orang lain (misalnya, dengan vesikel eksotitik yang kaya nutrisi). Chlamydia spp. mencapai fusi selektif dengan merekrut anggota spesifik dari sekurangkurangnya tiga keluarga regulator fusi (Gbr.2b): GTPase RAB dan efektornya, kinase lipid phosphoinositida dan protein SNARE. RAB GTPases adalah pengatur utama fusi vesikula dan RAB tertentu direkrut untuk inklusi, beberapa di antaranya dengan cara yang spesifik spesies. RAB1, RAB4, RAB11 dan RAB14 direkrut untuk semua spesies yang diuji, sedangkan RAB6 direkrut hanya untuk C. trachomatis dan RAB10 direkrut hanya untuk C.pneumoniae. RAB4 dan RAB11 memediasi interaksi inklusi dengan jalur daur ulang transferrin yang lambat untuk mendapatkan zat besi dan mungkin juga berkontribusi mengangkut sepanjang mikrotubulus. RAB6, RAB11 dan RAB14 memfasilitasi perolehan lipid dari aparatus Golgi, sedangkan RAB39 berpartisipasi dalam pengiriman lipid dari badan multifilik 54. Rekrutmen protein RAB mungkin didorong oleh interaksi Inc-RAB spesifik spesies. CT229 dari C. trachomatis berikatan dengan RAB4, sedangkan Cpn0585 dari C. pneumoniae berikatan dengan RAB1, RAB10 dan RAB11 (REF.). Efektivitas RAB11, protein
interaksi keluarga RAB11 2 (RAB11FIP2), juga terlokalisasi pada inklusi dan, bersama dengan RAB11, mempromosikan rekrutmen RAB14 (REF 55). Homolog Bicaudal-D 1 (BICD1), protein yang berinteraksi dengan RAB6, direkrut untuk inklusi C. trachomatis L2 secara independen dari RAB6, yang menunjukkan interaksi spesifik serovar langsung. Meskipun peran BICD1 tidak jelas, namun juga dapat menyebabkan transportasi ke MTOC, karena keluarga efektor RAB ini telah dilaporkan untuk menghubungkan kargo dengan dynein. RAB juga mempromosikan peleburan vesikel dengan merekrut lipid kinase, seperti inositol polyphosphate 5phosphatase OCRL1 (juga dikenal sebagai Lowe oculocerebrorenal syndrome protein), enzim Golgilocalized yang menghasilkan Golgi-specific lipid
phosphatidylinositol-4-phosphate
(PI4P).
Enzim
lain
yang
menghasilkan
PI4P,
phosphatidylinositol-4-kinase tipe IIα (PI4KIIα), juga direkr ut untuk dimasukkan ke dalam inklusi. Pengayaan PI4P mungkin menyamarkan inklusi sebagai kompartemen khusus aparatus Golgi. Selain itu, Chlamydia spp. mengendalikan fusi vesikel dengan berinteraksi dengan protein SNARE (Gbr.2b). Ini termasuk protein trans-Golgi SNARE syntaxin 6 (STX6) dan STX10 (REF 60), protein membran terkait vesikel 4 (VAMP4), mitra pengikat STX6, dan GS15 (juga dikenal sebagai BET1L), yang mengatur perolehan nutrisi dari jalur exocytic Golgi. Perekrutan STX6 membutuhkan sinyal penargetan Golgi (YGRL) dan VAMP4 (REFS). Dalam contoh mimikri molekuler, setidaknya tiga inss mengandung motif seperti SNARE (IncA (juga dikenal sebagai CT119), InaC (juga dikenal sebagai CT813) dan protein inklusi yang bekerja pada mikrotubulus (IPAM; juga dikenal sebagai CT223)), yang bertindak sebagai protein SNARE penghambat untuk membatasi fusi dengan kompartemen yang mengandung VAMP3, VAMP7or VAMP8 (REFS 49). Selain itu, dimerisasi domain mirip SNARE memfasilitasi fusi homotipik. Meskipun fungsi fusi homotip tidak jelas, strain C. trachomatis alami yang tidak menentu menghasilkan lebih sedikit infeksi menular dan infeksi ringan. Akhirnya, C. trachomatis merekrut anggota keluarga nexin sorting (SNX), yang terlibat dalam perdagangan manusia dari endosome ke aparat Golgi. Perekrutan SNX5 dan SNX6 dimediasi oleh interaksi langsung dengan IncE (juga dikenal sebagai CT116) dan akibatnya dapat mengganggu jalur perdagangan pejalan kaki ini untuk mendorong pertumbuhan bakteri.
2.3.3 Akuisisi hara
Chlamydiae mengais nutrisi dari berbagai sumber, misalnya, dari degradasi protein yang dimirin oleh lisosomal, dengan menggunakan berbagai transporter. Meskipun klamidia dapat mensintesis lipida bakteri yang umum, membran C. trachomatis mengandung lipida eukariotik, termasuk fosfatidilkolin, fosfatidylinositol, sphingomyelin dan kolesterol. Lipid ini diperlukan untuk replikasi, fusi homotipik, pertumbuhan dan stabilitas membran inklusi, reaktivasi dari ketekunan, dan retikulat tubuh terhadap diferensiasi tubuh dasar. Seperti Chlamydia spp. kekurangan enzim biosintesis yang dibutuhkan, mereka telah mengembangkan mekanisme yang canggih untuk mendapatkan lipid yang melibatkan jalur vesikular dan non-vesikular (Gambar 2c). Sphingomyelin dan kolesterol diperoleh dari aparatus Golgi dan badan multifilik. Protein tuan rumah yang terlibat dalam perolehan tergantung vesikula ini meliputi ARF GTPases, faktor pertukaran nukleotida gbine ARF GBF1 (REFS 72), RAB GTPases (khusus, RAB6, RAB11, RAB14 dan RAB39), RAB11FIP2 (REF. 55), VAMP4 (REF 61), dinamin dan FYN kinase. Mekanisme non-vesikuler melibatkan transporter lipid, termasuk protein transport retikulum endoplasma ceramide (CERT) yang juga mengikat C IncD (juga dikenal sebagai CT115), dan anggota dari mesin biogenesis high-density lipoprotein (HDL) yang mengantarkan fosfatidilkolin host. Akuisisi gliserofosfolipid memerlukan aktivasi phospholipase A2 dan mitogen-activated protein kinase (MAPK; juga dikenal sebagai ERK). Sphingomyelin synthase 2 (SMS2; juga dikenal sebagai SGMS2) direkrut untuk dimasukkan, di mana mungkin mengubah ceramide menjadi sphingomyelin. C. trachomatis juga mengais-ngais asam lemak jenuh untuk sintesis membran de novo dan dapat menghasilkan spesies fosfolipid unik melalui asam lemak dan mesin biosintesis fosfolipidnya sendiri. Sebenarnya, sintesis asam lemak tipe bakteri II sangat penting untuk proliferasi klamidia 2.3.4 Fragmentasi Golgi
Selama tahap pertengahan siklus infeksi dengan C. trachomatis, aparatus Golgi terfragmentasi menjadi tumpukan mini yang mengelilingi inklusi, yang diperkirakan dapat meningkatkan penyalinan lipid. Beberapa protein inang telah terlibat dalam proses ini, termasuk RAB6 dan RAB11, ARF GTPases, dynamin dan. Setidaknya satu faktor bakteri, InaC, diperlukan untuk redistribusi aparatus Golgi yang terfragmentasi, mungkin melalui tindakan ARF GTPases dan 14-3-3 protein. Fragmentasi memerlukan pemodelan mikrotubulus detaserosin yang stabil, yang dapat berfungsi sebagai jangkar mekanik untuk tumpukan Golgi
pada permukaan inklusi. Evaluasi peran dinamin mengungkapkan bahwa fragmentasi tidak dapat dibuang untuk pertumbuhan C. trachomatis dan untuk pengambilan lipida. Demikian pula, perdagangan sphingolipids dalam mutan yang kuran g dalam InaC normal, yang mengindikasikan bahwa perolehan lipid dari aparatus Golgi tidak memerlukan fragmentasi. Studi tambahan akan diperlukan untuk menentukan peran fragmentasi Golgi. 2.3.5 Interaksi inklusi dengan organel lainnya
Chlamydia spp. Buat kontak dekat dengan banyak organel lainnya (Gambar 2b). Meskipun banyak organel dan spidol telah divisualisasikan di dalam inklusi, beberapa pengamatan ini mungkin dibesar-besarkan oleh translokasi akibat fiksasi. Tetesan lipid dan peroksisom translokasi ke dalam lumen inklusi C. trachomatis dan merupakan sumber kemungkinan triasilgliserida dan enzim metabolik. Memang, analisis proteomis sel yang terinfeksi C. trachomatis menunjukkan adanya peningkatan kadar tetesan lipid dan pengayaan protein yang terlibat dalam metabolisme lipid dan biosintesis, termasuk asam liganase rantai panjang asam lemak rantai (ACSL3) dan lysophosphatidylcholine asyltransferase 1 (LPCAT1). Menariknya, protein ini juga dapat ditemukan pada, atau dalam, inklusi. Beberapa protein yang terkait dengan tetesan lipid atau peroksisom dapat mempengaruhi proses bakteri. Sebagai contoh, pembawa asil-CoA manusia, domain pengikatan asil-CoA yang mengandung protein 6 (ACBD6), memodulasi aktivitas asiltransferase bakteri CT775 di C. trachomatis dan pembentukan phophatidylcholine. Sedangkan mekanisme pengambilan peroxisome tidak jelas, penangkapan tetesan lipid mungkin melibatkan protein klamidia Lda1, Lda3, Cap1 (juga dikenal sebagai CT529) dan CT618, karena protein ini berasosiasi dengan tetesan lipid saat diekspresikan secaraektomata pada sel inang. Mitokondria berhubungan erat dengan inklusi, dan penipisan translokasi dari membrane-translokase dalam kompleks membran luar (TIM-TOM), yang mengimpor protein mitokondria, mengganggu infeksi C. caviae dan C. trachomatis. Konsekuensi dari interaksi ini tidak jelas; Namun, ada kemungkinan Chlamydia spp. mendapatkan metabolit energi atau meredam sinyal pro-apoptosis. Akhirnya, membran inklusi membentuk kontak dekat dengan retikulum endoplasma yang halus. Situs kontak ini diperkaya dengan protein inang yang biasanya ditemukan di situs kontak Golgi endoplasma (CERT dan mitra pengikatnya, dan protein membran vesikelasosiasi (VAP)) dan pada lokasi kontak membran plasma retikulum endoplasma (molekul interaksi stroma sensor kalsium 1 (STIM1)), dan setidaknya satu protein bakteri, IncD di C. trachomatis. Kontak dekat ini dapat memfasilitasi transportasi lipid dan pembangunan
platform pemberian sinyal. Situs kontak membran berpartisipasi dalam stimulasi gen interferon (STING) - penginderaan patogen yang independen dan juga dapat memodulasi respons tegangan retikulum endoplasma. Selain itu, inklusi juga disandingkan dengan retikulum endoplasma kasar, membentuk 'patogensynapse' (REF 93). Efektor T3SS dapat secara khusus disuntikkan ke dalam retikulum endoplasma kasar dan / atau retikulum endoplasma kasar dapat membantu melipat efektor T3SS. 2.3.6 Menstabilkan inklusi
Selaput inklusi tampaknya sangat rapuh, karena upaya untuk membersihkan inklusi baru saja berhasil. Konsisten dengan gagasan ini, inklusi yang tumbuh menjadi terbungkus dalam filamen F-actin dan intermediate yang membentuk perancah dinamis, yang memberikan stabilitas struktural dan membatasi akses produk bakteri ke sitosol inang. Perekrutan dan perakitan F-actin melibatkan RHO-family GTPases, septins, pensinyalan EGFR dan setidaknya satu bakteri efektor, InaC. Mikrotubulus juga aktif direorganisasi di sekitar inklusi oleh IPAM di C. trachomatis, yang membajak protein sentrosom, protein sentrosomal 170 kDa (CEP170). Interaksi ini memulai pengorganisasian mikrotubulus pada permukaan inklusi, yang mengarah pada pembentukan suprastruktur mikrotubulus yang diperlukan untuk menjaga integritas membran. 2.4
Keluar dari sel inang
Pelepasan badan-badan dasar melibatkan dua mekanisme yang saling eksklusif: lisis sel induk atau ekstrusi inklusi, yang merupakan proses yang menyerupai eksositosis (Gambar 1). Hasil lytic mengakibatkan kematian sel inang dan melibatkan permeabilitas selaput inklusi, diikuti permeabilisasi membran nuklida, dan lisis membran plasma yang bergantung pada kalsium. Pencitraan sel hidup dari mutan yang kurang menghasilkan efektor T2SS, faktor aktivitas mirip protease Chlamydia (CPAF; juga dikenal sebagai CT858), menunjukkan bahwa CPAF mungkin memiliki peran dalam membongkar sel inang dan mempersiapkan badan dasar untuk keluar. Laporan ini menyimpulkan bahwa CPAF sitosolik hanya aktif mengikuti lisis inklusi, sedangkan data lain menunjukkan bahwa translokasi CPAF ke sitosol terjadi sebelum lisis dan berkorelasi dengan aktivitas CPAF. Penelitian lebih lanjut diperlukan untuk menyelesaikan kapan efektor T2SS ini mencapai sitosol sel inang. Sebaliknya, jalur ekstrusi membuat sel inang utuh dan melibatkan selaput membran yang diikuti dengan pengusiran inklusi. Proses ini memerlukan polimerisasi aktin, RHOA GTPase,
