Studiul inversării protoplastelor bacteriilor și ciupercilor a relevat asemănarea cursului acestui proces în ele. În mod convențional, acesta poate fi împărțit în trei etape: 1) regenerarea peretelui celular, 2) reversiunea, apariția celulelor revertante, 3) restabilirea citokinezei normale și apariția celulelor formei originale.
În același timp, fiecare grup de microorganisme are propriile caracteristici ale cursului reversiunii protoplastelor asociate cu structura celulelor și pereții celulari, natura metabolismului și citokineza.
Reversia protoplastelor bacteriene. Dacă, în timpul tratamentului cu lizozim sau penicilină într-un mediu izotonic, peretele celular nu este complet îndepărtat din celula bacteriană, atunci când acești agenți sunt excluși din mediu, recuperare rapida celule. Dacă peretele celular este îndepărtat complet, protoplastul adevărat rezultat este incapabil conditii normale regenerează-l. Una dintre condițiile care permit unor astfel de forme să revină la starea inițială este prezența unei baze solide sau semisolide în mediul de cultură. Poate fi gelatină (5-30%), agar (0,7-2%), filtre cu membrană, celule bacteriene ucise sau pereți celulari. Mai mult, utilizarea unui substrat solid este de preferat.
Reversia protoplastică a ciupercilor filamentoase. Revenirea la forme miceliale în protoplastele fungice are loc atât în lichid, cât și pe suprafața unui mediu solid, sau într-un strat de agar semi-lichid. Mulți cercetători au arătat că reversiunea protoplastelor fungice poate avea loc în trei moduri, care diferă prin natura formării miceliului primar. Cu prima metoda protoplastele formează inițial un lanț de celule asemănătoare drojdiei (până la 20 de celule). Apoi terminalul, deja stabil osmotic, produce hifa primară, care formează miceliul. A doua cale reversiunea începe cu regenerarea peretelui celular de către protoplaste, drept urmare acestea devin rezistente la șocul osmotic. Protoplastul formează apoi tubul germinativ. A treia cale reversiunea protoplastelor fungice este neobișnuită. Protoplastul, păstrându-și forma sferică, formează o nouă înveliș sub forma unui raft, apoi conținutul protoplastului matern este transferat acolo. Dacă apare un lanț de astfel de cochilii, atunci citoplasma se mișcă de-a lungul acestui lanț, lăsând în urmă „umbre” de pe pereții celulelor. Ultima celulă a lanțului formează hifa primară. Protoplastele fungice se pot întoarce într-unul din trei moduri sau toate cele trei moduri de revenire sunt observate la o specie. Este greu de spus ce influențează alegerea metodei de reversare, poate, caracteristicile speciei ale organismului, tipul citokinezei acestuia, metoda de obținere și condițiile de incubare a protoplastelor sau compoziția mediului de regenerare.
Creșterea și inversarea protoplastelor sunt un model bun pentru studierea biosintezei peretelui celular și a relației dintre creșterea celulară și diviziunea nucleară.
4.2. Cultivarea celulelor vegetale
Ideea posibilității de a cultiva celule în afara corpului a fost propusă la sfârșitul secolului al XIX-lea. Perioada 1892-1902 poate fi considerată preistoria dezvoltării metodei de cultură a celulelor și țesuturilor vegetale. La acea vreme, oamenii de știință germani H. Fechting, K. Rechinger, G. Gaberlandt au făcut încercări de a cultiva bucăți de țesut izolate din plante, grupuri de celule și fire de păr. Fără a obține un succes experimental, acești primi cercetători au exprimat însă o serie de idei care au fost implementate ulterior.
În următorii 20 de ani s-au obținut primele rezultate la cultivarea țesuturilor animale pe medii nutritive suplimentate cu ser. Dar în floră nu s-a realizat niciun progres semnificativ, în ciuda încercărilor de a crea medii nutritive optime care să poată asigura existența și reproducerea pe termen lung a celulelor vegetale in vitro.
În 1922, W. Robbins și Kotte au arătat în mod independent posibilitatea cultivării celulelor meristeme ale vârfului rădăcinii de roșii și porumb pe medii nutritive sintetice. Aceste experimente au marcat începutul aplicării metodei de cultivare a celulelor și organelor vegetale izolate.
În anii 30-60, datorită muncii unui număr mare de oameni de știință (F. White, R. Gautre și alții), numărul speciilor de plante ale căror celule și țesuturi au fost cultivate in vitro a atins un număr semnificativ (mai mult de 150) . Au fost descrise compozițiile mediilor nutritive, au fost determinate nevoile culturilor de vitamine și stimulente de creștere, s-au dezvoltat metode de obținere și creștere a unor mase mari de suspensii celulare, precum și de cultivare a unei singure celule izolate dintr-o suspensie. F. Steward, lucrând cu o cultură de floem de morcov izolat, a obținut din acesta plante întregi în 1958. O contribuție semnificativă la dezvoltarea culturii de celule și țesuturi vegetale a fost adusă de R. G. Butenko și colegii săi, care au folosit aceste metode pentru a studia fiziologia celulelor vegetale și morfogeneza plantelor.
În anii următori, s-au propus metode de obținere a protoplastelor izolate din țesuturile plantelor, s-au găsit condiții de cultivare în care acestea sunt capabile să formeze un nou perete celular, să se dividă și să dea naștere la linii celulare. Folosind protoplaste izolate, au fost dezvoltate metode de hibridizare a celulelor somatice prin fuzionarea protoplastelor cu PEG (polietilen glicol) și introducerea de ARN viral, organele celulare și celule bacteriene în ele. Prin metoda culturii meristeme s-au obținut plante importante din punct de vedere economic, lipsite de virusuri, cu o rată mare de reproducere.
În prezent, se continuă în mod activ dezvoltarea metodelor de cultivare a celulelor în adâncime, a metodelor de electrofuziune a protoplastelor izolate etc.
Utilizarea metodelor de obținere a variantelor somaclonale, haploide experimentale, screening-ul mutanților biochimici a dus la apariția unor plante mai productive și adaptate la condițiile de cultivare a tulpinilor celulare utilizate pentru crearea de noi forme și soiuri de plante agricole, medicinale, ornamentale și de altă natură.
S-a acumulat material experimental care demonstrează capacitatea NF de a relua creșterea în condiții favorabile. Condițiile de reversie includ utilizarea diverșilor inductori de reversie (fizici, chimici, biotici), dar pot consta, de asemenea, doar în eliminarea efectelor adverse, așa cum, de exemplu, s-a arătat pentru microorganismele expuse la raze gamma.
Dintre factorii fizici, cea mai frecventă cauză a reversiunii este creșterea temperaturii de la 0,5-6°C la 20-22°C sau până la 37°C, încălzirea pe termen scurt până la 45°C. Creșterea rapidă a CFU în microcosmos este văzută ca o dovadă a reversiunii, mai degrabă decât a re-creșterii celor câteva celule supraviețuitoare.
În unele cazuri, optimizarea temperaturii nu reușește să stimuleze reversiunea. V. parahaemolyticus se inversează atunci când temperatura crește la 25°C în combinație cu utilizarea unui mediu salin minim. NP-urile V. harveyi și V. fischeri reia creșterea atunci când se adaugă surse organice sau anorganice de descompozitori de azot, carbon sau peroxid de hidrogen.
Printre inductorii chimici ai reversiunii NF, este cunoscut un grup de compuși care distrug peroxidul de hidrogen (antioxidanți). Astfel de compuși includ piruvatul de sodiu, catalaza, vitamina E. Aceștia sunt introduși direct în microcosmos ca protectori sau ca parte a mediilor nutritive destinate inversării. Acest lucru a făcut posibilă obținerea unei reversiuni a E. coli, V. parahaemolyticus. Eficiența inversării este afectată compoziție chimică mediu și starea lui de agregare (de preferință medii nutritive lichide).
Pentru a inversa NF, factorii biotici de creștere sunt adăugați în mediul nutritiv: ser fetal, supernatant de cultură în creștere sau proteină Rpf recombinată izolată din acesta. A fost raportat efectul citokinelor asupra reversiei NF. Tulpinile virulente necultivate de Salmonella au fost reversibile in vitro și in vivo în prezența factorului de necroză tumorală (TNF).
Uneori, singura modalitate eficientă de revenire este trecerea printr-un organism susceptibil. Astfel, de exemplu, recultivarea NP a tulpinilor patogene de Salmonella atunci când a fost introdusă în corpul animalelor sensibile a condus întotdeauna la un rezultat pozitiv. Recultivarea paralelă a acelorași suspensii in vitro nu a dat rezultate pozitive.
Adevărul reversirii, și nu recreșterea celulelor supraviețuitoare, rămâne cea mai controversată problemă. Creșterea dintr-un inocul mic este folosită ca dovadă a reversiunii. Creșterea unei culturi dintr-o cantitate mică în celulele vegetative este mult mai lentă decât în variantele cu NF.
Structurile celulare nu au fost studiate cu acuratețe, deoarece celulele în sine nu au fost cultivate, ci sunt cunoscute exclusiv din fragmente de ADN. Aparent, totuși, va fi necesar să se separe „necultivabilul” în culturi pure. Cu toate acestea, acest lucru necesită metode ieftine, rapide și accesibile pentru orice laborator. analiza genetică. Apoi, de exemplu, după ce am găsit ADN „necultivabil” într-o probă, se poate începe să selecteze mediile și condițiile, verificând de fiecare dată prin metode genetice: este colonia crescută „microorganismul necultivat” dorit sau nu? Dacă nu, variază din nou mediul și condițiile până când, în sfârșit, cel „necultivat” începe să fie cultivat. O alta cale posibilă„a-i privi în față” înseamnă a încerca să plantezi o etichetă fluorescentă sau radioactivă pe ADN-ul izolat „neculturabil”, să-l lansezi în natură și să vezi cu cine se hibridizează după principiul complementarității. În ceea ce privește organizarea ADN-ului - practic, nu tot ADN-ul este folosit pentru diagnosticare, ci doar regiunea care codifică ARN ribozomal 16S și nu există diferențe fundamentale între bacterii, arhee și cele „necultivate”. ARN-ul 16S a fost ales dintr-o serie de motive destul de justificate biologic. Dar această abordare este și „din sărăcie”: este foarte costisitor și consuma mult timp să analizezi întregul ADN, secvențierea completă a genomului a fost efectuată pentru foarte puține procariote (amintiți-vă cât de mult efort și laboratoarele din întreaga lume au fost implicate în genomul uman și la urma urmei, bacteriile au doar de 10 ori mai puține gene decât ale noastre).
Introducere
Timp de multe secole, oamenii de știință au studiat populațiile microbiene și mecanismele formării lor și abia la sfârșitul secolului trecut au întâlnit o formă specială de organizare a culturilor bacteriene - o comunitate de microorganisme care poate coloniza obiectele din mediu și există nu numai sub formă de microplancton, dar și biofilme special organizate. Biofilmele sunt comunități eterogene mobile, în continuă schimbare (Chebotar, 2012), care pot fi formate din bacterii dintr-una sau mai multe specii și constau atât din celule care funcționează activ, cât și din celule latente sau necultivate. Formarea unor astfel de comunități foarte specializate este una dintre principalele strategii de supraviețuire a culturilor bacteriene nu numai în mediu, ci și în corpul uman. În general, biofilmele sunt un grup de celule microbiene înconjurate de un strat gros de mucus macromolecular.
Mecanismul de formare a biofilmului
Microorganismele există de obicei ca mase plutitoare sau colonii unice, dar unii reprezentanți ai regnului bacterian tind să se atașeze de un anumit substrat de suprafață și să formeze un biofilm, al cărui mecanism de formare este complex, strict reglementat și include patru etape succesive.
Etapa 1: atașare reversibilă (primară) la suprafață. Prima etapă de formare a biofilmului este caracterizată prin aderența reversibilă asociată cu acțiunea forțelor fizico-chimice nespecifice între molecule și structuri de pe suprafața microorganismelor (elemente ale peretelui celular, flageli, pili) și un substrat solid datorită diferitelor interacțiuni: van der Waals, hidrofobe, ionice, electrostatice;
Etapa 2: atașarea ireversibilă la suprafață. După adsorbție, celula bacteriană se deplasează de-a lungul suprafeței substratului, legându-se ferm de acesta prin factori de aderență, precum și cu ajutorul adezinelor nepolimerice, care disting elementele structurale ale suprafețelor țesutului gazdă - colagen, elastina, glicoproteine. , acid hialuronic. În aceeași etapă, pe lângă atașarea puternică la substrat, există: pierderea mobilității de către bacterii, interacțiuni intercelulare, schimb de gene între microorganisme atât ale unuia cât și tipuri diferite.
Etapa 3: maturare - maturare 1 . După ce se atașează ferm de substrat și schimbă gene, bacteriile atașate încep să sintetizeze o matrice înconjurătoare exopolizaharidă cunoscută sub numele de substanță polimerică extracelulară ( extracelular polimer substanţă), care este un „mucus” protector și reprezintă 85% din întregul biofilm matur (Chebotar, 2012; Frolova, 2015). Această matrice promovează formarea biofilmului inițial din colonii bacteriene mici. Componentele exopolizaharidei variază în funcție de microorganismele care fac parte din aceasta.
