Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Акантамеба - это род амеб , которые обычно извлекаются из почвы, пресной воды и других мест обитания .Акантамеба имеет две эволюционные формы: метаболически активный трофозоит и спящую стрессоустойчивую кисту. Трофозоиты небольшие, обычно от 15 до 25 мкм в длину, амебовидной формы. В природевиды Acanthamoeba являются свободноживущими бактериоядными животными , но в определенных ситуациях они могут вызывать инфекции ( акантамебиаз ) у людей и других животных. [1]

Распространение [ править ]

Acanthamoeba spp. являются одними из самых распространенных простейших в окружающей среде. [1] Они распространены по всему миру и были изолированы от почвы, воздуха, сточных вод, морской воды, хлорированных бассейнов, бытовой водопроводной воды, воды в бутылках, стоматологических кабинетов, больниц, кондиционеров и контейнеров для контактных линз. Кроме того, они были выделены из кожи человека, носовых полостей, горла и кишечника, а также растений и других млекопитающих. [2]

Роль в болезни [ править ]

Микроскопия и молекулярная диагностика акантамёбного энцефалита : масштабная линейка: 10 мкм

Заболевания, вызываемые Acanthamoeba, включают кератит и гранулематозный амебный энцефалит (GAE). [3] Последнее часто, но не всегда, наблюдается у пациентов с ослабленным иммунитетом. [4] ГАЭ возникает из-за того, что амебы попадают в организм через открытую рану, а затем распространяются в мозг. [5] Комбинация иммунных ответов хозяина и секретируемых амебных протеаз вызывает массивный отек мозга [6], приводящий к смерти около 95% инфицированных.

Гранулематозный амебный энцефалит (ГАЭ) [ править ]

Гранулематозный амебный энцефалит (ГАЭ) вызывается амебной инфекцией центральной нервной системы (ЦНС). Он характеризуется неврологическими симптомами, включая головную боль, судороги и нарушения психического статуса. [1] Они прогрессивно ухудшаются в течение недель или месяцев, что приводит к смерти большинства пациентов. [1] Инфекция обычно связана с такими основными заболеваниями, как иммунодефицит , диабет, злокачественные новообразования, недоедание, системная красная волчанка и алкоголизм. [1] Паразит попадает в организм через порезы на коже или при вдыхании в верхние дыхательные пути. [1] Затем паразит распространяется через кровь в ЦНС.Acanthamoeba пересекает гематоэнцефалический барьер путем, которые еще не изучены. Последующее вторжение в соединительную ткань и индукция провоспалительных реакций приводит к повреждению нейронов, которое может быть фатальным в течение нескольких дней. Чистые гранулематозные поражения редки у пациентов со СПИДом и другими связанными с ним иммунодефицитными состояниями, поскольку пациенты не имеют достаточного количества CD + ve Т-клеток для создания гранулематозного ответа на инфекцию Acanthamoeba в ЦНС и других органах и тканях. [4] Периваскулярные наручники с амебами в некротической ткани - обычное явление при СПИДе и связанных с ним состояниях Т-клеточного иммунодефицита.

Биопсия головного мозга обычно выявляет тяжелый отек и геморрагический некроз . [7] У пациента, который заразился этим заболеванием, обычно проявляются подострые симптомы, включая изменение психического статуса, головные боли, лихорадку, ригидность шеи, судороги и очаговые неврологические признаки (например, паралич черепных нервов и кому), которые приводят к смерти в течение одной недели. до нескольких месяцев. [8] Из-за редкости этого паразита и недостатка знаний о хороших диагнозах или методах лечения инфекции Acanthamoeba в настоящее время не известно. В прошлом случаи акантамебного кератита излечивались после терапии атропином и некоторыми другими препаратами, не имеющими противомикробного действия. Последние публикации показываютатропин взаимодействует с рецептором CHRM1 простейшего , вызывая гибель клеток. [9]

