Подвижность как фактор вирулентности

3.1 Подвижность как фактор вирулентности

Подвижность, как предполагается, необходима для проникновения сквозь слизистую мембрану хозяина или для проникновения в ткани хозяина через повреждения кожи. Подробно оба этих механизма не изучены. Мутации аппарата подвижности (потеря крючкообразных концов, или полная потеря подвижности) приводят к серьезному снижению вирулентности, однако, точные причины снижения вирулентности остаются неизвестными.

Протеазы могут также играть определенную роль в проникновении через слои клеток. Трансцитоз через монослой эндотелиальных клеток вены пуповины человека (human umbilical vein endothelial cell; HUVEC) усиливается, когда лептоспиры покрыты плазмином или плазминогеном (Vieira et al., 2013). Это свидетельствует о использовании лептоспирами протеолитических механизмов для покрытия своих клеток белками хозяина. Мутанты по коллагеназе проявляли пониженную способность проникать через культуры клеток HUVEC и клеток почечных канальцев человека. В условиях in vivo, тот же мутант обладал пониженной способностью распространения в тканях хомяков, что свидетельствует в пользу того, что коллагеназа может участвовать в заражении хозяина (Kassegne et al., 2014).

В период распространения через кровь, патогенные лептоспиры, наиболее вероятно, связываются с эндотелием кровеносных сосудов под действием силы кровотока, а затем проникают через слой клеток в подлежащие ткани. Механизм, лежащий в основе этого явления, остается неизвестен.

Предполагается, что представители филы Spirochaetae, такие как Treponema pallidum (Thomas et al., 1988), пересекают слои клеток через клеточные контакты, а такие как Borrelia burgdorferi, сквозь клетки (Comstock, Thomas, 1989) или через клеточные контакты (Moriarty et al., 2008; Szczepanski et al., 1990). При использовании мышей как модельных объектов наблюдалось прохождение лептоспир через просвет между клетками почек (Marshall, 1976). Однако исследование трансцитоза лептоспир в культуре поляризованных клеток почек собак Мадин-Дарби доказали транзитное прохождение лептоспир сквозь клетки (Barocchi et al., 2002; Thomas, Higbie, 1990).

Лептоспиры стремительно проходят через клетки не вызывая никаких заметных нарушений клеточной целостности (Barocchi et al., 2002). Бактерии были обнаружены внутри клеток как свободно находящиеся в цитоплазме, так и окруженные мембранами хозяина. Многие патогенные микроорганизмы, такие как Salmonella spp. и Yersinia spp. попадают в клетки хозяев через взаимодействие с актином и миозином хозяина, приводящее к нарушениям клеточной архитектуры, в то время как лептоспиры оставляют клетки неповрежденными и не используют цитоскелет клеток.

Эти данные предполагают использование лептоспирами принципиально нового механизма клеточной инвазии, как способа преодоления слоев клеток. Необычно, что сапрофитные формы L. biflexa так же способны проходить через слои клеток, однако, не так эффективно как патогенные формы. Возможно, способность к трансцитозу является следствием тонкой извитой формы бактериальной клетки и активной подвижности, а не результатом функционирования специфичного молекулярного механизма (Barocchi et al., 2002). Эксперименты с мутантами по подвижности могут помочь найти подтверждение этой теории.

3.2 Роль хемотаксиса в вирулентности лептоспир

У лептоспир в геноме присутствует большинство обнаруживаемых в других бактериях ключевых генов хемотаксиса, кодирующих 12 метил-акцепторных белков (Nascimento et al., 2004; Ren et al., 2003). Это означает, что лептоспиры реагируют на широкий спектр химических стимулов, хотя лиганды для каждого рецептора остается неизвестными. Одним из предполагаемых аттрактантов является гемоглобин (Yuri et al. 1993), однако гемоглобин слишком большой, чтобы проникать через внешнюю мембрану и связываться с метил-акцепторными белками (Lambert et al., 2012b). Возможно, в этих экспериментах, бактерии реагировали на продукты разложения гемоглобина, которые значительно меньше размером и способны диффундировать через мембраны. Так, или иначе, эксперимент показал, что лептоспиры обладают положительным хемотаксисом по отношению к крови, что предполагает привлечение лептоспир к ранениям, где барьеры между тканями легче преодолеваются и проникновение в ткани и кровоток хозяина упрощено.

Другими хемоаттрактантами для лептоспир являются глюкоза, сахароза, пируват и Твин 80 (Lambert et al., 2012b). Твин 80 является синтетическим веществом, и привлечение лептоспир к нему per se не имеет значения. Хемотаксис по отношению к Твин 80 может означать, что бактерии могут двигаться по направлению к присутствующим в среде молекулам жирных кислот как к источнику питания, даже не смотря на то, что уровень триглицеридов в крови достаточно низкий (приблизительно 1 мМ). Также, не совсем ясно значение хемотаксиса лептоспир к глюкозе, так как лептоспиры не утилизируют этот углевод как источник энергии; кроме того, концентрация глюкозы в крови значительно ниже, чем та, что была использована в тесте на хемотаксис (5 мМ против 100 мМ).

Значение хемотаксиса в патогенезе лептоспироза плохо изучено. Мутанты по генам cheB и cheX не проявляли снижение вирулентности при интраперитониальном инфицировании хомяков (Murray et al., 2009a). Также, возможно, что хемотаксис перестает быть необходимым для возбудителей лептоспироза после проникновения в хозяина (Dong et al., 2010). Для получения достоверных данных, мутантов необходима имитация естественных путей заражения опытных животных мутантными штаммами.

Можно предположить, что хемотаксис важен для тканевого тропизма и распространения по организму хозяина, однако, такие утверждения не имеют под собой материальной основы и требуют дальнейшего тщательного изучения, так как специфика распространения лептоспир в организме хозяина может быть следствием действия иммунной систем или других факторов.

Каталог: bitstream -> 11701
11701 -> Учебное пособие Санкт-Петербург 2016 (075. 8)
11701 -> Особенности течения ишемической болезни сердца у пациентов, получающих терапию гемодиализом
11701 -> Эффективность лечения бесплодия методами экстракорпорального оплодотворения у женщин с миомой матки
11701 -> Высшего образования
11701 -> Влияние антидепрессивной терапии на когнитивные функции больных депрессией
11701 -> «Клинико-функциональная характеристика ремиссии у больных с первым эпизодом шизофрении»
11701 -> Психосоматические проявления при экстремальных спортивных нагрузках по специальности 030302 Клиническая психология
11701 -> Функции воздействия в тексте медицинской рекламы
11701 -> Анилиз случаев системных заболеваний
11701 -> Высшего образования

Скачать 1.07 Mb.

Поделитесь с Вашими друзьями: