Životní cyklus

Kontaktní informace:

Lily Cheng ’06, [email protected]

Stanford University

Parasites and Pestilence: Dr. Scott Smith, [email protected]

Obrázek nahoře : skenovací elektronová mikrofotografie zobrazující skupiny spor a

vyvržená polární vlákna z mikrosporidie Bohuslavia asterias.

Obrázek zhttp://www.biol.lu.se/cellorgbiol/microsporidia/index.html

Úvod

Mikrosporidie jsou eukaryotické, jednobuněčné organismy patřící do fylu Microspora. Všechnymikrosporidie jsou obligátní, sporulující, intracelulární parazité, kteří napadajíobratlovce a bezobratlé. Charakteristickým znakem mikrosporidií je polární trubice nebo polární vlákno, které se nachází ve sporách a slouží k pronikání do hostitelských buněk. v přírodě jsou široce rozšířeny a je jich charakterizováno více než 1 200 druhů. mikrosporidie však parazitují na člověku teprve nedávno a k pochopení tohoto nového infekčního onemocnění je zapotřebí dalšího výzkumu. infekce u lidí, mikrosporidióza, se vyskytuje především u pacientů s oslabeným imunitním systémem, zejména u těch, kteří jsou infikováni virem lidské imunodeficience (HIV) nebo podstoupili transplantaci orgánů. Některé druhy však parazitují i u osob se zdravým imunitním systémem. Mimo lidskou sféru jsou mikrosporidie důležitými parazity v rybářství, veterinární medicíně a při hubení škůdců.

Klasifikace a taxonomie

Vědecká klasifikace mikrosporidií se v průběhu času vyvíjela s rostoucím vědeckým výzkumem v této oblasti a o jejích specifikách se v současnosti stále diskutuje. Původně se myslelo, že jde o prvoky (říše Protista), ale nedávné studie využívající techniky DNA naznačují, že fylum Microspora by mělo být zařazeno do říše Fungi nebo alespoň jako sesterská říše k Fungi. třída, řád a čeleď v rámci fylogeneze Microspora jsou také často revidovány a diskutovány (tradiční taxonomie uváděná na úrovni čeledi bloew).Tradičně byly druhy určovány na základě pozorování fyzikálníchcharakteristik spór, životního cyklu a vztahu k hostitelské buňce. nedávné vědecké studie využívající genetické nástroje (konkrétně sekvenování ribozomální RNA) však tento přístup zpochybnily a navrhují genetické markery jako správnější metodu vědecké klasifikace. K lepšímu pochopení původu mikrospor a jednotlivých druhů je stále zapotřebí dalšího výzkumu. Přesto je v současnosti identifikováno více než 1200 druhů ve 143 rodech. V současné době je známo nejméně 14 druhů z 8 rodů, které infikují člověka.

Rod

Genera

.

Druh

Nosematidea

Brachiola

B. algerae, B. vesicularum

Encephalitozoonidea

Encephalitozoon

E. cuniculi, E. hellem, E. intestinalis (syn. Septata intestinalis).

Enterocytozoonidea

Enterocytozoon

Enterocytozoon bieneusi,

Microsporidea

Microsporidium

M. ceylonensis, M. africanum

Nosematidea

Nosema

N. ocularum, N. connori (syn. B connori)

Pleistophoridea

Pleistophora

Sp.

Pleistophoridea

Trachipleistophora

T. hominis, T. anthropophthera,

Nosematidea

Vittaforma

Vittaforma corneae (syn. Nosema corneum)

Synonyma pro mikrosporidie zahrnují: microspora,microsporan, microsporidea.

Historie objevu

Fylum Microspora bylo objeveno na konci 19. století, ale první případ u člověka byl popsán až v roce 1959 u japonského dítěte. Nárůst výskytu mikrosporidiózy souvisí s příchodem a šířením viru HIV; mikrosporidióza se vyskytuje především u pacientů s AIDS nebo jsou jinak imunitně oslabeni (jako pacienti po transplantaci orgánů). Nicméně nejméně tři druhy Nosema a jeden druh Brachiola byly zdokumentovány u imunokompetentních pacientů. Mikrosporidie jsou u lidí považovány za náhodné, náhodné nebo oportunníagens.