Инфекция обычно имитирует бактериальный лептоменингит , туберкулезный менингит или вирусный энцефалит. Ошибочный диагноз часто приводит к ошибочному, неэффективному лечению. В случае правильного диагноза Acanthamoeba используются текущие методы лечения, такие как амфотерицин B , рифампицин , триметоприм - сульфаметоксазол , кетоконазол , флуконазол , сульфадиазин или альбендазол., только ориентировочно успешны. Правильный и своевременный диагноз, а также улучшенные методы лечения и понимание паразита являются важными факторами в улучшении исхода инфекции Acanthamoeba . В документе, опубликованном в 2013 году, показано существенное воздействие некоторых одобренных FDA лекарств с уровнем уничтожения in vitro выше 90%. [4] Эти результаты относятся к эффектам in vitro , но, поскольку препараты уже одобрены, инфекции человека могут быть целевыми после расчетов доз в клинических испытаниях, проведенных с этими различными группами препаратов.

Акантамебный кератит [ править ]

Патогенная акантамеба под световым микроскопом

Попадая в глаза, штаммы Acanthamoeba могут вызывать акантамебный кератит , который может привести к язвам роговицы или даже к слепоте. [10] Это заболевание чаще всего возникает у тех, кто носит контактные линзы, которые не дезинфицируют линзы должным образом, что усугубляется тем, что они не вымыли руки перед тем, как брать линзы в руки. Растворы для многоцелевых контактных линз в значительной степени неэффективны против Acanthamoeba , тогда как растворы на основе перекиси водорода обладают хорошими дезинфицирующими характеристиками. [11] [12]

Первое излечение от инфекции роговицы было достигнуто в 1985 году в офтальмологической больнице Мурфилдс . [13]

В мае 2007 года Advanced Medical Optics, производитель продуктов Complete Moisture Plus Contact Lens Solution, объявила о добровольном отзыве своих решений Complete Moisture Plus. Опасения заключались в том, что владельцы контактных линз, которые использовали их раствор, подвергались более высокому риску развития акантамебного кератита, чем владельцы контактных линз, которые использовали другие растворы. Производитель отозвал продукт после того, как Центры по контролю за заболеваниями в США обнаружили, что 21 человек, возможно, заразился инфекцией Acanthamoeba после использования Complete Moisture Plus за месяц до постановки диагноза. [14]

Как бактериальный резервуар [ править ]

Некоторые виды бактерий, которые могут вызывать заболевания человека, также способны инфицировать и размножаться внутри видов Acanthamoeba . [1] К ним относятся Legionella pneumophila , Pseudomonas aeruginosa и некоторые штаммы кишечной палочки и золотистого стафилококка . [1] [15] Для некоторых из этих бактерий репликация внутри Acanthamoeba была связана с усиленным ростом макрофагов и повышенной устойчивостью к некоторым антибиотикам. [1] Кроме того, из-за высокой распространенности AcanthamoebaПредполагается, что в окружающей среде эти амебы служат резервуаром для некоторых патогенов человека. [1]

Экология [ править ]

A. castellanii можно найти в высокой плотности в различных почвенных экосистемах. Он питается бактериями, а также грибами и другими простейшими.

Этот вид способен лизировать бактерии и продуцировать широкий спектр ферментов, таких как целлюлазы или хитиназы, [16] и, вероятно, способствует разложению органических веществ в почве, создавая микробную петлю .

Физиология [ править ]

Роль модельного организма [ править ]

Поскольку Acanthamoeba не сильно отличается на ультраструктурном уровне от клетки млекопитающего, это привлекательная модель для исследований клеточной биологии; это важно в клеточной микробиологии, биологии окружающей среды, физиологии, клеточных взаимодействиях, молекулярной биологии, биохимии и эволюционных исследованиях из-за разносторонней роли организмов в экосистеме и способности захватывать добычу с помощью фагоцитоза , действовать как переносчики и резервуары для микробных патогенов. , и вызвать серьезные человеческие инфекции. Кроме того, Acanthamoeba широко использовалась для понимания молекулярной биологии подвижности клеток [17] и покоя раковых клеток путем глубокого изучения процесса инцистации. [18]

Недавно доступная последовательность генома Acanthamoeba выявила несколько ортологов генов, задействованных в мейозе половых эукариот . Эти гены включали Spo11 , Mre11 , Rad50 , Rad51 , Rad52 , Mnd1, Dmc1 , Msh и Mlh . [19] Это открытие предполагает, что Acanthamoeba способна к некоторой форме мейоза и может подвергаться половому размножению. Кроме того, поскольку Acanthamoeba эти результаты позволяют предположить, что мейоз присутствовал на ранних этапах эволюции эукариот.

