Hansens trollstav

Hansens trollstav

Mycobacterium leprae ( Ziel-Nelsen färg )
vetenskaplig klassificering
Domän:bakterieSorts:AktinobakterierKlass:AktinobakterierOrdning:MycobacterialesFamilj:MycobacteriaceaeSläkte:MykobakterierSe:Hansens trollstav
Internationellt vetenskapligt namn
Mycobacterium leprae ( Hansen 1880) Lehmann och Neumann 1896
Synonymer
  • Bacillus leprae Hansen 1880

Hansens trollstav , eller Hansens bacill [1] ( lat.  Mycobacterium leprae ) är en art av aktinomyceter från familjen Mycobacteriaceae , ett av de orsakande medlen till spetälska (spetälska).

Mycobacterium leprae ( lat.  Mycobacterium leprae ) är en bakterie som orsakar spetälska, även känd som Hansens sjukdom, vilket är en kronisk infektionssjukdom som påverkar de perifera nerverna och påverkar hud, ögon, näsa och muskler. Spetälska kan förekomma i alla åldrar från spädbarn till hög ålder, men det går att bota och behandling kan förebygga funktionsnedsättning. Arten upptäcktes 1873 av den norske läkaren Gerhard Hansen [2] som letade efter bakterierna i hudknölarna på spetälska patienter. Det var den första bakterien som identifierades som orsakande sjukdom hos människor.

Lepra

Lepra orsakad av Hansens bacill är en kronisk granulomatös sjukdom som kan förekomma i tre kliniska former: lepromatös, tuberkuloid och odifferentierad [3] . Perifera nerver och nervändar, de övre luftvägarna, ögonen och hos män är testiklarna övervägande påverkade . De huvudsakliga överföringsvägarna är luftburna och kontakt [4] .

På grund av sjukdomens svårighetsgrad och bristen på sannolikhet för konvalescens, fördrevs ofta spetälska från bosättningarna. Dessutom har isolering av sjuka i spetälska kolonier praktiserats sedan medeltiden . Förmodligen fördes spetälska till Europa från västra Asien under korstågen [5] .

Bakteriers morfologi och fysiologi

Det är en intracellulär, pleomorf, syrafast, patogen bakterie. M. leprae är en aerob stav (stavformad bakterie) med parallella sidor och runda ändar, omgiven av en karakteristisk vaxartad beläggning unik för mykobakterier. Den är mycket lik Mycobacterium tuberculosis till storlek och form. Denna bakterie finns ofta i stort antal i spetälska spetälska härdar, som vanligtvis är samlade som cigarrer eller i en stockade. På grund av sin tjocka vaxartade beläggning färgar M. leprae med karbolfuchsin snarare än den traditionella Gram-färgen . Det tar flera veckor för kulturen att mogna.

Optisk mikroskopi visar M. leprae som klumpar, rundade massor eller i grupper av stavar bredvid varandra, från 1 till 8 µm i längd och 0,2 till 0,5 µm i diameter. Svårigheten med att odla organismen verkar vara att det är en obligatorisk intracellulär parasit som saknar många av de nödvändiga generna för självständig överlevnad. Den komplexa och unika cellväggen, som gör Mycobacterium svår att förstöra, verkar också vara ansvarig för den extremt långsamma replikationshastigheten. Virulensfaktorer inkluderar en vaxartad yttre beläggning som bildas under produktionen av mykolsyror, unika för mykobakterier. De bildar inte sporer och kapslar , de är orörliga. Förgrenade, segmenterade former finns i kulturer.

Cytoplasman av Mycobacterium lepra är omgiven av flera membran:

Nukleoiden består av cirkulärt DNA utan plasmider .

Patogenen är en obligat intracellulär parasit [6]  — tillväxt erhölls inte på näringsmedier som användes för att odla den tuberkulösa patogenen, men de kunde odlas på flytande äggmedier som innehöll lysat av testiklar från djur och fiskar. Litteraturen beskriver även möjligheten att odla på speciella medier med tillsats av vassleprotein vid en temperatur på 32 °C, men tillväxten är också långsam. Kulturella former skiljer sig från vävnadsformer och förlorar sin patogenicitet för djur [7] .

