98
Speciální èást
ivoèi ných a rostlinných bakteriálních symbiontù a patogenù této bakteriální skupiny (Paulsen et al., 2002, doprovodný komentáø viz Tsolis, 2002). Mikroorganismy skupiny Brucella jsou nesporulující, aerobní, nepohyblivé mikroorganismy, jejich rozmìr je pøibli nì 0,6 a 1,5 mikrometru na délku a 0,5 a 0,7 mikrometru na íøku. Brucella melitensis postrádá klasické faktory virulence, jako jsou exotoxin, toxický lipopolysacharid (endotoxin), invazivní proteázy, plazmidy virulence èi lyzogenní fágy. Pro kultivace na ivných pùdách vy aduje Brucella melitensis zvý ený obsah oxidu uhlièitého v atmosféøe (5 a 10 %). V pøírodních podmínkách pøe ívá B. melitensis velice dlouho, je mo né její íøení aerogenní cestou. Z tohoto dùvodu je zaøazena mezi vysoce riziková biologická agens. Pro vyvolání infekce u èlovìka staèí inhalovat pouze 10 a 100 mikrobù. Pouze pìt subtypù Brucella melitensis je schopno infikovat èlovìka. Jedná se o subtypy Brucella abortus, B. canis, B. suis, B. maris a B. melitensis (Corbel, 1997), pøièem se v eobecnì uznává, e B. melitensis má pro èlovìka nejvy í virulenci. Vzhledem k tomu, e pøenos brucelózy z èlovìka na èlovìka je jen ojedinìlý, jestli e k nìmu vùbec dochází, jsou v echna onemocnìní lidí vázána na pøenos infekce ze zvíøat. K tomuto pøenosu dochází kontaktem s infikovanými kusy hovìzího skotu, ovcí nebo koz, konzumací nepasterizovaného mléka nebo veterinárnì neprovìøených masných produktù. Inkubaèní doba u infekcí vyvolaných subtypy B. melitensis je velice rùznorodá, èasto se jedná také o onemocnìní bez zjevných pøíznakù. Obvykle se inkubaèní doba udává v rozmezí 5 a 60 dnù. Brucelóza mù e probíhat jako nepøíli zøetelné onemocnìní podobající se chøipce. Nemocný má horeèku, poci uje bolesti zad, kloubù a celkovou slabost. Udává se, e asi u dvaceti procent pøípadù se objevuje ka el a bolesti na hrudi, celkový obraz pøipomíná bronchopneumonii. Asi u 70 % pøípadù brucelózy vznikají aludeèní a støevní komplikace, nechutenství, popøípadì zvracení, èasto s bolestmi v oblasti bederní a køí ové páteøe. Zhruba u poloviny pøípadù dochází ke zvìt ení jater a sleziny. Asi v 5 % pøípadù dochází k mozkovým komplikacím v podobì zánìtu mozkových blan, dostavují se zmìny v chování psychózy. U neléèeného onemocnìní dosahuje úmrtnost a 5 %. Pro profylaxi neexistuje ádná vakcína, která by mìla licenci pro humánní pou ití. V roce 1957 byl pøipraven atenuovaný kmen B. melitensis oznaèený Rev1 (Elberg, Faunce, 1957). Pøesto e byl tento kmen s úspìchem pou it jako vakcína v nìkolika vakcinaèních programech urèených ke kontrole brucelózy u ovcí a koz v øadì zemí (vèetnì Saudské Arábie, Kuvajtu, panìlska èi Turecka Blasco, 1997), pro èlovìka ho nelze pou ít, proto e je stále infekèním agens.
