A SHIGELLA GENUS. Dr. Megyeri Klára Szegedi Tudományegyetem, Általános Orvostudományi Kar, Orvosi Mikrobiológiai és Immunbiológiai Intézet 2008/2009

Átírás

1 A SHIGELLA GENUS Dr. Megyeri Klára Szegedi Tudományegyetem, Általános Orvostudományi Kar, Orvosi Mikrobiológiai és Immunbiológiai Intézet 2008/2009 Mikroszkópos morfológia Gram-negatív, nem mozgó, fakultatív anaerob, nem spóraképzı pálca Speciesek: S. dysenteriae S. flexneri S. boydii S. sonnei 1

2 Antigén szerkezet 4 szerocsoportba sorolható: 1. A (S. dysenteriae, 12 szerotípus) 2. B (S. flexneri, 6 szerotípus) 3. C (S. boydii, 18 szerotípus) 4. D. (S. sonnei, 1 szerotípus) DYSENTERIA Jellemzı klinikai tünetek hasmenés, láz, tenesmus, kis volumenő nyákos, véres, gennyes széklet 2

3 Felszívódási zavar, naponta ml szérum fehérje veszteség, nitrogén készlet kimerülése, gyermekkorban malnutritio, növekedésben való visszamaradottság Az immun faktorok depletioja növeli egyéb fertızı betegségek iránti fogékonyságot, ezáltal a mortalitást Komplikációk: bacteriaemia, convulsio, reaktív arthritis, hemolyticus-uremiás sy., encephalopathia, haemolyticus anaemia, thrombocytopeniás purpura és acut veseelégtelenség A dysenteriát jellemzı fıbb patológiai elváltozások A colon egyes szakaszainak érintettsége 30% 15% 40% 100% 50% Folyadék- és elektrolitveszteség A bélhámsejtek bakteriális inváziója Colitis Folyadék- és elektrolitveszteség 3

4 Patogenezis 1. Per os ferızıdés; A dysenteriát extrém kis mennyiségő kórokozó képes kiváltani ( 100 baktérium) PISZKOS KÉZ BETEGSÉG 2. Az M sejtekhez kötıdnek a baktériumok, majd transzcitózissal eljutnak a szubepiteliális felszínre 3. A szubepiteliális térben a baktériumokat fagocitálják a M 4. A baktérium a fagoszóma lízisét és a M apoptotikus pusztulását idézi elı 5. A fertızött M IL-1-et és IL-18-at termel, ami PMN (granulocyta) infiltrációhoz vezet 6. A PMN a szubepiteliális térbıl a bél lumene felé vándorolnak, közben károsítják az epitelsejteket összekötı desmosomákat 7. A baktériumok az epitelsejtek közötti résen elárasztják a szubepiteliális teret 8. A baktériumok indukált endocitózissal bejutnak az epitelsejtekbe. A baktériumok az endocitotikus vezikula lísét és aktin polimerizációt idéznek elı, ezáltal szaporodnak és tovaterjednek a szomszédos sejtekre. 9. A fertızött enterociták végül elpusztulnak, az epitélium necrosisát idézve elı 10.A folyamatosan fennálló immunválasz sejtkárosító hatásával együtt elvezet a dysenteriara jellemzı lesiok kialakulásához 4

5 A Shigellák által okozott colitis kórszövettani jellemzıi A dysenteria patogenezise Tünetek Dehidrálódás Hányás Diarrhoeae Dysenteria Tenesmus Colitis Behatolási kapu Kórokozó ürítés 5

6 A Shigella a citoszkeletont használja a sejtekbe történı bejutáshoz Shigella Az IpaC a III típusú szekréciós rendszer segítségével jut be a sejtekbe. Az IpaC a rac GTPázt aktiválja és ezáltal aktin-polimerizációt indukál. Az IpaA szintén a III típusú szekréciós rendszer segítségével jut be a sejtekbe. Az IpaA a vinculinhoz kötıdik (a vinculin a sejteknek különbözı szubsztrátokhoz való kötıdésében szerepet játszó, ún. fokális adhézióban vesz részt) és ezáltal aktin-depolimerizációt indukál. A Shigella a citoszkeletont használja a sejtekbe történı bejutáshoz 6

7 A Shigella intra- and inter-cellularis terjedése A baktérium egyik pólusán elhelyezkedı IcsA kötıdik és aktiválja az N-WASP (Wiscott-Aldrich syndrome protein) nevő fehérjét. Az IcsA-nak az N-WASP-hoz való kötıdése jelentısen növeli az N-WASP Arp2/3 (actin-related protein) complex iránti affinitását, ezáltal fokozódik az aktin polimerizáció hatékonysága. A baktérium mozgása további két fehérjétıl is függs: az aktin-depolimerizáló faktor, vagy cofilin és a capping protein. A cofilin gyorsítja az aktin monomerek leválását a filamentumok disztális részérıl, ezáltal biztosítja megfelelı szintő aktin monomer jelenlétét. A capping protein biztosítja hogy az aktin monomerek preferenciálisan a bakteriális felszínen lévı aktin filamentumokhoz kötıdjenek, így befolyásolja a baktériumok mozgásának irányítottságát. A Shigella intra- and inter-cellularis terjedése 7

