Acanthamoeba

Acanthamoeba polyphaga cyst.jpg
Acanthamoeba
Phase kontrastmikrofotografi av en Acanthamoeba polyphaga cysta.
Vetenskaplig klassificering
Domän: Eukaryota
Provins: Amoebozoa
Klass: Discosea
Beställa: Centramoebida
Familj: Acanthamoebidae
Släkte:
Acanthamoeba Volkonsky 1931
Typ art
Acanthamoeba castellanii
Volkonsky 1931

Acanthamoeba är ett släkte av amöbor som vanligen återvinns från jord, sötvatten och andra livsmiljöer . Acanthamoeba har två evolutionära former, den metaboliskt aktiva trofozoiten och en vilande, stresstålig cysta . Trofozoiter är små, vanligtvis 15 till 25 μm långa och amöbiska till formen. I naturen Acanthamoeba -arter frilevande bakterivorer , men i vissa situationer kan de orsaka infektioner ( acanthamebiasis ) hos människor och andra djur.

Distribution

Acanthamoeba spp. är bland de vanligaste protozoerna som finns i miljön. De distribueras över hela världen och har isolerats från jord, luft, avlopp, havsvatten, klorerade simbassänger, kranvatten, flaskvatten, tandbehandlingsenheter, sjukhus, luftkonditioneringsenheter och kontaktlinsfodral. Dessutom har de isolerats från mänsklig hud, näshålor, strupar och tarmar, såväl som växter och andra däggdjur.

Roll i sjukdom

Acanthamoeba encefalit mikroskopi och molekylär diagnostik : skalbar: 10 μm

Sjukdomar orsakade av Acanthamoeba inkluderar keratit och granulomatös amöbisk encefalit (GAE). Det senare ses ofta men inte alltid hos immunsupprimerade patienter. GAE orsakas av att amöbor kommer in i kroppen genom ett öppet sår och sedan sprider sig till hjärnan. Kombinationen av värdimmunsvar och utsöndrade amöbalproteaser orsakar massiv hjärnsvullnad vilket resulterar i döden hos cirka 95 % av de infekterade.

Granulomatös amöbisk encefalit (GAE)

Granulomatös amöbisk encefalit (GAE) orsakas av amöbisk infektion i det centrala nervsystemet (CNS). Det kännetecknas av neurologiska symtom inklusive huvudvärk, kramper och avvikelser i mental status. Dessa förvärras gradvis under veckor till månader, vilket leder till döden hos de flesta patienter. Infektion är i allmänhet förknippad med underliggande tillstånd som immunbrist , diabetes, maligniteter, undernäring, systemisk lupus erythematosus och alkoholism. Parasiten kommer in i kroppen genom skärsår i huden eller genom att andas in i de övre luftvägarna. Parasiten sprider sig sedan genom blodet in i CNS. Acanthamoeba passerar blod-hjärnbarriären på sätt som ännu inte är förstått. Efterföljande invasion av bindväven och induktion av pro-inflammatoriska svar leder till neuronal skada som kan vara dödlig inom några dagar. Rena granulomatösa lesioner är sällsynta hos patienter med AIDS och andra relaterade immunbristtillstånd, eftersom patienterna inte har tillräckligt antal CD+ve T-celler för att ge ett granulomatöst svar på Acanthamoeba-infektion i CNS och andra organ och vävnader. En perivaskulär cuffing med amöbor i nekrotisk vävnad är vanligt att hitta i AIDS och relaterade T-cellsimmunbristtillstånd.

Hjärnbiopsi avslöjar normalt allvarliga ödem och hemorragisk nekros . En patient som har drabbats av denna sjukdom uppvisar vanligtvis subakuta symtom, inklusive förändrad mental status, huvudvärk, feber, nackstelhet, kramper och fokala neurologiska tecken (som kranialnervspares och koma), allt leder till döden inom en vecka till flera månader . På grund av sällsyntheten av denna parasit och brist på kunskap är inga bra diagnoser eller behandlingar för Acanthamoeba -infektion nu kända. Fall av Acanthamoeba- keratit i det förflutna har lösts från en behandling bestående av atropin och vissa andra läkemedel utan antimikrobiella effekter. Nyligen publicerade publikationer visar att atropin stör protistens CHRM1- receptor, vilket orsakar celldöd.

Infektion efterliknar vanligtvis bakteriell leptomeningit , tuberkulös meningit eller viral encefalit. Den felaktiga diagnosen leder ofta till felaktig, ineffektiv behandling. Om Acanthamoeba diagnostiseras korrekt, är de nuvarande behandlingarna, såsom amfotericin B , rifampicin , trimetoprim - sulfametoxazol , ketokonazol , flukonazol , sulfadiazin eller albendazol , endast preliminärt framgångsrika. Korrekt och snabb diagnos, såväl som förbättrade behandlingsmetoder och förståelse för parasiten, är viktiga faktorer för att förbättra resultatet av infektion med Acanthamoeba . En artikel publicerad 2013 har visat betydande effekter av vissa FDA-godkända läkemedel med en in vitro dödningsfrekvens över 90 %. Dessa resultat var in vitro -effekter, men eftersom läkemedlen redan är godkända kan mänskliga infektioner riktas efter dosberäkningar i kliniska prövningar gjorda med dessa olika grupper av läkemedel.