Благодаря простоте и экономичности выращивания штамм Neff A. castellanii , обнаруженный в пруду в парке Голден-Гейт в 1960-х годах, эффективно использовался в качестве классического модельного организма в области клеточной биологии. Всего из 30 л простой среды, инокулированной A. castellanii , можно получить около 1 кг клеток после нескольких дней аэрированной культуры при комнатной температуре. Впервые в лаборатории Эдварда Д. Корна в Национальном институте здоровья (NIH) были обнаружены многие важные биологические молекулы и выяснены пути их образования с использованием модели Acanthamoeba . Томас Дин Поллард применил эту модель в NIH, Гарвардской медицинской школе ,Медицинский факультет Университета Джона Хопкинса и Институт биологических исследований Солка для открытия и характеристики многих белков, которые необходимы для подвижности клеток не только амеб, но и многих других эукариотических клеток, особенно нервной и иммунной систем человека, развивающийся эмбрион и раковые клетки. Акантамеба также послужила моделью для изучения эволюции некоторых G-белков. Этот одноклеточный эукариот экспрессирует несколько GPCR на своей клеточной мембране, которые играют жизненно важную роль для микроорганизмов. Инструменты биоинформатики структурной гомологии были использованы, чтобы показать присутствие гомолога человеческого M1-мускаринового рецептора в A. castellanii . [20]В прошлых исследованиях блокирование этих мускариновых рецепторов оказалось амебицидным у Acanthamoeba spp. [5] Совсем недавно потенциалзависимые кальциевые каналы у Acanthamoeba spp. (CavAc) имеет сходство с человеческими потенциалзависимыми кальциевыми каналами, такими как TPC-1 и кальциевые каналы L-типа, и отвечает на блокаторы Са-каналов, такие как лоперамид. [21] Этот модельный микроб был изучен для понимания сложных нейродегенеративных состояний, включая болезнь Альцгеймера. Ученые выделили нейромедиатор ацетилхолин в Acanthamoeba и ферментный механизм, необходимый для его синтеза. [22]

Эндосимбионты [ править ]

Acanthamoeba spp. содержат разнообразные бактериальные эндосимбионты , похожие на человеческие патогены, поэтому они считаются потенциальными возникающими патогенами человека. [23] Точная природа этих симбионтов и польза, которую они представляют для амебного хозяина, еще предстоит выяснить. К ним относятся легионеллы и легионеллоподобные патогены. [24]

Гигантские вирусы [ править ]

В гигантских вирусах мимивирус , мегавирус и Pandoravirus инфицирует Acanthamoeba . [25]

Члены рода Acanthamoeba необычны тем, что служат хозяевами для множества гигантских вирусов (которые имеют более 1000 генов, кодирующих белок; например, Pandoravirus , в геноме которого содержится около 2500 генов, кодирующих белок).

Разнообразие [ править ]

Акантамебу можно отличить от других родов амеб по морфологическим характеристикам. [26] Однако дифференциация одного вида Acanthamoeba от другого по морфологии оказалась сложной задачей. На основе секвенирования 18S рДНК известные штаммы Acanthamoeba можно разделить на 12 групп, обозначенных T1-T12. [26] Большинство болезнетворных изолятов относятся к типу Т4. [26]

Ниже приводится список описанных видов Acanthamoeba с указанием типов последовательностей, если они известны. Виды, идентифицированные у больных, отмечены *.