Etapa 4: creștere - maturare 2 . În această etapă se formează un biofilm matur, după care vine momentul colonizatorilor secundari, adică celulele care se atașează de bacterii deja localizate la suprafață (Afinogenova, 2011).
Biofilmele mature sunt capabile să piardă fragmente individuale, care, răspândindu-se prin macroorganism, se atașează de substraturi și formează noi biofilme. În plus, bacteriile nu se împart în biofilme mature, deoarece sunt înconjurate de o matrice densă și păstrează o viabilitate ridicată.
Formarea biofilmului este destul de rapidă. Atașarea bacteriilor între ele are loc în câteva minute, se formează colonii ferm legate în 2-4 ore, iar producerea unei substanțe polimerice extracelulare are loc în 6-12 ore, după care bacteriile care formează biofilmul devin în mare măsură tolerante la antibiotice, dezinfectante, antiseptice. În plus, biofilmele se recuperează rapid după impactul mecanic (Chebotar, 2012).
Ultrastructura biofilmului
Ultrastructura biofilmului a fost stabilită utilizând microscopia laser cu scanare confocală. Matricea extracelulară a celulelor microbiene are o structură specifică și este formată din structuri tridimensionale asemănătoare ciupercilor sau columnare. Exopolizaharida eliberată în stadiul de maturare a biofilmului este reprezentată de o heteropolizaharidă cu două straturi, care este universală pentru fiecare tip de microorganisme. Stratul său exterior conține polizaharide în stare hidratată (dextran, acid hialuronic, celuloză), iar stratul interior este umplut cu vezicule membranare care pot acționa ca factori de patogenitate (astfel de vezicule conțin fosfataza alcalină C, proteaze, lizozimă). Substanțele veziculoase îndeplinesc și funcția de liză a celulelor bacteriene slăbite, ale căror fragmente servesc ulterior ca factor de creștere și sursă de nutriție pentru membrii rămași ai biofilmului.
Toate componentele matricei sunt separate prin canale prin care se efectuează transportul nutrienților și oxigenului, precum și eliberarea produselor finale ai metabolismului celulelor bacteriene. Pentru formarea și întreținerea unor astfel de canale de transport, structurile de suprafață sunt responsabile - ramnolipidele, constând dintr-un amestec de polizaharide, proteine, acizi nucleici si alte substante.
Matricea biofilmului conține și ADN extracelular, care este implicat în procesele de adeziune, interacțiuni intercelulare și determină specificul existenței comunităților de biofilm (Tez, 2012).
Morfologia celulelor care alcătuiesc biofilmul
Folosind microscopia electronică, s-a constatat că primele etape formarea unui biofilm, morfologia microorganismelor nu se modifică (Frolova, 2015). În stadiile ulterioare, ulterioare, structurile bacteriene dobândesc specificitate morfologică asociată cu starea atașată și coexistența colectivă. În plus, celulele din biofilm sunt înlocuite cu structuri de suprafață, crește frecvența schimbului de material genetic între indivizii din comunitate, iar organizarea ultrastructurală este deformată.
Proprietăți și rol în protecția populațiilor bacteriene
Biofilmele sunt unul dintre cei mai importanți factori de protecție, crescând semnificativ toleranța bacteriilor la situații stresante (lipsa oxigenului și a nutrienților în timpul înfometării), la factorii sistemului imunitar. corpul uman, la acțiune conditii externe(antibiotice, dezinfectante, sterilizare). O astfel de toleranță contribuie la dobândirea rezistenței absolute la factorii care ar putea distruge bacteriile dacă ar fi în stare liberă.
Rolul protector al biofilmelor constă în următoarele proprietăți:
- Proprietatea barierei. Biofilmele împiedică pătrunderea profundă în matricea lor de molecule mari și celule care provoacă inflamație și servesc ca o barieră difuză pentru agenții antimicrobieni mici;
- Proprietăți generale de protecție. Bacteriile (atât din aceeași specie, cât și din specii diferite) sunt capabile să facă schimb de factori de protecție (produse metabolice sau gene), adică să efectueze protecție reciprocă. Astfel, bacteriile unei specii care sunt rezistente la antibiotice pot transfera gene responsabile de rezistenta la bacteriile unei alte specii care sunt sensibile la acest antibiotic, crescand astfel rezistenta lor la actiunea factorului;
- O proprietate de schimb care asigură transferul de gene și deșeuri între microorganismele care fac parte din același biofilm (Chebotar, 2012; Tets, 2012);
- Proprietatea inactivității, adică formarea subpopulațiilor imobile (inactive, nemetabolizante, latente), este o proprietate cheie inerentă exclusiv biofilmelor. Pentru ca un antibiotic să acționeze asupra unui microorganism, acesta trebuie să fie activ metabolic. Prin urmare, bacteriile inactive din biofilme sunt cele mai rezistente la astfel de impacturi (Tets, 2012; Frolova, 2015).
Diversitatea sistemelor de reglare a biofilmului
Celulele din matricea extracelulară au « sensul cvorumului” ( cvorum simțind) - capacitatea de a transmite informații și de a-și regla comportamentul datorită secreției de molecule semnal. Cu alte cuvinte, este un sistem de reglementare situat în interiorul biofilmului. Sunt cunoscute trei sisteme care diferă unele de altele prin natura autoinductoarelor:
- Este folosit în principal de bacteriile gram-negative, iar lactona homoserina acilată acționează ca molecule semnal, care se leagă de o proteină reglatoare care interacționează cu două enzime reglatoare - luciferaza și homoserină-lactonă-sintaza. Activarea proteinelor de reglare induce formarea de clustere de biofilm de către microbi (Tets, 2012; Turkutyukov, 2013).
- Este caracteristic bacteriilor gram-pozitive și funcționează folosind forme liniare și ciclice de peptide, furani, lactone, derivații lor secretați în timpul Mediul extern. Unele dintre ele interacționează cu kinazele senzoriale de legare la membrană, care conduc un semnal prin membrană, în timp ce altele sunt transportate în celulă folosind permeaze, unde se leagă de receptorii intracelulari. Mecanismul de semnalizare al unor astfel de sisteme este cascada de fosforilare-defosforilare. Moleculele informaționale interacționează cu sisteme cu două componente, care includ o protein kinază semnal asociată cu membrana. Kinaza detectează peptida mesager și apoi fosforilează și activează o proteină reglatoare care se leagă de ADN și reglează transcripția. Peptidele semnal ale acestui sistem sunt codificate în cromozom, în timp ce proteinele receptorului sunt codificate în plasmide. Astfel, cu ajutorul unei astfel de comunicări, plasmidele purtătoare de gene de rezistență la antibiotice, gene pentru hemolizine, bacteriocine și gene de virulență sunt translocate.