protein sindrom Wiskott-Aldrich Syndrome (N-WASP), miosin II dan komponen jalur myosin phosphatase, seperti subunit penargetan myosin phosphatase 1 (MYPT1; juga dikenal sebagai PPP1R12A), yang mengikat efektor Inc CT228 yang ditranskripsikan sebelumnya di C. trachomatis. Beberapa anggota keluarga septin (septin 2, septin 9, septin 11 dan mungkin septin 7) telah terlibat dalam egress of inclusion, mungkin melalui perekrutan atau stabilisasi F-actin. Sebenarnya, perekrutan aktin mungkin diperlukan untuk ekstrusi inklusi. Ekstrusi mencegah pelepasan kandungan inflamasi dan melindungi tubuh elementer dari kekebalan hospes, dan juga dapat menyebabkan persistensi, karena beberapa bakteri tetap berada di sel inang. Untuk mencegah infeksi ulang, C. trachomatis menginduksi penutupan lapisan glikoprotein 96, yang mengakibatkan hilangnya PDI, yang terlibat dalam pengikatan dan invasi. 2.5
Mengubah respons host
2.5.1 Mengendalikan kelangsungan hidup dan kematian sel induk
Kematian sel yang tepat waktunya penting untuk patogen intraselular, karena kematian sel inang prematur dapat membatasi replikasi. Chlamydia spp. mengaktifkan jalur pro-survival dan menghambat jalur apoptosis (Gambar 3). Setidaknya tiga Chlamydia spp. mengikat RTK yang pada gilirannya mengaktifkan jalur bertahan hidup MEK-ERK dan phosphoinositide 3-kinase (PI3K): sinyal MEK-ERK diaktifkan melalui interaksi C. trachomatis dan C. muridarum dengan FGFR atau melalui pengikatan Pmp21 dari C. pneumoniae. ke EGFR. C. trachomatis juga mengikat EPHA2, yang mengaktifkan jalur PI3K. Reseptor ini diinternalisasi dengan tubuh elementer dan, dalam kasus EPHA2, terus menghasilkan sinyal kelangsungan hidup yang tahan lama, yang diperlukan untuk replikasi bakteri. Upregulasi ERK juga meningkatkan tingkat EPHA2, yang berakibat pada aktivasi loop umpan maju yang terlibat dalam kelangsungan hidup inang. Akhirnya, Inc Cpn1027 dari C. pneumoniae berikatan dengan anggota jalur β-cateninWNT, aktivasi sitoplasma / protein terkait proliferasi 2 (CAPRIN2) dan glikogen sintase kinase 3β (GSK3β), yang memungkinkan β-catenin untuk mengaktifkan transkripsi gen pro-survival. Sel yang terinfeksi Chlamydia spp. Menunjukkan resistansi terhadap rangsangan apoptosis intrinsik dan ekstrinsik (Gambar 3). Ketahanan terhadap apoptosis sel-otonom dan membutuhkan sintesis protein bakteri. Chlamydia spp. Dapat memblokir apoptosis intrinsik melalui berbagai mekanisme termasuk di mana-mana dan proteasomal yang dimediasi MDM2 degradasi supresor p53 tumor (REFS 105), penyerapan protein proapoptotik kinase Cδ (PKCδ) atau agonis BCL-2 yang terkait dengan kematian sel (BAD) ke membran inklusi melalui diacylglcerol atau 14-3-3β-
binding Incs, masing-masing, dan upregulasi atau stabilisasi protein anti-apoptosis termasuk regulator pengatur molekuler keluarga TAS 1 (BAG1), protein pembeda sel myeloid leukemia 1 (MCL1) atau Ciap2 (juga dikenal sebagai BIRC3). C. trachomatis menghambat apoptosis ekstrinsik dengan menghalangi aktivasi caspase 8 melalui protein pengatur protein FLICE-like regulator utama (Cflip; juga dikenal sebagai caspase 8-inhibitor protein). Analisis protein dari inklusi C. trachomatis utuh dan mitra pengikatan Inc menunjukkan tambahan protein dan efektor host yang dapat mengatur kelangsungan hidup sel inang. 2.5.2 Memodulasi siklus sel inang
Studi menggunakan garis sel yang diimunisasi menunjukkan bahwa infeksi dengan Chlamydia spp. memodulasi perkembangan inang melalui siklus sel dengan menggunakan beberapa mekanisme. Meskipun penelitian ini memberikan wawasan pen ting, relevansi fisiologis mereka harus dipandang dengan hati-hati sebagai Chlamydia spp. Bereplikasi pada sel-sel non bersepeda yang terdiferensiasi secara in vivo. Garis sel yang terinfeksi dengan C. trachomatis berkembang lebih lambat melalui siklus sel, yang pada awalnya disebabkan oleh degradasi siklin B1; Namun, degradasi yang diamati mungkin merupakan artefak persiapan sampel. CT106 sitotoksik yang diekspresikan sebelumnya juga telah terlibat dalam memperlambat perkembangan siklus sel, karena ekspresi ektopik CT166 menunda fase G1-fase ke fase S dengan menghambat sinyal MEK-ERK dan PI3K. Efektor midcycle CT847 di C. trachomatis berinteraksi dengan protein pengenal terkait GRB2 2 (GRAP2) dan GRAP2 dan protein interaksi D siklooking (GCIP; juga dikenal sebagai CCNDBP1); Namun, apakah interaksi ini mengatur perkembangan melalui siklus sel selama infeksi tidak jelas. Chlamydia spp. menginduksi exit mitosis awal dengan melewati pos pemeriksaan rol spindle. C.pneumoniae dapat memediasi penangkapan siklus sel melalui efektor T3SS, CopN, yang telah dilaporkan mengikat mikrotubulus dan mengganggu perakitan mereka secara in vitro; Namun, apakah ini terjadi selama infeksi tidak jelas. Kemungkinan Chlamydia spp. menyempurnakan siklus sel siklus untuk memaksimalkan perolehan nutrisi pada tahap perkembangan tertentu. C. trachomatis mengganggu duplikasi dan clustering sentrosom, namun melalui mekanisme independen. CPAF diperlukan untuk menginduksi amplifikasi centrosom, berpotensi melalui degradasi satu atau lebih protein yang mengendalikan duplikasi sentrosom. C.trachomatis juga mencegah pengelompokan centrosome selama mitosis secara CPAFindependen, mungkin melalui penandaan yang dimediasi oleh centrosom ke inklusi. Efek
kumulatif sentro beberapa amplifikasi, exit dan exit mitotic awal pada posisi centrosome, menghentikan sitokinesis, yang berakibat pada sel multinukleat. Multinukleasi meningkatkan kandungan aparatus Golgi, yang memungkinkan Chlamydia spp. untuk dengan mudah mendapatkan lipid Golgi yang diturunkan. Efek lain yang terlibat dalam multinukleasi meliputi IPAM, CT224, CT225 dan CT166, karena ekspresi ektopik protein ini pada sel yang tidak terinfeksi menghambat sitokinin, walaupun mekanisme kerjanya tidak jelas. Dalam kasus IPAM, akan menarik untuk menentukan apakah peraturan sitokinesis dimediasi melalui pengikatan VAMPs dan / atau CEP170 dan apakah pengamatan ini mewakili tiga fungsi independen IPAM. Meskipun infeksi menginduksi jeda untai ganda pada DNA inang, klamidia meredam respons kerusakan DNA host. C.trachomatis menghambat pengikatan protein respon kerusakan DNA MRE11, ataksia telangiektasia bermutasi (ATM) dan protein pengikatan p53 1 (53BP1) hingga jeda untai ganda, dan menghambat penangkapan siklus sel melalui degradasi p53 (REF 106). Dengan mempertajam jalur kelangsungan hidup sel, regulasi siklus sel, perbaikan kerusakan DNA, dan duplikasi dan posisi centrosom, chlamydiae menyukai transformasi maligna. Karena hilangnya supresor tumor p53 dapat menghasilkan sentrosom ekstra, akan menarik untuk menentukan apakah degradasi p53 mendorong proses ini. Selanjutnya, Chlamydia spp. menginduksi pertumbuhan anchorage-independent pada fibroblas tikus, sebuah fenotip yang berkorelasi erat dengan tumorigenicity. Fenotip ini tampaknya relevan secara in vivo karena infeksi pada serviks tikus meningkatkan proliferasi sel serviks, tanda-tanda displasia serviks dan kelainan kromosom. Bahkan sel eukariotik yang dibersihkan dari Chlamydia spp. menunjukkan peningkatan resistensi terhadap apoptosis dan penurunan responsivitas terhadap sinyal p53, yang dapat meningkatkan sensitivitas terhadap transformasi ganas. 2.5.3 Pengenalan kekebalan dan subversi imunitas
Sel epitel mengenali antigen klamidia melalui reseptor permukaan sel, reseptor endosomal dan sensor kekebalan bawaan sitosolik (Gambar 4). Aktivasi reseptor ini memicu pelepasan sitokin pro-inflamasi dan kemokin, yang merekrut sel-sel inflamasi. Namun, respon inflamasi ini, yang diperlukan untuk pembersihan bakteri, juga bertanggung jawab untuk imunopatologi, seperti kerusakan jaringan dan jaringan parut. Pada pengikatan, klamidia mengaktifkan reseptor seperti Toll-like (TLRs) -TLR2, TLR3 dan TLR4 - dengan derajat yang bervariasi, tergantung pada spesies dan model infeksinya. TLR2 dapat mengenali peptidoglikan, meskipun ligan lainnya, seperti protein penghambat makrofag
(MIP) atau plasmid-regulated ligands, telah disarankan 121. TLR2 dan adaptor TLR hilir protein myeloid protein respon utama 88 (MYD88) telah dilaporkan melokalisasi, dan berpotensi memberi sinyal dari, model inklusi, dan tikus infeksi dengan C. pneumoniae dan C. trachomatis menyarankan peran kunci untuk TLR2 dan MYD88 dalam pengenalan dan pembersihan bakteri. Pengenalan LPS cholydial dan / atau 60 kDa heat shock protein (HSP60) oleh TLR4 juga dapat menyebabkan pembersihan bakteri, namun kepentingan relatif TLR4 dibandingkan dengan TLR2 masih harus ditentukan. Infeksi klamidia juga terdeteksi oleh sensor nukleotida intraselular siklik GMP-AMP (cGAMP) synthase (cGAS) dan STING. Pada DNA yang mengikat, cGAS mengkatalisis produksi cgAMP messenger di-nukleotida siklikat, yang mengaktifkan STING, menginduksi ekspresi interferon tipe I (IFNs). Chlamydia spp. juga mensintesis siklik siklik sekunder di-AMP, yang dilepas ke sitoplasma sel inang, mengaktifkan STING secara independen dari cGAS, dan dapat berkontribusi pada produksi IFN tipe I. Pengikatan oligomerisasi mengikat mengikat nukleotida peptidoglikular intraseluler yang mengandung 1 (NOD1) juga diaktifkan sebagai respons terhadap infeksi dengan C. pneumoniae, C. trachomatis dan C. muridarum, yang mengungkapkan bahwa peptidoglikan klamidia dapat memperoleh akses ke sitosol inang (BOX 3). Selama infeksi klamidia, caspase 1 diaktifkan melalui domain NOD-, LRR- dan pyrin yang mengandung 3 (NLRP3) apoptosis-associated protein
mirip
bintik
yang
mengandung
CARD
(ASC)
inflammasome
(NLRP3-ASC
inflammasome). Aktivasi inflamasiom NLRP3-ASC memerlukan K + efflux dan produksi spesies oksigen reaktif (ROS), yang diperkuat melalui reseptor NOD mirip mitokondria X1 (NLRX1). Menariknya, aktivasi inflamasi mendorong infeksi pada beberapa kondisi, mungkin karena peningkatan perolehan atau pemanfaatan lipid. Akhirnya, menjaga integritas membran inklusi mungkin adalah mekanisme lain yang digunakan untuk mencegah penginderaan sitosolik komponen bakteri. Klamidia telah mengembangkan beberapa mekanisme untuk memanipulasi respons imun, dan dalam beberapa kondisi, mencegah pembersihan. Infeksi klamidia dapat mengurangi produksi IFN atau melawan produk gen hilir yang terlibat dalam imunitas sel otonom. C. pneumoniae menekan produksi IFNβ dengan merendahkan faktor terkait reseptor tumor necrosis factor (TNF) 3 (TRAF3), kemungkinan melalui aktivitas protease yang spesifik untuk C. pneumoniae. C. pneumoniae juga menghindari produksi oksida nitrat (NO) dengan merundingkan transkripsi sintesis NO (asease) yang dapat diinduksi (iNOS) melalui induksi jalur
poliamina
alternatif. C. trachomatis merendahkan ekspresi protein interferon dengan