  • A. Astronyxis (Ray & Hayes, 1954), страница 1967 * (T7)
  • А. Байерси Кварнстром, Нерад и Вишвесвара, 2013 г. *
  • A. castellanii Volkonski 1931 * (T4) [ A. terricola Pussard 1964 ]
  • A. comandoni Pussard 1964 (T9)
  • A. culbertsoni (Singh & Das 1970) Гриффин 1972 * (T10)
  • A. divionensis Pussard & Pons 1977 (T4).
  • A. echinulata Pussard & Pons 1977 г.
  • А. гигантеа Шмёллер 1964
  • A. glebae (Добелл, 1914)
  • A. gleichenii Волконский 1931 г.
  • А. Гриффини Сойер 1971 (T3)
  • А. Хатчетти Сойер, Висвесвара и Харке 1977 * (T11)
  • А. Хили Моура, Уоллес и Висвесвара 1992 (T12)
  • А. Хялина Добель и О'Коннор 1921 г.
  • А. Якобси Сойер, Нерад и Висвесвара, 1992 г.
  • А. кератит *
  • A. lenticulata Molet & Ermolieff-braun 1976 (T3).
  • A. lugdunensis Pussard & Pons 1977 * (T4)
  • A. mauritaniensis Pussard & Pons 1977 (T4)
  • A. micheli Corsaro et al. 2015 г.
  • A. palestinensis (Reich 1933) Страница 1977 * (T1)
  • A. paradivionensis Pussard & Pons 1977 (T4).
  • A. pearcei Nerad et al. 1995 г.
  • A. polyphaga (Puschkarew 1913) Волконский 1931 * (T4)
  • A. pustulosa Pussard & Pons 1977 (T2)
  • A. pyriformis (Olive & Stoianovitch 1969) Spiegel & Shadwick 2016 г.
  • A. quina Pussard & Pons 1977 *
  • A. rhysodes (Сингх 1952) Гриффин 1972 * (T4)
  • А. Ройреба Уилларт , Стивенс и Тиндалл 1978 г.
  • А. Сохи Кён Ир и Шин 2003
  • A. stevensoni Sawyer et al. 1993 (T11)
  • A. triangularis Pussard & Pons 1977 (T4).
  • А. тубиаши Льюис и Сойер 1979 (T8)

Этимология [ править ]

От греческого слова akantha (шип / шип), которое было добавлено перед словом «амеба» (изменение), чтобы описать этот организм как имеющий шиповидную структуру ( акантоподии ). Этот организм теперь хорошо известен как Acanthamoeba , амфизойный, условно-патогенный и неоппортунистический простейший простейший, широко распространенный в окружающей среде. [27]

См. Также [ править ]

