Войти
| Acanthamoeba | |
|---|---|
| Фазоконтрастная микрофотография кисты полифаги Acanthamoeba. | |
| Научная классификация | |
| Домен: | Eukaryota |
| Тип: | Amoebozoa |
| Класс: | Disosisa |
| Порядок: | Centramoebida |
| Семейство: | Acanthamoebidae |
| Род: | Acanthamoeba. Volkonsky 1931 |
| Типовой вид | |
| Acanthamoeba castellanii. Volkonsky 1931 | |
Acanthamoeba- род амеб которые обычно извлекаются из почвы, пресной воды и других местообитаний. Акантамеба имеет две эволюционные формы: метаболически активный трофозоит и спящую стрессоустойчивую кисту. Трофозоиты небольшие, обычно от 15 до 25 мкм в длину и амебовидные по форме. В природе виды Acanthamoeba являются свободноживущими бактериоядными, но в определенных ситуациях они могут вызывать инфекции (акантамебиаз) у людей и других животных.
Acanthamoeba spp. являются одними из самых распространенных простейших, встречающихся в окружающей среде. Они распространены по всему миру и были изолированы от почвы, воздуха, сточных вод, морской воды, хлорированных бассейнов, бытовой водопроводной воды, воды в бутылках, стоматологических кабинетов, больниц, кондиционеров и контейнеров для контактных линз. Кроме того, они были выделены из кожи, носовых полостей, глотки и кишечника человека, а также растений и других млекопитающих.
Заболевания, вызываемые Acanthamoeba, включают кератит и гранулематозный амебный энцефалит (GAE). Последнее часто, но не всегда, наблюдается у пациентов с ослабленным иммунитетом. GAE вызывается тем, что амебы попадают в организм через открытую рану и затем распространяются в мозг. Комбинация иммунных ответов хозяина и секретируемых амебных протеаз вызывает массивное опухание мозга, приводящее к смерти примерно 95% инфицированных.
GAE вызывается амебной инфекцией центральной нервной системы (ЦНС). Он характеризуется неврологическими симптомами, включая головную боль, судороги и нарушения психического статуса. Они постепенно ухудшаются в течение недель или месяцев, что приводит к смерти большинства пациентов. Инфекция обычно связана с основными состояниями, такими как иммунодефицит, диабет, злокачественные новообразования, недоедание, системная красная волчанка и алкоголизм. Паразит попадает в организм через порезы на коже или попадает в верхние дыхательные пути. Затем паразит распространяется через кровь в ЦНС. Acanthamoeba преодолевает гематоэнцефалический барьер способами, которые еще не изучены. Последующее вторжение в соединительную ткань и индукция провоспалительных реакций приводит к повреждению нейронов, которое может быть фатальным в течение нескольких дней. Чистые гранулематозные поражения редки у пациентов со СПИДом и другими связанными с ним иммунодефицитными состояниями, поскольку у пациентов нет достаточного количества CD + ve Т-клеток для создания гранулематозного ответа на инфекцию Acanthamoeba в ЦНС и других органах и тканях. Периваскулярные наручники с амебами в некротизированной ткани обычно обнаруживаются при СПИДе и связанных с ним состояниях Т-клеточного иммунодефицита.
Биопсия головного мозга обычно выявляет тяжелый отек и геморрагический некроз. Пациент, заразившийся этим заболеванием, обычно проявляет подострые симптомы, включая изменение психического статуса, головные боли, лихорадку, ригидность шеи, судороги и очаговые неврологические признаки (например, паралич черепных нервов и кому), что приводит к смерти в течение одной недели или нескольких месяцев. Из-за редкости этого паразита и недостатка знаний в настоящее время неизвестны хорошие диагнозы или методы лечения инфекции Acanthamoeba. В прошлом случаи акантамебного кератита излечивались после терапии атропином и некоторыми другими препаратами, не имеющими противомикробного действия. Недавние публикации показывают, что атропин взаимодействует с рецептором CHRM1 протистов, вызывая гибель клеток.
