Obligerede intracellulære bakterier er fuldkomne parasitter, der ofte i det skjulte samarbejder med værtens ressourcer for at muliggøre udvikling og i sidste ende overførsel til en ny vært. Den overordnede succes med denne overlevelsesstrategi er uden tvivl et resultat af den fælles udvikling med de respektive eukaryote værter gennem hundreder af millioner af år. Mange arter af obligate intracellulære bakterier er faktisk patogener, der kan have en betydelig negativ indvirkning på menneskers sundhed i hele verden. Denne forbindelse til sygdomme hos mennesker og den fascinerende infektionsbiologi, som disse parasitter udviser, gør dem til udsøgte emner til undersøgelse. På trods af det overordnede absolutte krav om vækst i eukaryote celler har denne klasse af bakterier udviklet forskellige strategier, som muliggør kolonisering af forskellige væv, celletyper og endda subcellulære nicher. Vi har samlet en samling opinions-, oversigts- og primærforskningsartikler, som dykker ned i den ofte unikke biologi af obligatoriske intracellulære bakterier. Læseren af denne Special Topics Edition vil finde eksempler på virulensstrategier, der anvendes af Chlamydia, Anaplasma, Ehrlichia og Rickettsia. Vi har også medtaget Coxiella i vores gennemgang af obligate intracellulære bakterier. På trods af den nylige udvikling af en værtscelle-uafhængig dyrkningsmetode (se oversigten af Beare et al., 2011) er Coxiella burnetii fortsat begrænset til intracellulær vækst under naturlige forhold. Aspekter af den dækkede infektionsbiologi omfatter mekanismer for værtscelleinvasion, produktion og sekretion af antiværtsproteiner, erhvervelse af næringsstoffer og værtens immunforsvar. Desværre har den biologi, der gør denne klasse af mikrober så interessant, også ofte opstillet barrierer, der vanskeliggør undersøgelsen. Disse spørgsmål berøres også i artikler, der forhåbentlig vil vise vejen frem.
Evnen til at invadere og få adgang til værtscellens indre er af indlysende betydning for obligate intracellulære bakterier. De præcise mekanismer for adhærens og invasion er imidlertid stadig uopklarede for de fleste arter. Chan et al. (2010) gennemgår den nuværende viden om adhærens og invasion af Rickettsia spp. og fremhæver, hvordan interferens med disse begivenheder kan føre til nye former for forebyggelse og behandling. Dette er særlig vigtigt, da effektiviteten af værtens immunforsvar kan være begrænset i forbindelse med denne klasse af parasitter. Selv om den obligatoriske intracellulære livsstil helt sikkert beskytter patogenerne en smule mod værtens forsvarsmekanismer, er nogle parasitproteiner stærkt immunogene. Gall et al. (2011) karakteriserer in vitro og in vivo immunresponser på chlamydiale antigener, og deres rapport rejser spørgsmål om, hvordan immunresponset bidrager til den patologi, der er forbundet med chlamydial sygdom.
I modsætning til Rickettsia spp. sker intracellulær udvikling af C. burnetii og Chlamydia spp. inden for en membranbunden parasitophor vacuole. En sådan sekventering udgør en unik udfordring for disse organismer og kræver mekanismer til at etablere og vedligeholde dette unikke kompartment. Hussain et al. (2011) undersøgte bidrag fra eukaryote faktorer i dannelsen af den C. burnetii-holdige vacuole og fremlægger beviser for, at flere værtskinaser er afgørende for vacuolebiogenese. Dette tema er yderligere udforsket af Ouellette og Carabeo (2010), som beskriver et eksempel på, hvordan obligate intracellulære bakterier interagerer intimt med og er afhængige af værtsressourcer. De viser, at genanvendelseshastigheden af vesikler, der indeholder overførsler, er vigtig for optimal vækst af chlamydia. Det var uklart, om denne vej er nødvendig for at levere jern, men en metoderapport fra Thompson og Carabeo (2011) illustrerer vigtigheden af jern i chlamydial udvikling og etablerer en ny metode til at inducere jernsult under infektioner med obligate intracellulære bakterier.
Som tilfældet er med deres fakultative fætre, udgør sekretion af værtsinteraktive effektorproteiner en vigtig mekanisme, der anvendes af obligate intracellulære bakterier til at fremme virulens gennem modulation af værtscelleprocesser. Derfor ville ingen overvejelse af obligatorisk intracellulær mikrobiologi være komplet uden at medtage de nuværende synspunkter om proteinsekretion og effektorproteinfunktion. Betts-Hampikian og Fields (2010) giver en grundig gennemgang af chlamydial type III sekretionsmekanismen og fremhæver fund, der indikerer unikke tilpasninger til den obligatoriske intracellulære livsstil. Stone et al. (2011) udvider denne diskussion i en original forskningsartikel, der udforsker de molekylære mekanismer, der anvendes til at regulere aktiviteten af sekretionsapparatet. Endelig er der to artikler, der undersøger specifikke effektorproteiners funktion. Zhong (2011)udforsker bredt den rolle, som sekreterede proteaser spiller i udformningen af det intracellulære værtsmiljø og samtidig genererer en pulje af aminosyrer til brug for parasitten, mens Broederdorf og Voth (2011) giver en interessant kommentar vedrørende de anti-apoptotiske mekanismer i et type IV-sekreteret C. burnetii effektorprotein.
Undersøgelse af infektionsbiologien hos obligat intracellulære bakterier er ofte en kompliceret proces. For det første kan der eksistere psykologiske barrierer, som får forskere til at tøve med overhovedet at udføre forskning. For eksempel beskriver Wolf (2011) det dilemma, der i øjeblikket begrænser interessen vedrørende Chlamydia pneumoniaes patogenese. Manglen på et håndterbart genetisk system udgør imidlertid måske den største hindring, der forhindrer betydelige fremskridt inden for obligatorisk intracellulær biologi. Tidligere har strenge proteomiske undersøgelser været med til at skabe fremskridt i mangel af mutantgenerering. F.eks. illustrerer de proteomiske analyser af Anaplasma og Ehrlichia udført af Lin et al. (2011), hvordan disse undersøgelser kan give nyttig indsigt. Heldigvis ser fremtiden nu lys ud for en vis grad af genetisk manipulation. Beare et al. (2011) giver en tankevækkende gennemgang af de faktorer, der tidligere har forvirret indsatsen, og opsummerer spændende fremskridt, hvor der er sket reelle fremskridt i genetiske analyser af obligate intracellulære bakterier. Det er også vigtigt at bemærke, at der er sket fremskridt i det historisk set vanskelige Chlamydia-system, hvor det nu er muligt at generere målrettede mutationer i chlamydiagenerne. Som det fremgår af udvalget af artikler i dette nummer af Special Topics, udgør biologi og patogenese af obligate intracellulære bakterier et frugtbart område for undersøgelser, som sandsynligvis vil vokse hurtigt i fremtiden.