Парахламидия акантамеба

Parachlamydia acanthamoebae — это бактерия , которая относится к категории микроорганизмов, ассоциированных с хозяином . ^[2] Эта бактерия живет внутри свободноживущих амеб , что является сложной частью их размножения . ^[2] Первоначально названная Candidatus Parachlamydia acanthamoebae , ее нынешнее научное название было введено вскоре после этого. ^[2] Было показано, чтоэтот вид имеет более восьмидесяти процентов идентичности последовательности гена 16S рРНК с классом Chlamydiia . ^[3] Parachlamydia acanthamoebae имеет то же семейство, что и род Neochlamydia , с которым она имеет много общего. ^{[2] [3]}

Выделение Parachlamydia acanthamoebae приписывают Рольфу Михелю и Барбель Хауродер-Филиппчик в Берлине в 1994 году. [ ^4] Используя мазок из носа добровольцев, они смогли выделить кокковидные бактерии , которые присутствовали среди других естественно произведенных организмов . ^[1] Хотя было предпринято по крайней мере десять последующих попыток повторной изоляции, P. acanthamoebae не был изолирован снова до 1997 года, когда исследователи Рудольф Аманн, Нина Шпрингер и Вольфганг Людвиг изолировали его со штаммом вида Acanthamoeba . ^[1] Этот образец был перенесен на чашку с непитательным агаром , и паразитированный трофозоит вида Acanthamoeba размножился. ^[1] Трофозоит является активной стадией в жизненном цикле вида Acanthamoeba , в которой простейшее растет и питается. ^[1] Исследователи смогли выделить инфицированные трофозоиты этим методом только один раз, поскольку последующие попытки оказались безуспешными. ^[1] Затем исследователи взяли небольшие аликвоты организма и отфильтровали их, чтобы убедиться, что образец был чистым. ^[1] После пропускания этих образцов через центрифугу , машину с быстро вращающимся внутренним контейнером, образцы использовались для прямой амплификации гена 16S рРНК с целью формирования почти полной последовательности рРНК с помощью полимеразной цепной реакции . ^[1] Рибосомальная ДНК была секвенирована с использованием набора для секвенирования T7 от Pharmacia . ^[1] После анализа генома и подтверждения 86% идентичности последовательности гена 16S рРНК с представителями рода Chlamydia , они предложили классифицировать Parachlamydia acanthamoebae в рамках порядка Chlamydiales . ^[1]

Аманн и др. использовали ряд методов для анализа филогении Parachlamydia acanthamoebae . ^[1] Им удалось амплифицировать фрагменты рРНК , которые охватывали почти весь оперон рРНК, используя ПЦР . ^[1] Матрица расстояний использовалась для сравнения полученных последовательностей 16S и 23S рРНК с 16S рРНК с другими бактериями семейства Chlamydia , а также с другими бактериями из известных фил . ^[1] Проект ARB и инструмент FastDNAml использовались для выполнения анализов максимальной экономии и максимального правдоподобия . ^[1] Анализ максимального правдоподобия был выполнен путем сравнения последовательности рРНК из Parachlamydia acanthamoebae с последовательностями рРНК из всей базы данных проекта ARB . ^[1] Анализ максимального правдоподобия сравнивал последовательности рРНК P. acanthamoebae с теми же бактериями, которые использовались в матрице расстояний . ^[1] Их анализы показали, что P. acanthamoebae имеет 86–87% сходства последовательностей с бактериями рода Chlamydia . ^[1] Сходство последовательностей составило 70–75% по сравнению с бактериями других типов в том же домене . ^{[1] На основании} этой информации они предположили, что бактерии , вероятно, являются новым членом рода в семействе Chlamydiaceae . ^[1] Эверетт и др. задались целью определить характеристики, которые специфически отличают все семейства в порядке Chlamydiales , и при этом предположили, что образование семейства Parachlamydiaceae . ^[3] Они использовали инструменты анализа данных Sequencher для накопления последовательностей генов 23S рРНК из бактерий всех семейств в пределах Chlamydiales . ^[3] Информация о последовательностях для генов 16S рРНК этих бактерий была собрана из GenBank . ^[3] Они использовали программу Clustal W для выравнивания всех собранных данных 16S и 23S. ^[3] PAUP версии 4.0 использовалась для создания максимально экономичных и соседне-присоединяемых филогенетических деревьев. ^[3] Они обнаружили, что P. acanthamoebae имеет последовательность 16S рРНК , которая на 15% отличается, и последовательность 23S рРНК , которая на 17% отличается от членов семейства Chlamydiaceae . ^[3] Исходя из этого, они предложили сформировать новое семейство, Parachlamydiaceae , к которому в настоящее время относится P. acanthamoebae . ^[3]