8 INVAZIVITÁS Virulencia faktorok Invasion Plasmid Antigens (Ipa) Az Ipa proteinek III típusú szekréciós rendszer segítségével jutnak a sejtekbe Biológiai hatásaik: A shigellák M sejtekbe, M -ba és epitelsejtekbe történı felvételét indukálják. A M és epitelsejtek endosoma membránjának lízisét okozzák. Elısegítik az aktinpolimerizációt Apoptosist indukálnak M ban IL-1 termelést indukálnak a M ban SZEKRÉCIÓS RENDSZER Mxi-Spa translocon Mxi=membrane expression/secretion of Ipa Spa=surface presentation of Ipa 20 gén Az Ipa fehérjéknek a baktérium felszínére juttatásában és szekréciójában játszanak szerepet. 8

9 TERJEDÉS Intercellular Spread (IcsA,B and SopA) fehérjék IcsA A M és epitelsejtek endosoma membránjának lízisét okozza. Kötıdik és aktiválja a WASP nevő fehérjét, ezáltal elısegíti az aktinpolimerizációt. SopA Az SopA fehérje proteáz, az IcsA-t hasítja. Szükséges az IcsA kizárólagos poláris lokalizációjához a baktérium sejt felszínén, biztosítja a mozgást, meghatározva annak irányát. IcsB A baktérium leválását biztosítja a nyúlványokról. A VIRULENCIAGÉNEK KIFEJEZİDÉSÉNEK SZABÁLYOZÁSA Amikor a baktérium a külsı környezetbıl 37 o -ra kerül, megkezdıdik a Vir gének expressziója. A Vir proteinek traszkripciós aktivátorok, az Ipa és Mxi-Spa gének transzkripcióját indítják be. Az Mxi-Spa translocon komplex ekkor még inaktív formában van jelen a baktériumokban. Amikor a baktérium kötıdik a gazdasejt membránjához, az Mxi- Spa translocon aktiválódik és szekretálni kezdi a pre-szintetizált Ipa proteineket. A virulencia faktorok expresszióját a hımérséklet és az ozmolaritás szabályozza. A 37 o -on szaporodó baktériumok virulensek, míg a 34 o -on szaporodó baktériumok avirulensek és non-invazívak. 9

10 A Shigella invazivitásának modellje A Shigella membrán betüremkedést (ruffling) indukál α 5 β 1 integrin Aktin polimerizáció Apoptosis A fagoszóma lízise A kettıs burok lízise A PMN sejtek a fertızés helyszínére vándorolnak A dysenteria pathogenesisének fıbb elemei 10

11 TOXINOK ShET1 ShET2 Shiga toxin (Stx) Gátolja a protein szintézist A Stx szerepet játszik a HUS kialakulásában A dysenteria kórbonctani és kórszövettani jellemzıi 11

12 Bangladeshi dysenteriás gyermek Shigella dysenteriae széklet mintában 12

13 Tenyésztés: Szelektív-differenciáló táptalajokon: Eozinmetilénkék MacConkey ENDO SS=Salmonella/Shigella agar Biokémiai tulajdonságok: glukóz:+ laktóz: (kivéve a Shigella sonnei-t, ami késıi laktózbontó), ureáz:, indol:, H 2 S:, oxidáz: TH/prevenció Ampicillin (rezisztencia nı) Trimethoprim-sulphamethoxazole 4-fluoroquinolon Harmadik generációs cephalosporinok Ciprofloxacin Jelenleg nincs vakcina 13

14 Proteus, Morganella, Providencia Gram-negatív, perictrich csillós pálcák. Az Enterobacteriaceae családba tartoznak. Speciesek: Proteus vulgaris Proteus mirabilis Proteus penneri Morganella morganii Providencia rettgeri Providencia stuartii A proteusok rajzása 14

15 A Proteusok virulenciafaktorai 1. Rajzás 2. Ureáz 3. Proteáz (bontja az IgA1, IgA2 és IgG molekulákat) 4. Hemolizinek (HlyA, HpmA) 5. Hialuronidáz 6. Fimbria A Proteusok által szintetizált virulencia faktorok jelentısége különféle húgyúti infekciókban 15

16 Virulencia factor Fimbria Csilló Ureáz Aminosav deamináz Hemolizinek Invazivitás Tokanyag LPS A pathogenesisben betöltött szerepe Adherencia Ureteherbıl vesékbe történı vándorlás ph emelkedés kı képzıdés sziderofórként funkcionálóα-ketosav képzıdés cytotoxicitás Baktériumok gazdasejtek által történı felvétele Biofilm és kıképzıdés Immunmoduláns hatás Proteus csoport baktériumai által okozott kórképek: húgyúti fertızések sebfertızés meningitis légúti fertızések sepsis Th: ampicillin, trimethoprim-sulfamethoxazole, aminoglycosidok 16

17 17