LEPTOSPIRA INTERROGANS: CHARAKTERYSTYKA, MORFOLOGIA - BIOLOGIA - 2026

Leptospira interrogans to patogenna bakteria krętków należąca do rodzaju Leptospira, z gromady eubakterii. W obrębie tej gromady rodzaj Leptospira jest jedynym z przedstawicielami patogenów zdolnymi do wywoływania infekcji u ssaków.

L. interrogans jest czynnikiem etiologicznym grupy patologii klinicznych lub chorób odzwierzęcych znanych jako leptospiroza, które występują na obszarach wiejskich i miejskich w regionach o klimacie umiarkowanym i subtropikalnym na świecie.

Leptospira interrogans (Źródło: uzyskane z biblioteki obrazów zdrowia publicznego CDC. Zdjęcie: CDC / NCID / HIP / Janice Carr (PHIL # 1220). Via Wikimedia Commons)

Rodzaj Leptospira obejmuje organizmy saprofityczne i chorobotwórcze występujące w co najmniej 19 gatunkach. Siedem z tych gatunków jest głównymi przyczynami leptospirozy na całym świecie, w tym L. interrogans.

Gatunki z rodzaju są klasyfikowane do pewnych supergrup i odmian zgodnie z ekspresją powierzchniowego lipopolisacharydu, którego różnice strukturalne w zakresie regionu węglowodanowego determinują różnorodność antygenową serotypów.

Leptospiroza to choroba odzwierzęca, która dotyka zarówno zwierzęta, jak i ludzi. Patologia związana z człowiekiem jest szeroko rozpowszechniona w Azji, Oceanii, Indiach, Ameryce Łacińskiej i na Karaibach, dlatego stanowi poważny problem zdrowotny na całym świecie.

Charakterystyka i morfologia

Podobnie jak większość leptospirów, Leptospira interrogans to ruchomy krętek o długości 6–20 μm i szerokości 0,25 μm, którego ciało komórkowe zwija się w spiralę.

Ma bardzo szczególną morfologię, w której haczykowate końce nadają mu kształt, który niektórzy autorzy porównują do znaku zapytania.

Mają one wspólne cechy powierzchniowe z bakteriami Gram-dodatnimi i Gram-ujemnymi, na przykład: podobnie jak bakterie Gram-ujemne, leptospiry mają lipopolisacharydy i podwójną błonę, podczas gdy z bakteriami Gram-dodatnimi mają wspólne połączenie błony cytoplazmatycznej ze ścianą komórkową mureiny.

Są zdolne do poruszania się dzięki obecności dwóch zmodyfikowanych wici, które są w rzeczywistości znane jako peryplazmatyczne osiowe włókna, które powstają na każdym końcu bakterii i uważa się, że ruchliwość, w której pośredniczą te włókna, jest niezbędna dla patogeniczności gatunku.

Te typy bakterii rosną powoli in vitro w temperaturach wahających się od 28 do 30 ° C. Aby przetrwać, zależą od witaminy B1 i witaminy B12 i nie mogą wykorzystywać cukrów jako źródła węgla, ale zamiast tego wykorzystują długołańcuchowe kwasy tłuszczowe jako główne źródło węgla i energii, które uzyskują dzięki szlakom β-oksydacji.

L. interrogans jest w stanie przetrwać przez długi czas w wodach słodkich lub glebach wilgotnych, to znaczy w warunkach o bardzo małej zawartości składników odżywczych, aż do momentu, gdy znajdzie ssaka będącego gospodarzem.

Cechy genetyczne

Ma genom około 4691184 pz, ale może się to zmienić w odniesieniu do badanej odmiany. Genom jest podzielony na dwa koliste chromosomy: duży o długości 4332241 pz i mały o długości 358,943 pz.

Przewiduje się, że ma ponad 4700 genów, z których 37 to geny przenoszące RNA, a około 4727 odpowiada sekwencjom kodującym białka. Spośród tych 4727 sekwencji kodujących, 4360 znajduje się na dużym chromosomie, a 367 na małym.

Geny zawarte w małym chromosomie to prawie wszystkie niezbędne geny. Niektóre z genów związanych z metabolizmem obejmują geny dla pełnego szlaku syntezy de novo heminy i innych niezbędnych genów, takich jak dehydrogenaza NADH.

Czynniki zjadliwości

Patogeniczność L. interrogans jest głównie związana z powierzchniowymi lipopolisacharydami, hemolizynami, białkami błony zewnętrznej i innymi cząsteczkami odpowiedzialnymi za adhezję komórek; chociaż niektóre z tych czynników są specyficzne dla określonych odmian i serotypów.

Ten gatunek bakterii przylega do różnych linii komórkowych po dostaniu się do organizmu gospodarza, wśród których znajdują się fibroblasty, monocyty lub makrofagi, komórki śródbłonka i komórki nabłonka nerek.

Ważne czynniki wirulencji dla tego gatunku bakterii są związane z białkami, które wiążą się lub przylegają do różnych elementów macierzy pozakomórkowej, takich jak elastyna, tropoelastyna, kolagen, laminina i fibronektyna.

Niektóre z nich zostały dobrze scharakteryzowane, takie jak Lsa24 / LfhH lub LenA, które są białkami wiążącymi lamininę, a także wiążą czynnik H, fibrynogen i fibronektynę.

Innym elementem, który ma ogromne znaczenie dla przetrwania tych bakterii i który, jak określono, ma duży wpływ na ich zjadliwość, jest białko oksygenazy hemowej (HemO), które muszą one zdegradować i wykorzystać tę grupę chemiczną, aby przeżyć.