Morfologie agens

Mikrosporidie jsou primitivní eukaryota s dobře definovaným jádrem a plazmatickou membránou, ale postrádají některé typické organely, které se vyskytují u typičtějších eukaryot, především mitochondrie,skládané Golgiho tělíska a peroxisumy. Výtrusy mikrosporidií jsou kulaté a podlouhlé a výtrusy spojené s lidskou infekcí jsou obvykle velké asi 1 až 4 µm (důležitý znak pro diagnózu, protože některé druhy jsou často zaměňovány za bakterie). Všechny mají charakteristickou stočenou polární trubičku, trubičku nebo vlákno, vrstevnatý polarplast, zadní vakuolu (předpokládá se, že funguje jako golgi) a ochrannou exosporu z proteinů a chitinu. Chitin je zodpovědný za vysokou odolnost spor vůči prostředí. Níže jsou dva diagramy (3D a 2 D) znázorňující typické spory mikrosporidií.

Převzato z: http://www.palaeos.com/Eukarya/Units/Microsporidia/Microsporidia.000.html

Během infekce jsou buněčné membrány spory (nazývané také sporoplazma)vstřikovány do hostitelské buňky prostřednictvím tlaku osmózy. Po infekci je mikrosporidie energeticky závislá na hostitelské buňce a začíná se množit uvnitř cytoplazmy hostitelské buňky. Druhy se liší ve vztahu k hostitelské buňce; některé druhy mění funkci hostitelské buňky tak, aby vyvolaly větší vstřebávání živin a růst buněk, aby se přizpůsobily původci. Mikrosporidie se mohou rozmnožovat pohlavně nebo nepohlavně. Při nepohlavním rozmnožování dochází k dělení jader, která tvoří jeden nebo více párů jader, a buněčné dělení může jádra izolovat nebo je spárovat do adiplokaryonového uspořádání. Pohlavní rozmnožování není dobře známo, ale předpokládá se, že zahrnuje autogamní fúzi a reorganizaci genetického materiálu.

Životní cyklus mikrosporidií se u jednotlivých druhů liší, ale lze jej zobecnit do následujícího schématu.

Převzato z http://www.dpd.cdc.gov/dpdx/HTML/Microsporidiosis.html

Nejprve(1) dojde k požití nebo jinému nakažení infekční spory odolné vůči prostředí. Tento environmentální podnět aktivuje klíčení ve spóře a uvolňuje polartubulus prostřednictvím everze. (2) Spory pak vstříknou polární trubičku do hostitelské buňky a (3) uvolní své sporoplazmy do hostitelských buněk. V této fázi se sporoplazmy obvykle stávají meronty, buňkami s volně uspořádanými organelami uzavřenými v jednoduchéplazmatické membráně. (4) Meronty mikrosporidií se pak množí buď v kontaktu s cytoplazmou hostitele (jako u E. bieneusi), nebo uvnitř parazitoforní vakuoly (u E. interstinalis). (5) Poté podléhají sporogonii a dále se dělí a vytvářejí sporoblasty, které připravují buňku pro silné vrstvy exospor charakteristické pro zralé spory. Spory mohou být buď volně rozptýlenyv cytoplazmě hostitelské buňky, nebo zabaleny do sporofórových vezikul (nebo membránspororoblastů). Tato vlastnost může být taxonomicky důležitá pro rozlišení jednotlivých druhů. A konečně, (6) když spory zcela zaplní hostitelskou buňku, dojde k narušení plazmatické membrány a uvolnění spor do okolí. Spory pak mohou infikovat další okolní buňky, být přenášeny na nová místav hostiteli nebo být vylučovány výkaly či močí, aby infikovaly další hostitele.

Přesná inkubační doba spor mikrospor není známa, ale spory jsou považovány za extrémně odolné, a proto se předpokládá, že v prostředí přetrvávají po dlouhou dobu.