- Apare la toate microorganismele, iar moleculele semnal sunt reprezentate de butirolactonă, chinol, hidroxicetone, luciferază. Bacteriile au proteine senzoriale receptor care se leagă de autoinductori, formând un complex care interacționează cu kinaza legată de membrană. Kinaza este fosforilată, fosfatul este transferat la o proteină citoplasmatică, apoi la o proteină reglatoare care se leagă de ADN. Ulterior, are loc activarea genelor care codifică ARN reglatori, ceea ce duce la încetarea exprimării componentelor structurilor celulare care implementează comunicațiile intercelulare intraspecifice.
Un astfel de sistem complex de reglare, bazat pe producerea de molecule inductoare de semnal, se realizează la diferite niveluri de influență: transcripțional, translațional, post-translațional. Datorită „cvorumului” din populația de biofilm, apar în mod constant două tipuri de selecție - pozitivă și negativă, adică celulele cu proprietăți benefice sunt conservate și bacteriile cu fenotipuri „inutile” sunt distruse (Tets, 2012).
Participarea sistemului TA (sistem toxină-antitoxină) la formarea biofilmului
Vorbind despre biofilme, este de remarcat faptul că nu orice microorganism este capabil să se formeze. Procesul de sinteză a matricei exopolizaharidelor este determinat de anumiți factori. Potrivit ultimelor rezultate ale unui studiu realizat de Universitatea din Strasbourg. Louis Pasteur, se poate susține că prezența unei proteine specializate este necesară pentru formarea unui biofilm. De exemplu, pentru a forma o comunitate Staphylococcus aureus este necesară prezenţa proteinei SasG (în complex cu Zn 2+). Proteina SasG este o proteină care leagă ARN-ul care activează:
1) creșterea structurilor de suprafață ale bacteriilor - flageli, pili;
2) sinteza polizaharidelor extracelulare;
3) asigură formarea toleranţei.
Un set de două sau mai multe gene strâns înrudite este responsabil pentru secreția proteinei SasG, care împreună codifică atât proteina, cât și blocantul corespunzător.
Acest sistem se numește modul TA. Este localizat în plasmidă. Acesta este un sistem destul de complex care oferă nu numai capacitatea bacteriilor de a forma biofilme, dar asigură și viabilitatea acestuia în ansamblu. Potrivit (Yamaguchi, 2011), dacă unei celule fiice îi lipsește o plasmidă, atunci antitoxina instabilă (blocante) moștenită din citoplasma celulei mamă este distrusă, iar proteina toxică stabilă ucide celula.
În plus, modulul AT este responsabil pentru:
1) reglarea genelor: unele toxine acționează ca represori generali ai expresiei genelor, în timp ce altele sunt mai specifice;
2) controlul creșterii: după cum sa menționat, toxinele bacteriostatice nu ucid celula gazdă, ci limitează creșterea acesteia;
3) rezistența celulară: în unele populații de bacterii există o subpopulație de celule care este rezistentă la acțiunea multor clase de antibiotice. Subpopulația este controlată de sisteme toxină-antitoxină. Aceste celule rezistente cu creștere lentă asigură populația împotriva dispariției complete.
4) moartea celulară programată și supraviețuirea „rudelor apropiate” - un nivel diferit de rezistență a celulelor populației la condiții stresante, provocând moartea programată a unor celule, ceea ce împiedică dispariția întregii populații (celula moartă devine o sursă). de nutriție pentru restul).
5) rezistența la bacteriofagi: atunci când un bacteriofag perturbă transcripția și translația proteinelor celulare, activarea sistemelor toxină-antitoxină limitează replicarea fagului.
Aspectul clinic al studiului biofilmelor
În prezent, rolul biofilmelor microbiene în apariția și dezvoltarea multor boli infecțioase a fost dovedit în mod fiabil. Acestea sunt infecții ale valvelor cardiace și ale protezelor articulare, infecții ale suprafețelor rănilor. Rănile sunt un substrat ideal pentru contaminarea microbiană cu formarea ulterioară a biofilmului. Biofilmele din rană creează un mediu cu un anumit microclimat, care se caracterizează printr-un conținut scăzut de oxigen. Biofilmele întârzie migrarea și proliferarea keratinocitelor, inhibând astfel mecanismele imunitare protectoare, iar la exterior creează un strat protector impenetrabil pentru antimicrobiene. acţiune locală(Chebotar, 2012a).
Patologiile infecțioase tipice ale biofilmului sunt gingivita (inflamația gingiilor), stomatita (inflamația mucoasei bucale) și formarea tartrului. Otita - cea mai frecventă problemă otolaringologică - este însoțită și de formarea de biofilme, nu numai bacteriene, ci și fungice.
Pe lângă infecțiile plăgilor, biofilmele joacă un rol în bolile cronice ale sistemului urinar, infecțiile asociate cateterelor și implanturilor (catetere, stimulatoare cardiace, valve cardiace, dispozitive ortopedice), boli cardiovasculare (sinuzite, endocardite). Cu alte cuvinte, biofilmele joacă un rol crucial în patogeneză o gamă largă boli infecțioase atât superficiale, cât și profunde. Toate aceste boli sunt greu de tratat, au o rată mare de recurență, iar unele dintre ele pot fi fatale.
Dacă bănuiți prezența microorganismelor formatoare de biofilm în vivo sunt luați în considerare următorii factori:
1) detașarea biofilmelor în fluxul sanguin sau tractul urinar poate duce la formarea de embolii;
2) Biofilmele bacteriilor Gram-negative pot produce endotoxină (lipopolizaharidă), ceea ce duce la șoc toxic și DIC;
3) bacteriile din biofilme pot face schimb de plasmide de rezistență (transfer de rezistență de la specie la specie);
4) bacteriile din biofilm nu sunt afectate de sistemul imunitar al gazdei;
5) biofilmele pot reduce sensibilitatea bacteriilor la un agent antimicrobian.
Ultimele trei puncte indică faptul că biofilmele sunt foarte rezistente la antibiotice. Cu toate acestea, în ceea ce privește acestea, este mai potrivit să folosim termenul de toleranță. Un exemplu de apariție a fenomenului de toleranță este proteina SasG Stafilococ aureus. Biosinteza sa provoacă un eșec în ciclul post-replicare, în care funcționarea enzimei bacteriene girazei (un analog al topoizomerazei-4 în bacterii) este perturbată. Acest lucru duce la apariția persistenților.