Acanthamoebic keratit

Patogen Acanthamoeba sett under ett ljusmikroskop

När de finns i ögat kan Acanthamoeba- stammar orsaka akantamoebisk keratit , vilket kan leda till sår på hornhinnan eller till och med blindhet. Detta tillstånd förekommer oftast bland kontaktlinsbärare som inte desinficerar sina linser ordentligt, vilket förvärras av att de inte tvättar händerna innan de hanterar linserna. Multifunktionella kontaktlinslösningar är till stor del ineffektiva mot Acanthamoeba , medan väteperoxidbaserade lösningar har goda desinfektionsegenskaper.

Det första botemedlet mot en hornhinneinfektion uppnåddes 1985 på Moorfields Eye Hospital .

I maj 2007 utfärdade Advanced Medical Optics, tillverkare av Complete Moisture Plus Contact Lens Solution-produkter, en frivillig återkallelse av sina Complete Moisture Plus-lösningar. Rädslan var att kontaktlinsbärare som använde sin lösning löpte högre risk för akantamoebisk keratit än kontaktlinsbärare som använde andra lösningar. Tillverkaren återkallade produkten efter att Centers for Disease Control i USA fann att 21 personer möjligen hade fått en Acanthamoeba- infektion efter att ha använt Complete Moisture Plus månaden före diagnosen.

Som en bakteriell reservoar

Flera arter av bakterier som kan orsaka sjukdomar hos människor kan också infektera och replikera inom Acanthamoeba- arter. Dessa inkluderar Legionella pneumophila , Pseudomonas aeruginosa och några stammar av Escherichia coli och Staphylococcus aureus . För vissa av dessa bakterier har replikation inuti Acanthamoeba associerats med ökad tillväxt i makrofager och ökad resistens mot vissa antibiotika. Dessutom, på grund av den höga förekomsten av Acanthamoeba i miljön, har dessa amöbor föreslagits fungera som en miljöreservoar för vissa mänskliga patogener.

Ekologi

A. castellanii kan hittas i höga tätheter i olika markekosystem. Den jagar bakterier, men också svampar och andra protozoer.

Denna art kan lysera bakterier och producera ett brett spektrum av enzymer, såsom cellulaser eller kitinaser, och bidrar förmodligen till nedbrytningen av organiskt material i jorden, vilket bidrar till den mikrobiella slingan .

Fysiologi

Roll som modellorganism

Eftersom Acanthamoeba inte skiljer sig mycket på ultrastrukturell nivå från en däggdjurscell, är det en attraktiv modell för cellbiologiska studier; det är viktigt inom cellulär mikrobiologi, miljöbiologi, fysiologi, cellulära interaktioner, molekylärbiologi, biokemi och evolutionära studier, på grund av organismernas mångsidiga roller i ekosystemet och förmåga att fånga byten genom fagocytos, fungera som vektorer och reservoarer för mikrobiella patogener och att producera allvarliga mänskliga infektioner. Dessutom Acanthamoeba använts i stor utsträckning för att förstå den molekylära biologin av cellmotilitet och cancercellsvila genom djupgående utforskning av encystationsprocessen.

Den nyligen tillgängliga Acanthamoeba genomsekvensen avslöjade flera ortologer av gener som används i meios av sexuella eukaryoter . Dessa gener inkluderade Spoll , Mrel1 , Rad50 , Rad51 , Rad52 , Mndl, Dmcl , Msh och Mlh . Detta fynd tyder på att Acanthamoeba är kapabel till någon form av meios och kan genomgå sexuell reproduktion. Dessutom, eftersom Acanthamoeba divergerade tidigt från det eukaryota släktträdet, tyder dessa resultat på att meios var närvarande tidigt i den eukaryota evolutionen.