  • Acanthamoeba инфекция
  • Balamuthia mandrillaris

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d e f g h i j Marciano-Cabral F, Cabral G (апрель 2003 г.). «Acanthamoeba spp. Как возбудители болезней человека» . Обзоры клинической микробиологии . 16 (2): 273–307. DOI : 10.1128 / CMR.16.2.273-307.2003 . PMC  153146 . PMID  12692099 .
  2. ^ De Jonckheere JF (1991). «Экология акантамебы». Обзоры инфекционных болезней . 13 Дополнение 5: S385–7. DOI : 10.1093 / clind / 13.supplement_5.s385 . PMID 2047667 . 
  3. ^ Ди Грегорио С, Rivasi Ж, Монджиардо Н, Де Риенцо В, Уоллес S, Вишвешвара Г.С. (декабрь 1992). «Акантамебный менингоэнцефалит у больного с синдромом приобретенного иммунодефицита». Архив патологии и лабораторной медицины . 116 (12): 1363–5. PMID 1456885 . 
  4. ^ a b c Baig AM (декабрь 2014 г.). «Гранулематозный амебный энцефалит: призрачная реакция хозяина с ослабленным иммунитетом?» . Журнал медицинской микробиологии . 63 (Pt 12): 1763–6. DOI : 10,1099 / jmm.0.081315-0 . PMID 25239626 . S2CID 28069984 .  
  5. ^ а б Байг А.М., Икбал Дж., Хан Н.А. (август 2013 г.). «Эффективность in vitro клинически доступных лекарств против роста и жизнеспособности изолята кератита Acanthamoeba castellanii, принадлежащего к генотипу Т4» . Противомикробные препараты и химиотерапия . 57 (8): 3561–7. DOI : 10,1128 / AAC.00299-13 . PMC 3719691 . PMID 23669391 .  
  6. ^ Baig AM (август 2015). «Патогенез амебного энцефалита: приписывают ли амебы« внутреннюю работу », выполняемую иммунным ответом хозяина?». Acta Tropica . 148 : 72–6. DOI : 10.1016 / j.actatropica.2015.04.022 . PMID 25930186 . 
  7. Хан Н.А. (февраль 2007 г.). «Вторжение Acanthamoeba в центральную нервную систему». Международный журнал паразитологии . 37 (2): 131–8. DOI : 10.1016 / j.ijpara.2006.11.010 . PMID 17207487 . 
  8. ^ Kaushal V, Chhina Д.К., Кумар R, Pannu HS, Dhooria HP, Chhina RS (март 2007). «Акантамебный энцефалит» . Индийский журнал медицинской микробиологии . 26 (2): 182–4. DOI : 10.4103 / 0255-0857.40539 . PMID 18445961 . 
  9. ^ Baig AM, Zuberi H, Khan NA (май 2014). «Рекомендации по лечению акантамебного кератита». Журнал медицинской микробиологии . 63 (Pt 5): 770–1. DOI : 10,1099 / jmm.0.069237-0 . PMID 24509420 . 
  10. ^ Лоренцо-Моралес - J, Хан Н.А., Walochnik J (2015). «Обновленная информация о кератите Acanthamoeba: диагностика, патогенез и лечение» . Паразит . 22 : 10. DOI : 10,1051 / паразит / 2015010 . PMC 4330640 . PMID 25687209 .  
  11. ^ Shoff ME, Джослин CE, Ту EY, Кубатко L, Fuerst PA (июль 2008). «Эффективность систем контактных линз против недавних клинических и водопроводных изолятов Acanthamoeba». Роговица . 27 (6): 713–9. DOI : 10.1097 / QAI.0b013e31815e7251 . PMID 18580265 . 
  12. ^ Джонстон SP, Sriram R, Qvarnstrom Y, Roy S, Verani J, J Иодер, Лорик S, Робертс Дж, Пляж MJ, Вишвешвара G (июль 2009). «Устойчивость цист Acanthamoeba к дезинфекции в растворах для многократных контактных линз» . Журнал клинической микробиологии . 47 (7): 2040–5. DOI : 10.1128 / JCM.00575-09 . PMC 2708465 . PMID 19403771 .  
  13. Райт П., Уорхерст Д., Джонс Б. Р. (октябрь 1985 г.). «Акантамебный кератит успешно лечится медикаментами» . Британский журнал офтальмологии . 69 (10): 778–82. DOI : 10.1136 / bjo.69.10.778 . PMC 1040738 . PMID 4052364 .  
  14. ^ "Abbott Medical Optics" (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 7 июля 2011 года . Проверено 31 мая 2009 года .