Persistenții sunt celule unice ale comunităților bacteriene care, având același set de gene ca și restul microorganismelor din comunitate, sunt de multe ori mai rezistente la factorii externi, spre deosebire de celulele din jurul lor (Ulyanov, 2014). Persistența diferă de bacteriile obișnuite în fiziologia lor: chiar și în condiții favorabile, formează o matrice exopolizaharidă în jurul lor, adesea cresc mult mai lent decât bacteriile obișnuite și, după cum sa menționat deja, sunt foarte rezistente la factorii externi. Persistenții reprezintă o mică parte a comunității bacteriene, dar numărul lor crește în faza staționară de creștere. Interesant este că celulele fiice au aceeași rezistență la factorii externi ca și celulele parentale persistente.
Să luăm în considerare mecanismul rezistenței persistente. Să presupunem că un factor extern acționează asupra unei colonii bacteriene - de exemplu, un antibiotic. Antibioticul inhibă activitatea girazei (topoizomeraza-4), în urma căreia apar rupturi de ADN dublu catenar în celula bacteriană, dar numai în acele zone în care giraza este activă, adică în regiunea „furcii replicative”. ". Dacă celulele sunt protejate de o substanță polimerică extracelulară, iar numărul de astfel de locuri nu este mai mare de două sau patru, atunci sistemele celulare protejează bacteria de moarte prin restabilirea daunelor. În celulele bacteriene obișnuite cu creștere rapidă, există multe astfel de rupturi, iar ADN-ul se degradează atunci când se utilizează antibiotice, în timp ce ADN-ul persistent este păstrat. Efectul antibioticelor poate varia, dar toți se confruntă cu aceeași problemă: perseverenții cu creștere lentă și bine protejați sunt mai puțin stresați și au timp să „să facă naftalină” înainte de a le produce daune ireversibile.
Informațiile furnizate nu epuizează datele privind caracteristicile biofilmelor microbiene. Trebuie remarcat faptul că, în ciuda materialului teoretic mare și a importanței problemei, rămân probleme nerezolvate legate de activitatea de formare a biofilmului a microorganismelor patogene și condiționat patogene din compoziția microflorei nosocomiale a spitalelor medicale de diferite profiluri. Nu există medicamente care să fie eficiente împotriva biofilmelor și microflorei în compoziția matricelor extracelulare, precum și mijloace de combatere a biofilmelor mature. Această problemă necesită o dezvoltare ulterioară.
Bibliografie
1. Yamaguchi Y., Inouye M. Regularea creșterii și morții în Escherichia coli prin sistemele toxină-antitoxine. Nature Reviews Microbiology 2011, 9(11):779-790.
2. Afinogenova A.G., Dorovskaya E.N. Biofilme microbiene ale rănilor: stadiul tehnicii // Traumatologie și Ortopedie. - 2011. - Nr. 3. – P.119–125.
3. Balko A.B., Balko O.I., Avdeeva L.V. Formarea biofilmului de către tulpinile de Pseudomonas aeruginosa // Jurnal microbiologic. - 2013. - Nr. 2. – P.50–56.
4. Maltsev S.V., Mansurova G.Sh. Ce este un biofilm? // Medicină practică. - 2011. - Nr. 53. – P.7–10.
5. Tets V.V., Tets. G.V. Biofilmele microbiene și problemele terapiei cu antibiotice // Pneumologie practică. - 2013. - Nr. 4. – P. 60–64.
6. Turkutyukov V.B., Ibragimova T.D., Fomin D.V. Caracteristici moleculare ale morfologiei biofilmelor formate din tulpini de bacterii gram-negative nefermentante // Pacific Medical Journal. - 2013. - Nr. 4. – P.44–47.
7. V. Yu. Ul'yanov, S. V. Operedintseva, I. G. Shvidenko, I. A. Norkin, G. V. Korshunov și E. V. Gladkova, Russ. Cinetica biologică a biofilmelor tulpinilor clinice de Staphylococcus aureus și Pseudomonas aeruginosa izolate de la pacienți cu complicații bronhopulmonare în boala traumatică a măduvei spinării // Clinic diagnostic de laborator. - 2014. - Nr. 8. – P.43–47.
8. Frolova Ya.N. Proprietăţile biologice ale biofilmelor tulpinilor toxice de Corinobacterium Diphtheriae gravis TOX + : Cand. ... Candidat la Științe Biologice: 12.06.2015 / Frolova Yana Nikolaevna. - Rostov, 2015. - 118 p.
9. Chebotar I.V. Mecanismul imunității antibiofilm // Buletinul Academiei Ruse Stiinte Medicale. - 2012. - T.67. - Nr. 12. – P.22–29.
10. Chebotar I.V., Konchalova E.D., Bugrova M.L. Structuri veziculare în sistemul de biofilm Neutrophil-Staphylococcus aureus // Infectious Immunology. – 2012a. - Nr. 61. – P.35–39.
A pierdut complet sau parțial peretele celular sau precursorii biosintezei sale, crescând sub formă de colonii mici caracteristice. Descoperit pentru prima dată în 1935 de E. Klieneberger într-o cultură de Streptobacillus moniliformis izolată de K. Levaditi et al. în 1932 din lichidul articular al unui pacient cu eritem articular epidemic. Streptobacillus moniliformis este un bacil gram negativ, hemoglobinofil, cu umflături asemănătoare unor mărgele la capete, crescând bine pe agar cu sânge (10-20%) și ser coagulat.
Când a studiat o infecție experimentală la șobolani, Klineberger a izolat mai multe tulpini care conțin, în plus față de formele bacteriene tipice, microorganisme polimorfe care sunt foarte asemănătoare ca aspect al coloniilor și morfologiei cu organismele de tip pleuropneumoniae - organism asemănător pleuropneumoniae (P PL O). Aceste microorganisme au fost numite în onoarea lui Ying. Lister - în formă de L.
Timp de mulți ani, Klineberger a considerat formele L ca fiind reprezentanți ai simbioților PPLO ai bacteriei Streptobacillus moniliformis. Dovada existenței simbiotice a două microorganisme diferite a fost absența inversării bacteriilor din formele L timp de 13 ani (350 de pasaje).
Diverse experimente Amer. cercetătorul Daines (L. Dienes) și alții au dovedit eroarea conceptului Klineberger. S-a demonstrat că formele L ale Streptobacillus moniliformis, Fusiformis necrophorus și alte bacterii sunt capabile să revină la speciile bacteriene originale. Formarea formelor L de bacterii este descrisă sub denumirile „L-transformare”, „L-conversie”, „inducerea formelor L”.
V. D. Timakov și G. Ya. Kagan au obținut forme L ale multor tipuri de bacterii, le-au studiat biol, proprietățile și rolul în patologie (boală reumatică a inimii, endocardita septica, meningoencefalită, hron, gonoree etc.).