pengulangan tetratrikopeptida 1 (IFIT1) dan IFIT2 melalui efektor T3SS TepP. Produksi IFNγ menginduksi ekspresi host indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO), yang menghabiskan sel inang triptofan, sehingga menghambat replikasi strain Chlamydia yang merupakan tryptophan auxotrophs. Genital serovars mengkodekan synthase tryptophan yang memungkinkan sintesis triptofan dari indole yang disediakan oleh mikrobiota lokal, sehingga menghindari respons inang ini. IFNγ juga menginduksi ekspresi GTPases terkait kekebalan (imigs) atau guanylate binding protein (GBPs). Molekul mirip-dinamin ini membantu pengenalan inklusi, secara langsung merusak inklusi dan / atau memodulasi penggabungan inklusi dengan lisosom. Mendefinisikan peran IRG dan GBP dalam infeksi klamidia telah kompleks, karena efek anti klamidia dari IFNγ spesifik untuk host, tipe sel dan Chlamydia spp. Sel-sel tikus mengenali inklusi trachomatis melalui IFNinducible GTPases IRGM1, IRGM3 dan IRGB10, namun perekrutan IRGB10 ke inklusi dicegah dengan mekanisme yang tidak diketahui. Human GBP1 dan GBP2 mengenali dan melokalisasi inklusi C. trachomatis dan berkontribusi pada efek IFNγ, mungkin melalui perekrutan mesin autophagic. Studi terbaru menunjukkan bahwa ubiquitylation inklusi C. trachomatis penting untuk perekrutan GBPs, yang memungkinkan aktivasi cepat dari inflammasom pada makrofag yang terinfeksi. Proses ini mungkin penting untuk membedakan antara self-vacuoles dan vakuola yang mengandung klamidia. Klamidia menggunakan berbagai strategi untuk menghindari atau meredam transkripsi faktor-nkt (NF-Κb) nuklir. The T3SS efector ChlaDub1 (juga dikenal sebagai CT868) deubiquitylates dan menstabilkan inhibitor NF-Κb-α (IκBα) dalam sitosol, sedangkan C. pneumoniae Inc CP0236 mengikat dan mengacak NF-Κb activator 1 (ACT1; juga dikenal sebagai CIKS) ke membran inklusi, sehingga menghalangi pensinyalan NF-Κb. Infeksi dengan C. trachomatis juga meningkatkan ukuran olfactomedin 4 (OLFM4), sebuah glikoprotein yang dapat menekan aktivasi NF-Κb yang dimediasi NOD1. Mekanisme redundan ini menyoroti pentingnya pemblokiran NF-Κb. 2.5.4 Perubahan transkripome sel induk dan proteome
Mirip dengan patogen intraselular lainnya, Chlamydia spp. menyebabkan perubahan substansial dalam ekspresi gen dan produksi protein di inang, pada tingkat transkripsi, translasi dan posttranslasional. Selain mempengaruhi regulator transkripsional, seperti NF-κB (Gambar 4), Chlamydia spp. Secara nyata mengubah modifikasi translasi postingan histon, yang dapat
mengubah struktur ekspresi kromatin dan gen. The CT337 efektor T3SS (juga dikenal sebagai NUE) mengkodekan methyltransferase histone putatif yang berhubungan dengan kromatin host selama infeksi dengan C. trachomatis dan mungkin memiliki peran dalam modifikasi histone global yang diamati. C. trachomatis juga menginduksi perubahan stabilitas protein yang meluas, dan setidaknya sebagian protein yang berubah ini diperlukan untuk replikasi. Chlamydia spp. mensekresikan efektor T3SS yang memodulasi karakteristik di mana-mana dan stabilitas protein, termasuk deubiquitinase Cpn0483 (juga dikenal sebagai ChlaOTU) yang diproduksi oleh C. pneumoniae dan deubiquitinases ChlaDub1 dan ChlaDub2 (juga dikenal sebagai CT867) yang diproduksi oleh C. trachomatis. Selanjutnya, Inc yang diproduksi oleh C. trachomatis dapat berinteraksi dengan mesin ubiquitylation host, yang menunjukkan rute tambahan untuk menargetkan stabilitas protein. Secara historis, CPAF adalah kandidat kuat untuk membentuk kembali proteome inang, karena CPAF dapat membelah substrat banyak dan beragam secara in vitro dan aktivitasnya telah dikaitkan dengan beberapa fenotip in vivo. Namun, interpretasi aktivitas CPAF dan substratnya dipersulit oleh proteolisis artefak selama persiapan sampel, yang telah memicu diskusi intensif. Konsisten dengan hasil Chen et al., Mutan CPAFnull menunjukkan bahwa protease ini tidak diperlukan untuk beberapa fenotipe yang sebelumnya disarankan, termasuk fragmentasi Golgi, penghambatan aktivasi dan resistansi NF-κB terhadap apoptosis. Studi genetik masa depan akan menentukan bagaimana Chlamydia spp. menginduksi perubahan global pada host proteome secara in vivo dan peran serta substrat CPAF yang relevan secara fisiologis. 2.6
Pengobatan Chlamydia spp
Biologi Chlamydiae dikaji secara rinci oleh Chlamydiae rentan terhadap berbagai macam antibiotik yang mengganggu sintesis DNA dan protein, termasuk tetrasiklin, makrooksida, kuinolon, rifamycin dan klindamisin (Tabel 1). Meskipun tidak ada metode standar untuk pengujian kerentanan in vitro Chlamydia spp., Hasilnya sebagian besar konsisten Chlamydia spp. tahan terhadap trimetoprim, aminoglikosida dan glikopeptida. C. trachomatis peka terhadap sulfonamida namun C. pneumoniae dan C. psittaci resisten. Analisis genom telah mengungkapkan bahwa C. trachomatis dan C. pneumoniae mengkodekan protein yang membentuk jalur yang hampir lengkap untuk sintesis peptidoglikan, termasuk tiga protein pengikat penisilin, sehingga penisilin dan amoksisilin telah ditemukan memiliki aktivitas in vitro, ini telah terjadi. disebut paradoks klamidia atau anomali. Amoksisilin telah
direkomendasikan sebagai rejimen alternatif untuk mengobati infeksi C. trachomatis pada wanita hamil dan terbukti efektif dan lebih dapat ditoleransi daripada eritromisin. Lokasi intraseluler Chlamydia spp. mensyaratkan bahwa agen antimikroba perlu mencapai penetrasi intraseluler yang memadai dan konsentrasi menjadi efektif. Khasiat umumnya didefinisikan oleh MIC 1 μg / ml atau kurang, namun antibiotik dengan MIC 0,1 μg / ml mungkin tidak memerlukan kemanjuran mikrobiologis lebih tinggi daripada satu dengan MIC 1 μg / ml. Ada beberapa antibiotik baru dengan aktivitas anti klamidia yang saat ini dalam pengembangan klinis dini.
AZD0914 (AstraZeneca) adalah anggota kelas baru antibakteri yang menggabungkan spiropyrimidinetrione baru yang juga menargetkan DNA gyrase / topoisomerase IV melalui cara penghambatan baru. AZD0914 memiliki aktivitas antibakteri in vitro yang manjur melawan MRSA yang resistan terhadap fluoroquinolone dan Streptococcus pneumoniae dan Neisseria gonorrhoeae. Data awal juga menunjukkan aktivitas yang baik terhadap C. trachomatis dan C. pneumoniae. Selain itu, ada dua kuinolon, nemonoksasin dan delafloxacin yang dilacak dengan cepat oleh FDA untuk pengobatan gonore. Senyawa ini juga mempertahankan aktivitas melawan
N. gonorrhoeae yang resisten terhadap kuinolon dan aktif melawan Chlamydia spp. Keduanya saat ini berada di Tahap III uji klinis untuk pengobatan infeksi gonokokus. Solithromycin (CEM101) adalah antibiotik ketolide yang saat ini dalam percobaan klinis Tahap III untuk pengobatan CAP. Ini memiliki aktivitas in vitro yang baik terhadap C. trachomatis dan C. pneumoniae, namun khasiat melawan CAP karena C. pneumoniae tidak dinilai dalam penelitian pengobatan ini.
BAB II KESIMPULAN
Memahami
bagaimana
Chlamydia
spp.
bertahan
di
lingkungan
intraselular
mengungkapkan "perlombaan senjata" bernuansa halus antara patogen dan host mereka. Meskipun ukuran genomnya berkurang, patogen licin ini menggunakan persenjataannya untuk membentuk ceruk intraseluler dan memodulasi respon imun inang. Teknik baru dalam biologi sel inang dan bakteri bakteri, proteomik dan genetika host telah memberikan wawasan penting mengenai dasar molekuler dari kejadian ini. Terobosan baru-baru ini pada genetika klamidia (BOX 2) telah membuka kemungkinan untuk menggambarkan fungsi gen secara in vivo, termasuk peran pelarut dan pereda bakteri spesifik, untuk menguji model ekspresi gen temporal saat ini, dan untuk membantu menyelesaikan pertanyaan mengenai fungsi CPAF . Kemajuan teknologi lebih lanjut pada akhirnya akan menghasilkan pengarsipan genom yang efisien dan serbaguna. Akhirnya, perbaikan baru-baru ini dalam kultur sel dan model hewan akan terus meningkatkan pemahaman kita tentang proses patogenik, karena model ini lebih erat mengkatalisis patologi infeksi saluran genital manusia, dan mungkin akan berguna dalam menyelidiki efek patogen penyebab infeksi yang penting secara klinis. , seperti virus HIV atau herpes simpleks. Kita memasuki zaman keemasan baru dalam memahami mekanisme patogen yang dikomando oleh patogen intraselular yang penting secara medis dan penting ini. Klamidia rentan terhadap antibiotik yang mengganggu Sintesis DNA dan protein, termasuk tetrasiklin, makrolida dan kuinolon, yang merupakan senyawa yang dimilikinya telah dipelajari dan digunakan secara luas untuk pengobatan infeksi manusia Rekomendasi untuk perawatan Infeksi C. trachomatis dan C. pneumonia.
Kotak 1 | Protein membran inklusi: seperangkat unik efektor T3SS Sistem sekresi tipe III (T3SS) adalah syringe molekular jarum suntik yang memungkinkan injeksi langsung molekul efektor bakteri melintasi membran inang 150. Chlamydia spp. gunakan T3SS pada berbagai tahap infeksi, termasuk selama kontak sel inang awal dengan membran plasma dan selama fase intraselular, di mana efektor disuntikkan ke dalam sitosol sel inang dan dapat mengakses kompartemen intraselular lainnya, seperti nukleus. T3SS dibatasi secara spasial pada chlamydiae, dengan kompleks jarum dilokalisasi pada satu kutub tubuh elementer atau terkonsentrasi di tempat di mana benda-benda retikulat menghubungi membran inklusi. Chlamydiae menghasilkan keluarga yang unik dari efek T3SS disebut protein membran inklusi (incs), dimana terdapat 36-107 tergantung pada spesiesnya. Korektor ini ditranslokasi, dan dimasukkan ke dalam, membran inklusi, di mana mereka diposisikan secara ideal untuk menengahi interaksi patogen inang. Ciri yang menentukan dari Inc adalah satu atau lebih domain hidrofobik bilobed yang tersusun dari dua daerah pembentuk membran jarak dekat yang dipisahkan oleh loop hairpin pendek, dengan ujung amino dan / atau ujung karboksil diprediksi akan meluas ke dalam sitoplasma sel inang. Sebagian besar terutama terjadi pada saat infeksi, bila mungkin penting dalam pembentukan inklusi, dan pada pertengahan siklus, saat mereka mungkin terlibat dalam pemeliharaan inklusi dan perolehan nutrisi. Perbandingan genome mengungkapkan serangkaian inti Incs yang dibagi di Chlamydia spp. serta berbagai spesies spesifik Incs yang mungkin merupakan faktor penentu utama tropisme inang dan penyakit spesifik lokasi. Sebagian berbagi homologi satu sama lain atau protein lain yang diketahui, kecuali coil coil atau domain reseptor protein tempel N-ethylmaleimidesensitive factor attachment (SNARE) yang tidak terbatas, yang memberikan wawasan terbatas mengenai fungsinya. Incs dihipotesiskan untuk merekrut protein host ke membran inklusi untuk mempromosikan fusi dengan kompartemen kaya nutrisi, menghambat fusi dengan kompartemen degradatif, membajak mesin host atau organel, mengganggu jalur host normal, atau menyusun kompleks baru dengan fungsi baru. Interaksi Inc-host yang diidentifikasi sejauh ini mengindikasikan bahwa Incs berpartisipasi dalam berbagai proses, termasuk penataan kembali sitoskeleton sel induk, dinamika membran, tethering sentrosom, perolehan lipid dan ketahanan terhadap apoptosis (Gambar 2a, b). Selain itu, Incs membentuk kompleks homotypic atau heterotypic pada permukaan inklusi. Akhirnya, Incs dapat memberikan stabilitas struktural pada membran inklusi yang sedang tumbuh. Sebuah layar proteomik berskala besar Incs in Chlamydia trachomatis telah mengungkapkan pasangan pengikat host yang putatif untuk sekitar dua pertiga Incs. Bersama dengan deskripsi baru-baru ini tentang proteom inklusi paruh-siklus yang dimurnikan, lanskap interaksi Inc-host yang komprehensif berkembang.
