Obligátní intracelulární bakterie představují dokonalé parazity, kteří často skrytě kooptují zdroje hostitele, aby umožnili vývoj a nakonec přenos na nového hostitele. Celkový úspěch této strategie přežití je nepochybně odvozen od koevoluce s příslušnými eukaryotickými hostiteli v průběhu stovek milionů let. Mnoho druhů obligátních intracelulárních bakterií totiž představuje patogeny schopné významně negativně ovlivnit zdraví člověka na celém světě. Tato souvislost s lidskými nemocemi a fascinující infekční biologie, kterou tito parazité vykazují, z nich činí vynikající objekty zkoumání. Navzdory zastřešujícímu absolutnímu požadavku na růst v eukaryotických buňkách se u této třídy bakterií vyvinuly odlišné strategie, které umožňují kolonizaci různých tkání, buněčných typů a dokonce i subcelulárních nik. Shromáždili jsme sbírku názorů, přehledových článků a článků z primárního výzkumu, které se zabývají často jedinečnou biologií obligátních intracelulárních bakterií. Čtenář tohoto vydání Special Topics najde příklady strategií virulence, které využívají chlamydie, Anaplasma, Ehrlichia a Rickettsia. Do úvah o obligátních intracelulárních bakteriích jsme zahrnuli také Coxiellu. Navzdory nedávnému vývoji kultivační metody nezávislé na hostitelských buňkách (viz přehled Beare et al., 2011) zůstává Coxiella burnetii omezena na intracelulární růst v přirozených podmínkách. Aspekty biologie pokryté infekce zahrnují mechanismy invaze do hostitelských buněk, produkci a sekreci protihostitelských proteinů, získávání živin a imunitní odpověď hostitele. Bohužel biologie, která činí tuto třídu mikrobů tak zajímavou, také často staví překážky, které komplikují zkoumání. Těchto otázek se dotýkají i články, které snad naznačí cestu vpřed.
Schopnost invaze a získání přístupu do nitra hostitelské buňky je pro obligátně intracelulární bakterie zjevně důležitá. Přesné mechanismy adherence a invaze však zůstávají u většiny druhů nevyřešeny. Chan et al. (2010) podává přehled současných poznatků týkajících se adherence a invaze Rickettsia spp. a zdůrazňuje, že zásah do těchto dějů by mohl vést k novým způsobům prevence a léčby. To je obzvláště důležité, protože účinnost imunitní odpovědi hostitele může být v reakci na tuto třídu parazitů omezená. Zatímco obligátní intracelulární způsob života jistě do jisté míry chrání patogeny před obrannými mechanismy hostitele, některé proteiny parazitů jsou vysoce imunogenní. Gall et al. (2011) charakterizuje in vitro a in vivo imunitní odpovědi na antigeny chlamydií a jejich zpráva vyvolává otázky, jak imunitní odpověď přispívá k patologii spojené s chlamydiovým onemocněním.
Na rozdíl od Rickettsia spp. probíhá intracelulární vývoj C. burnetii a Chlamydia spp. v membránově vázané parazitoforní vakuole. Taková sekvestrace představuje pro tyto organismy jedinečnou výzvu a vyžaduje mechanismy k vytvoření a udržení tohoto jedinečného kompartmentu. Hussain et al. (2011) zkoumali podíl eukaryotických faktorů na tvorbě vakuoly obsahující C. burnetii a předkládají důkazy, že pro biogenezi vakuoly je nezbytných více hostitelských kináz. Tímto tématem se dále zabývají Ouellette a Carabeo (2010), kteří popisují příklad toho, jak obligátní intracelulární bakterie úzce interagují s hostitelskými zdroji a jsou na nich závislé. Ukazují, že pro optimální růst chlamydií je důležitá míra recyklace vezikul obsahujících přenašeče. Zda je tato cesta nutná k dodávání železa, nebylo jasné, nicméně zpráva o metodách od Thompsona a Carabea (2011) ilustruje význam železa ve vývoji chlamydií a zavádí novou metodu k navození hladovění po železe během infekcí obligátními intracelulárními bakteriemi.
Podobně jako v případě jejich fakultativních příbuzných představuje sekrece efektorových proteinů interagujících s hostitelem významný mechanismus, který obligátní intracelulární bakterie využívají k podpoře virulence prostřednictvím modulace procesů v hostitelské buňce. Proto by žádná úvaha o obligátní nitrobuněčné mikrobiologii nebyla úplná, kdyby nezahrnovala současný pohled na sekreci proteinů a funkci efektorových proteinů. Betts-Hampikian a Fields (2010)podávají důkladný přehled mechanismu sekrece chlamydií typu III a zdůrazňují poznatky, které naznačují jedinečné adaptace na obligátní intracelulární způsob života. Stone et al. (2011) rozšiřují tuto diskusi v originálním výzkumném článku, který zkoumá molekulární mechanismy používané k regulaci aktivity sekrečního aparátu. A konečně dva články zkoumají specifickou funkci efektorových proteinů. Zhong (2011)široce zkoumá úlohu sekretovaných proteáz při utváření nitrobuněčného prostředí hostitele a současně vytváří zásobu aminokyselin pro využití parazitem, zatímco Broederdorf a Voth (2011) poskytují zajímavý komentář týkající se anti-apoptotických mechanismů efektorového proteinu typu IV sekretovaného C. burnetii.
Zkoumání biologie infekce obligátních nitrobuněčných bakterií je často složitý proces. Zaprvé mohou existovat psychologické bariéry, kvůli kterým vědci váhají, zda výzkum vůbec provádět. Například Wolf (2011) popisuje dilema, které v současnosti omezuje zájem o patogenezi Chlamydia pneumoniae. Nedostatek dohledatelného genetického systému však představuje zřejmě největší překážku, která brání významnému pokroku v obligátní nitrobuněčné biologii. V minulosti pomohly k pokroku přísné proteomické studie při absenci generování mutantů. Například proteomické analýzy Anaplasmy a Ehrlichie, které provedli Lin et al. (2011), ukazují, jak mohou tyto studie poskytnout užitečné poznatky. Naštěstí se nyní zdá, že budoucnost určitého stupně genetické manipulace je jasná. Beare et al. (2011) podávají promyšlený přehled faktorů, které v minulosti ztěžovaly úsilí, a shrnují vzrušující pokroky, v nichž bylo dosaženo skutečného pokroku v genetických analýzách obligátních nitrobuněčných bakterií. Významný je také pokrok v historicky obtížném systému chlamydií, kde je nyní možné vytvářet cílené mutace v chlamydiových genech. Jak ukazuje výběr článků v tomto čísle Zvláštních témat, biologie a patogeneze obligátních intracelulárních bakterií představuje plodnou oblast zkoumání, která se pravděpodobně bude v budoucnu rychle rozšiřovat.