Transformarea în forma L este o proprietate, după toate probabilitățile, inerentă tuturor bacteriilor. Medicamentele care au un efect de transformare a L fie blochează anumite legături din biosinteza pereților celulari, în principal peptidoglicanul (mureina), fie le distrug. Medicamentele care induc formele L de bacterii includ: 1) antibiotice cu spectrul de acțiune adecvat, de exemplu, penicilină, cicloserina, lisostafină etc.; 2) enzime murolitice - lizozima, endoacetilhexosaminidaza de lizina asociată fagilor a streptococului de grup C etc.; 3) anumiți aminoacizi (glicină etc.).
Inducerea formelor L de bacterii depinde de condițiile și mediile de cultură: este necesar să se creeze un fizic. mediu care contribuie la stabilizarea membranei bacteriene fragile osmotic și protejează formele L de moarte.
Compoziția mediului și condițiile de cultivare variază în funcție de tipul de bacterie; concentrația semisolidă și semi-lichidă a gelului de agar, prezența serului normal de cal și selectarea concentrației osmotice a sărurilor sunt necesare pentru păstrarea integrității membrana citoplasmatică a bacteriilor de formă L.
Există forme L instabile și stabile de bacterii. Formele instabile rețin elemente nec-ry ale peretelui celular sau precursorii săi și, atunci când sunt trecute pe medii fără un agent inductor de L, ele revin la speciile bacteriene originale. Formele stabile pierd complet componentele peretelui celular și nu sunt capabile să-l restabilească, prin urmare nu revin la tipul original de bacterii, chiar și cu trecerea repetată pe medii fără agent inductor, precum și pe medii care conțin succinat de sodiu sau gelatină, care promovează inversarea bacteriilor din formele L.
Formele L de bacterii cresc sub forma a două tipuri de colonii - A. și B. Coloniile de tip A sunt mai des inerente formelor L stabile de bacterii, sunt foarte mici (50-100 microni), cresc în agar. , cresc bine în grupuri, coloniile unice adesea nu dau creștere. Elementele de reproducere minime ale coloniilor de tip A, complet lipsite de perete celular, nu au receptori fagi-receptivi. Coloniile de tip B sunt mai des inerente formelor L instabile ale bacteriilor; ele sunt mai mari, de 0,5-2 mm, cu o margine dantelă delicată și un centru care crește în mediu. Coloniile sunt dominate de corpuri sferice de densitate optică diferită; există mai puține elemente submicroscopice în ele decât în coloniile de tip A. Ele rețin anumite elemente ale peretelui celular, receptori fagi-receptivi și pot fi aglutinate de serul speciei originale.
Diferențierea coloniilor în tipurile A și B este condiționată, la fel ca și fenomenul de stabilizare a formelor L. În culturile de forme L stabile ale bacteriilor pot fi conținute colonii de tip B, iar în culturile de forme L instabile, colonii de tip A.
Coloniile de forme L de bacterii conțin: 1) corpuri sferice de diferite densități și dimensiuni optice; 2) corpi sau granule elementare situate în grupuri, precum și intracelular în formațiuni sferice sau vacuole mai mari; 3) corpuri prost conturate, fără formă, în continuă creștere; 4) forme răsucite; 5) corpuri mari cu incluziuni sub formă de vacuole. Formele L ale bacteriilor diferă în polimorfism (Fig. 1, 1-6) și în același timp sunt fundamental aceleași în diferite tipuri de bacterii / ceea ce nu permite diferențierea lor prin morfol, un semn.
Odată cu pierderea peretelui celular în formele L ale bacteriilor, mezosomii se pierd, ceea ce duce la atașarea directă a membranei citoplasmatice la nucleoid; refacerea mezosomilor în procesul de revenire nu este observată.
Lipsa peretelui celular provoacă dezorganizarea diviziunii și pluralității morfolului, manifestări la reproducerea formelor L ale bacteriilor. Formele L ale bacteriilor se reproduc prin diviziunea, înmugurirea sau dezintegrarea celulei în granule mici.
Fiziol., caracteristicile antigenice și patogene ale acestor forme sunt determinate de structura membranei lor citoplasmatice și, eventual, de citoplasmă.
Formele L ale bacteriilor se formează nu numai in vitro, ci și in vivo; ele pot persista în organism și pot reveni în forma bacteriană originală.
Figura 2 prezintă rezultatele obținerii formelor L de S. typhi in vivo sub influența penicilinei. Bacteriile și antibioticul au fost administrate simultan intraperitoneal la șoareci. Odată cu introducerea a 100 UI de penicilină la 1 g greutate, s-au format forme L instabile, trecând la formele bacteriene originale după 24-48 de ore, ceea ce a provocat moartea animalelor. Odată cu introducerea a 2000 de unități de penicilină la 1 g greutate timp de 24-48 de ore. s-au format forme L stabile, supuse fagocitozei; moartea animalelor în următoarele 5 zile. nu a fost observat. Date similare au fost obținute la studierea inducției in vivo a formelor L ale altor bacterii.
Schema originală de alocare a formelor L din patol, materialul este dezvoltat, marginile permise să aloce și să identifice formele L de bacterii din lichidul cefalorahidian al pacienților cu meningită purulentă și boală cardiacă reumatică.
Figura 3 prezintă micrografii ale formelor L izolate din sângele unui pacient cu boală de inimă reumatică și revertanții acestora formați ca rezultat al revenirii la streptococi, identificați ulterior ca Streptococcus hemolyticus de grup A.
Anticorpi la formele L stabile ale Streptococcus hemolyticus au fost găsiți la 87,9% dintre pacienții cu reumatism, la 77% dintre pacienții cu miocardită infecțios-alergică și doar la 11% oameni sanatosi(V. D. Timakov, G. Ya. Kagan, 1973). Formele L ale diferitelor tipuri de bacterii se găsesc în hron, bacteriurie, pielonefrită, forme bacteriene de tuberculoză, boli de inimă reumatismale etc.
Patogenitatea formelor L ale bacteriilor a fost dovedită experimental, hron este cunoscut, artrita cauzată de administrarea intraarticulară a formelor L de Streptococcus hemolyticus, amigdalita maimuțelor, complicată de miocardită interstițială, indusă de administrarea intravenoasă a formelor L de Streptococcus hemolyticus, pielonefrita la șobolani și iepuri, cauzată de formele L ale bacteriilor din genul Proteus și Streptococcus faecalis, meningoencefalita de iepure asociată cu formele L de meningococ și listerioza oilor și iepurilor cauzată de introducerea formelor L de Listeria monocitogene. Patol, procesele cauzate de formele L de bacterii diferă în patol de dezvoltare treptată. fenomenele, curentul prelungit și persistența activatorului în forma L susțin tranziția unei boli în hron, o formă. Persistența formelor L de bacterii a fost stabilită experimental pe formele L de Mycobacterium tuberculosis și Streptococcus hemolyticus.