Kotak 2 | Kemajuan dalam manipulasi genetik Chlamydia spp Setelah usaha intensif yang telah berlangsung puluhan tahun, manipulasi genetik klamidia akhirnya berhasil. Dalam retrospeksi, alam telah memberikan banyak petunjuk bahwa pertukaran genetik dengan DNA non-diri terbatas pada klamidia. Tubuh dasar relatif tidak beraturan, sedangkan tubuh retikulat, yang dengan mudah bertukar DNA, terpisah dari lingkungan luar. Chlamydiae kekurangan gen yang mengkodekan enzim restriksi dan modifikasi dan menyimpan beberapa, jika ada, sisa transfer gen horizontal, yang konsisten dengan kurangnya pertukaran genetik dengan organisme lainnya. Meskipun fase klamidia telah diidentifikasi, namun belum terbukti bermanfaat untuk transduksi dari DNA asing sejauh ini. Upaya awal untuk mengubah Chlamydia spp. dengan vektor antar-jemput berdasarkan plasmid 'kriptik' Chlamydia menghasilkan transformasi transien saja, mungkin karena pemotongan gen yang penting untuk pemeliharaan plasmid. Beberapa terobosan baru-baru ini telah mengubah bentang alam. Pertama, penggantian gen pada lokus rRNA tunggal di Chlamydia psittaci dicapai dengan menggunakan pertukaran alelik klasik yang dikombinasikan dengan penggunaan penanda obat-obatan spesifik rRNA yang elegan. Ini adalah prestasi yang luar biasa mengingat inefisiensi yang melekat pada prosedur yang memerlukan baik transformasi dan rekombinasi homolog. Kedua, protokol transformasi yang lebih efisien, dengan menggunakan perawatan kalsium klorida dari badan dasar, digunakan untuk mengubah Chlamydia trachomatis dengan vektor antar-jemput yang berasal dari plasmid C. trachomatis alami. Vektor antar- jemput ini juga mengekspresikan gen βlaktamase, yang memungkinkan pemilihan transforman stabil dengan penisilin. Sekarang ada peningkatan jumlah vektor antar-jemput yang memungkinkan ekspresi gen berbasis plasmid yang disatukan dengan tag epitop, protein fluorescent atau reporter sistem sekresi untuk identifikasi efektor yang berada di bawah kendali promoter yang dapat diinduksi atau asli. Ketiga, mutagenesis kimia konvensional dikombinasikan dengan sekuens seluruh genom digunakan untuk membangun sebuah perpustakaan mutan C. trachomatis yang dipetakan. Dengan memanfaatkan pertukaran genetik intra-inklusi alami antara tubuh retikulat, mutan dapat disilangkan kembali dengan strain orang tua untuk menghubungkan genotipe dan fenotipe. Pendekatan ini, bersama dengan perpustakaan yang dihasilkan oleh mutagenesis yang ditargetkan, akan berguna untuk layar genetik ke depan dan untuk mengidentifikasi gen penting. Akhirnya, beberapa strategi baru untuk menciptakan KO tikus sasaran, termasuk TILLING (menargetkan lesi lokal yang diinduksi dalam genom) dan insersi gen yang dimediasi oleh tipe II, telah berhasil digunakan di Chlamydia spp. Keberhasilan baru-baru ini ini akan memungkinkan peneliti untuk menghubungkan genotipe dengan fenotipe dan membuka jalan untuk menguji postulat Koch dengan bakteri intraselular obligat ini.
Kotak 3 | Memecahkan peptidoglikan 'anomali klamidia' Peptidoglikan membentuk lembaran seperti kisi yang mengelilingi membran sitoplasma sel bakteri, di mana ia memiliki fungsi penting dalam pembelahan biner dan dalam mempertahankan kekuatan struktural melawan tekanan osmotik. Diharapkan bahwa klamidia, sama dengan patogen Gram-negatif lainnya, memiliki peptidoglikan di dinding sel mereka. Chlamydiae mengkodekan enzim biosintesis peptidoglikan fungsional, sensitif terhadap antibiotik β-laktam yang menargetkan biosintesis peptidoglikan, dan mengaktifkan sensor sitosolik host domain oligomerisasi pengikat peptidoglikan-nukleotida yang mengandung 1 (NOD1). Meskipun pengamatan ini, peptidoglikan tidak terdeteksi menggunakan metode konvensional; dilema yang disebut anomali klamidia (REF 168). Selanjutnya, chlamydiae kekurangan FtsZ, yang bersama dengan peptidoglikan, mengkoordinasikan pembelahan sel dan bentuk sel pada hampir semua spesies bakteri lainnya. Oleh karena itu, klamidia harus menggunakan strategi alternatif untuk mengkoordinasikan sintesis peptidoglikan dan pembelahan sel secara terkoordinasi. Beberapa studi baru telah membantu mengatasi perbedaan ini. Pertama, sacculus yang mengandung peptidoglikan utuh diekstraksi dari leluhur Protochlamydiae, dan ternyata mengandung modifikasi peptidoglikan baru. Kedua, dengan menggunakan teknik baru yang didasarkan pada penggabungan probe asam D-amino yang dimodifikasi dengan klik chemistry, peptidoglikan yang baru dirakit divisualisasikan pada septum membagi tubuh retikulat dalam struktur seperti cincin, yang mengindikasikan bahwa peptidoglikan mungkin memiliki peran dalam pembelahan sel. Ketiga, MreB, homolog aktin, ditemukan melokalisasi di septum dengan cara yang bergantung pada prekursor peptidoglikan dan regulator RodZ yang dikonservasi (juga dikenal sebagai CT009), di mana dianggap secara fungsional mengkompensasi kekurangan FTSZ. Keempat, peptida muramil dan fragmen muropeptida yang lebih besar di Chlamydia trachomatis diisolasi dari lisat sel yang direpresiasi dengan menggunakan sel garis reporter NOD yang diaktifkan sebagai pembacaan sensitif. Analisis spektrometri massa peptida ini memberikan konfirmasi struktural pertama dari peptidoglikan klamidia dan menunjukkan bahwa klamidia dapat melakukan reaksi transpeptidrasi dan transglikosilasi. Kelima, amidase Homolog (AmiA) pada Chlamydia pneumoniae ditunjukkan untuk menggunakan lipid II, blok bangunan peptidoglikan yang terdiri dari asam nuklislglukosamin (GlcNAc) dan N-acetylmuramic acid (MurNAc) -pentapeptide, sebagai substrat. AmiA tidak biasa karena memiliki aktivitas enzimatik ganda, berfungsi sebagai amidase dan sebagai karboksipeptidase peka-penisilin yang sangat penting untuk biosintesis lengkap lipid II, pemodelan ulang peptidoglikan dan untuk mempertahankan pembelahan sel terkoordinasi. Akhirnya, C. pneumoniae dan Waddlia chondrophila masing-masing menyandikan homolog fungsional Escherichia coli NlpD, yang melokalisasi septum di mana ia mungkin bekerja pada ikatan silang peptida. Bersama-sama, penelitian ini memberikan bukti kuat bahwa klamidia mengekspresikan peptidoglikan klasik, yang mungkin diperlukan untuk pembelahan sel.
Gambar 1. Siklus hidup Chlamydia trachomatis Pengikatan badan dasar ke inang sel diprakarsai oleh pembentukan jembatan trimolekuler antara perekat bakteri, reseptor inang dan heparan sulfat proteoglikan (HSPG). Selanjutnya, sensor efek tipe III yang telah disintesis (T3SS) disuntikkan ke sel inang, beberapa di antaranya memulai penataan ulang sitoskeletal untuk memfasilitasi internalisasi dan / atau memulai pensinyalan mitogenik untuk membentuk keadaan anti apoptosis. Tubuh elementer endositik menjadi kompartemen terikat membran, dikenal sebagai inklusi, yang dengan cepat terdisosiasi dari jalur endolysosomal kanonik. Sintesis protein bakteri dimulai, badan dasar diubah menjadi badan retikulat dan protein membran inklusi yang baru disekresikan (incs) mempromosikan perolehan nutrisi dengan mengarahkan vesikel eksositik yang transit dari aparatus Golgi ke membran plasma. Inklusi yang baru lahir diangkut, mungkin oleh Inc, bersama mikrotubulus ke pusat pengorganisasian mikrotubulus (MTOC) atau sentrosom. Selama pertengahan siklus, tubuh reticulate mereplikasi secara eksponensial dan mensekresikan efektor tambahan yang memodulasi proses di sel inang. Dalam kondisi stres, tubuh retikulat memasuki keadaan persisten dan transisi ke tubuh penyimpangan yang membesar. Bakteri dapat diaktifkan kembali setelah menghilangkan stres. Selama tahap akhir infeksi, tubuh reticulate mensekresikan efektor siklus akhir dan mensintesis efektor bodyspesifik dasar sebelum membedakan kembali ke badan dasar. Badan dasar keluar dari host melalui lisis atau ekstrusi.
