Rstov cykly bakteri III jednoduch stdaj se 2

Růstové cykly bakterií III. • jednoduché – střídají se 2 stádia – rostoucí a klidové - sporulace – přisedlé a volné – Sphaerotillus, Caulobacter – infekční a reprodukční • komplexní s více než 2 vývojovými stádii – Myxobakterie, aktinomycety • růstové cykly vedoucí ke vzniku diferencovaných populací – sinice - Anabaena 1

Chlamydia trachomatis Střídání extracelulárního, infekčního stádia, a intracelulárního, reprodukčního stádia Bdellovibrio Chlamydia Bdellovibrio bacteriovorus 2 (žluté buňky)

Bdellovibrio „prohnutá pijavka“ • • • aerobní G- bakterie 0, 3 -0, 5 x 0, 5 -2, 4 µm popsány dva jejich viry: - Kentucky: sférický, neobvykle velký genom – 3 700 000 bp 70 nm, 1 s. DNA - Praha: 2 s. DNA, mořská, sladkovodní, odpadní voda; půda hlavička 40 nm, bičík 200 nm primární intracelulární parazité G- bakterií nemnožící se stádium – pohybliví predátoři, polární bičík, extracelulární • reprodukční stádium – nepohyblivé, žije v periplazmatickém prostoru hostitelské buňky Poprvé popsáno Bdellovibrio bacteriovorus (Stolp and Starr in 1963). Bdellovibrio starrii a Bdellovibrio stolpii rod Bacteriovorax 3

Pohyblivá extracelulární forma • „příchytka“ holdfast • polární bičík – obalený pochvou • kontakt s hostitelem – pravděpodobně není založen na chemotaxi – reverzibilní a irreverzibilní stádium • biosynteticky neaktivní - bez proteosyntézy pil geny pro syntézu fimbrií 4

Vhodný hostitel Infekce hostitelské buňky Kolize s hostitelem: 160 µm/s • Penetrace VM – rotace 100 ot/s • Ztráta bičíku • Usídlení v periplazmě, mezi PG vrstvou a VM přeměna ve vegetativní buňku, replikace DNA bdelloplast • Přeměna hostitele ve sféroblast. Hydrolytické enzymy. • Elongace do septovaného vlákna • Po vyčerpání živin fragmentace vlákna • Lyze hostitelské buňky Životní cyklus: 1 -3 h Produkce až 15 ti nových predátorů 5

Přesné řízení buněčného cyklu Mohou se buňky replikovat bez parazitické fáze? 6

7

Plaka na mediu 257 DSMZ Foto: DSMZ Bdellovibrio bacteriovorus DSM 50701 Hostitelská buňka - několik bdelovibrií Zdroj: DSMZ 8

Ekofyziologie • specifická metabolická přizpůsobení parazitickému životu – reprodukční stadium metabolizuje vysokomolekulární látky obsažené v hostitelské buňce • efektivita metabolismu - až 65% materiálu hostitelské buňky přemění na vlastní buněčný materiál • uvnitř hostitele - rezistentní k záření, fágům a polutantům • některé kmeny tvoří bdelocysty = 3. klidové stadium, které se za vhodných podmínek mění na infekční stadium 9

Další predátoři • • Více než 12 podobných mikroorganismů Obligátní nebo příležitostní parazité Nitrobuněční nebo na povrchu buňky Myxokoky a lysobactery se kořisti zmocňují kolektivně, když dosáhnou potřebného quora, „strategie vlčí smečky“ • Micovibria a vampirokoky zůstávají na povrchu • Daptobactery pronikají přímo do cytoplazmy 10

Chlamydie obligátní parazité buněk vyšších organismů • • Chlamydia trachomatis Chlamydophila pneumoniae (TWAR organism) Chlamydophila psittaci Parachlamydia acanthamoebae Chlamydia pneumoniae Chlamydia trachomatis Elementární tělíska útočící na spermii Courtney S. Hossenzadeh Chlamydia psittaci, 11 100 x Dr. Jean Sander

• Chlamydiová infekce zarudnutí oka • v r. 1907, Halberstaedter and von Prowazek, Jáva, popsal přenos trachomu z člověka na orangutana. Trachom = trachta (řec) = drsný 12

Chlamydiové infekce • Ornitóza, psitakóza – zoonóza; pneumonie Chlamydophila psittaci (CPS) • Chlamydia trachomatis (CTR) urogenitální onemocnění dospělých (. . Squamous Cell Carcinoma – SCC) Trachom folikul. konjunktivitis lymphogranuloma venerum perinatální infekce reaktivní artiritida . . . ophthalmia neonatorum • Chlamydophila pneumoniae (CPN) – 10% komunitních pneumonií • Chlamydia pecorum (CPC) Promořeno 8% populace NG/CT screening Druh popsán 1983; u dospělých protilátky v 60 – 70% Makrolidy, tetracykliny 13