På grund av sin lätthet och ekonomi i odlingen har Neff-stammen av A. castellanii , upptäckt i en damm i Golden Gate Park på 1960-talet, effektivt använts som en klassisk modellorganism inom cellbiologi. Från bara 30 L enkelt medium inokulerat med A. castellanii kan cirka 1 kg celler erhållas efter flera dagars luftad odling vid rumstemperatur. Pionjärer i Edward D. Korns laboratorium vid National Institutes of Health (NIH), har många viktiga biologiska molekyler upptäckts och deras vägar belysts med hjälp av Acanthamoeba -modellen. Thomas Dean Pollard tillämpade denna modell vid NIH, Harvard Medical School , Johns Hopkins University School of Medicine och Salk Institute for Biological Studies för att upptäcka och karakterisera många proteiner som är väsentliga för cellmotilitet, inte bara i amöbor, utan också i många andra eukaryota celler, särskilt de i människans nerv- och immunsystem, det utvecklande embryot och cancerceller. Acanthamoeba har också fungerat som en modell för att studera utvecklingen av vissa G-proteiner. Denna encelliga eukaryot uttrycker få GPCR över dess cellmembran som har en avgörande roll för mikroorganismen, strukturell homologi bioinformatikverktyg har använts för att visa närvaron av en homolog av human M1-muskarinreceptor i A. castellanii . Blockering av dessa muskarina receptorer i tidigare studier har visat sig vara amöbicid i Acanthamoeba spp. På senare tid har spänningsstyrda kalciumkanaler i Acanthamoeba spp. (CavAc) har rapporterats ha likheter med mänskliga spänningsstyrda kalciumkanaler såsom TPC-1 och L-typ kalciumkanaler och svara på Ca-kanalblockerare som loperamid. Denna modellmikrob har studerats för att förstå komplexa neurodegenerativa tillstånd inklusive Alzheimers sjukdom. Forskare har isolerat en signalsubstans acetylkolin i Acanthamoeba och det enzymatiska maskineriet som behövs för dess syntes.

Endosymbionter

Acanthamoeba spp. innehåller olika bakteriella endosymbionter som liknar mänskliga patogener, så de anses vara potentiella framväxande mänskliga patogener. Den exakta karaktären av dessa symbionter och fördelen de representerar för den amöbiska värden måste fortfarande klargöras. Dessa inkluderar Legionella och Legionella -liknande patogener.

Jättevirus

Jättevirusen Mimivirus , Megavirus och Pandoravirus infekterar Acanthamoeba . _

Medlemmar av släktet Acanthamoeba är ovanliga i att fungera som värdar för en mängd olika jättevirus (som har mer än 1000 proteinkodande gener; till exempel Pandoravirus , som har cirka 2500 proteinkodande gener i sitt genom).

Mångfald

Acanthamoeba kan särskiljas från andra släkten av amöbor baserat på morfologiska egenskaper. Det har emellertid visat sig vara svårt att skilja en art av Acanthamoeba från en annan genom morfologi. Baserat på 18S rDNA- sekvensering kan kända Acanthamoeba- stammar organiseras i 12 grupper, betecknade T1-T12. De flesta sjukdomsframkallande isolat tillhör typ T4.

Nedan är en lista över beskrivna arter av Acanthamoeba , med sekvenstyper noterade där kända. Arter som har identifierats hos sjuka patienter är markerade med *.

  • A. astronyxis (Ray & Hayes 1954) Sida 1967 * (T7)
  • A. byersi Qvarnström, Nerad & Visvesvara 2013 *
  • A. castellanii Volkonski 1931 * (T4) [ A. terricola Pussard 1964 ]
  • A. comandoni Pussard 1964 (T9)
  • A. culbertsoni (Singh & Das 1970) Griffin 1972 * (T10)
  • A. divionensis Pussard & Pons 1977 (T4)
  • A. echinulata Pussard & Pons 1977
  • A. gigantea Schmöller 1964
  • A. glebae (Dobell 1914)
  • A. gleichenii Volkonsky 1931
  • A. griffini Sawyer 1971 (T3)
  • A. hatchetti Sawyer, Visvesvara & Harke 1977 * (T11)
  • A. healyi Moura, Wallace & Visvesvara 1992 (T12)
  • A. hyalina Dobel & O'connor 1921
  • A. jacobsi Sawyer, Nerad & Visvesvara 1992
  • A. keratit *
  • A. lenticulata Molet & Ermolieff-braun 1976 (T3)
  • A. lugdunensis Pussard & Pons 1977 * (T4)
  • A. mauritaniensis Pussard & Pons 1977 (T4)
  • A. micheli Corsaro et al. 2015
  • A. palestinensis (Reich 1933) Sida 1977 * (T1)
  • A. paradivionensis Pussard & Pons 1977 (T4)
  • A. pearcei Nerad et al. 1995
  • A. polyphaga (Puschkarew 1913) Volkonsky 1931 * (T4)
  • A. pustulosa Pussard & Pons 1977 (T2)
  • A. pyriformis (Olive & Stoianovitch 1969) Spiegel & Shadwick 2016
  • A. quina Pussard & Pons 1977 *
  • A. rhysodes (Singh 1952) Griffin 1972 * (T4)
  • A. royreba Willaert, Stevens & Tyndall 1978
  • A. sohi Kyung-il & Shin 2003
  • A. stevensoni Sawyer et al. 1993 (T11)
  • A. triangularis Pussard & Pons 1977 (T4)
  • A. tubiashi Lewis & Sawyer 1979 (T8)

Etymologi

Från grekiskans akantha (pigg/tagg), som lades till före "amoeba" (förändring) för att beskriva denna organism som en ryggradsliknande struktur ( acanthopodia ). Denna organism är nu välkänd som Acanthamoeba , en amfizoisk, opportunistisk och icke-opportunistisk protozoisk protist som är allmänt spridd i miljön.

Se även

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Acanthamoeba&oldid=1136089450 "