Ukázka elektronické knihy, UID: KOS180835
Brucella melitensis
2.2
99
Interakce s hostitelskou buòkou
Brucely jsou fakultativními intracelulárními bakteriálními patogeny schopnými vstoupit, pøe ít a mno it se v celé øadì hostitelských bunìk vèetnì makrofágù. Obecnì se pøedpokládá, e chronicita brucelózy a virulence Brucella melitensis vyplývají ze schopnosti mikrobù vyhnout se smrtícím nástrojùm profesionálních fagocytù (Baldwin, Winter, 1994). Vstup Brucella melitensis do eukaryotických bunìk poèíná klouzavým pohybem bakterie po povrchu hostitelské buòky. Bìhem nìkolika minut indukuje tzv. ruffling bunìèné membrány, co je vlastnì zøasení membrány závislé na funkci aktinových filament ústící do makropinocitózy k buòce adherované bakterie (Watarai et al., 2002a). Procesu internalizace se úèastní malé GTPázy z Rho rodiny modulací cytoskeletonu hostitelské buòky (Guzmán-Verri et al., 2001). Obvykle jsou bakterie internalizovány do fagozomu, který následnì splývá s endozomy ve vyzrálou vakuolu s endozomálními charakteristikami (Tjelle et al., 2000). Brucella melitensis subtyp abortus je neprofesionálními fagocyty rychle internalizována do vakuoly podobné èasnému endozomu, která v ak nevyzrává v pozdní endozom (Pizarro-Cerda et al., 1998a). Sleduje v ak autofagozomální cestu a po fúzi s èasným autofagozomem se velice podobá zralému autofagozomu (pøehled viz napø. Dorn et al., 2002). Tato vakuola pak dále spolupracuje dosud ne pøíli jasným zpùsobem s hrubým endoplazmatickým retikulem na vytvoøení unikátní organely vhodné pro intracelulární proliferaci brucel (Pizarro-Cerda et al., 1998b). U profesionálních fagocytù je snad osud endozomální vakuoly podobný (Méresse et al., 1999). Nutno v ak uvést, e stále je tì není typ nitrobunìèného prostoru, hlavnì v buòkách profesionálních fagocytù, ve kterém pøe ívají a mno í se bakterie subtypù Brucella melitensis, jednoznaènì identifikován. Nìkteré práce uvádìjí, e Brucella melitensis je ve fagocytujících buòkách asociována s vakuolami nesoucími znaky autofagozomù èi endoplazmatického retikula pouze v malém procentu. Nejvíce bakterií je lokalizováno v klasických fagozomech, z nich nìkteré vyzrávají do fáze fagolyzozomu (Arenas et al., 2000, Rittig et al., 2001). Velice zjednodu enì lze tedy konstatovat, e ji krátce po internalizaci do makrofágù jsou mikroorganismy Brucella melitensis schopny ovlivnit vyzrávání obecnì hydrolytického bunìèného kompartmentu a zabránit fúzi infikovaného fagozomu s novì vznikajícími endozomy tak, e vzniká jedineèné prostøedí vhodné pro bakteriální mno ení. Toto nitrobunìèné prostøedí je tak nepodobné jiným bunìèným organelám, e se mu v literatuøe dostalo svébytného oznaèení brucellosom (Köhler et al., 2003)
Ukázka elektronické knihy, UID: KOS180835
100
Speciální èást
Brucella melitensis subtyp suis mno ící se uvnitø mononukleárních fagocytù v ak na rozdíl od jiných intracelulárních patogenù jako jsou Legionella pneumophila, Listeria monocytogenes èi Salmonella enterica serovar Typhimurium neindukují apoptózu infikovaných bunìk. Infekce lidských mononukleárních fagocytù izolovaných z periferní krve zdravých dárcù mikroorganismy Brucella melitensis subtyp suis spí e blokuje spontánní apoptózu monocytù, a to i apoptózu monocytù v té e kultuøe neinfikovaných. Navíc expresí A1 genu z anti-apoptotické bcl2 rodiny chrání buòky infikované kultury pøed pro-apoptotickými signály generovanými v prùbìhu imunitní reakce, jako jsou Fas liganda èi interferon gama (Gross et al., 2000). Anti-apoptotické pùsobení intracelulárnì lokalizovaných ivých mno ících se mikrobù Brucella melitensis tak mù e být výsledkem bakteriální strategie ochrany vhodného prostøedí pro bakteriální proliferaci uvnitø infikované hostitelské buòky, a to do té doby, pokud není toto prostøedí vyèerpáno a hustota (èi poèetnost) bakteriální populace uvnitø hostitelské buòky nedosáhne kritické hranice.
2.3
Molekulární aspekty interakcí mikrobù Brucella melitensis s eukaryotickou buòkou
Ji v úvodu k této kapitolce je nutné zdùraznit, e molekulární podstata dìjù odehrávajících se pøi vzájemné interakci Brucella melitensis a hostitelské eukaryotické buòky je poznána pouze neúplnì. Teprve v roce 1998 byl identifikován dvoukomponentový regulaèní systém oznaèený BvrS/BvrR, který je pro mikroorganismy Brucella melitensis nezbytný k invazi do hostitelských bunìk (Sola-Landa et al., 1998). Pozdìji bylo pomocí mapování povrchových bakteriálních komponent monoklonálními protilátkami a proteomovými studiemi prokázáno, e BvrR/BvrS systém kontroluje expresi povrchových membránových proteinù Omp25 (Omp3a) a Omp3b, které patøí do skupiny proteinù vnìj ích membrán alfa-proteobakterií. Omp proteiny zaji ují bakteriální funkce spojené s pøestupem bakterií této skupiny z extracelulárního do intracelulárního prostøedí, mimo jiné i kontrolou hydrofobicity a permeability bakteriálních povrchù èi rezistencí k baktericidním peptidùm defenzinùm (Guzmán-Verri et al., 2002). Druhý dvoukomponentový systém, který byl u Brucella melitensis prokázán je systém homologní k systému VsrB/VsrC Ralstonia solanacearum (Lestrate et al., 2000). Funkce tohoto druhého dvoukomponentového systému, které obecnì umo òují reagovat jednotlivým bakteriím na podmínky prostøedí ve kterém se bakterie nacházejí, je zatím neznáma. V roce 1999 byl pak popsán na základì transposonové mutageneze mikrobù Brucella melitensis subtyp suis
Ukázka elektronické knihy, UID: KOS180835