Chlamydiové infekce ve světě National Center for HIV/AIDS, Viral Hepatitis, STD, and TB Prevention: Centers for Disease Control and Prevention www. cdc. gov/std 14

Chlamydiové infekce v ČR • Lymphogranuloma venereum a trachom se v našich podmínkách nevyskytují (pouze importované nákazy) • http: //www. szu. cz/tema/prevence/chlamydiove-infekce-vkostce? highlight. Words=chlamydia • http: //www. szu. cz/search. php? action=results&query=chlamydia&x=0 &y=0 Výsledky neléčených chlamydiových infekcí: astma, artritida, Alzheimerova choroba, Crohnova choroba, chronický únavový syndrom, chronická sinusitida, RS (roztroušená skleróza), z ánětlivé střevní onemocnění, prostatitida, fybromyalgia, kardiovaskulární onemocnění 15

Příznaky onemocnění CPN • • Škrábání v krku, kýchání, úporný a dráždivý kašel Zimnice, pocení Bolesti hlavy, slabost a zvýšená únava Tlak či bolest v oblasti průdušek a plic Zkoumán vztah k: -bronchopulmonální karcinom -chlamydiová a postchlamydiová reaktivní artritida - arterioskleróza - onemocnění CNS atd. 16

17

18

Dvě fáze reprodukčního cyklu chlamydií • elementární tělíska (EB) – klidová stádia • retikulátní tělíska (RB) – ve fagozomu, reprodukční stádium 19

Životní cyklus • 1. elementární tělísko infikuje hostitelskou buňku • 2. změna v retikulátní tělísko, inkluze • 3. retikulátní tělíska se dělí až do úplného naplnění fagozómu • 4. retikulátní tělíska se mění v elementární tělíska, lyze buňky, uvolnění 20

• Vazba na povrch buňky, tvorba endocytických vakuol, diferenciace v RB, binární dělení RB. 21

Nevzniká fagolysozom!! • Expanze inkluzí, fúze s vezikuly odvozenými od GK obsahujícími sfingomyelin 22

EB elementární tělíska • malá, 0, 3 nm • pevná BS – S-S můstky – neprokázán PG – vliv b-laktamových atb • kompaktní genom • infekční - adheziny chronické infekce – blokována diferenciace RB v EB 23

RB retikulární tělíska 1μm • • • VM – pouze málo propojení metabolicky aktivní relaxovaná DNA objevuje se m. RNA a velké množství ribozómů Zodpovědny za replikaci, růst, dělení !!! nepřítomnost libovolného genu pro dělení prokaryotické buňky (fts. Z) 24

Inkluze chlamydií 15 h po infekci Mnoho retikulár. tělísek (R) Membrána endozomu (EM) Bublinky membrán (mb) Lipopolysacharid chlamydií exportovaný z R detekce antigenu 1 um 25

Po 18 -22 h po infekci, RB tělíska se začínají diferencovat v EB. University of Southampton School of Medicine. 30 h po infekci 26

He. La 229 buňky po 40 hod infekci C. trachomatis. Chlamydie modifikují membránu např. proteinem Inc. Membrána inkluzí se zvětšuje (GK hostitelské buňky) ESM M. E. Ward a C. Inman, Southampton Biomedical Imaging Unit. 27

Adheze v vazba (-) nabitého povrchu EB k (-) nabitému povrchu host. Buňky v není spolehlivě vysvětlena v DLVO theory of colloid physics (Derjaguin-Landau. Verwey-Overbeek theory) v musí být překonána odpudivá elstat. bariéra – přívěskovité části host. buněk, (+) nabité mml (u některých biovarů zvyšují infektivitu) - DEAE dextran - poly-L-lysin v MOMP http: //www. chlamydiae. com/docs/biology/biol_attach. asp 28

Vstup do hostitelské buňky • endocytóza • endosóm postrádá normální markery (není fusogenní) • blokován vznik fagolysozómu • přesun do perinukleárního prostoru 29

• Manosové receptory pro GP • Fc receptory pro Ab Fúzní Inc proteiny 30

Změny provázející diferenciaci EB v RB • změny BS • relaxace DNA • ztráta denzity cytoplazmy 3 h 9 h – RB 31

32

Vliv na hostitelskou buňku • změny membrány endozómu • degradace proteinů v cytoplazmě – zábrana povrchové exprese MHC I a II • zneviditelnění buňky pro IS systém hostitele 33

Obligátně intracelulární parazité: nestřídá se infekční a reprodukční stadium Řád Legionellales Rickettsia, Ehrlichia, Anaplasma a Coxiella γ –proteob. • Př: Rickettsia 0, 3 – 0, 5 μm Řád Rickettsiales α –proteob. Přenášeny členovci, inhalací, digescí Patogeni: R. prowazekii, R. rickettsii, 34 R. typhi a R. tsutsugamushi

• http: //www. chlamydiae. com • www. chlamydiae. com/docs/biology/biol_r eview. asp • T Shinohara et al, Mol. Phys. , 2003 35