Gambar 2. Interaksi klamidia-host a )Badan dasar mengandung sensor sekresi tipe III yang telah disintesis (T3SS) beserta pendamping masing-masing. Pada kontak dengan sel inang, efektor yang terkait dengan invasi disuntikkan melalui T3SS untuk menginduksi penataan ulang sitoskeletal dan pensinyalan inang. Di Chlamydia trachomatis, translocated actin-recruiting phosphoprotein (TarP), CT166 dan CT694 disekresikan pertama diikuti oleh TepP. TarP dan TepP adalah tirosin yang terfosforilasi oleh inang kinase. Tarec Fosforilasi berinteraksi dengan homolog SRC 2 protein pengubah protein C1 (SHC1) yang mengandung domain yang diregulasi yang diregulasi dengan ekstraselular (ERK1) yang juga dikenal sebagai MAPK3) dan ERK2 (juga dikenal sebagai MAPK1) untuk sinyal pro-survival, sedangkan Ta rP yang terfosforilasi lainnya residu memediasi interaksi dengan dua faktor pertukaran nukleotida RAS guanin (GEFs), VAV2 dan anak dari homolog tujuh tanpa 1 (SOS1). SOS1 adalah bagian dari kompleks multiprotein dengan ABL interactor 1 (ABI1) dan reseptor faktor pertumbuhan reseptor kinase 8 (EPS8) di mana ABI1 dianggap menengahi interaksi kompleks dengan TarP terfosforilasi, yang menyebabkan pengaktifan botase R3 terkait C3 toksin substrat 1 (RAC1) dan kompleks protein pembawa terkait famili 2/3 (ARP2 / 3). TarP berpalsosilasi mengandung subunit p85 dari phosphoinositide 3kinase (PI3K), menghasilkan phosphatidylinositol-3,4,5-triphosphate PI (3,4,5) P3, yang dapat mengaktifkan VAV2. TarP juga secara langsung memediasi pembentukan filamen aktin. Ortolog TarP di Chlamydia caviae (yang tidak mengandung situs fosforilasi) berikatan dengan focal adhesion kinase (FAK) melalui motif seperti leukine-aspartic (LD2) mirip mamalia dan mengaktifkan unit aktin aktin kontrol divisi 42 (CDC42) yang berhubungan. CT694 mengandung
domain pengikat membran dan berinteraksi dengan protein AHNAK, yang menghubungkan membran dengan penataan ulang aktin. CT166 glikosilat dan menonaktifkan RAC1. TarP mengaktifkan polimerisasi aktin, sedangkan CT694 dan CT166 mempromosikan depolimerisasi aktin. Teppan fosforilasi berinteraksi dengan CRKI dan CRKII untuk memulai sinyal imun bawaan. b | Inklusi klamidia secara aktif dipugar oleh protein inang dan protein membran inklusi bakteri (Incs). Incs dapat mengatur fusi dengan kompartemen intraselular dan memodulasi dinamika membran. Beberapa RAB GTPases melokalisasi inklusi, termasuk RAB4 dan RAB11, yang direkrut dari daur ulang endosom segera setelah masuk oleh CT229 di C. trachomatis dan Cpn0585 di Chlamydia pneumoniae. RAB11 juga direkrut dari aparatus Golgi dan mengikat protein keluarga RAB11 untuk berinteraksi dengan protein 2 (RAB11FIP2) untuk mempromosikan rekrutmen RAB14. RAB1 direkrut dari retikulum endoplasma, sedangkan RAB6 dan RAB10 dipindahkan dari aparatus Golgi. Varietas RAB effector bicaudal-D homolog 1 (BICD1) dapat menghubungkan inklusi ke dynein untuk transportasi di sepanjang mikrotubulus. The phosphatidylinositol-4-fosfat (PI4P) -producing enzim OCRL1 dan phosphatidylinositol-4-kinase tipe IIα (PI4KIIα) direkrut dan dapat menghasilkan PI4P. Sortasi nexin 5 (SNX5) dan SNX6 direkrut dari endosom awal oleh IncE untuk merombak membran inklusi dan berpotensi menghambat trafiking retromer. RAB39a mengatur interaksi antara tubuh multifungsi dan inklusi. Beberapa protein reseptor protein terpusat N-ethylmaleimide yang sensitif dipertimbangkan (SNAREs) direkrut, termasuk protein membran terkait vesikel Golgispecific SNAREs 4 (VAMP4), sintaksis 6 (STX6) dan GS15. Selain itu, SNAREs endositik, VAMP 3, VAMP 7 dan VAMP 8, direkrut oleh IncA, InaC dan protein inklusi yang bekerja pada mikrotubulus (IPAM), dan dianggap bertindak sebagai penghambat SNAREs (iSNAREs) untuk memblokir fusi dengan lisosom. c | Chlamydia spp. berinteraksi dengan beberapa kompartemen subselular untuk mendapatkan lipid penting. Sphingomyelin dan kolesterol dimasukkan ke dalam membran tubuh retikulat dengan mencegat vesikula dari tumpukan mini Golgi yang terfragmentasi dan badan multifilik. Perdagangan lipid yang mengandung vesikula dari tumpukan mini Golgi diatur oleh aktivasi GTPase ADP-ribosylation factor (ARF) berbasis GBF1, oleh rantai berat dynein (DYN1) GTPase, dan oleh Golgi terkait SNAREs dan RABs. RAB39 memediasi interaksi antara inklusi dan tubuh multivesikular. Tetesan lipid dan peroksisom ditranslokasi ke dalam inklusi. Tetesan lipid dapat dicegat oleh Lda1 atau Lda3, atau oleh Incs: Cap1, CT618, IncG dan IncA. FYN kinase signaling dari Inc microdomains yang mengandung IncB, CT101, CT222 dan CT850, berkontribusi pada perolehan lipid, mungkin melalui penempatan inklusi pada pusat pengorganisasian mikrotubulus (MTOC) atau centrosom. Mekanisme pengambilan lipid non vesikuler melibatkan pembentukan situs kontak membran pengikat retikulum endoplasma (dimediasi oleh protein membran terkait vesikula (VAP), protein transport retikulum endoplasma transporter lipid transporter (CERT), dan IncD), perekrutan anggota dari mesin high-density lipoprotein (HDL), dan pensinyalan ERK. Enzim biosintesis sphingomyelin, sphingomyelin synthase 2 (SMS2), dapat mengubah seramida menjadi sphingomyelin secara langsung pada inklusi. ABCA1, transporter kaset ATP 1; APOA1,
apolipoprotein A1; CLA1, CD36 dan LIMPII analagous 1; cPLA2, fosfolipase sitosol A2; WAVE2, anggota keluarga protein keluarga Wiskott-Aldrich 2.
Gambar 3. Modulasi kelangsungan hidup sel inang dan kematian Infeksi klamidia mempromosikan proliferasi sel punca dan kelangsungan hidup melalui aktivasi protein kinase kinase kinase kinase (kinase kinase kinase kinase-kinase MAPKK, juga dikenal sebagai MEK) -mitogen-activated protein kinase (MAPK, juga dikenal sebagai ERK) signaling cascades dengan mengikat kinase tirosin reseptor atau melalui sekresi efektor awal translokasi aktin merekrut phosphoprotein (TarP). Chlamydia pneumoniae mengacak aktivasi sitoplasma / protein terkait proliferasi 2 (CAPRIN2) dan glikogen sintase kinase 3β (GSK3β), anggota kompleks penghancuran β-catenin, terhadap membran inklusi mungkin melalui interaksi mereka dengan Cpn1027, yang menyebabkan peningkatan stabilisasi β -catenin dan transkripsi aktivasi gen kelangsungan hidup oleh βcatenin. Sel inang yang terinfeksi resisten terhadap berbagai rangsangan apoptosis dan apoptosis diblokir baik di bagian hulu maupun hilir permeabilisasi membran luar mitokondria oleh banyak mekanisme. Upregulasi protein pengatur molekuler keluarga anti-apoptotik BAG (1) dan protein pembeda sel myeloid leukemia 1 (MCL1) menghambat kemampuan protein BH3 hanya untuk mengganggu kestabilan membran mitokondria. Protein BH1-only yang mengandung BCL-2 terkait kematian sel (BAD) juga diserap pada membran inklusi dengan mengikat protein induk 14-3-3β. Degradasi p53 oleh ubiquitylation dan penyerapan protein kinase Cγ (PKC2) yang diikuti MDM2 juga mencegah depolarisasi membran mitokondria. Hilir pelepasan sitokrom c, Chlamydia spp. masih mampu mencegah apoptosis melalui mekanisme yang tidak diketahui. Infeksi juga menyebabkan
upregulasi inhibitor apoptosis (IAPs), yang berkontribusi pada fenotipe anti-apoptosis. CADD protein klamidia terlibat dalam modulasi apoptosis dengan mengikat domain kematian reseptor keluarga nekrosis tumor (TNF). C. trachomatis dapat menghambat aktivasi caspase 8 melalui protein penghambatan FLICE-regulator regulator (cFLIP) oleh mekanisme yang tidak diketahui. Teks di kotak merah menunjukkan langkah-langkah individu di mana Chlamydia spp. diusulkan untuk memodulasi fungsi sel inang dan efektor bakteri yang terlibat, jika diketahui. Casp8, caspase 8; DAG, diacylglycerol; EGFR, reseptor faktor pertumbuhan epidermal; EPHA2, reseptor ephrin A2; ERK, kinase pengatur sinyal ekstraselular; FGFR, reseptor faktor pertumbuhan fibroblas; Inc, protein membran inklusi; PDGFR, reseptor faktor pertumbuhan trombosit diturunkan.
Gambar 4. Modulasi respon imun bawaan Pengakuan infeksi klamidia oleh reseptor pengenalan pola menyebabkan imunitas selotonomis dan produksi sitokin pro-inflamasi. Antigen klamidia (kotak hijau) dapat dikenali oleh sensor patogen permukaan sel, endosomal atau sitosolik. Toll-like receptor 4 (TLR4) mengenali lipopolisakarida (LPS) atau 60 kDa heat shock protein (HSP60), sedangkan TLR2 mengenali peptidoglikan, protein penghambat makrofag (MIP) dan / atau plasmid-regulated ligands. Kedua pensinyalan TLR2 dan TLR4 memerlukan faktor adaptasi myeloid differentiation protein respon protein 88 (MYD88) dan faktor faktor terkait tumor nekrosis (TNF) 6 (TRAF6), dan menyebabkan translokasi nuklir dari faktor nuklir-κB (NF-κB) dan induksi respon imun bawaan. Aktivasi sensor sitosolik STING (stimulator gen interferon) oleh pembawa pesan siklik di-AMP bakterial (c-di-AMP) atau melalui pembawa pesan sekunder siklik GMP-AMP (cGAMP) mengarah pada fosforilasi faktor pengatur interferon 3 (IRF3), translokasi nuklir dan induksi gen interferon tipe I (IFN) (mengkodekan IFNα dan IFNβ) dan gen terangsang IFN (ISG). Sensor oligomerisasi nukleotida sensor peptidoglikan yang mengandung 1 (NOD1) diaktifkan selama
infeksi klamidia dan menginduksi produksi sitokin pro-inflamasi melalui pensinyalan NF-κB. Aktivasi protein NOD-, LRR dan pyrin yang mengandung 3 (NLRP3) -apoptosis mengandung protein mirip bintik yang mengandung inflamatom CARD (ASR) inflamasiome (NLRP3-ASC) memerlukan spesies oksigen reaktif (ROS) dan K + efflux. Produksi ROS diperkuat oleh reseptor NOD mirip mitokondria X1 (NLRX1), yang meningkatkan produksi ROS, menciptakan loop umpan balik. Beberapa molekul imun bawaan yang mengenali patogen vakuolar, seperti protein pengikat guanylate manusia 1 (hGBP1) dan hGBP2, protein GTPase yang terkait dengan kekebalan tikus M protein 1 (mIRGM1) dan mIRGM3, dan tikus IRGB10 (mIRGB10), dilokalisasi ke inklusi Chlamydia trachomatis dan mempromosikan pembersihan bakteri. Chlamydia muridarum mencegah pengakuan inklusi oleh reseptor ini. Faktor virulensi klamidia (digambarkan dalam warna merah) dapat mengganggu atau menambah respons imun bawaan. Selama infeksi dengan Chlamydia pneumoniae, protease yang tidak diketahui membelah TRAF3, yang menghambat fosforilasi IRF3 dan produksi IFN tipe 1. The deubiquitinase Dub1 menghilangkan ubiquitin dari NF-κB inhibitor -α (IκBα), yang menstabilkan kompleks p65-p50IκBα dan mencegah translokasi nuklir NF-κB. Protein C. pneumonia protein CP0236 mengacak NF-κB activator 1 (ACT1) ke membran inklusi. Infeksi klamidia juga menyebabkan upregulasi olfactomedin 4 (OLFM4), yang berpotensi menghalangi pensinyalan NOD1-mediated. cGAS, cGAMP synthase.
DATRAR PUSTAKA
1. 2.
3. 4. 5.
6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.
13. 14.
15.
16. 17. 18. 19.
Bachmann NL, Polkinghorne A, Timms P. Chlamydia genomics: providing novel insights into chlamydial biology. Trends Microbiol. 2014; 22:464 – 472. [PubMed: 24882432] Mandell, GL.; Bennett, JE.; Dolin, R., editors. Mandell, Douglas, and Bennett's Principles and Practice of Infectious Diseases. 7th edn. Vol. Vol. 2. Churchill Livingstone/Elsevier; 2010. Rank, RG. Intracellular Pathogens 1: Chlamydiales. Tan, M.; Bavoil, PM., editors. Vol. Vol. 1. ASM Press; 2012. p. 285-310. Malhotra M, Sood S, Mukherjee A, Muralidhar S, Bala M. Genital Chlamydia trachomatis: an update. Indian J. Med. Res. 2013; 138:303 – 316. [PubMed: 24135174] de Vrieze NH, de Vries HJ. Lymphogranuloma venereum among men who have sex with men. An epidemiological and clinical review. Expert Rev. Anti Infect. Ther. 2014; 12:697 – 704. [PubMed: 24655220] Murthy, AK.; Arulanandam, BP.; Zhong, G. Intracellular Pathogens 1: Chlamydiales. Tan, M.; Bavoil, PM., editors. Vol. Vol. 1. ASM Press; 2012. p. 311-333. Bastidas RJ, Elwell CA, Engel JN, Valdivia RH. Chlamydial intracellular survival strategies. Cold Spring Harb. Perspect. Med. 2013; 3:a010256. [PubMed: 23637308] Stephens RS, et al. Genome sequence of an obligate intracellular pathogen of humans: Chlamydia trachomatis. Science. 1998; 282:754 – 759. [PubMed: 9784136] Myers, GSA.; Crabtree, J.; Creasy, HH. Intracellular Pathogens 1: Chlamydiales. Tan, M.; Bavoil, PM., editors. Vol. Vol. 1. ASM press; 2012. p. 27-50. Betts-Hampikian HJ, Fields KA. The chlamydial type III secretion mechanism: revealing cracks in a tough nut. Front. Microbiol. 2010; 1:114. [PubMed: 21738522] Fields, KA. Intracellular Pathogens 1: Chlamydiales. Tan, M.; Bavoil, PM., editors. Vol. Vol. 1. ASM press; 2012. p. 192-216. Lei L, et al. Reduced live organism recovery and lack of hydrosalpinx in mice infected with plasmid-free Chlamydia muridarum. Infect. Immun. 2014; 82:983 – 992. [PubMed: 24343644] Nelson, DE. Intracellular Pathogens 1: Chlamydiales. Tan, M.; Bavoil, PM., editors. Vol. Vol. 1. ASM Press; 2012. p. 74-96. Omsland A, Sixt BS, Horn M, Hackstadt T. Chlamydial metabolism revisited: interspecies metabolic variability and developmental stage-specific physiologic activities. FEMS Microbiol. Rev. 2014; 38:779 – 801. [PubMed: 24484402] Saka HA, et al. Quantitative proteomics reveals metabolic and pathogenic properties of Chlamydia trachomatis developmental forms. Mol. Microbiol. 2011; 82:1185 – 1203. [PubMed: 22014092] Hackstadt, T. Intracellular Pathogens 1: Chlamydiales. Tan, M.; Bavoil, PM., editors. Vol. Vol. 1. ASM press; 2012. p. 126-148. Hegemann, JH.; Moelleken, K. Intracellular Pathogens 1: Chlamydiales. Tan, M.; Bavoil, PM., editors. Vol. Vol. 1. ASM press; 2012. p. 97-125. Mehlitz A, Rudel T. Modulation of host signaling and cellular responses by Chlamydia. Cell Commun. Signal. 2013; 11:90. [PubMed: 24267514] Tan, M. Intracellular Pathogens 1: Chlamydiales. Tan, M.; Bavoil, PM., editors. Vol. Vol. 1. ASM press; 2012. p. 149-169.
