Růstové cykly bakterií III.

Prezentace na téma: "Růstové cykly bakterií III."— Transkript prezentace:

1 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

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

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

4 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

5 Infekce hostitelské buňky
Vhodný hostitel 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 Přeměna hostitele ve sféroblast. Hydrolytické enzymy. Elongace do septovaného vlákna Po vyčerpání živin fragmentace vlákna Lyze hostitelské buňky bdelloplast Životní cyklus: 1-3h Produkce až 15ti nových predátorů

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

7

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

9 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

10 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

11 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 Chlamydia psittaci, 100x Dr. Jean Sander

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

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

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

15 Chlamydiové infekce v ČR
Lymphogranuloma venereum  a trachom se v našich podmínkách nevyskytují (pouze importované nákazy) 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 

16 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 Příznaky onemocnění CPN Zkoumán vztah k: bronchopulmonální karcinom chlamydiová a postchlamydiová reaktivní artritida arterioskleróza - onemocnění CNS atd.

17

18

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

20 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

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

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

23 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

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

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

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

27 Chlamydie modifikují membránu např.proteinem Inc.
HeLa 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.

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

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

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

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

32

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

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

35 T Shinohara et al, Mol. Phys.,  2003