Uuringud näitavad esimest korda, et Lyme'i tõve bakter ei vaja peremeesorganismi nakatamiseks rauda

Uuringud näitavad esimest korda, et Lyme'i tõve bakter ei vaja peremeesorganismi nakatamiseks rauda
Uuringud näitavad esimest korda, et Lyme'i tõve bakter ei vaja peremeesorganismi nakatamiseks rauda
Anonim

ATHENS, Ga. – Georgia ülikooli teadlaste uued uuringud, mis avaldati äsja ajakirjas Science, näitavad, et Borrelia burgdorferi, inimestel Lyme'i tõbe põhjustav bakter, on esimene tuvastatud patogeenne bakter, mis ei vajate või kasutage rauda.

"Kõik seni kirjeldatud bakteriaalsed patogeenid on välja töötanud spetsiaalsed süsteemid raua hankimiseks oma peremeestelt," ütles mikrobioloog Frank Gherardini. "Praegune dogma väidab, et inimestel edu saavutamiseks peavad bakterid ületama ranged rauapiirangud, mida inimkeha neile annab.Kuigi rauda on inimestel palju, jääb vaba raua hulk tunduv alt alla enamiku bakterite kasvu toetamiseks vajaliku taseme. Meie üllatuseks avastasime, et B. burgdorferi ei vaja isegi rauda. Tegelikult on raud sellele äärmiselt mürgine."

Arusaamine, kuidas need bakterid suudavad inimesi eduk alt koloniseerida ja haigusi põhjustada, viivad teadlased lõpuks tõhusamate viiside juurde häire ennetamiseks ja kontrollimiseks.

Umbes 30 aastat tagasi oli arste hämmingus suur arv artriidi juhtumeid lastel, kes elasid Lyme'is ja selle lähistel Conni osariigis. Pärast põhjalikku uuringut avastasid nad, et häire, mille sümptomid on erineva laadi ja raskusastmega., põhjustas hirvepuugi Ixoides scapularis hammustusest inimesele üle kandunud bakter. Sellest ajast peale on tehtud suuri jõupingutusi bakteri ja selle elutsükli mõistmiseks ning Gherardini labor on olnud sellega seotud mitu aastat, avaldades sellel teemal palju artikleid.Gherardini magistrant James E. Posey oli täna ajakirjas Science avaldatud artikli kaasautor.

Borrelia burgdorferi on spiraalikujuline organism, mida nimetatakse spiroheediks. Mõned teadlased usuvad, et Lyme'i tõbi pärines Euroopast sajand tagasi, kuid tuvastati alles hiljuti, kui see muutus tavalisemaks. Taastõusev hirvepopulatsioon – koos hiirtega, bakterite reservuaariperemees koos inimeste suurenenud väljastegevustega on aidanud kindlustada haiguse leviku ja leviku suurenemise.

Borrelioosse tõve esimene sümptom on tavaliselt punane lööve, mis meenutab sageli härjasilma. See lööve, mis võib olla väike või katta kogu inimese selga, ilmneb mõne nädala jooksul pärast puugihammustust, kui spiroheet viiakse peremeesorganismi. Nakkus levib erinevatesse kehaosadesse ja sellega kaasnevad sageli sellised sümptomid nagu väsimus, kehavalud, peavalu, palavik ja kaelakangus. Antibiootikumravi haiguse varases staadiumis on enamikul juhtudel efektiivne.

Lyme'i tõve mikroobi on äärmiselt raske isoleerida või kasvatada, mistõttu enamik arste otsib puugihammustuse kohas lööbe tunnuseid või B. burgdorferi antikehi veres. Vaatamata olemasolevatele testidele ja ravimeetoditele jäävad paljud juhtumid kuude kaupa diagnoosimata. Hilises staadiumis puukborrelioosi põdevatel inimestel on suures osas õnnetu ja arstid saavad ravida ainult sümptomeid. Kuigi inimesed ei sure Lyme'i tõvesse, võivad sellega kaasnev liigesevaevused ja muud sümptomid tekitada pidevat viletsust. Seetõttu teevad laborid endiselt kõvasti tööd, et mõista, kuidas Borrelia oma peremeesorganismides nakatab ja ellu jääb.