20.
21. 22. 23. 24.
25. 26. 27. 28. 29. 30. 31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
Moore ER, Ouellette SP. Reconceptualizing the chlamydial inclusion as a pathogenspecified parasitic organelle: an expanded role for Inc proteins. Front. Cell. Infect. Microbiol. 2014; 4:157. [PubMed: 25401095] Elwell CA, Engel JN. Lipid acquisition by intracellular Chlamydiae. Cell. Microbiol. 2012; 14:1010 – 1018. [PubMed: 22452394] Barta ML, et al. Atypical response regulator ChxR from Chlamydia trachomatis is structurally poised for DNA binding. PLoS ONE. 2014; 9:e91760. [PubMed: 24646934] Rosario CJ, Hanson BR, Tan M. The transcriptional repressor EUO regulates both subsets of Chlamydia late genes. Mol. Microbiol. 2014; 94:888 – 897. [PubMed: 25250726] Barta ML, Battaile KP, Lovell S, Hefty PS. Hypothetical protein CT398 (CdsZ) interacts with s 54 (RpoN)-holoenzyme and the type III secretion export apparatus in Chlamydia trachomatis. Protein Sci. 2015; 24:1617 – 1632. [PubMed: 26173998] Hanson BR, Slepenkin A, Peterson EM, Tan M. Chlamydia trachomatis type III secretion proteins regulate transcription. J. Bacteriol. 2015; 197:3238 – 3244. [PubMed: 26216849] Shen L, et al. Multipart chaperone – effector recognition in the type III secretion system of Chlamydia trachomatis. J. Biol. Chem. 2015; 290:28141 – 28155. [PubMed: 26438824] Byrne, GI.; Beatty, WL. Intracellular Pathogens 1: Chlamydiales. Tan, M.; Bavoil, PM., editors. Vol. Vol. 1. ASM press; 2012. p. 265-284. Kim JH, et al. Endosulfatases SULF1 and SULF2 limit Chlamydia muridarum infection. Cell. Microbiol. 2013; 15:1560 – 1571. [PubMed: 23480519] Rosmarin DM, et al. Attachment of Chlamydia trachomatis L2 to host cells requires sulfation. Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2012; 109:10059 – 10064. [PubMed: 22675117] Ajonuma LC, et al. CFTR is required for cellular entry and internalization of Chlamydia trachomatis. Cell Biol. Int. 2010; 34:593 – 600. [PubMed: 20178459] Stallmann, S.; Hegemann, JH. The Chlamydia trachomatis Ctad1 invasin exploits the human integrin ß1 receptor for host cell entry. Cell. Microbiol. 2015. http://dx.doi.org/10.1111/cmi.12549 Becker E, Hegemann JH. All subtypes of the Pmp adhesin family are implicated in chlamydial virulence and show species-specific function. Microbiologyopen. 2014; 3:544 – 556. [PubMed: 24985494] Molleken K, Becker E, Hegemann JH. The Chlamydia pneumoniae invasin protein Pmp21 recruits the EGF receptor for host cell entry. PLoS Pathog. 2013; 9:e1003325. [PubMed: 23633955] Elwell CA, Ceesay A, Kim JH, Kalman D, Engel JN. RNA interference screen identifies Abl kinase and PDGFR signaling in Chlamydia trachomatis entry. PLoS Pathog. 2008; 4:e1000021. [PubMed: 18369471] Kim JH, Jiang S, Elwell CA, Engel JN. Chlamydia trachomatis co-opts the FGF2 signaling pathway to enhance infection. PLoS Pathog. 2011; 7:e1002285. [PubMed: 21998584] Subbarayal P, et al. EphrinA2 receptor (EphA2) is an invasion and intracellular signaling receptor for Chlamydia trachomatis. PLoS Pathog. 2015; 11:e1004846. [PubMed: 25906164] Gerard HC, Fomicheva E, Whittum-Hudson JA, Hudson AP. Apolipoprotein E4 enhances attachment of Chlamydophila (Chlamydia) pneumoniae elementary bodies to host cells. Microb. Pathog. 2008; 44:279 – 285. [PubMed: 17997273]
38. 39.
40.
41. 42. 43.
44.
45.
46.
47.
48.
49. 50.
51.
52. 53.
Ferrell JC, Fields KA. A working model for the type III secretion mechanism in Chlamydia. Microbes Infect. 2015; 18:84 – 92. [PubMed: 26515030] Nans A, Saibil HR, Hayward RD. Pathogen – host reorganization during Chlamydia invasion revealed by cryo-electron tomography. Cell. Microbiol. 2014; 16:1457 – 1472. [PubMed: 24809274] Dumoux M, Nans A, Saibil HR, Hayward RD. Making connections: snapshots of chlamydial type III secretion systems in contact with host membranes. Curr. Opin. Microbiol. 2015; 23:1 – 7. [PubMed: 25461566] Korhonen JT, et al. Chlamydia pneumoniae entry into epithelial cells by clathrinindependent endocytosis. Microb. Pathog. 2012; 52:157 – 164. [PubMed: 22203235] Dai W, Li Z. Conserved type III secretion system exerts important roles in Chlamydia trachomatis. Int. J. Clin. Exp. Pathol. 201 4; 7:5404 – 5414. [PubMed: 25337183] Jiwani S, et al. Chlamydia trachomatis TarP harbors distinct G and F actin binding domains that bundle actin filaments. J. Bacteriol. 2013; 195:708 – 716. [PubMed: 23204471] Thwaites T, et al. The Chlamydia effector TarP mimics the mammalian leucine – aspartic acid motif of paxillin to subvert the focal adhesion kinase during invasion. J. Biol. Chem. 2014; 289:30426 – 30442. [PubMed: 25193659] Chen YS, et al. The Chlamydia trachomatis type III secretion chaperone Slc1 engages multiple early effectors, including TepP, a tyrosine-phosphorylated protein required for the recruitment of CrkI-II to nascent inclusions and innate immune signaling. PLoS Pathog. 2014; 10:e1003954. PubMed: 24586162] This study provides the first genetic validation of the role of a C. trachomatis T3SS effector and reveals a hierarchical order in bacterial effector translocation into host cells by differential binding to shared chaperones. Pais SV, Milho C, Almeida F, Mota LJ. Identification of novel type III secretion chaperone – substrate complexes of Chlamydia trachomatis. PLoS ONE. 2013; 8:e56292. [PubMed: 23431368] Bullock HD, Hower S, Fields KA. Domain analyses reveal that Chlamydia trachomatis CT694 protein belongs to the membrane-localized family of type III effector proteins. J. Biol. Chem. 2012; 287:28078 – 28086. [PubMed: 22711538] Mojica SA, et al. SINC, a type III secreted protein of Chlamydia psittaci, targets the inner nuclear membrane of infected cells and uninfected neighbors. Mol. Biol. Cell. 2015; 26:1918 – 1934. [PubMed: 25788290] Kokes, M.; Valdivia, RH. Intracellular Pathogens 1: Chlamydiales. Tan, M.; Bavoil, PM., editors. Vol. Vol. 1. ASM press; 2012. p. 170-191. Richards TS, Knowlton AE, Grieshaber SS. Chlamydia trachomatis homotypic inclusion fusion is promoted by host microtubule trafficking. BMC Microbiol. 2013; 13:185. [PubMed: 23919807] Mital J, Lutter EI, Barger AC, Dooley CA, Hackstadt T. Chlamydia trachomatis inclusion membrane protein CT850 interacts with the dynein light chain DYNLT1 (Tctex1). Biochem. Biophys. Res. Commun. 2015; 462:165 – 170. [PubMed: 25944661] Bocker S, et al. Chlamydia psittaci inclusion membrane protein IncB associates with host protein Snapin. Int. J. Med. Microbiol. 2014; 304:542 – 553. [PubMed: 24751478] Damiani MT, Gambarte Tudela J, Capmany A. Targeting eukaryotic Rab proteins: a smart strategy for chlamydial survival and replication. Cell. Microbiol. 2014; 16:1329 – 1338. [PubMed: 24948448]
54.
55.
56. 57.
58.
59. 60.
61.
62.
63.
64. 65.
66.
67.
68.
Gambarte Tudela J, et al. The late endocytic Rab39a GTPase regulates multivesicular bodies – chlamydial inclusion interaction and bacterial growth. J. Cell Sci. 2015; 128:3068 – 3081. [PubMed: 26163492] Leiva N, Capmany A, Damiani MT. Rab11-family of interacting protein 2 associates with chlamydial inclusions through its Rab-binding domain and promotes bacterial multiplication. Cell. Microbiol. 2013; 15:114 – 129. [PubMed: 23006599] Schlager MA, et al. Bicaudal D family adaptor proteins control the velocity of Dynein based movements. Cell Rep. 2014; 8:1248 – 1256. [PubMed: 25176647] Moorhead AM, Jung JY, Smirnov A, Kaufer S, Scidmore MA. Multiple host proteins that function in phosphatidylinositol-4-phosphate metabolism are recruited to the chlamydial inclusion. Infect. Immun. 2010; 78:1990 – 2007. [PubMed: 20231409] Moore ER, Mead DJ, Dooley CA, Sager J, Hackstadt T. The trans-Golgi SNARE syntaxin 6 is recruited to the chlamydial inclusion membrane. Microbiology. 2011; 157:830 – 838. [PubMed: 21109560] Kabeiseman EJ, Cichos KH, Moore ER. The eukaryotic signal sequence, YGRL, targets the chlamydial inclusion. Front. Cell. Infect. Microbiol. 2014; 4:129. [PubMed: 25309881] Lucas AL, Ouellette SP, Kabeiseman EJ, Cichos KH, Rucks EA. The trans-Golgi SNARE syntaxin 10 is required for optimal development of Chlamydia trachomatis. Front. Cell. Infect. Microbiol. 2015; 5:68. [PubMed: 26442221] Kabeiseman EJ, Cichos K, Hackstadt T, Lucas A, Moore ER. Vesicle-associated membrane protein 4 and syntaxin 6 interactions at the chlamydial inclusion. Infect. Immun. 2013; 81:3326 – 3337. [PubMed: 23798538] Pokrovskaya ID, et al. Chlamydia trachomatis hijacks intra-Golgi COG complexdependent vesicle trafficking pathway. Cell. Microbiol. 2012; 14:656 – 668. [PubMed: 22233276] Ronzone E, Paumet F. Two coiled-coil domains of Chlamydia trachomatis IncA affect membrane fusion events during infection. PLoS ONE. 2013; 8:e69769. [PubMed: 23936096] Ronzone E, et al. An a-helical core encodes the dual functions of the chlamydial protein IncA. J. Biol. Chem. 2014; 289:33469 – 33480. [PubMed: 25324548] Gauliard E, Ouellette SP, Rueden KJ, Ladant D. Characterization of interactions between inclusion membrane proteins from Chlamydia trachomatis. Front. Cell. Infect. Microbiol. 2015; 5:13. [PubMed: 25717440] Geisler WM, Suchland RJ, Rockey DD, Stamm WE. Epidemiology and clinical manifestations of unique Chlamydia trachomatis isolates that occupy nonfusogenic inclusions. J. Infect. Dis. 2001; 184:879 – 884. [PubMed: 11528595] Mirrashidi KM, et al. Global mapping of the Inc – human interactome reveals that retromer restricts Chlamydia infection. Cell Host Microbe. 2015; 18:109 – 121. [PubMed: 26118995] This study reports the first large-scale chlamydial Inc – host interactome and suggests that by sequestering retromer components Chlamydia spp. can overcome host mechanisms that typically restrict the growth of pathogens. Aeberhard L, et al. The proteome of the isolated Chlamydia trachomatis containing vacuole reveals a complex trafficking platform enriched for retromer components. PLoS Pathog. 2015; 11:e1004883. [PubMed: 26042774] This study describes the quantitative analysis of the host-cellderived proteome of inclusions isolated from C. trachomatis and
69. 70. 71. 72.
73.
74.
75.
76.
77.
78.
79. 80.
81.
82.
