LEPTOSPIRA INTERROGANS: CHARAKTERISTIKA, MORFOLOGIE - BIOLOGIE - 2025

Leptospira interrogans je patogenní spirochetová bakterie patřící do rodu Leptospira, z kmene eubakterií. V rámci tohoto kmene je rod Leptospira jako jediný s patogenními představiteli způsobujícími infekce u savců.

L. interrogans je etiologickým činitelem skupiny klinických patologií nebo zoonóz známých jako leptospiróza, které se vyskytují ve venkovských a městských oblastech mírných a subtropických oblastí na světě.

Leptospira interrogans (Zdroj: Získán z CDC Public Health Image Library. Obrazový kredit: CDC / NCID / HIP / Janice Carr (PHIL # 1220). Via Wikimedia Commons)

Rod Leptospira zahrnuje saprofytické a patogenní organismy distribuované nejméně v 19 druzích. Sedm z těchto druhů je celosvětovou hlavní příčinou leptospirózy, včetně L. interrogans.

Druhy rodu jsou klasifikovány do některých superskupin a odrůd podle exprese povrchového lipopolysacharidu, jehož strukturální rozdíly v uhlovodíkové oblasti určují antigenní diverzitu serovarů.

Leptospiróza je zoonotické onemocnění, které postihuje zvířata i lidi. Patologie spojená s lidmi má širokou distribuci mezi Asií, Oceánií, Indií, Latinskou Amerikou a karibskými zeměmi, a proto představuje celosvětový hlavní problém veřejného zdraví.

Charakteristika a morfologie

Stejně jako většina leptospirů je Leptospira interrogans mobilní spirocheta dlouhá 6–20 μm a šířka 0,25 μm, jejíž buněčné tělo se spirálovitě vine.

Má velmi zvláštní morfologii, ve které jeho zahnuté konce dávají tvar, který někteří autoři porovnali s otazníkem.

Sdílejí povrchové vlastnosti například s grampozitivními a gramnegativními bakteriemi, například: jako gramnegativní bakterie mají leptospiry lipopolysacharidy a dvojitou membránu, zatímco s grampozitivními bakteriemi sdílejí spojení cytoplazmatické membrány s mureinovou buněčnou stěnou.

Jsou schopni se pohybovat díky přítomnosti dvou modifikovaných bičíků, které jsou ve skutečnosti známé jako periplazmatická axiální vlákna, která se objevují na každém konci bakterie, a věří se, že mobilita zprostředkovaná těmito vlákny je nezbytná pro patogenitu druhu.

Tyto typy bakterií rostou pomalu in vitro při teplotách, které se mohou lišit od 28 do 30 ° C. Závisí na vitaminu B1 a vitaminu B12, aby přežily, a nemohou používat cukry jako zdroj uhlíku, ale místo toho používají mastné kyseliny s dlouhým řetězcem jako primární zdroj uhlíku a energie, které získávají díky β-oxidačním cestám.

L. interrogans je schopen přežít dlouhou dobu ve sladké vodě nebo ve vlhkých půdách, tj. Ve stavu s velmi malým množstvím živin, dokud nenajde svého hostitelského savce.

Genetické vlastnosti

Má genom přibližně 4 691 184 bp, ale to se může měnit s ohledem na studovanou odrůdu. Genom je rozdělen do dvou kruhových chromozomů: velký z 4 332 241 bp a malý z 358 943 bp.

Předpokládá se, že bude mít více než 4 700 genů, z nichž 37 jsou geny pro přenos RNA a přibližně 4 727 odpovídá sekvencím kódujícím protein. Z těchto 4 727 kódujících sekvencí je 4 360 nalezeno na velkém chromozomu a 367 na malém.

Geny obsažené v malém chromozomu jsou téměř všechny esenciální geny. Některé z genů souvisejících s metabolismem zahrnují geny pro kompletní de novo syntézní cestu pro hemin a další esenciální geny, jako je NADH dehydrogenáza.

Faktory virulence

Patogenita L. interrogans souvisí hlavně s povrchovými lipopolysacharidy, hemolysiny, proteiny vnější membrány a dalšími molekulami pro buněčnou adhezi; ačkoli některé z těchto faktorů jsou specifické pro konkrétní odrůdy a sérotypy.

Tento druh bakterií ulpívá na různých buněčných liniích, jakmile vstoupí do hostitelského organismu, mezi něž patří fibroblasty, monocyty nebo makrofágy, endoteliální buňky a epiteliální buňky ledvin.

Důležité virulenční faktory pro tento druh bakterií jsou spojeny s proteiny, které se vážou nebo drží na různých prvcích extracelulární matrice, jako je elastin, tropoelastin, kolagen, laminin a fibronektin.

Některé z nich byly dobře charakterizovány, jako je Lsa24 / LfhH nebo LenA, což jsou proteiny vázající laminin a které také vážou faktor H, fibrinogen a fibronektin.

Dalším prvkem, který je velmi důležitý pro přežití těchto bakterií a který má velký vliv na jejich virulenci, je protein heme-oxygenázy (HemO), který musí degradovat a tuto chemickou skupinu přežít.

