Jeśli wyobrazić sobie bakterię wielkości sporego mamuta, to bakteryjny systemem sekrecyjny byłby bardzo długim i grubaśnym włosem pokrywającym jego ciało. Włosy te wykonywałyby tytaniczną pracę szybkiego przepychania białek o rozmiarach piłek ping-ponga przez kanał o średnicy ziarnka grochu. Tylko po co się tak męczyć?
Bakteryjne żądło i jego „inteligentny” jad
Wykorzystując systemy sekrecyjne (SS), bakterie są w stanie całkowicie przeprogramować komórki innych organizmów. Roślin, zwierząt i człowieka oraz… innych bakterii. Co z tego mają? Uzyskują kontrolę nad otoczeniem, zmieniają nieprzychylne i niewygodne miejsce w inkubator dla swoich dzieci. Coś jak owa osa, która najpierw paraliżuje wielką gąsienice specjalnym jadem za pomocą żądła, by w tej żywej, a więc niepsującej się i dostarczającej białkowo-tłuszczowego pożywienia nieruchomej przechowalni złożyć swoje jaja. Tylko tak może zapewnić im prawidłowy rozwój.
Podobnie Shigella z SS typu III potrafi zmusić do rozpadu układy aktynowe (aktyna to jedno z najważniejszych dla nas białek strukturalnych). Następnie spolimeryzuje je tam, gdzie bakterii będzie wygodnie. Owe powstające na życzenie aktynowe sznury są jej potrzebne, by się przeciągnąć z jednej zakażonej komórki nabłonka naszego jelita do drugiej. Sama z siebie bowiem Shigella jest do ruchu niezdolna. By doprowadzić do biegunki, musi zaatakować wiele komórek ludzkich w krótkim czasie i w każdej z nich się namnożyć. Do wywołania tej uciążliwej choroby, wystarczy jedynie siedem komórek bakterii na 90-kilogramowego człowieka. A wszystko dzięki szigellowemu systemowi sekrecyjnemu i wysyłanym przezeń do wnętrza naszych komórek białkom-efektorom. Bez niego bakteria jest pozbawiona jakiejkolwiek zjadliwości i nie potrafi wywołać krwawej biegunki.
Dzięki podobnemu systemowi i konkretnemu transportowanemu przez ową nanostrzykaweczkę efektorowi, pałeczka ropy błękitnej wpływa na działanie naszych białek zwanych małymi GTP-azami sygnalnymi. To takie wewnętrzne białkowe „tranzystory” odbierające i transformujące sygnał z zewnątrz komórki na aktywności wewnątrz komórki. Prowadzi to do rozregulowania rozlicznych ścieżek przekazywania informacji w naszych komórkach. Działanie bakteryjnej amunicji wystrzeliwanej z nano-broni zaburza przyleganie komórek, ich namnażanie, przepływ białek pomiędzy przedziałami komórkowymi oraz zahamowuje zaprogramowaną śmierć komórki – apoptozę. Nie tylko zatem ów bakteryjny efektor zmienia komórkę w inkubator dla bakterii, ale w dodatku go unieśmiertelnia, aby trwał tak długo, ile to bakterii jest potrzebne. Podobnym mechanizmem unieśmiertelniania komórek obserwuje się podczas choroby nowotworowej.
Nanoaparaty mikrokomórek
Ostatecznie prace nad przeobrażeniem naszych komórek w długowieczne inkubatory dla bakterii prowadzą efektory transportowane przez SS. Sama konstrukcja SS-ów objawia, jakim mistrzem inżynierii i architektury może być natura. Nanotechnologowie mogliby się wiele nauczyć i wiele skorzystać, obserwując budowę i działanie tych struktur pochodzenia bakteryjnego. Głównych bakteryjnych SS-ów znamy siedem. Przy czym system VII występuje wyłącznie u prątków (wywołujących m.in. gruźlicę i trąd), reszta zaś najczęściej u bakterii gramujemnych. Ciągle odkrywane są kolejne ich modyfikacje czy zgoła nowe systemy. Opisać je tutaj, to jak napisać jednokolumnowy przewodnik po serach francuskich. Dzielić można, jako i sery: po smakach, albo po regionach z których pochodzą. Czyli wg tego, co wydzielają, albo tego, jak wyglądają i skąd pochodzą.
Przykładowo, klasyczna nanostrzykawka, system typu III, wywodzi się z bakteryjnego aparatu ruchu zwanego wicią. System typu VI najbardziej molekularnie przypomina „nóżkę faga”. Czyli strukturę wychodzącą z osłonki białkowej wirusa atakującego bakterie, pozwalającą mu wstrzyknąć swój materiał genetyczny. To przeprogramuje komórkę bakteryjną na inkubator wirusa-faga. System typu VI działa podobnie, jak jego wirusowy praprzodek – transportuje toksyny (tym razem bakteryjne białka, a nie fagowy DNA) do innych komórek bakteryjnych, aby je zabić. Okazuje się jednak, że ta właśnie potencja jednych bakterii przeciw innym może mieć liczne konsekwencje dla naszego zdrowia.