83.
demonstrates that retromerassociated sorting nexins and other components of host cell trafficking are enriched at the inclusion. Seaman MN. The retromer complex — endosomal protein recycling and beyond. J. Cell Sci. 2012; 125:4693 – 4702. [PubMed: 23148298] Fisher DJ, Fernandez RE, Maurelli AT. Chlamydia trachomatis transports NAD via the Npt1 ATP/ADP translocase. J. Bacteriol. 2013; 195:3381 – 3386. [PubMed: 23708130] Gurumurthy RK, et al. Dynamin-mediated lipid acquisition is essential for Chlamydia trachomatis development. Mol. Microbiol. 2014; 94:186 – 201. [PubMed: 25116793] Reiling JH, et al. A CREB3 – ARF4 signalling pathway mediates the response to Golgi stress and susceptibility to pathogens. Nat. Cell Biol. 2013; 15:1473 – 1485. [PubMed: 24185178] Elwell CA, et al. Chlamydia trachomatis co-opts GBF1 and CERT to acquire host sphingomyelin for distinct roles during intracellular development. PLoS Pathog. 2011; 7:e1002198. [PubMed: 21909260] Derre I, Swiss R, Agaisse H. The lipid transfer protein CERT interacts with the Chlamydia inclusion protein IncD and participates to ER – Chlamydia inclusion membrane contact sites. PloS Pathog. 2011; 7:e1002092. [PubMed: 21731489] Agaisse H, Derre I. Expression of the effector protein IncD in Chlamydia trachomatis mediates recruitment of the lipid transfer protein CERT and the endoplasmic reticulumresident protein VAPB to the inclusion membrane. Infect. Immun. 2014; 82:2037 – 2047. [PubMed: 24595143] Cox JV, Naher N, Abdelrahman YM, Belland RJ. Host HDL biogenesis machinery is recruited to the inclusion of Chlamydia trachomatis-infected cells and regulates chlamydial growth. Cell. Microbiol. 2012; 14:1497 – 1512. [PubMed: 22672264] Yao J, Dodson VJ, Frank MW, Rock CO. Chlamydia trachomatis scavenges host fatty acids for phospholipid synthesis via an acyl-acyl carrier protein synthetase. J. Biol. Chem. 2015; 290:22163 – 22173. [PubMed: 26195634] Yao J, Cherian PT, Frank MW, Rock CO. Chlamydia trachomatis relies on autonomous phospholipid synthesis for membrane biogenesis. J. Biol. Chem. 2015; 290:18874 – 18888. [PubMed: 25995447] Yao J, et al. Type II fatty acid synthesis is essential for the replication of Chlamydia trachomatis. J. Biol. Chem. 2014; 289:22365 – 22376. [PubMed: 24958721] Heuer D, et al. Chlamydia causes fragmentation of the Golgi compartment to ensure reproduction. Nature. 2009; 457:731 – 735. [PubMed: 19060882] This study reveals that C. trachomatis induces the fragmentation of the Golgi apparatus during infection to acquire lipids and replicate. Kokes M, et al. Integrating chemical mutagenesis and whole-genome sequencing as a platform for forward and reverse genetic analysis of Chlamydia. Cell Host Microbe. 2015; 17:716 – 725. [PubMed: 25920978] This study describes a defined library of chemically mutagenized and sequenced chlamydial strains and its use for genetic screens. Al-Zeer MA, et al. Chlamydia trachomatis remodels stable microtubules to coordinate Golgi stack recruitment to the chlamydial inclusion surface. Mol. Microbiol. 2014; 94:1285 – 1297. [PubMed: 25315131] Kokes M, Valdivia RH. Differential translocation of host cellular materials into the Chlamydia trachomatis inclusion lumen during chemical fixation. PLoS ONE. 2015; 10:e0139153. [PubMed: 26426122]
84.
85. 86.
87.
88. 89. 90.
91.
92. 93.
94.
95. 96.
97.
98.
Boncompain G, et al. The intracellular bacteria Chlamydia hijack peroxisomes and utilize their enzymatic capacity to produce bacteria-specific phospholipids. PLoS ONE. 2014; 9:e86196. [PubMed: 24465954] Saka HA, et al. Chlamydia trachomatis infection leads to defined alterations to the lipid droplet proteome in epithelial cells. PLoS ONE. 2015; 10:e0124630. [PubMed: 25909443] Soupene E, Rothschild J, Kuypers FA, Dean D. Eukaryotic protein recruitment into the Chlamydia inclusion: implications for survival and growth. PLoS ONE. 2012; 7:e36843. [PubMed: 22590624] Soupene E, Wang D, Kuypers FA. Remodeling of host phosphatidylcholine by Chlamydia acyltransferase is regulated by acyl-CoA binding protein ACBD6 associated with lipid droplets. Microbiologyopen. 2015; 4:235 – 251. Derre I. Chlamydiae interaction with the endoplasmic reticulum: contact, function and consequences. Cell. Microbiol. 2015; 17:959 – 966. [PubMed: 25930206] Agaisse H, Derre I. STIM1 is a novel component of ER – Chlamydia trachomatis inclusion membrane contact sites. PLoS ONE. 2015; 10:e0125671. [PubMed: 25915399] Barker JR, et al. STING-dependent recognition of cyclic di-AMP mediates type I interferon responses during Chlamydia trachomatis infection. mBio. 2013; 4:e00018 – 13. [PubMed: 23631912] This study provides the first example of a Gram-negative bacterium that synthesizes its own cyclic di-AMP to activate STING and induce the production of type I interferons. Shima K, et al. The role of endoplasmic reticulum-related BiP/GRP78 in interferon-γinduced persistent Chlamydia pneumoniae infection. Cell. Microbiol. 2015; 17:923 – 934. [PubMed: 25588955] Mehlitz A, et al. The chlamydial organism Simkania negevensis forms ER vacuole contact sites and inhibits ER-stress. Cell. Microbiol. 2014; 16:1224 – 1243. [PubMed: 24528559] Dumoux M, Clare DK, Saibil HR, Hayward RD. Chlamydiae assemble a pathogen synapse to hijack the host endoplasmic reticulum. Traffic. 2012; 13:1612 – 1627. [PubMed: 22901061] Volceanov L, et al. Septins arrange F-actin-containing fibers on the Chlamydia trachomatis inclusion and are required for normal release of the inclusion by extrusion. mBio. 2014; 5:e01802 – 14. [PubMed: 25293760] Patel AL, et al. Activation of epidermal growth factor receptor is required for Chlamydia trachomatis development. BMC Microbiol. 2014; 14:277. [PubMed: 25471819] Dumoux M, Menny A, Delacour D, Hayward RD. A Chlamydia effector recruits CEP170 to reprogram host microtubule organization. J. Cell Sci. 2015; 128:3420 – 3434. [PubMed: 26220855] Hybiske K, Stephens RS. Mechanisms of host cell exit by the intracellular bacterium Chlamydia. Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2007; 104:11430 – 11435. [PubMed: 17592133] This paper describes two distinct strategies that Chlamydia spp. use to exit the host cell at the end of the developmental cycle. Snavely EA, et al. Reassessing the role of the secreted protease CPAF in Chlamydia trachomatis infection through genetic approaches. Pathog. Dis. 2014; 71:336 – 351. [PubMed: 24838663] This study, together with reference 145 , provides genetic evidence that CPAF is dispensable for several phenotypes that were previously attributed to CPAF activity and also reveals that CPAF may have a role in dismantling the host cell prior to bacterial exit.
99.
100.
101.
102.
103.
104. 105. 106.
107.
108. 109.
110.
111. 112. 113.
114.
Yang Z, Tang L, Sun X, Chai J, Zhong G. Characterization of CPAF critical residues and secretion during Chlamydia trachomatis infection. Infect. Immun. 2015; 83:2234 – 2241. [PubMed: 25776755] Lutter EI, Barger AC, Nair V, Hackstadt T. Chlamydia trachomatis inclusion membrane protein CT228 recruits elements of the myosin phosphatase pathway to regulate release mechanisms. Cell Rep. 2013; 3:1921 – 1931. [PubMed: 23727243] Chin E, Kirker K, Zuck M, James G, Hybiske K. Actin recruitment to the Chlamydia inclusion is spatiotemporally regulated by a mechanism that requires host and bacterial factors. PLoS ONE. 2012; 7:e46949. [PubMed: 23071671] Karunakaran K, Subbarayal P, Vollmuth N, Rudel T. Chlamydia-infected cells shed Gp96 to prevent chlamydial re-infection. Mol. Microbiol. 2015; 98:694 – 711. [PubMed: 26235316] Flores R, Zhong G. The Chlamydia pneumoniae inclusion membrane protein Cpn1027 interacts with host cell Wnt signaling pathway regulator cytoplasmic activation/proliferation-associated protein 2 (Caprin2). PLoS ONE. 2015; 10:e0127909. [PubMed: 25996495] Sharma M, Rudel T. Apoptosis resistance in Chlamydia-infected cells: a fate worse than death? FEMS Immunol. Med. Microbiol. 2009; 55:154 – 161. [PubMed: 19281566] Gonzalez E, et al. Chlamydia infection depends on a functional MDM2 – p53 axis. Nat. Commun. 2014; 5:5201. [PubMed: 25392082] Siegl C, Prusty BK, Karunakaran K, Wischhusen J, Rudel T. Tumor suppressor p53 alters host cell metabolism to limit Chlamydia trachomatis infection. Cell Rep. 2014; 9:918 – 929. [PubMed: 25437549] Kun D, Xiang-Lin C, Ming Z, Qi L. Chlamydia inhibit host cell apoptosis by inducing Bag-1 via the MAPK/ERK survival pathway. Apoptosis. 2013; 18:1083 – 1092. [PubMed: 23708800] Bohme L, Albrecht M, Riede O, Rudel T. Chlamydia trachomatis-infected host cells resist dsRNA-induced apoptosis. Cell. Microbiol. 2010; 12:1340 – 1351. Chen AL, Johnson KA, Lee JK, Sutterlin C, Tan M. CPAF: a chlamydial protease in search of an authentic substrate. PLoS Pathog. 2012; 8:e1002842. [PubMed: 22876181] This study reports that the proteolysis of many of the previously reported CPAF substrates occurs during the preparation of lysates from cells that are infected with Chlamydia spp. rather than in intact cells. Bothe M, Dutow P, Pich A, Genth H, Klos A. DXD motif-dependent and -independent effects of the Chlamydia trachomatis cytotoxin CT166. Toxins (Basel). 2015; 7:621 – 637. [PubMed: 25690695] Brown HM, et al. Multinucleation during C. trachomatis infections is caused by the contribution of two effector pathways. PLoS ONE. 2014; 9:e100763. [PubMed: 24955832] Huang J, Lesser CF, Lory S. The essential role of the CopN protein in Chlamydia pneumoniae intracellular growth. Nature. 2008; 456:112 – 115. [PubMed: 18830244] Nawrotek A, et al. Biochemical and structural insights into microtubule perturbation by CopN from Chlamydia pneumoniae. J. Biol. Chem. 2014; 289:25199 – 25210. [PubMed: 25056950] Sun HS, Sin AT, Poirier M, Harrison RE. Chlamydia trachomatis inclusion disrupts host cell cytokinesis to enhance its growth in multinuclear cells. J. Cell Biochem. 2015; 117:132 – 143. PubMed: 26084267]
115. Knowlton AE, et al. Chlamydia trachomatis infection causes mitotic spindle pole defects independently from its effects on centrosome amplification. Traffic. 2011; 12:854 – 866. [PubMed: 21477082] 116. Mital J, Miller NJ, Fischer ER, Hackstadt T. Specific chlamydial inclusion membrane proteins associate with active Src family kinases in microdomains that interact with the host microtubule network. Cell. Microbiol. 2010; 12:1235 – 1249. [PubMed: 20331642] 117. Chumduri C, Gurumurthy RK, Zadora PK, Mi Y, Meyer TF. Chlamydia infection promotes host DNA damage and proliferation but impairs the DNA damage response. Cell Host Microbe. 2013; 13:746 – 758. [PubMed: 23768498] 118. Fukasawa K, Choi T, Kuriyama R, Rulong S, Vande Woude GF. Abnormal centrosome amplification in the absence of p53. Science. 1996; 271:1744 – 1747. [PubMed: 8596939] 119. Knowlton AE, Fowler LJ, Patel RK, Wallet SM, Grieshaber SS. Chlamydia induces anchorage independence in 3T3 cells and detrimental cytological defects in an infection model. PLoS ONE. 2013; 8:e54022. [PubMed: 23308295] 120. Padberg I, Janssen S, Meyer TF. Chlamydia trachomatis inhibits telomeric DNA damage signaling via transient hTERT upregulation. Int. J. Med. Microbiol. 2013; 303:463 – 474. [PubMed: 23830072] 121. Nagarajan, U. Intracellular Pathogens 1: Chlamydiales. Tan, M.; Bavoil, PM., editors. Vol. Vol. 1. ASM press; 2012. p. 217-239. 122. Darville, T.; O'Connell, C. Intracellular Pathogens 1: Chlamydiales. Tan, M.; Bavoil, PM., editors. Vol. Vol. 1. ASM press; 2012. p. 240-264. 123. Shimada K, Crother TR, Arditi M. Innate immune responses to Chlamydia pneumoniae infection: role of TLRs, NLRs, and the inflammasome. Microbes Infect. 2012; 14:1301 – 1307. [PubMed: 22985781] 124. Najarajan, U. Bacterial Activation of Type I Interferons. Parker, D., editor. Springer; 2014. p. 101-102. 125. Zhang Y, et al. The DNA sensor, cyclic GMP – AMP synthase, is essential for induction of IFN-ß during Chlamydia trachomatis infection. J. Immunol. 2014; 193:2394 – 2404. [PubMed: 25070851] This study demonstrates that DNA from C. trachomatis binds to cGAS to activate STING and induce type I IFN responses during infection. 126. Abdul-Sater AA, et al. Enhancement of reactive oxygen species production and chlamydial infection by the mitochondrial Nod-like family member NLRX1. J. Biol. Chem. 2010; 285:41637 – 41645. [PubMed: 20959452] 127. Itoh R, et al. Chlamydia pneumoniae harness host NLRP3 inflammasome-mediated caspase-1 activation for optimal intracellular growth in murine macrophages. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2014; 452:689 – 694. [PubMed: 25193701] 128. Wolf K, Fields KA. Chlamydia pneumoniae impairs the innate immune response in infected epithelial cells by targeting TRAF3. J. Immunol. 2013; 190:1695 – 1701. [PubMed: 23303668] 129. Abu-Lubad M, Meyer TF, Al-Zeer MA. Chlamydia trachomatis inhibits inducible NO synthase in human mesenchymal stem cells by stimulating polyamine synthesis. J. Immunol. 2014; 193:2941 – 2951. [PubMed: 25114102] 130. Al-Zeer MA, Al-Younes HM, Lauster D, Abu Lubad M, Meyer TF. Autophagy restricts Chlamydia trachomatis growth in human macrophages via IFNγ-inducible guanylate binding proteins. Autophagy. 2013; 9:50 – 62. [PubMed: 23086406]