Obecność aktywności hemolitycznej, sfingomielinazy i fosfolipaz odgrywają ważną rolę we wnikaniu bakterii do różnych obszarów ciała.

Choroby, które powoduje

L. interrogans jest związane, jak wspomniano wcześniej, z patologiami znanymi jako „leptospiroza”. W szczególności gatunek ten jest odpowiedzialny za najcięższe przypadki leptospirozy u ludzi na całym świecie.

Ponieważ jest to choroba odzwierzęca, leptospiroza dotyka nie tylko ludzi, ponieważ L. interrogans może dotyczyć praktycznie każdego rodzaju ssaka, a najważniejszymi przekaźnikami są małe zwierzęta, takie jak gryzonie (między innymi szczury, myszy, chomiki) .

Wysokie wskaźniki leptospirozy osiągnięto na fermach bydła, psów i innych zwierząt domowych związanych z człowiekiem.

Przenoszenie

Zakażenie następuje poprzez bezpośredni kontakt z moczem innych zakażonych zwierząt lub przez zanieczyszczoną nimi wodę, dlatego wiąże się ze złymi warunkami sanitarnymi.

Wiele ssaków służy jako wektory dla różnych gatunków leptospire, a L. interrogans nie jest wyjątkiem. Szczury są głównymi przekaźnikami dla ludzi, a komórki tego patogenu są przechowywane w kanalikach nerkowych.

Patogen wnika do organizmu drogą śluzówkowo-skórną, poprzez otarcia lub skaleczenia skóry, przez błonę śluzową oczu, nosa lub jamy ustnej.

Najważniejsze regiony endemiczne ludzkiej leptospirozy charakteryzują się zwłaszcza stojącymi wodami, dużymi populacjami żywicieli, podupadającymi systemami sanitarnymi i podobnymi stanami.

Objawy zakażenia

Chociaż ludzie są „przypadkowymi żywicielami” L. interrogans, istnieje wiele patologii klinicznych leptospirozy u ludzi.

Rozwój choroby może nastąpić dzień lub kilka tygodni po pierwszym kontakcie i może trwać kilka miesięcy. Wielokrotnie ciężkość przypadków zależy od serotypu i szczepu, który infekuje, a także od wielkości „inokulum”, stanu zdrowia immunologicznego i wieku chorego pacjenta.

Stany i objawy wahają się od łagodnych stanów przypominających przeziębienie po poważne choroby, takie jak dobrze znany zespół Weila. Najpoważniejsza choroba charakteryzuje się poważną niewydolnością wątroby i nerek, stresem płucnym i krwotokiem, który może być śmiertelny.

Do najczęstszych objawów łagodnych stanów chorobowych należą między innymi dreszcze, nudności, wymioty, bóle głowy, bóle mięśni i wysypki skórne.

Leczenie

Leczenie leptospirozy tradycyjnie opiera się na antybiotykach, chociaż nie wykazano, że leczenie przeciwdrobnoustrojowe jest naprawdę skuteczne pod względem zaniku objawów lub czasu ich trwania.

Istnieją pewne kontrowersje dotyczące stosowania antybiotyków lub „samoistnego” ustąpienia choroby, ponieważ w przypadku niektórych terapii antybiotykowych nie wykazały one znaczących różnic między pacjentami leczonymi i nieleczonymi.

Spośród antybiotyków przebadanych w badaniach klinicznych najskuteczniejsze okazały się penicylina i doksycyklina, a także amoksycylina i ampicylina w łagodniejszych przypadkach choroby. Niektóre ciężkie przypadki zostały z powodzeniem wyleczone ceftriaksonem i penicyliną.

Bibliografia

1. Bharti, AR, Nally, JE, Ricaldi, JN, Matthias, MA, Diaz, MM, Lovett, MA,… Vinetz, JM (2003). Leptospiroza: choroba odzwierzęca o znaczeniu globalnym. The Lancet, 3, 757–771.
2. Evangelista, K. V i Coburn, J. (2010). Leptospira jako wyłaniający się patogen: przegląd jego biologii, patogenezy i odpowiedzi immunologicznej gospodarza. Future Microbiol. , 5 (9), 1413–1425.
3. Hagan, E., Felzemburgh, RDM, Ribeiro, GS, Costa, F., Reis, RB, Melendez, AXTO, Ko, AI (2014). Perspektywiczne badanie przenoszenia leptospirozy w społeczności miejskich slumsów: rola złego środowiska w powtarzającym się narażeniu na czynnik Leptospira. PLoS Neglected Tropical Diseases, 8 (5), 1–9.
4. Murray, GL, Srikram, A., Henry, R., Hartskeerl, RA, Sermswan, RW i Adler, B. (2010). Mutacje wpływające na Leptospira interrogans lipopolisacharyd osłabiają wirulencję. Molecular Microbiology, 78 (3), 701–709.
5. Ren, S., Fu, G., Jiang, X. i Zeng, R. (2003). Unikalne fizjologiczne i patogenne cechy Leptospira interrogans ujawnione przez sekwencjonowanie całego genomu. Naturę, 422,888-893.
6. Sluys, MA Van, Digiampietri, LA, Harstkeerl, RA, Ho, PL, Marques, M. V, Oliveira, MC,… Angeles, L. (2004). Cechy genomu Leptospira interrogans serowar Copenhageni. Brazilian Journal of Medican and Biological Research, 37, 459–478.