Инфекция обычно имитирует бактериальный лептоменингит, туберкулезный менингит или вирусный энцефалит. Неправильный диагноз часто приводит к ошибочному, неэффективному лечению. В случае правильного диагноза Acanthamoeba используются текущие методы лечения, такие как амфотерицин B, рифампицин, триметоприм - сульфаметоксазол, кетоконазол, флуконазол, сульфадиазин или альбендазол только ориентировочно успешны. Правильный и своевременный диагноз, а также улучшенные методы лечения и понимание паразита являются важными факторами в улучшении исхода инфекции Acanthamoeba. В документе, опубликованном в 2013 году, показано существенное воздействие некоторых одобренных FDA лекарств с уровнем уничтожения in vitro выше 90%. Эти результаты были эффектами in vitro, но, поскольку препараты уже одобрены, инфекции человека могут быть целевыми после расчетов доз в клинических испытаниях, проведенных с этими различными группами лекарств.
При попадании в глаз штаммы акантамебы могут вызывать акантамебный кератит, который может привести к язвам роговицы или даже к слепоте. Это состояние чаще всего возникает у тех, кто носит контактные линзы, которые не дезинфицируют линзы должным образом, что усугубляется тем, что они не вымыли руки перед тем, как брать линзы. Растворы для многоцелевых контактных линз в значительной степени неэффективны против Acanthamoeba, тогда как растворы на основе перекиси водорода обладают хорошими дезинфекционными характеристиками.
Первое излечение от инфекции роговицы было достигнуто в 1985 году в глазной больнице Мурфилдс.
в мае В 2007 г. компания Advanced Medical Optics, производитель продуктов для контактных линз Complete Moisture Plus, объявила о добровольном отзыве своих решений Complete Moisture Plus. Опасения заключались в том, что владельцы контактных линз, которые использовали их раствор, были подвержены более высокому риску развития акантамебного кератита, чем те, кто носили контактные линзы, которые использовали другие растворы. Производитель отозвал продукт после того, как Центры по контролю за заболеваниями в США обнаружили, что 21 человек, возможно, заразился инфекцией Acanthamoeba после использования Complete Moisture Plus за месяц до постановки диагноза.
Некоторые виды бактерий, которые могут вызывать заболевания человека, также способны инфицировать и размножаться среди видов Acanthamoeba. К ним относятся Legionella pneumophila, Pseudomonas aeruginosa и некоторые штаммы Escherichia coli и Staphylococcus aureus. Для некоторых из этих бактерий репликация внутри Acanthamoeba была связана с усиленным ростом макрофагов и повышенной устойчивостью к некоторым антибиотикам. Кроме того, из-за высокой распространенности Acanthamoeba в окружающей среде эти амебы были предложены в качестве экологического резервуара для некоторых патогенов человека.
A. castellanii можно встретить с высокой плотностью в различных почвенных экосистемах. Он питается бактериями, а также грибами и другими простейшими.
Этот вид способен лизировать бактерии и вырабатывать широкий спектр ферментов, таких как целлюлазы или хитиназы, и, вероятно, способствует разложению органических веществ в почве, создавая микробную петлю.
Поскольку Acanthamoeba не сильно отличается на ультраструктурном уровне от клетки млекопитающего, это привлекательная модель для исследований клеточной биологии; это важно в клеточной микробиологии, биологии окружающей среды, физиологии, клеточных взаимодействиях, молекулярной биологии, биохимии и эволюционных исследованиях из-за разносторонней роли организмов в экосистеме и способности захватывать добычу с помощью фагоцитоза, действовать как переносчики и резервуары для микробных патогенов, а также для создания серьезных инфекций человека. Кроме того, Acanthamoeba широко использовалась для понимания молекулярной биологии подвижности клеток и состояния покоя раковых клеток путем глубокого изучения процесса инцистации.