Mikrosporidiové spory jsou všudypřítomné a jsou schopny infikovat jakoukoli živočišnou buňku včetně buněk hmyzu, ryb, savců a dokonce i jiných parazitů! Nejčastěji se vyskytují při infikování antropodů. Mnoho ze 14 druhů infikujících člověka se vyskytuje také u řady volně žijících a domestikovaných savců (např. králíků, myší, štěňat, koťat atd.). Ve skutečnosti byl první případ E. cuniculi popsán u králíků v roce 1923. Existují novotvary mikrosporidiózy ve standardním smyslu (infikovaný hmyz může nakazitčlověka, pokud je pozřen, ale není to nutné ani všudypřítomné).

Přenos

Přenos mikrosporidií je stále nejasný, ale předpokládá se, že nejčastějším způsobem je vdechnutí, požití nebo jiné nakažení sporami (například oční nebo pohlavní přenos). Spory mikrosporidií se mohou přenášet také ve vodě, protože ve vodních zdrojích byly zdokumentovány druhy Encephalitozoon, Enterocytozoon aVittaforma (Dowd et al. 1998). nákazu může přenášet také významný kontakt s infikovanými zvířaty (zoonóza), ale případy jsou vzácné.

Klinický obraz u člověka

Chronický průjem a chřadnutí jsou nejčastějšími příznaky mikrosporidiózy, ale různé druhy napadají různá místa včetně rohovky, binární dráhy a svalů. Příznaky mikrosporidiózy se tedy značně liší v závislosti na místě infekce.

o V případě střevního nebo žlučového traktu patří mezi běžné příznaky chronický průjem (často řídký, vodnatý a nekrvavý), úbytek hmotnosti nebo hubnutí, bolesti břicha, nevolnost a zvracení.

o Diseminovaná infekce je charakterizovánapříznaky cholecystitidy (zánětu žlučníku), selhání ledvin,respirační infekce, bolesti hlavy, ucpání nosu, bolesti očí a postižení vedlejších nosních dutin.

o Respirační infekce může způsobit kašel, dyspnoe(ztížené dýchání) a sípání.

o Při oční infekci se příznaky pohybují od pocitů cizího těla, bolesti očí, citlivosti na světlo, zarudnutí, nadměrného slzení nebo rozmazaného vidění.

o Osoby s infekcí močových cest obvykle nemají příznaky.

o Svalové infekce způsobují celkovou svalovou slabosta bolest.

o A konečně infekce mozku nebo jiné nervové tkáně způsobují záchvaty, bolesti hlavy a další příznaky v závislosti na přesné oblasti infekce.

Následující tabulka popisuje klinické projevy různých mikrosporidiových infekcí u lidí.

Druhy

Klinický obraz

B. algerae, B. vesicularum

Keratokonjunktivitida (zánět oka), infekce kůže a hlubokých svalů

E. cuniculi*, E. hellem *

Keratokonjunktivitida, infekce dýchacích a močových cest a diseminovaná infekce

Enterocytozoon bieneusi*

Průjem, akalkulózní cholecystitida (zánět žlučníku) a respirační infekce (vzácné)

E. intestinalis (syn. Septata intestinalis)*

GI infekce, průjem, šíření do očního, močopohlavního a dýchacího ústrojí

M. ceylonensis, M. africanum

Korneální infekce

N. ocularum, N. connori (syn. B connori)

Oční infekce

Vittaforma corneae (syn. Nosema corneum)

Oční infekce, infekce močových cest

Pleistophora Sp.

Muskulární infekce

T. hominis,

Muskulární infekce, stromální keratitida a diseminovaná infekce

T. anthropophthera,

Diseminovaná infekce

Převzato z http://www.dpd.cdc.gov/dpdx/HTML/Microsporidiosis.htm

*Níže uvedený diagram názorně znázorňuje místa infekce těchto druhů.