Cu o singură infecție intraperitoneală a șoarecilor albi cu forme L stabile de Streptococcus hemolyticus și observarea ulterioară timp de un an, antigenul formei L este păstrat în toate organe interne. Figura 4, 1 prezintă un exemplu de localizare a formelor L de Streptococcus hemolyticus în splină după 3 săptămâni. după infecție, în figura 4, 2 - după 27 de săptămâni. Persistența pe termen lung a formelor L în organism este însoțită de o creștere a efectului dăunător; dezvoltarea miocarditei interstițiale și a glomerulonefritei severe.
Formarea formelor L de bacterii in vivo, legătura lor cu multe procese care apar cronic, posibilitatea inversării formelor bacteriene cu restabilirea virulenței lor și apariția, ca urmare, a rezistenței. terapie eficientă recidivele au fost puse înaintea mierii. microbiologie, problema găsirii unor modalități de a face față variantelor de microorganisme care și-au pierdut peretele celular (sferoplaste, protoplaste, forme L). Căutările sunt efectuate din două poziții diametral opuse: 1) prevenirea posibilității de inducere a formelor L in vivo (o cale greu de controlat); 2) utilizarea medicamentelor care induc formarea formelor L, urmată de utilizarea altor medicamente care sunt ineficiente împotriva celulelor intacte, dar pătrund intracelular numai în formele L ale bacteriilor și le distrug. Această cale este cea mai promițătoare. Există dovezi ale eficacității combinațiilor de penicilină și kanamicină utilizate pentru tratamentul pielonefritei. Penicilina induce formarea formelor L de bacterii, care sunt distruse prin penetrarea intracelulară a kanamicinei, care nu are niciun efect asupra bacteriilor intacte.
Bibliografie: Peshkov M. A. Citologia bacteriilor, p. 151, M.-L., 1955; Timakov V.D, și Kagan G. Ya. Formele L de bacterii și familia micoplasmataceae în patologie, M., 1973, bibliogr.; ele, formele L de bacterii, familia micoplasmataceae și problema persistenței microbiene, Zhurn, mikr., epid, and immuno., nr.4, p. 3, 1977, bibliogr.; Dienes L. Morfologia Li de Klieneberger și relația sa cu streptobacillus monoliformis, J. Bact., v. 54, p. 231, 1947; Dinenes L. a. Weinberger H. Formele L ale bacteriilor, Bact. Apoc., v. 15, p. 245, 1951; Klieneberger E. Apariția naturală a organismelor asemănătoare pleuropneumoniei, simbioza sa aparentă cu streptobacillus moniliformis și alte bacterii, J. Path. Bact., v. 40, p. 93, 1935; K li eneb erger-N obel E. Pleuropneumonia-like organisms (PPLO) mycoplasmataceae, L.-N. Y., 1962; Protoplaste microbiene, sferoplaste și forme L, ed. de L. B. Guze, Baltimore, 1968.
V. D. Timakov, G. Ya. Kagan.
Persistență Din lat. persisto - ședere permanentă, ședere, existență îndelungată, prezența unei șederi îndelungate a unei infecții în corpul animalelor și al omului, sau fără manifestări patologice clinice (curs latent, remisiune proces infecțios), sau capabil în anumite condiții (dezechilibru imunitar și deficiență imunitară de diverse etiologii - stres, hipotermie, infecție intercurrentă, exacerbare boala cronica etc.) la activarea cu un rezultat în boală (curs activ, exacerbarea procesului infecțios).
Mecanisme de persistență: - Formarea formelor L Mimica antigenică Acoperirea imunoglobulinelor Capacitate de a secreta substanțe care interferează cu acțiunea factorilor imunitari Absorbția proteinelor gazdei pe suprafața celulei și protejarea de sistemul imunitar al gazdei Factori antifagocitari: Capsule Microcapsule Membrane mucoase Substanțe care reduc chimiotaxie Fagocitoză incompletă etc.
Acțiunea bacteriilor asupra citokinelor: Acțiune Distruge citokinele Bacteriile H. aeruginosa cu ajutorul enzimelor L. pneumophila Leagă citokinele E. coli Inhibă sinteza citokinelor Citokinele IL-2, TNFa, IF-γ IL-2 IL-1, IL- 2, TNFa, GMCSF S. typhimurium, S. flexneri TNFa M. tuberculosis TRF(3 M. avium IL-6 L. monocytogenes IL-3, CSF-1 E. coli IL-2, IL-4, IL-5, IF-y Y. enterocolitica, B. suis, V. TNFa cholerae, B. anthracis P. aeruginosa TNFa, IL-1, IF-y S. typhimurium IL-2
Activitate anti-lizozimă și anti-lactoferină: Microorganisme n Activitate anti-lactoferină, Activitate anti-lizozimă ng/ml, μg/ml M ± SD S. aureus S. haemolyticus S. epidermidis E. coli Klebsiella spp. 15 22, 72 ± 1, 88 10, 1 ± 2, 17* 16 20, 08 ± 1, 41 4, 40 ± 1, 12 15 11, 50 ± 1, 45* 9, 91 ± 0, 6 82* , 84 ± 1,41 4. 19 ± 0. 61 12 7. 83 ± 1. 13* 8. 92 ± 2. 45* 15 5. 65 ± 0. 62 1. 24 ± 0. 25 12 23 . 67* 2, 58 ± 0, 27* 12 18, 17 ± 3, 20 1, 64 ± 0. 15 12 19, 40 ± 2, 47 3, 24 ± 0, 27* 14 18, 13 ± 10, 13 ± 10 , 83 ± 0, 28 Pacienți cu boli reumatismale Control *Semnificativ statistic
Formarea formei L - bacterii, parțial sau complet lipsite de perete celular, dar păstrând capacitatea de dezvoltare. Apariția formelor L rezultă din expunerea la agenți care blochează producerea peretelui celular: 1. antibiotice (peniciline cicloserina, cefalosporine, vancomicina), 2. enzime (lizozim, amidază, endopeptidază), 3. ultraviolete și raze X. , 4. aminoacid glicină.
Context: Litera L este prima literă a numelui Institutului Lister din Londra, unde Dr. Emmy Kleineberger-Nobel a atras pentru prima dată atenția în 1935 asupra dezvoltării morfologic celule neobișnuiteîntr-o cultură bacteriană de Streptobacillus moniliformis izolată din lichidul urechii de șobolan.
vacuole forma L de Bacillus subtilis, scară - 500 nm. Varietate de forme L de Bacillus subtilis, la o scară de 10 µm.
