Studie avslöjar hur pH påverkar magsårsbakteriens förmåga att fästa

En studie av Anna Arnqvists forskargrupp vid Umeå universitet avslöjar molekylära detaljer om magsårsbakterien Helicobacter pylori’sförmåga att binda till inflammerad magsäck och hur pH:t i magen styr detta. Ökad förståelse för hur magsårsbakterien kan orsaka en livslång infektion är en viktig pusselbit för att i förlängningen bena ut vilka egenskaper som bidrar till sjukdom.

När magsäcken blir infekterad med magsårsbakterien Helicobacter pyloripågår infektionen livet ut om den inte behandlas. Infektionen kan orsaka såväl magsår som cancer i magsäcken. Miljön i magen förändras kontinuerligt och för att anpassa sig till olika förhållanden måste bakterien justera vilka proteiner som behövs vid ett visst förhållande och i vilken mängd.

Det är lätt att förknippa magsäcken med lågt pH. Dock är det så att pH varierar kraftigt, från den mycket sura miljön i själva magsäcken till att vid det yttersta cellagret i magsäcken, som skyddas av ett slemlager, vara i stort sett neutralt. Det är i slemlagret, eller tätt bundna till yttersta cellagret, som man hittar de flesta Helicobacter-bakterierna. Många geners uttryck justeras i relation till pH och det gör att bakterien producerar mer eller mindre av dessa proteiner beroende på omgivningens pH.

Magsårsbakterien har särskilda proteiner på sin yta som gör att det kan fästa till slemlagret eller till det yttersta cellagret. SabA är ett sådant protein och som gör att bakterien kan fästa till inflammerad magslemhinna. I den här studien har Anna Arnqvist forskargrupp, på molekylär nivå, undersökt hur pH styr hur mycket SabA-protein som bakterien producerar. Vid lågt pH förändras det regulatoriska proteinet ArsR och kan då bilda ett komplex. Här visar man att ArsR-komplexet binder till två specifika ställen liksom att DNA-topologin har betydelse för bindningen. I studien visar man vilken av de två DNA-regionerna som är av störst betydelse för pH-regleringen. Man visar även på variation mellan olika bakteriestammar och att slumpmässiga förändringar i DNA:t påverkar det pH-reglerade SabA-uttrycket.

– En stor utmaning i detta projekt har varit att göra de genetiska modifieringarna i H. pylori-bakterien. Det har varit tekniskt svårt och tidskrävande att få till rätt DNA konstruktioner. Vi provade att låta ett företag göra den ena konstruktionen, men efter fyra månader lämnade de tillbaka uppdraget. Det har krävts mycket tålamod för att ro detta i land, säger Anna Åberg, staff scientist.

Helicobakter-bakterien infekterar oftast den nedre delen av magsäcken där pH är lite högre än i mittdelen där det finns fler syraproducerande celler som gör pH:t lägre. Det är känt sedan tidigare att infektioner som etablerar sig i mittdelen av magsäcken är en riskfaktor för cancerutveckling. Att bättre förstå hur pH:t i magen påverkar grundläggande egenskaper såsom vidhäftning till magslemhinnan ger på sikt bättre förutsättningar att förstå vilka egenskaper hos magsårsbakterien som bidrar till sjukdomsutveckling.

Resultaten är publicerade i Nucleic Acids Research

Kontaktuppgifter
anna.arnqvist@umu.se
090-786 65 39

anna.aberg@umu.se