Obrázek pořízený rom http://www.dpd.cdc.gov/dpdx/HTML/Microsporidiosis.htm

Diagnostické testy

Diagnostické metody obvykle zahrnují identifikaci spor ve stolici, moči, jiné tělesné tekutiny nebo tělesných tkání. Transmisní elektronová mikroskopie (TEM)je zlatým standardem pro identifikaci specifických druhů a diagnostikumikrosporidiózy, ale je často příliš nákladná a časově náročná. Alternativou je světelná mikroskopie s použitím různých barvení, včetně barvení podle Grama (mikrosporidie jsou grampozitivní a barví se tmavě skvrnitě a jsou snadno viditelné pod mikroskopem), modifikovaných trichromových barvení (např. trichromová modř), barvení Warthin-Starrysilver, Giemsa a chemofluorescenčních látek, jako je Calcoflur. E. bieneusi měří 0,8-1,5 µm, zatímco B. algerae, Encephalitozoon spp, V. corneae a Nosema spp. měří pod mikroskopem 1,5-4 µm. Imunofluorescenční testy (IFA) a molekulární metody jsou novými diagnostickými metodami.

Léčba, terapie a management

Léčba albendazolem je nejběžnější u všech druhů a je spojena s lokální léčbou Fumagillinem pro oční infekce (viz tabulka klíčových léků níže) Většina léků však parazity zcela nezlikviduje. Nové, účinnějšíléky na mikrosporidiózu jsou stále objevovány a testovány. Například lék NikkomycinZ (NIK-Z), který inhibuje syntézu chitinu, se ukázal jako účinný proti řadě houbových patogenů. Ukázalo se, že je úspěšný v laboratorních testech na druzích Encephalitozoon, ale zatím nebyl testován in vivo.

Často je nutná další léčba onemocnění. Obecně by se měly příznaky léčit, pokud je to možné. Pacienti s chronickým nebo těžkým průjmem by měli dbát na pravidelné doplňování elektrolytů a tekutin a udržovat příjem živin.

.

Kategorie léků

Léčba

Léčba pro

.

Dávkování

Upozornění

Anthelmintika

Albendazol

Gastro, svalové, diseminované a oční infekce.

400 mg PO bid pro 2-.4 týdny

Vyhněte se těhotenství

Antibiotika

Fumagillin – lokální

.

Orální

Keratokonjunktivitida a oční léze (Encephalitozoon spp. B. algarae, E. hellum, E. cuniculi, V. corneae)

E. bieneusi

3 mg/ml kapky 1 týden lokální použití + management

Neznámý

Není schválen FDA pro mikrosporidiózu.

Trombocytopenie

Antiprotozoika

Metronidazol

E. bieneusi a další.

500mg PO bid po dobu 2 týdnů.

Imunomodulační

Thalidomid

.

Průjem při selhání jiných léků

Neznámý

Toxický, pouze jako poslední možnost.

Závažné vrozené vady; vyhnout se těhotenství.

Epidemiologie

Mikrosporidie jsou velmi rozšířené. Infikují téměř všechny organismy na Zemi od včel medonosných a bource morušového až po savce a ptáky. O epidemiologii mikrosporidií je známo poměrně málo, protože způsoby přenosu a infekce jsou stále poněkud nejasné. Ačkoli aktivní mikrosporidie byly nalezeny ve vodních zdrojích v rozvinutých i rozvojových zemích, mikrosporidióza zůstává především onemocněním pacientů s HIV a AIDS. Bylo zjištěno, že mikrosporidie infikují 39 % pacientů s průjmem u AIDS a 30 % pacientů s AIDS u Cryptosporidium. Navzdory tomu, že jsme tento patogen objevili relativně nedávno, je infekce mezi pacienty s AIDS pozoruhodná a parazit bude mít v budoucnu stále větší význam, protože HIV se stále šíří a probíhá další výzkum, jehož cílem je pochopit, jakou roli hrají mikrosporidie v lidském zdraví.

Geografie

Mikrosporidie jsou rozšířeny po celém světě a postihují jak rozvojové, tak rozvinuté země,ale správná diagnostika zůstává obtížná, zejména v rozvojových zemích. Níže je uvedena mapa znázorňující několik zemí, kde byla mikrosporidiózaformálně zdokumentována.