Přítomnost hemolytických aktivit, sfingomyelináz a fosfolipáz hraje důležitou roli při vstupu bakterií do různých oblastí těla.

Nemoci, které to způsobuje

L. interrogans je, jak již bylo zmíněno, spojeno s patologiemi známými jako „leptospiróza“. Konkrétně je tento druh zodpovědný za nejzávažnější případy lidské leptospirózy na celém světě.

Protože se jedná o zoonotické onemocnění, neovlivňuje leptospiróza pouze člověka, protože L. interrogans může ovlivnit prakticky jakýkoli druh savce, přičemž nejdůležitějšími vysílači jsou malá zvířata, jako jsou hlodavci (potkani, myši, křečci atd.).

Vysoká míra leptospirózy byla dosažena na farmách s chovem skotu, u psů a dalších domácích zvířat spojených s člověkem.

Přenos

K infekci dochází přímým kontaktem s močí jiných infikovaných zvířat nebo vodou kontaminovanou těmito zvířaty, a proto je spojena se špatnými hygienickými podmínkami.

Mnoho savců slouží jako vektory pro různé druhy leptospirů a L. interrogans není výjimkou. Potkani jsou hlavní vysílače pro člověka a buňky tohoto patogenu jsou uloženy v jejich ledvinových tubulích.

Patogen vstupuje do těla mukokutánní cestou, a to buď odřením nebo řezy na kůži, prostřednictvím oční, nosní nebo orální sliznice.

Nejdůležitější endemické oblasti pro lidskou leptospirózu jsou charakterizovány zejména stojatými vodami, velkými hostitelskými populacemi, klesajícími hygienickými systémy a obdobnými podmínkami.

Příznaky nákazy

Přestože jsou lidé „náhodnými hostiteli“ L. interrogans, klinické patologie leptospirózy u lidí je mnoho.

K vývoji nemoci může dojít den nebo několik týdnů po počátečním kontaktu a může trvat několik měsíců. Mnohokrát závažnost případů závisí na sérotypu a kmeni, který infikuje, stejně jako na velikosti „inokula“, stavu imunitního zdraví a věku postiženého pacienta.

Stavy a příznaky sahají od mírných nachlazení až po závažné nemoci, jako je známý Weilův syndrom. Nejzávažnější onemocnění je charakterizováno závažným selháním jater a ledvin, plicním stresem a krvácením, které může být fatální.

Mezi nejčastější příznaky mírných stavů patří mimo jiné zimnice, nevolnost, zvracení, bolesti hlavy, myalgie a kožní vyrážky.

Léčba

Léčba leptospirózy je tradičně založena na antibiotikech, ačkoli antimikrobiální léčba nebyla prokázána jako skutečně účinná z hlediska vymizení příznaků nebo jejich trvání.

Existují určité diskuse ohledně používání antibiotik nebo „spontánního“ vymizení nemoci, protože u některých ošetření antibiotiky neprokázaly významné rozdíly mezi léčenými a neléčenými pacienty.

Mezi antibiotika, která byla testována v klinických studiích, patří mezi nejúčinnější případy penicilin a doxycyklin, jakož i amoxicilin a ampicilin pro mírnější případy onemocnění. Některé závažné případy byly úspěšně léčeny ceftriaxonem a penicilinem.

Reference

1. Bharti, AR, Nally, JE, Ricaldi, JN, Matthias, MA, Diaz, MM, Lovett, MA,… Vinetz, JM (2003). Leptospiróza: zoonotické onemocnění celosvětového významu. The Lancet, 3, 757–771.
2. Evangelista, K. V, a Coburn, J. (2010). Leptospira jako vznikající patogen: přehled jeho biologie, patogeneze a imunitních odpovědí hostitele. Budoucí mikrobiol. 5 (9), 1413–1425.
3. Hagan, E., Felzemburgh, RDM, Ribeiro, GS, Costa, F., Reis, RB, Melendez, AXTO, Ko, AI (2014). Perspektivní studie přenosu leptospirózy v komunitě městských slumů: Úloha špatného prostředí při opakovaných expozicích agentovi Leptospira. PLoS zanedbávané tropické nemoci, 8 (5), 1-9.
4. Murray, GL, Srikram, A., Henry, R., Hartskeerl, RA, Sermswan, RW, a Adler, B. (2010). Mutace ovlivňující Leptospira interrogans lipopolysacharid utlumují virulenci. Molecular Microbiology, 78 (3), 701–709.
5. Ren, S., Fu, G., Jiang, X. & Zeng, R. (2003). Unikátní fyziologické a patogenní rysy intereptanů Leptospira odhalených sekvenováním celého genomu. Nature, 422, 888-893.
6. Sluys, MA Van, Digiampietri, LA, Harstkeerl, RA, Ho, PL, Marques, M. V, Oliveira, MC,… Angeles, L. (2004). Genomické rysy Leptospira interrogans serovar Copenhageni. Brazilian Journal of Medican and Biological Research, 37, 459–478.