Недавно доступная Acanthamoeba последовательность генома выявила несколько ортологов генов, используемых в мейозе половых эукариот. Эти гены включали Spo11, Mre11, Rad50, Rad51, Rad52, Mnd1, Dmc1, Msh и Mlh. Это открытие предполагает, что Acanthamoeba способна к некоторой форме мейоза и может подвергаться половому воспроизводству. Более того, поскольку Acanthamoeba рано отделилась от генеалогического древа эукариот, эти результаты предполагают, что мейоз присутствовал на ранних этапах эволюции эукариот.
Благодаря простоте и экономичности выращивания штамм Neff A. castellanii, обнаруженный в пруду в парке Golden Gate в 1960-х годах, эффективно использовался в качестве классического модельного организма. в области клеточной биологии. Всего из 30 л простой среды, инокулированной A. castellanii, можно получить около 1 кг клеток после нескольких дней аэрированной культуры при комнатной температуре. Впервые в лаборатории Эдварда Д. Корна в Национальном институте здравоохранения (NIH) были обнаружены многие важные биологические молекулы и выяснены пути их образования с использованием модели Acanthamoeba. Томас Дин Поллард применил эту модель в NIH, Гарвардской медицинской школе, Медицинской школе Университета Джона Хопкинса и Институте биологических исследований Солка, чтобы открыть и охарактеризовать многие белки, которые необходимы для подвижности клеток не только амеб, но и многих других эукариотических клеток, особенно нервной и иммунной систем человека, развивающегося эмбриона и раковых клеток. Акантамеба также послужила моделью для изучения эволюции некоторых G-белков. Этот одноклеточный эукариот экспрессирует несколько GPCR на своей клеточной мембране, которые играют жизненно важную роль для микроорганизмов, инструменты биоинформатики структурной гомологии были использованы для демонстрации присутствия гомолога человеческого M1-мускаринового рецептора в A. castellanii. В прошлых исследованиях блокирование этих мускариновых рецепторов оказалось амебицидным у Acanthamoeba spp. Совсем недавно потенциал-управляемые кальциевые каналы у Acanthamoeba spp. (CavAc) имеют сходство с человеческими потенциалзависимыми кальциевыми каналами, такими как TPC-1 и кальциевые каналы L-типа, и отвечают на блокаторы Са-каналов, такие как лоперамид. Этот модельный микроб был изучен для понимания сложных нейродегенеративных состояний, включая болезнь Альцгеймера. Ученые выделили нейромедиатор ацетилхолин в Acanthamoeba и ферментный аппарат, необходимый для его синтеза.
Acanthamoeba spp. содержат разнообразные бактериальные эндосимбионты, которые похожи на человеческие патогены, поэтому они считаются потенциальными появляющимися человеческими патогенами. Точная природа этих симбионтов и польза, которую они представляют для амебного хозяина, еще предстоит выяснить. К ним относятся Legionella и патогены, подобные легионеллам.
гигантские вирусы Mimivirus, Megavirus и Pandoravirus заражают Acanthamoeba.
Члены рода Acanthamoeba необычны тем, что служат хозяевами для множества гигантских вирусов (которые имеют более 1000 гены, кодирующие белки; например, Pandoravirus, в геноме которого содержится около 2500 генов, кодирующих белок).
Акантамебу можно отличить от других родов амеб по морфологическим характеристикам. Однако дифференциация одного вида Acanthamoeba от другого по морфологии оказалась сложной задачей. На основании секвенирования 18S рДНК известные штаммы Acanthamoeba можно разделить на 12 групп, обозначенных T1-T12. Большинство изолятов, вызывающих заболевание, относятся к типу T4.
Ниже приводится список описанных видов Acanthamoeba с указанием типов последовательностей, если они известны. Виды, идентифицированные у больных, отмечены *.
Из греческого akantha (шип / шип), которое было добавлено перед словом «амеба» (изменение) описать этот организм как имеющий шиповидную структуру (acanthopodia). Этот организм теперь известен как Acanthamoeba, амфизойный, оппортунистический и неоппортунистический простейший протист, широко распространенный в окружающей среде.