Mapu vytvořila Lily Cheng, 21. května 2006

Strategie veřejného zdraví a prevence

V posledních letech, americká Agentura pro ochranu životního prostředí (EPA) zařadila mikrosporidie na seznam EPA Candidate Contaminate List (CCL) a považuje je za nově se objevující vodní patogen, kterému je třeba věnovat monitorovací pozornost. Filtrace vodních zdrojů zůstává nejlepší dostupnou preventivní strategií. Techniky měření a filtrace spor mikrosporidií jsou stále základní a nedostatečně vyvinuté, ačkoli vědecká komunita se aktivně snaží tuto mezeru ve znalostech odstranit.

V současné době nejsou k dispozici ani se nezkoumají žádné vakcíny proti mikrosporidiové infekci.

Ačkoli se infekce mikrosporidiemi u lidí většinou vyskytují u pacientů s narušeným imunitním systémem, další šíření AIDS po celém světě zvyšuje naši potřebu porozumět mikrosporidiím a zvládat je v blízké budoucnosti. S tím, jak se provádí další výzkum této třídy organismů, zjišťujeme, že jejich prevalence u lidskýchpacientů stoupá. Jedná se skutečně o nově vznikající infekční onemocnění.

Užitečné webové odkazy

Webové stránky CDC o mikrosporidióze

E-Medicína Webové stránky o mikrosporidióze

Mikrosporidie podle The Microbial Biorealm

Webové stránky o mikrosporidióze pro pacienty s AIDS

Bigliaridy, Elisa; Bernuzzi, Anna Maria; Corona, Silvia; Gatti, Simonetta; Scaglia, Massimo; Sacchi, Luciano. 2000. „In Vitro Efficacy of Nikkomycin Z against the Human Isolate of theMicrosporidian Species Encephalitozoon hellem. “ Antimicrob Agents Chemother, 44(11):3012-3016., American Society for Microbiology.

Cama R.I., U.D. Parashar, D.N. Taylor, T. Hickey, D.Figueroa, Y.R. Ortega, S. Romero, J. Perez, C.R. Sterling, J.R. Gentsch, R.H.Gilman a R.I. Glass. Enteropatogeny a další faktory spojené se sepse u dětí s akutním vodnatým průjmem v Limě, Peru. J. Infect.Dis., 179:1139-1144, 1999.

Canning, Elizabeth U.; Lom, Jiří. 1986. The Microsporidia ofVertebrates, Systematicsof the Microsporidia,and Biology of the Microsporidia.

London: Academic Press, 1986.

Chijide, Valda M. 28. března 2006. „Mikrosporidióza.“ E-medicína podle Web-MD. Přístupné v květnu 2006.

Dowd, Scot E., Gerba, Charles P.,Pepper, Ian L. „Confirmation of the Human-Pathogenic MicrosporidiaEnterocytozoon bieneusi, Encephalitozoon intestinalis, and Vittaforma corneaein Water“. Applied Environmental Microbiology. 1998 64: 3332-3335

Illinois Natural History Survey,Systematics of Microsporidia, Centerfor Ecological Entomology. Přístupné v květnu 2006.

Joseph J, VemugantiGK, Sharma S. Microsporidia: Emerging Ocular Pathogens. Indian J Med Microbiol 2005 ;23:80-91.

Larsson, Ronny. 12 May 2004. Cytologie a taxonomie mikrosporidií. <Obrázek: 1bohuslavis.jpg> Zpřístupněno v květnu 2006.

Miller, Jeff D. 1997. Mikrosporidie (Protozoa): A Handbook of Biology and Research Techniques (Příručka biologie a výzkumných technik). Přístupné v květnu 2006.

Whipple, Allison; Levine, Zeva, Damon-Moore, Laural; Kahrl, Ariel; Sacks, Hannah; Stulberg, Michael; Smith, Casey M.; Scogin, Shana. 2004. „Microsporidia.“

Mikrobiální bioreál. Přístupné v květnu 2006.

White, Toby. 2006. „Microsporidia“ The Palaeos: Stopy života na Zemi. Přístupné v květnu 2006.

Leave a Reply

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.