Greub et al. утверждают, что, хотя и была предпринята предыдущая попытка секвенировать геном P. acanthamoebae , отсутствие мостикового элемента, который помогает в сборке последовательности и исправлении пробелов, затруднило для исследователей полное секвенирование его генома . ^[5] Пиросеквенирование с использованием метода GS20 и технологии Solatex секвенировало 1,6 Мбн сырых прочтений, каждое из которых содержало 36 п.н., которые были собраны в 95 контигов с использованием прочтений GS20 . ^[5] Эти прочтения были собраны в 8616 перекрывающихся последовательностей, которые помогли в дальнейшем развитии генома . [ ^5] С помощью сравнительной геномики с семейством Chlamydiaceae и видом Protochlamydia amoebophilia были сделаны выводы о содержании GC 35-36 % и приблизительном размере генома 2,4-3 Мбн. ^[6] Дальнейший анализ генома P. acanthamoebae показывает, что эта бактерия имеет гены , которые кодируют систему хемотаксиса , похожую на систему, обнаруженную в Escherichia coli . ^[7] Ни одна другая бактерия в Chlamydiales не была обнаружена, чтобы кодировать систему, похожую на ту, которая присутствует в P. acanthamoebae . ^[7] Эта система хемотаксиса кодирует по крайней мере 15 белков . ^[7] Коллингро и др. полагают, что эта система функциональна, поскольку они не обнаружили мутаций в последовательностях генов для этих белков . ^[7] Однако конкретная роль этой системы хемотаксиса в P. acanthamoebae неясна, поскольку эта бактерия неподвижна . ^[7]

Parachlamydia acanthamoebae широко распространена в природе, встречается как в водной, так и в наземной среде. ^[8] Благодаря симбиотическим отношениям этого организма с Acanthamoeba , он обладает способностью выживать в широком спектре экологических стрессов. ^[8] Это коккоидная бактерия диаметром 0,5 мкм, которая по-разному реагирует на окрашивание по Граму . ^[1] Это мезофильная бактерия , которую можно выращивать на клетках Vero . ^[3]

Подобно другим хламидиям , он обычно находится на двух стадиях развития, первая из которых — элементарное тельце, которое является инфекционной стадией организма . [ ^2] Другая стадия развития, на которой он обычно находится, — это ретикулярное тельце, которое является его метаболически активной делящейся стадией. ^[9] Однако Parachlamydia acanthamoebae и бактерии семейства Parachlamydiaceae также могут находиться на стадии серповидного тельца, которая, как было обнаружено, является более эффективной инфекционной стадией для организма . ^[2] Было обнаружено, что элементарное тельце является наиболее доминирующей стадией, в которой этот организм находится внутри амебы . ^[9] Исследования показали, что элементарные тельца в основном находятся в вакуолях , и по мере продолжения инкубационного времени организм продолжает размножаться внутри вакуоли . ^[2] Исследователи смогли показать, что Parachlamydia acanthamoebae в основном находится на стадии ретикулярного тельца, пока он присутствует в цитоплазме . ^[9] Этот организм находился в стадии серповидного тела только после значительного времени инкубации, и даже тогда он был обнаружен только внутри вакуолей , а не в цитоплазме инфицированной амебы . ^[9] Единственная стадия, на которой этот организм , как было доказано, находился вне амебы, была элементарной стадией. ^[9]

Parachlamydia acanthamoebae начинает свой жизненный цикл, проникая в амебу путем фагоцитоза либо на элементарной стадии, либо на стадии серпа. ^[9] В это время он начинает приобретать эндосомальный и лизосомальный интегральный гликопротеин , обозначенный как Lamp-1. ^[2] Попав в амебную клетку, организм меняет свою морфологию на ретикулярное тельце, где он затем размножается путем бинарного деления . На этой стадии они могут покинуть вакуоль и войти в цитоплазму . ^[9] В то время, когда амеба инфицирована, она начинает значительно увеличиваться в размерах. ^[9] Это можно объяснить увеличением вакуолей в цитоплазме , которые содержат Parachlamydia acanthamoebae . ^[9] Репликация организма продолжается до тех пор, пока амеба не лизируется. ^[9]