I laboratoriet upprätthålls linjer av denna mykobakterie i bältdjur , såväl som på tassarna på möss.

Patogenes

Inkubationstiden för M. leprae kan variera från 6 månader till 40 år [8] .

Bakterien replikerar intracellulärt i histiocyter och nervceller och har två former. En form är "tuberkuloid", som orsakar ett cellulärt svar som begränsar dess tillväxt. I denna form förökar sig M. leprae vid inträdesplatsen, vanligtvis huden, invaderar och koloniserar Schwann-celler. Mikroben inducerar sedan T-hjälparlymfocyter, epiteloidceller och jättecellsinfiltration av huden, vilket resulterar i stora tillplattade fläckar med upphöjda och upphöjda röda kanter på huden hos infekterade individer. Dessa plåster har torra, bleka, hårlösa lesioner åtföljda av förlust av känsel i huden. Förlust av känsel kan utvecklas som ett resultat av invasion av perifera sensoriska nerver. Fläckar vid punkten för penetration genom huden och förlust av smärtkänsla är viktiga kliniska tecken på att en person har en tuberkulös form av spetälska.

Den andra formen av spetälska är den "lepromatösa" formen, där mikrober förökar sig i makrofager vid inträdesplatsen. De växer också i epitelvävnaderna i ansiktet och örsnibbarna. Inducerade suppressor-T-celler är många, men epiteloid- och jätteceller är sällsynta eller saknas. När cellmedierad immunitet försämras uppträder ett stort antal M. leprae i makrofager, och hos infekterade patienter uppträder papler markerade med hudveck vid ingångsstället. Den gradvisa förstörelsen av hudnerverna leder till vad som kallas det "klassiska lejonansiktet". Den utbredda penetrationen av denna mikrob kan leda till allvarliga skador på kroppen; till exempel förlust av ben, fingrar och tår.

Genom

Genomet av Hansens bacillus dechiffrerades framgångsrikt 2001 på materialet från en stam som isolerades i delstaten Tamil Nadu ( Indien ) och betecknades TN . Dess längd var 3 268 203 baspar och innehållet av guanin och cytosin var 57,8 %. Värdena visade sig vara mycket lägre än motsvarande värden för det orsakande medlet för tuberkulos  - Kochs bacillus (4 441 529 par respektive 65,6%).

Antalet vanliga gener för Mycobacterium tuberculosis och Mycobacterium leprae är cirka 1500. Jämförande analys visar att mykobakterier som härstammar från en gemensam förfader hade en liknande genomstorlek i det inledande skedet. Minskningen av genomet från 4,42 miljoner baspar till 3,27 miljoner baspar står för förlusten av cirka 1200 gensekvenser. En betydande minskning av det genetiska materialet i M. leprae åtföljdes, förutom förlusten av gener, av genetiska omarrangemang och uppkomsten av pseudogener från tidigare fungerande gener: endast 50 % av genomet kodar för proteiner (i M. tuberculosis , detta siffran är 91 %) [9] .

I en tidigare studie [10] erhölls ett något lägre värde på innehållet av guanin-cytosin-par (56,2±1%). Genomstorleken bestämd i detta arbete: (2,2±0,3)⋅10 9 dalton (motsvarande (3,5±0,5) miljoner baspar) skiljer sig inte signifikant från sekvenseringsdata. Studien gav också data om skillnaderna mellan genomen för Mycobacterium lepra och Mycobacterium "lufu" (andelen GC-par är 61 %, genomet har en storlek på 3,1⋅10 9 dalton), samt skillnader från Mycobacterium vaccae ( andelen GC-par är 65 %, genomet har dimensioner på 3,1⋅10 9 dalton).