Formele L Caracteristicile formelor L: 1. Sinteza unui perete celular cu drepturi depline este imposibilă Revenirea la forma vegetativă când factorii de mediu sunt normalizați Revenirea la forma vegetativă este imposibilă. Existență în continuare ca în micoplasme Proprietăți culturale similare. 3. Transformarea treptată din structuri gram-pozitive în structuri gram-negative. Formarea formelor L stabile și instabile. 5. Modificarea proprietăților antigenice (pierderea antigenelor K și O). Dobândirea capacității de persistență. 6. Scăderea virulenței din cauza pierderii diverși factori patogenitate (adeziune, invazie, endotoxină etc.).
Mecanismul fagocitozei: Chemostaxia Forțele interacțiunii fizico-chimice Gradient de concentrație 2. Stadiul de adeziune Osonizare (AT, C 3 b, fibronectină, surfactan) Interacțiune fizico-chimică 3. Endocitoză 4. Microbiciditate Independent de oxigen Dependent de oxigen
macroorganism 1. Încălcarea fuziunii fagozomului cu lizozomul (mycobacterium tuberculosis, protozoare, toxoplasmă) 2. Rezistența la enzimele lizozomale (gonococi, streptococi gr A, micobacterii, yersinia) 3. Persistență pe termen lung, în schlacytoplasme. rickettsia) microorganism
Mecanismul de persistență Chlamydia Incluziuni tipice care conțin corpuri elementare și reticulare la 48 de ore după incubare Model patomorfologic de persistență. După ce au suferit șoc termic, incluziunile mai mici conțin mari forme patologice chlamydia
Macrofagul nu prezintă principalul AG (MOMP) Exprimarea produselor genice timpurii lizozom Supraîncărcare antigenică Hiperproducție de Ig A, G DTH Mimetism antigenic Vezicule exocitare care conțin sfingomielină, KG hps 60 - proteine de șoc termic Lipopolizaharidă. Neexprimat Condiție între corpurile reticulare și elementare MOMP- neexprimat
+ Activitate antifagocitară: 1. Peretele celular dens al corpurilor elementare (legături disulfură între structurile proteice MOMP) 2. Forța corpurilor reticulari (capsula polizaharidă) „eșecul” exploziei respiratorii Activarea POL și deteriorarea membranelor celulelor proprii
TNFα γIF IL-1 1. Expresie crescută a membranelor celulare AG (GCS, Fc) Activarea fibroblastelor I celule epiteliale(fagocite neprofesionale) 2. Stimularea IL 1 și IL 2 3. Activarea actului fagocitar 4. Stimularea producției de Ig 5. Inducerea radicalilor liberi
Mediatori ai persistenței Chlamydia trachomatis Efectul mediator Concentrații scăzute de g-interferon O scădere bruscă a cantității de triptofan endogen (activarea enzimei indolamin-2,3-dioxigenazei, care descompune triptofanul în N-formilchinurenină) TNF-a Deficiență de endogen triptofan Mediat, prin activarea b-IF (blochează reproducerea microorganismelor intracelulare, prin sporirea expresiei proteinelor membranare ale celulelor) Necesar pentru construcția MOMP Deficiența de c. HMF și cantitate mare de c. AMP Lipsa activării enzimelor necesare pentru diferențierea RT în ET Deficiența și/sau acțiunea antagoniștilor de Ca 2+ Încălcarea agregării vacuolelor endozomale
Mediatori de persistență Chlamydia trachomatis (continuare) L-izoleucină Efectul se poate datora includerii unui produs metabolic al a-metilbutarilului. Co. Și în sinteza acizilor grași de către C. trachomatis cu încorporarea ulterioară a trigliceridelor „străine” în membrana celulară, ducând la destabilizarea pereților acesteia.
„Deriva genetică” sau mimica antigenică: secvențele de aminoacizi 264-286 ale factorului sigma principal al ARN polimerazei chlamydia (Chl. trachomatis). L 7 (peptida II), una dintre proteinele ribozomale AT Boli reumatice autoimune
Persistența căii insensibile la citocolazină Francisella tularensis Caspaza 3 și 9 TNF, IL 1 23 -k. Da endosomi
+ Anti-izozimă Anti-lactoferină Activitate anti-complementară LPS francisella tularentis S-LPS R-LPS Virulență reziduală virulentă Sensibilitate scăzută a gazdei Proteine care leagă LPS – LBP LPS inert Eliminare rapidă Sensibilitate ridicată a gazdei Persistența morții organismului
Persistența și mutageneza adaptivă în biofilme: Rezistența biofilmelor la influențele externe este caracterizată de termenul „persistență” (din engleză persistence – endurance, survivability). celule moarte
Semnificația persistenței în biofilme Conform Centrului pentru Controlul Bolilor (CDC SUA), aproximativ 65% din toate infecțiile se datorează formării de biofilme în macroorganism. Formarea de biofilme pe toate cele introduse în macroorganism. dispozitive medicale(catetere, proteze, stenturi etc.); Formarea de biofilme pe instrumente medicale...
bacterie + ADN. J (sinteza acompaniilor) E. coli pmr. C (sinteza fosfolipidelor) la. S. typhimurium Condiții nefavorabile Expresia genei SOS Gena rmf, inhibitor de translație Genele de șoc la căldură și la rece rec. A, um. DC, uvr. AB, sul. A Persister celule htr. A, htp. X, csp. H, clp. B, cbp. AB Genele sistemului „toxinantitoxină” din. J/yaf. Q, da. M, rel. BE, maz. EF
Gene A Gene T Gene P Antibiotic Antitoxină Ribozom Proteină defectuoasă Proteină normală Complexul T-A Fără persistență în sinteza proteinelor
Principalele toxine și locul lor de aplicare în E. coli: activitatea țintă a toxinei Proces Ccd B ADN girază Rupere duble catenare Replicare Rel E Ribozomi de traducere Clivare a ARN-ului m Translație a ARN-ului Maz F Endoribonucleazei Translație a ADN-girazei Par E Rupere duble catenelor Doc de replicare Translație ARN Vap C ARN Endoribonuclează Necunoscută Ξ-toxină Necunoscută Fosfotransferază Necunoscută Șold A EF-TU Protein kinaza Traducere Șold B Traducere ribozomi clivaj ARNm Traducere
Factorul sigma al ARN polimerazei Rpo. S Mutageneză adaptivă: ? „Adaptiv” se referă la mutațiile care apar într-o populație de microorganism care se reproduce încet sau latentă în timpul unei perioade de stres prelungit și care contracarează cauzele acestui stres. Veillonella parvula Streptococcus mutans Rezistență la antibiotice
Lewis K. 2008 consideră că principala modalitate de a combate persistența în biofilme este „distracția pacientului”...
Se încarcă...