  15. ^ Huws SA, Morley RJ, Джонс М., Браун Р., Смит AW (май 2008). «Взаимодействие некоторых распространенных патогенных бактерий с Acanthamoeba polyphaga» . Письма о микробиологии FEMS . 282 (2): 258–65. DOI : 10.1111 / j.1574-6968.2008.01123.x . PMID 18399997 . 
  16. ^ Андерсон IJ, Watkins РФ, Самуэльсон J, Спенсер DF, Majoros WH, Серый MW, Лофтус BJ (август 2005). «Открытие гена в геноме Acanthamoeba castellanii». Протист . 156 (2): 203–14. DOI : 10.1016 / j.protis.2005.04.001 . PMID 16171187 . 
  17. ^ Хан N (2009). Акантамеба: биология и патогенез . Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-43-1.
  18. ^ Байг А.М., Хан Н.А., Аббас Ф. Инцистация эукариотических клеток и покой раковых клеток: скрывается ли великий дьявол в деталях меньшего зла? Рак Биол
  19. Хан Н.А., Сиддики Р. (июнь 2015 г.). «Есть ли признаки полового размножения (мейоза) у Acanthamoeba?» . Патогены и глобальное здоровье . 109 (4): 193–5. DOI : 10.1179 / 2047773215Y.0000000009 . PMC 4530557 . PMID 25800982 .  
  20. ^ Baig AM, Ahmad HR (июнь 2017). «1-мускариновый гомолог GPCR в одноклеточных эукариотах: 3D-моделирование и эксперименты с биоинформатикой Acanthamoeba spp». Журнал исследований рецепторов и передачи сигналов . 37 (3): 267–275. DOI : 10.1080 / 10799893.2016.1217884 . PMID 27601178 . S2CID 5234123 .  
  21. ^ Baig AM, Rana Z, маннан M, Тарик S, Ahmad HR (2017). «Антибиотические эффекты лоперамида: гомология человеческих целей лоперамида с целями в Acanthamoeba spp». Последние патенты на открытие противоинфекционных препаратов . 12 (1): 44–60. DOI : 10.2174 / 1574891X12666170425170544 . PMID 28506204 . 
  22. ^ Baig AM, Rana Z, Тарик S, S Лалани, Ahmad HR (март 2018). «На временной шкале: открытие ацетилхолина и компонентов холинергической системы человека в примитивных одноклеточных эукариотах Acanthamoeba spp». ACS Chemical Neuroscience . 9 (3): 494–504. DOI : 10.1021 / acschemneuro.7b00254 . PMID 29058403 . 
  23. Horn M, Wagner M (сентябрь – октябрь 2004 г.). «Бактериальные эндосимбионты свободноживущих амеб». Журнал эукариотической микробиологии . 51 (5): 509–14. DOI : 10.1111 / j.1550-7408.2004.tb00278.x . PMID 15537084 . S2CID 21052932 .  
  24. ^ Шустер FL, Вишвешвар GS (февраль 2004). «Оппортунистические амебы: проблемы профилактики и лечения». Обновления устойчивости к лекарствам . 7 (1): 41–51. DOI : 10.1016 / j.drup.2004.01.002 . PMID 15072770 . 
  25. ^ Филипп N, Лежандр M, Doutre G, Couté Y, Пуаро O, Lescot M, Арслан D, Зельцер V, Берто L, Брюли C, Гарин J, Клавери JM, Абергель C (июль 2013 г.). «Пандоровирусы: вирусы амеб с геномом до 2,5 МБ, достигающие генома паразитических эукариот» (PDF) . Наука . 341 (6143): 281–6. Bibcode : 2013Sci ... 341..281P . DOI : 10.1126 / science.1239181 . PMID 23869018 . S2CID 16877147 .   
  26. ^ a b c Kong HH (октябрь 2009 г.). «Молекулярная филогения акантамебы» . Корейский журнал паразитологии . 47 Дополнение: S21–8. DOI : 10.3347 / kjp.2009.47.S.S21 . PMC 2769217 . PMID 19885332 .  
  27. ^ Pradhan, Nitika (август 2020). «Этимология: Acanthamoeba» . Emerg Infect Dis . 26 (8): 1855. DOI : 10,3201 / eid2608.et2608 . цитирование текста общественного достояния из CDC

Внешние ссылки [ править ]

  • Acanthamoeba - Центры по контролю и профилактике заболеваний
  • Видео акантамебы от кератита контактных линз
  • Марчиано-Кабрал Ф., Кабрал Г. (апрель 2003 г.). «Acanthamoeba spp. Как возбудители болезней человека» . Обзоры клинической микробиологии . 16 (2): 273–307. DOI : 10.1128 / CMR.16.2.273-307.2003 . PMC  153146 . PMID  12692099 .
  • Исчерпывающий ресурс по Amoeba
  • Здоровье глаз и акантамеба
  • Акантамеба картинки и иллюстрации