Mặc dù tại cửa ngõ tế bào M đã có hàng rào bảo vệ chống lại sự xâm nhập của các vi sinh vật sống, nhưng vị trí này lại được xemlà điểm yếu của hàng rào niêm mạc bởi tế do đặc điểm vận chuyển kháng nguyên qua nhiều cơ chế định hướng hoặc không định hướng mà tế bào M có thể bị lợi dụng bởi các vi khuẩn hay virus như một phương tiện để xâm nhập vào cơ thể. Việc tìm hiểu về cơ chế vi sinh vật sống vượt qua hàng rào niêm mạc thông qua tế bào M tấn công vào cơ thể có thể hỗ trợ cho việc chữa bệnh cũng như hướng đi tốt nhất cho việc thiết kế vaccine trong vấn đề phòngbệnh.
Salmonella spp. Là đối tượng gây bệnh được nghiên cứu nhiều nhất trong việc xâm nhập bằng con đường tế bào M. Salmonella typhimuriumthể hiện tính chọn lọc mục tiêu hướng tới tế bào M nằm trên mảng Payer (PP), có thể cảm ứng sự tiếp nhận,
đi kèm với việc làm xáo trộn mạnh và làm tổn thương FAE. Sự kết dính và xâm chiếm tế bào M gây ra sự rối loạn hoạt động trên màng và polymer hóa actin, dẫn đến tế bào vi khuẩn được “nuốt” vào trong, tạo nên hoạt tính độc tế bào của tế bào M cũng như tổn thương FAE. Sự tổn thương của FAE có khả năng cho phép sự xâm nhập không hạn chếcủa vi khuẩn và có thể giải thích tại sao ở bệnh nhâncó xuất hiện vết loét hay vết thủng. Sự xáo trộn FAE có thể quan sát rõ ở thời điểm sau 30 phút chuột bị nhiễm với S. typhimurium, nhưng lớp các tế bào hấp thu khác vẫn giữ nguyên tính ổn định,
27
chưa bị ảnh hưởng. Sau 90 phút, sự thay đổi trên màng tế bào M được quan sát thì thấy hầu hết màng tế bào M đều bị phá hủy tạo ra những lỗ thủng trên hàng rào lớp biểu
mô, cho phép sự xâm nhập tràn lan của vi sinh vật tấn công vào các mô, cơ quan bên trong trước khi đáp ứng miễn dịch của cơ thể được tạo ra. Đoạn gen mã hóa phục vụ cho cơ chế xâm nhập tế bào M nằm trên SPI1 (Salmonella pathogenicity island 1). Tuy nhiên, đột biến trên SPI1 vẫn giữ đặc tính xâm nhập của Samonella nhưng không gây ra tính độc tế bào cũng như không phá hủy lớp FAE. S. typhmurium biểu hiện một số
operon (fimbrial operons) bao gồm fim, lpf, và pef, gián tiến bám trên những tế bào biểu mô khác nhau, operon lpf dường như chịu trách nhiệm định hướng bám dính trên tế bào M, đột biến trên lpfC làm giảm khả năng chiếm cứ mảng PP của vi sinh vật,
giảm khả năng phá hủy tế bào M. Sau khi di chuyển qua lớp biểu mô và FAE,
Samonella được thực bào bởi tế bào DC và đại thực bào, chúng có thể sống sót trong bóng màng nhờ bô máy di truyền mã háo cơ chế bảo vệ nằm trên SPI2 [30].
Virus: một số virus được vận chuyển bởi tế bào M như reovirus type-1, poliovirus và HIV type-1 (HIV-1) bằng cách gắn đặc hiệu. Reovirus là một họ virus gây bệnh truyền nhiễm qua đường tiêu hóa ở chuột có ảnh hưởng đến hệ thần kinh. Reovirus type-1 bám lên tế bào M ở hồi tràng và trực tràng nhờ vào protein vỏ ngoài capsid của
nó. Sự bám dính bắt đầu bằng việc protein vỏ ngoài bị phân giải, thụ thể cho reovirus là phức hợp carbohydrate và sialic acid (α-2-3-linked sialic acid glycoconjugates) gắn với yếu tố haemaglutinin sigma 1 của virus. Sự xâm nhiễm của reovirus dẫn đến tiêu diệt tế bào M khỏi FAE, ảnh hưởng đến đáp ứng kháng virus của cơ thể vật chủ, tuy nhiên, virus sẽ được xóa sổ chỉ trong 10 ngày bằng sự sản xuất kháng thể sIgA tiêu diệt virus. Sự truyền nhiễm virus HIV-1 thông qua hậu môn, bao quy đầu, biểu mô niệu đạo, và âm đạo chiếm 80% trong các ca lây nhiễm AIDS, HIV-1 phải vượt qua được hàng rào niêm mạc ở hệ thống ruột hay ở cơ quan sinh dục thì mới xâm nhiễm vào tế bào T mang thụ thể CD4, tế bào M của FAE và tế bào biểu mô ở ruột hay nang lympho trong hạch hạnh nhân giữ vai trò chính đối với sự xâm nhiễmcủa tế bào M. Sự xâm nhiễm được nghĩ rằng xảy ra khi hàng rào biểu mô bị tổn thương, nhưng cũng có nghiên cứu cho rằng mô niêm mạc nguyên vẹn cũng có thể bị tấn công bởi HIV-1. HIV-1 đã được chứng minh có thể bám trên tế bào M của FAE chứ không phải tế bào hấp thu trên hệ thống lông nhung hay của FAE ở thỏ và chuột, gần đây một số thụ thể đã được phát hiện có liên quan đến hoạt động xâm nhập tế bào M của HIV-1 như thụ thể chemokine CXCR4, lactosyl cerebroside (là hai thụ thể biểu hiện trên bề mặt “apical” của tế bào M) [30].