Было показано, что Parachlamydia acanthamoebae заражает и размножается в клетках обезьян и человека. ^[10] Экспериментальные модели смогли продемонстрировать, что эта бактерия может проникать, размножаться и лизировать макрофаги и пневмоциты человека . ^[11] Исследование, проведенное в 2003 году, изучало способность P. acanthamoebae проникать и выживать в макрофагах человека . ^[12] Эти исследователи собрали макрофаги человека и поместили эти клетки на пластины роста вместе с P. acanthamoebae . ^[12] Результаты этого исследования показали, что после 8-часового периода времени восемьдесят процентов макрофагов, инкубированных с живыми P. acanthamoebae , были инфицированы в среднем 3,8 бактериями и находились в вакуолях . ^[12] Их результаты также показывают, что клетки P. acanthamoebae продолжали реплицироваться внутри макрофагов и в конечном итоге вызывали апоптоз . ^[12] Хотя исследования этой бактерии и того, как она может влиять на людей, минимальны, есть несколько исследований, которые связывают P. acanthamoebae с возникновением заболеваний у людей. ^[10] Заболевания, которые связаны с этой бактерией, в первую очередь поражают дыхательную систему . ^[10] Исследования показывают, что пневмония , бронхит и атеросклероз являются одними из наиболее распространенных осложнений, возникающих при употреблении этой бактерии людьми. ^[10] Хотя эти исследования показывают, что P. acanthamoebae связана с заболеваниями человека, исследователям не удалось выделить эту бактерию непосредственно из человека. ^[10]

В исследовании, в котором оценивалось наличие различных бактерий на водоочистной станции, P. acanthamoebae были обнаружены в речной воде, которая питала водоочистную станцию, которая использовалась в эксперименте. ^[13] Эти исследователи рассмотрели различные этапы в водоочистной станции, включая песчаную фильтрацию, за которой следует озонирование и, наконец, гранулированную фильтрацию активированным углем , также известную как GAC . ^[13] Они обнаружили эту бактерию в биопленке вокруг GAC . ^[13] Из этого открытия исследователи пришли к выводу, что эта бактерия смогла обойти этап озонирования водоочистки, что означает, что она прошла через этот этап внутри необнаруженного вида Acanthamoeba . ^[13] Это показывает, что она может защитить себя от суровых условий на водоочистной станции, или что сама бактерия устойчива к озонированию . ^[13]

P. acanthamoebae также считается абортивным агентом, когда он присутствует у швейцарского крупного рогатого скота. ^{[14] [15]} Исследователи в Швейцарии случайным образом выбрали 235 поздних абортов у крупного рогатого скота во время сезона размножения 2003 и 2004 годов и использовали ПЦР для обнаружения присутствия этой бактерии в образце. ^[14] Они обнаружили, что 43 из 235 случаев дали положительный результат на наличие P. acanthamoebae . ^[14] Дальнейшее изучение этих положительных случаев показало, что 25 из 43 случаев показали некротизирующий плацентит, а 35 из 43 случаев были подтверждены положительным результатом по наличию антител , которые были вызваны против бактериальной инфекции. ^[14] Это не только пагубно для крупного рогатого скота, инфицированного бактериями , но и представляет зоонозный риск для людей, поскольку обращение с этим абортированным материалом может способствовать заражению бронхитом или пневмонией . ^{[14] [15]}

P. acanthamoebae показала, что на нее влияет присутствие антибиотиков , когда она находится внутри хозяина . [ ^16] В одном исследовании анализировались два штамма P. acanthamoebae , штамм Hall's Coccus и штамм BN9 , и проверялась их реакция на ряд распространенных антибиотиков . ^[16] Они культивировали Acanthamoeba polyphaga , распространенного эндосимбиотического хозяина P. acanthamoebae , в среде PYG и добавляли 20 мкл P. acanthamoebae в пластины роста. ^[16] Часть амебы была оставлена ​​как без лекарств, так и без P. acanthamoebae в качестве контроля для измерения жизнеспособности амебы в среде. ^[16] Другая часть была подвергнута только воздействию антибиотиков . ^[16] Цель этого состоит в том, чтобы служить контролем для оценки того, проявляет ли сама амеба какую-либо токсичность антибиотиков . ^[16] В этом эксперименте они обнаружили, что Acanthamoeba polyphaga не подвергалась воздействию ни одного из протестированных антибиотиков . ^[16] Они обнаружили, что большинство бета-лактамных антибиотиков , ванкомицин и фторхинолоны не оказали никакого влияния на рост P. acanthamoebae . ^[16] Из-за этого можно сделать вывод, что эти два штамма P. acanthamoeba устойчивы к этим антибиотикам . ^[16] Однако оба этих штамма показали подавленный рост в присутствии макролидов , доксициклина , аминогликозидов и рифампина . ^[16] Эти результаты показывают, что P. acanthamoebae проявляет восприимчивость и устойчивость к антибиотикам , что сильно отличается от других близкородственных микробов , таких как Chlamydia trachomatis или Chlamydophila pneumoniae . ^[16]