131. Haldar AK, et al. Ubiquitin systems mark pathogen-containing vacuoles as targets for host defense by guanylate binding proteins. Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2015; 112:E5628 – E5637. [PubMed: 26417105] 132. Haldar AK, Piro AS, Pilla DM, Yamamoto M, Coers J. The E2-like conjugation enzyme Atg3 promotes binding of IRG and Gbp proteins to Chlamydia- and Toxoplasmacontaining vacuoles and host resistance. PLoS ONE. 2014; 9:e86684. [PubMed: 24466199] 133. Finethy R, et al. Guanylate binding proteins enable rapid activation of canonical and noncanonical inflammasomes in Chlamydia-infected macrophages. Infect. Immun. 2015; 83:4740 – 4749. [PubMed: 26416908] 134. Haldar AK, et al. IRG and GBP host resistance factors target aberrant, “non-self” vacuoles characterized by [PubMed: 23785284] This study reveals that the intracellular immune recognition of pathogencontaining vacuoles is partly dictated by the lack of `self' IRGM proteins from these structures. 135. Wolf K, Plano GV, Fields KA. A protein secreted by the respiratory pathogen Chlamydia pneumoniae impairs IL-17 signalling via interaction with human Act1. Cell. Microbiol. 2009; 11:769 – 779. [PubMed: 19159390] 136. Kessler M, et al. Chlamydia trachomatis disturbs epithelial tissue homeostasis in fallopian tubes via paracrine Wnt signaling. Am. J. Pathol. 2012; 180:186 – 198. [PubMed: 22067911] 137. Pennini ME, Perrinet S, Dautry-Varsat A, Subtil A. Histone methylation by NUE, a novel nuclear effector of the intracellular pathogen Chlamydia trachomatis. PLoS Pathog. 2010; 6:e1000995. [PubMed: 20657819] 138. Olive AJ, et al. Chlamydia trachomatis-induced alterations in the host cell proteome are required for intracellular growth. Cell Host Microbe. 2014; 15:113 – 124. [PubMed: 24439903] This study uses a global protein stability platform (GPS) to survey changes in host protein stability in response to infection with Chlamydia spp. 139. Furtado AR, et al. The chlamydial OTU domain-containing protein ChlaOTU is an early type III secretion effector targeting ubiquitin and NDP52. Cell. Microbiol. 2013; 15:2064 – 2079. [PubMed: 23869922] 140. Misaghi S, et al. Chlamydia trachomatis-derived deubiquitinating enzymes in mammalian cells during infection. Mol. Microbiol. 2006; 61:142 – 150. [PubMed: 16824101] 141. Claessen JH, et al. Catch-and-release probes applied to semi-intact cells reveal ubiquitinspecific protease expression in Chlamydia trachomatis infection. Chembiochem. 2013; 14:343 – 352. [PubMed: 23335262] 142. Conrad T, Yang Z, Ojcius D, Zhong G. A path forward for the chlamydial virulence factor CPAF. Microbes Infect. 2013; 15:1026 – 1032. [PubMed: 24141088] 143. Johnson KA, Lee JK, Chen AL, Tan M, Sutterlin C. Induction and inhibition of CPAF activity during analysis of Chlamydia-infected cells. Pathog. Dis. 2015; 73:1 – 8. [PubMed: 25663342] 144. Tan M, Sutterlin C. The Chlamydia protease CPAF: caution, precautions and function. Pathog. Dis. 2014; 72:7 – 9. [PubMed: 25146758] 145. Dille S, et al. Golgi fragmentation and sphingomyelin transport to Chlamydia trachomatis during penicillin- induced persistence do not depend on the cytosolic presence of the chlamydial protease CPAF. PLoS ONE. 2014; 9:e103220. [PubMed: 25068694] 146. Hooppaw AJ, Fisher DJ. A coming of age story: Chlamydia in the post-genetic era. Infect. Immun. 2015; 84:612 – 621. [PubMed: 26667838]
147. Buckner LR, et al. Innate immune mediator profiles and their regulation in a novel polarized immortalized epithelial cell model derived from human endocervix. J. Reprod. Immunol. 2011; 92:8 – 20. [PubMed: 21943934] 148. Hall JV, et al. The multifaceted role of oestrogen in enhancing Chlamydia trachomatis infection in polarized human endometrial epithelial cells. Cell. Microbiol. 2011; 13:1183 – 1199. [PubMed: 21615662] 149. Kintner J, Schoborg RV, Wyrick PB, Hall JV. Progesterone antagonizes the positive influence of estrogen on Chlamydia trachomatis serovar E in an Ishikawa/SHT-290 coculture model. Pathog. Dis. 2015; 73:ftv015. [PubMed: 25724891] 150. Mueller KE, Plano GV, Fields KA. New frontiers in type III secretion biology: the Chlamydia perspective. Infect. Immun. 2014; 82:2 – 9. [PubMed: 24126521] 151. Dehoux P, Flores R, Dauga C, Zhong G, Subtil A. Multi-genome identification and characterization of Chlamydiae-specific type III secretion substrates: the Inc proteins. BMC Genomics. 2011; 12:109. [PubMed: 21324157] 152. Lutter EI, Martens C, Hackstadt T. Evolution and conservation of predicted inclusion membrane proteins in Chlamydiae. Comp. Funct. Genomics. 2012; 2012:362104. [PubMed: 22454599] 153. Mital J, Miller NJ, Dorward DW, Dooley CA, Hackstadt T. Role for chlamydial inclusion membrane proteins in inclusion membrane structure and biogenesis. PLoS ONE. 2013; 8:e63426. [PubMed: 23696825] 154. Jeffrey, BM.; Maurelli, AT.; Rockey, DD. Intracellular Pathogens 1: Chlamydiales. Tan, M.; Bavoil, PM., editors. Vol. Vol. 1. Washington: 2012. p. 334-351. 155. Tam JE, Davis CH, Wyrick PB. Expression of recombinant DNA introduced into Chlamydia trachomatis by electroporation. Can. J. Microbiol. 1994; 40:583 – 591. [PubMed: 8076253] 156. Binet R, Maurelli AT. Transformation and isolation of allelic exchange mutants of Chlamydia psittaci using recombinant DNA introduced by electroporation. Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2009; 106:292 – 297. [PubMed: 19104068] This study reports the first generation of stable transformants of Chlamydia spp. by allelic exchange and, together with the studies in references 157,163 and 166 , has helped to open the door towards easier genetic manipulation of chlamydial species. 157. Wang Y, et al. Development of a transformation system for Chlamydia trachomatis: restoration of glycogen biosynthesis by acquisition of a plasmid shuttle vector. PLoS Pathog. 2011; 7:e1002258. [PubMed: 21966270] In this study the authors develop a new shuttle vector based on the Chlamydia cryptic plasmid and modify transformation and selection protocols to achieve stable transformants of Chlamydia spp. 158. Wickstrum J, Sammons LR, Restivo KN, Hefty PS. Conditional gene expression in Chlamydia trachomatis using the tet system. PLoS ONE. 2013; 8:e76743. [PubMed: 24116144] 159. Agaisse H, Derre IA. C. trachomatis cloning vector and the generation of C. trachomatis strains expressing fluorescent proteins under the control of a C. trachomatis promoter. PLoS ONE. 2013; 8:e57090. [PubMed: 23441233] 160. Bauler LD, Hackstadt T. Expression and targeting of secreted proteins from Chlamydia trachomatis. J. Bacteriol. 2014; 196:1325 – 1334. [PubMed: 24443531]
161. Weber MM, Bauler LD, Lam J, Hackstadt T. Expression and localization of predicted inclusion membrane proteins in Chlamydia trachomatis. Infect. Immun. 2015; 83:4710 – 4718. [PubMed: 26416906] 162. Mueller KE, Fields KA. Application of ß-lactamase reporter fusions as an indicator of effector protein secretion during infections with the obligate intracellular pathogen Chlamydia trachomatis. PLoS ONE. 2015; 10:e0135295. [PubMed: 26258949] 163. Nguyen BD, Valdivia RH. Virulence determinants in the obligate intracellular pathogen Chlamydia trachomatis revealed by forward genetic approaches. Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2012; 109:1263 – 1268. [PubMed: 22232666] In this study the authors use chemical mutagenesis, coupled with whole-genome sequencing and a system for DNA exchange in infected cells, to generate mutants of C. trachomatis that can be used to correlate phenotype with genotype. 164. Demars R, Weinfurter J, Guex E, Lin J, Potucek Y. Lateral gene transfer in vitro in the intracellular pathogen Chlamydia trachomatis. J. Bacteriol. 2007; 189:991 – 1003. [PubMed: 17122345] 165. Rajaram K, et al. Mutational analysis of the Chlamydia muridarum plasticity zone. Infect. Immun. 2015; 83:2870 – 2881. [PubMed: 25939505] 166. Johnson CM, Fisher DJ. Site-specific, insertional inactivation of incA in Chlamydia trachomatis using a group II intron. PLoS ONE. 2013; 8:e83989. [PubMed: 24391860] This study reports the first application-specific intron targeting to insertionally inactivate a gene in the chromosome of C. trachomatis. 167. Kari L, et al. Generation of targeted Chlamydia trachomatis null mutants. Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2011; 108:7189 – 7193. [PubMed: 21482792] 168. Jacquier N, Viollier PH, Greub G. The role of peptidoglycan in chlamydial cell division: towards resolving the chlamydial anomaly. FEMS Microbiol. Rev. 2015; 39:262 – 275. [PubMed: 25670734] 169. Pilhofer M, et al. Discovery of chlamydial peptidoglycan reveals bacteria with murein sacculi but without FtsZ. Nat. Commun. 2013; 4:2856. [PubMed: 24292151] 170. Liechti GW, et al. A new metabolic cell-wall labelling method reveals peptidoglycan in Chlamydia trachomatis. Nature. 2014; 506:507 – 510. [PubMed: 24336210] In this study the authors use a novel click-chemistry-based approach to demonstrate for the first time that C. trachomatis has peptidoglycan and functional peptidoglycan-modifying enzymes. 171. Ouellette SP, et al. Analysis of MreB interactors in Chlamydia reveals a RodZ homolog but fails to detect an interaction with MraY. Front. Microbiol. 2014; 5:279. [PubMed: 24936201] 172. Kemege KE, et al. Chlamydia trachomatis protein CT009 is a structural and functional homolog to the key morphogenesis component RodZ and interacts with division septal plane localized MreB. Mol. Microbiol. 2015; 95:365 – 382. [PubMed: 25382739] 173. Jacquier N, Frandi A, Pillonel T, Viollier PH, Greub G. Cell wall precursors are required to organize the chlamydial division septum. Nat. Commun. 2014; 5:3578. [PubMed: 24709914] 174. Packiam M, Weinrick B, Jacobs WR, Maurelli AT. Structural characterization of muropeptides from Chlamydia trachomatis peptidoglycan by mass spectrometry resolves “chlamydial anomaly”. Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 2015; 112:11660– 11665. [PubMed: 26290580] This study provides the first structural confirmation of peptidoglycan in