Pili
Kurs: Basvetenskap 6
| Typ | Proteinutskott på bakteriers yta (synonym: fimbrier) |
| Byggsten | Pilinsubenheter i helixformad polymer, 2–8 nm i diameter |
| Huvudfunktioner | Adhesion till värdceller, Konjugation, twitching-motilitet |
| Klassiska exempel | Typ 1-pili och P-pili hos uropatogen E. coli, typ IV-pili hos Neisseria |
| Klinisk relevans | Virulensfaktor, antigen variation, vaccinmål |
Vad är det?
- Pili är hårliknande, icke-flagellära proteinstrukturer som sticker ut från bakteriens yta. Termerna pili och fimbrier används i praktiken synonymt, även om “pilus” ofta reserveras för den längre sexpilus.
- De byggs upp av tusentals identiska pilinsubenheter, med ett specialiserat adhesin i spetsen som avgör vävnadstropismen.
- Förekommer framför allt hos gramnegativa bakterier, men finns även hos grampositiva (sortasförankrade pili hos streptokocker och korynebakterier).
Typer och funktioner
| Typ | Förekomst | Adhesin/receptor | Funktion |
|---|---|---|---|
| Typ 1-pili | E. coli | FimH → mannosylerade glykoproteiner | Adhesion till blåsepitel, Cystit |
| P-pili (Pap) | Uropatogen E. coli | PapG → globosidgalabios | Pyelonefrit, P-blodgruppsantigen |
| Typ IV-pili | Neisseria, Pseudomonas aeruginosa, Vibrio | PilC | Adhesion, twitching-motilitet, DNA-upptag |
| Sexpilus (F-pilus) | E. coli med F-plasmid | — | Konjugation, plasmidöverföring |
| Curli | E. coli, Salmonella | Amyloidliknande | Biofilm-bildning |
Uppbyggnad och biogenes
- Chaperone-usher-vägen (typ 1- och P-pili): periplasmatiska chaperoner viker pilinsubenheter som sedan polymeriseras genom en usher-por i yttermembranet.
- Typ IV-pili byggs och dras in dynamiskt av ATPaser (PilB/PilT). Retraktionen genererar kraft på över 100 pN — bland de starkaste molekylära motorer som beskrivits — och driver “twitching”-motilitet.
- Typ IV-pili tar också upp naket DNA från omgivningen, vilket ger naturlig Transformation och snabb spridning av resistensgener hos Neisseria gonorrhoeae.
Klinisk betydelse
- Urinvägsinfektion: typ 1-pili med FimH-adhesin binder uroplakin på blåsepitelet och möjliggör kolonisation trots urinflödet. P-pili är starkt associerade med uppåtstigande infektion och Pyelonefrit.
- Gonorré: typ IV-pili ger adhesion till uretraepitel. Genen pilE genomgår ständig antigen variation genom rekombination med tysta pilS-kassetter → immunförsvaret hinner inte ikapp och immunitet uppstår aldrig efter genomgången infektion.
- Konjugation: sexpilus drar ihop donator- och recipientcell och möjliggör överföring av plasmider med resistensgener — en huvudmekanism bakom spridning av ESBL.
- Biofilm: curli och typ IV-pili stabiliserar biofilm på katetrar och implantat.
Terapeutiska och diagnostiska aspekter
- Mannosider är experimentella FimH-antagonister som blockerar adhesion utan att döda bakterien — lovande vid recidiverande UVI eftersom resistensselektionen blir minimal.
- Tranbärsprodukters proantocyanidiner anses hämma P-pilimedierad adhesion; evidensen är dock svag.
- Antigen variation hos Neisseria förklarar varför det saknas vaccin mot gonorré, medan meningokockvaccin i stället riktas mot kapsel och ytproteiner.
- Pili är även grunden för hemagglutinationstest: mannoskänslig hemagglutination indikerar typ 1-pili.
Klinisk pärla
Att en bakterie kan fästa är själva förutsättningen för infektion i urinvägarna — utan pili spolas E. coli bort med urinflödet. Detta förklarar varför rikligt vätskeintag och blåstömning efter samlag har förebyggande effekt vid recidiverande Cystit.
Tenta-fokus
Skilj pili (adhesion, konjugation) från Flageller (rörelse) och Kapsel (skydd mot fagocytos). Antigen variation av typ IV-pili hos Neisseria gonorrhoeae är förklaringen till utebliven immunitet och avsaknad av vaccin — en favoritfråga.
Kopplingar
- Adhesion — pilernas huvudfunktion
- Konjugation — sexpilus och resistensspridning
- Neisseria gonorrhoeae — typ IV-pili och antigen variation
- Biofilm — pili som strukturell komponent
- Urinvägsinfektion — klassisk pilimedierad infektion