Kuni viimase ajani ütles Gherardini, et tavaline tarkus leidis, et kõik bakteriaalsed patogeenid vajavad rauda. Uus leid ei viita tõenäoliselt sellele, et Borrelia arenes välja, kuigi looduslik valik, elutsükkel, mis ei vaja rauda. Teisest küljest tegi kogu genoomile avaldatud loodusliku valiku surve ilmselgelt võimalikuks Borrelia eksisteerimise ilma rauata, kuigi miks see jääb ebaselgeks.

Gherardini laboris tehtud uuringutele aitas mõõtmatult kaasa asjaolu, et Borrelia burgdorferi genoom on valmis, nii et teadlased teavad putuka geenide asukohta selle kromosoomides – ja seda, mida need geenid teevad.

Tõendid, mida teadlased vajasid, tulid aeglaselt ja vaevaliselt. Esiteks näitasid nad, et mitmete tavaliste rauast sõltuvate ensüümide aktiivsus oli rakuekstraktides tuvastamatu. Teiseks ei leidnud nad täieliku genoomijärjestuse analüüsi käigus bakteris rauda sisaldavaid valke. Kolmandaks kasvas B. burgdorferi normaalselt kõrge rauasisaldust piiravate ühendite juuresolekul ja neljandaks ei näi bakter muutvat geeniekspressiooni vastusena raua piiravatele tingimustele. Lõpuks leidsid nad massispektroskoopiat ja radioaktiivse raua transporditehnikaid kasutades, et B. burgdorferi rakkudes on raua sisaldus 1000 korda väiksem kui teistes patogeensetes bakterites.

"Rauaga omastamise katsed viitavad sellele, et B.burgdorferi ei transpordi rauda ja ühes rakus on vähem kui viis rauaaatomit," ütles Gherardini. Praeguseks on Lactobacillus planatarum, vab alt elav mullabakter, ainus organism, mille katseandmed näitavad, et rauda pole vaja Ilmselt kuulub B. burgdorferi ainulaadsesse patogeensete bakterite kategooriasse, mis kasutavad uudset strateegiat, et ületada inimperemehe rauapuudus.

Ei ole veel selge, kuidas seda uut avastust saab kasutada uute vaktsiinide või uute ravimeetodite väljatöötamiseks Lyme'i tõvega nakatunute jaoks. Kuigi Borrelia burgdorferi vestigaalne rauarada võib endiselt eksisteerida, poleks lihts alt raua lisamine dieedile või meditsiinilise ravina kasulik. Siiski, kuna bakter kasutab teisi metalle, näiteks mangaani, võib avastus selle kohta, et viirus ei vaja rauda, ​​viidata täiesti uuele võimalusele piirata haiguse esinemist ja raskust inimestel.

"Bakteri lõppeesmärk ei ole peremeesorganismi hävitada," ütleb Gherardini. "See on lihts alt selleks, et leida teine ​​elukoht. See peaks näitama palju selle kohta, kuidas nad seda teevad."

Hea uudis on see, et tõenäoliselt on palju vähem kui 1 protsent kõigist puukidest nakatunud B. burgdorferisse, kuigi mõnes piirkonnas on enam kui pooled selle mikroobiga nakatunud. Gherardini sõnul on anekdootlikud tõendid selle kohta, et Gruusias on puukidest eraldatud väheseid B. burgdorferi tüvesid, kui üldse.

Kui avastate oma kehal puugi, tõmmake see õrn alt pintsettidega välja, jälgides, et puugi keha ei pigistaks, seejärel kandke hammustuskohta antiseptikumiga. Riiklike tervishoiuinstituutide toetatud teadlaste uuringud näitavad, et puuk peab puukborrelioosi bakteri edasikandmiseks olema peremehe külge kinnitatud mitu tundi.

Populaarne teema