I arbetet av genetiker från universitetet i Tübingen publicerat 2013 i tidskriften Science visades det att patogenens arvsmassa inte har förändrats mycket under 500 år [11] .

Studien av DNA-provet BEL024 från Studenka nekropolis (Vitryssland) gjorde det möjligt att identifiera en ny genotyp av spetälska. Studiet av bakteriegenom från tidigare outforskade regioner (Vitryssland, Iberia, Ryssland, Skottland), från flera platser i en region (Cambridgeshire, England) och från två iberiska spetälskkolonier gjorde det möjligt för oss att bekräfta data om den genetiska variationen hos M. leprae i Europa och förekomsten av liknande fylogeografiska modeller för hela Europa, inklusive en hög mångfald i spetälskkolonier [12] .

Likhet med Mycobacterium "lufu"

I sina arbeten bevisade M. Yu. Yushin identiteten hos frilevande mykobakterier- saprofyter Mycobacterium lufu och parasitiska Mycobacterium leprae [13] . Men när man studerade arvsmassan hos olika typer av mykobakterier, erhölls data om skillnaderna mellan arvsmassan för Mycobacterium leprasy och Mycobacterium "lufu" (andelen GC-par är 61 %, genomet har en storlek på 3,1⋅109 dalton ), såväl som skillnader från Mycobacterium vaccae (andelen GC-par är 65 %, genomet har en storlek på 3,1⋅109 dalton).

Anteckningar

  1. ↑ Hansens trollstav - artikel från Great Soviet Encyclopedia . 
  2. ↑ Biografi om Gerhard Hansen Arkiverad 4 april 2012. på whonameedit.com  _
  3. ↑ Vorobyov A. A.  Atlas för medicinsk mikrobiologi, virologi och immunologi. - MIA, 2003. - S. 75. - ISBN 5-89481-136-8
  4. ↑ 1 2 Borisov L. B.  Medicinsk mikrobiologi, virologi och immunologi. - MIA, 2005. - S. 442-443. — ISBN 5-89481-278-X
  5. ↑ Great Soviet Encyclopedia Volym 49. s. 119. Artikel EPIDEMIC (otillgänglig länk) . Hämtad 14 juni 2013. Arkiverad från originalet 5 mars 2016. 
  6. ↑ Vorobyov A. A.  Atlas för medicinsk mikrobiologi, virologi och immunologi. - MIA, 2003. - S. 44. - ISBN 5-89481-136-8
  7. ↑ Pyatkin K. D. Mikrobiologi med virologi och immunologi. - M .: Medicin, 1971. - S. 267-268.
  8. ↑ Spetälska . doktorland.ru. Hämtad 14 augusti 2015. Arkiverad från originalet 17 augusti 2013.
  9. ↑ Cole ST, Eiglmeier K., Parkhill J. et al. (2001). Massivt genförfall i spetälskabacillen. Nature 409 (6823): 1007-1011 doi : 10.1038/35059006 PMID 11234002
  10. ↑ Clark-Curtiss JE et al. Molekylär analys av DNA och konstruktion av genomiska bibliotek av Mycobacterium leprae  (engelska)  // Journal of Bacteriology : journal. - 1985. - Vol. 161 , nr. 3 . - P. 1093-1102 . — PMID 3882664 .
  11. ↑ Forskare "återupplivade" orsaksmedlet för medeltida spetälska - Tidigare: Vetenskap / infox.ru . Hämtad 14 juni 2013. Arkiverad från originalet 18 juni 2013.
  12. ↑ Saskia Pfrengle et al. Mycobacterium leprae mångfald och populationsdynamik i medeltida Europa från nya antika genom-ID, arkeologiska provnamn arkeologiska datum, provbeskrivning, ålder vid döden, mitokondriella haplogrupper och arkeologiskt och molekylärt kön av alla analyser Arkiverad 6 oktober 2021 på Wayback Machine
  13. ↑ Biologiska paralleller till Mycobacterium leprae och Mycobacterium "lufu" M. Yu. Yushin