suis Brucella

Brucella suis
Kultura Brucella suis
Klasyfikacja naukowa
Domena:	Bakteria
Gromada:	pseudomonadota
Klasa:	alfaproteobakterie
Zamówienie:	hipobakterie
Rodzina:	Brucellaceae
Rodzaj:	Brucella
Gatunek:	B. Suis
Nazwa dwumianowa
suis Brucella Huddlesona, 1929

Brucella suis to bakteria wywołująca brucelozę świń , chorobę odzwierzęcą , która dotyka świnie . Choroba zazwyczaj powoduje przewlekłe zmiany zapalne w narządach rozrodczych podatnych zwierząt lub zapalenie jąder , a nawet może atakować stawy i inne narządy. Najczęstszym objawem jest poronienie u podatnych loch ciężarnych na każdym etapie ciąży. Inne objawy to tymczasowa lub trwała bezpłodność, kulawizna, porażenie tylnego odcinka kręgosłupa, zapalenie stawów kręgosłupa i powstawanie ropni. Przenosi się głównie przez spożycie zakażonych tkanek lub płynów, nasienie podczas hodowli i ssanie zakażonych zwierząt.

Ponieważ bruceloza zagraża zaopatrzeniu w żywność i powoduje falującą gorączkę, Brucella suis i inne gatunki Brucella ( B. melitensis , B. abortus , B. ovis , B. canis ) są uznawane za potencjalne rolnicze, cywilne i wojskowe czynniki bioterrorystyczne.

Objawy i oznaki

Najczęstszym objawem klinicznym po zakażeniu B. suis jest poronienie u ciężarnych samic, zmniejszona produkcja mleka i bezpłodność. Bydło może również zostać zarażone przejściowo, gdy dzieli pastwiska lub pomieszczenia z zakażonymi świniami, a B. suis może być przenoszona przez mleko krowie.

U świń rozwija się również zapalenie jąder (obrzęk jąder), kulawizna (niepełnosprawność ruchowa), porażenie kończyn tylnych lub zapalenie stawów kręgosłupa (zapalenie stawów).

Przyczyna

Brucella suis jest Gram-ujemną , fakultatywną , wewnątrzkomórkową bakterią coccobacillus , zdolną do wzrostu i namnażania się wewnątrz komórek gospodarza, w szczególności komórek fagocytarnych. Nie są również tworzące zarodniki, otoczkowe ani ruchliwe. wici są jednak obecne w genomie B. suis , ale uważa się, że są to tajemnicze pozostałości, ponieważ niektóre zostały obcięte, a innym brakowało kluczowych elementów aparatu wiciowego. W modelach mysich wić jest niezbędna do normalnego cyklu zakaźnego, w którym niezdolność do złożenia kompletnej wici prowadzi do poważnego osłabienia bakterii.

Brucella suis dzieli się na pięć biowarów (szczepów), gdzie biowary 1–3 zakażają dziki i świnie domowe, a biowary 1 i 3 mogą powodować ciężkie choroby u ludzi. Natomiast biowar 2 występujący u dzików w Europie wykazuje łagodne objawy kliniczne lub nie wykazuje ich wcale i nie może zarażać zdrowych ludzi, ale zaraża świnie i zające.

Patogeneza

Fagocyty są niezbędnym składnikiem wrodzonego układu odpornościowego gospodarza z różnymi mechanizmami obrony przeciwbakteryjnej w celu usunięcia patogenów przez wybuch oksydacyjny , zakwaszenie fagosomów i fuzję fagosomu i lizosomu. Z kolei B. suis opracował sposoby przeciwdziałania obronie komórek gospodarza w celu przetrwania w makrofagach i powstrzymywania odpowiedzi immunologicznych gospodarza.

B. suis zawiera gładki lipopolisacharyd (LPS), który ma łańcuch O pełnej długości, w przeciwieństwie do szorstkiego LPS, który ma skrócony łańcuch O lub nie ma go wcale. Ta cecha strukturalna pozwala B. suis na interakcję z tratwami lipidowymi na powierzchni makrofagów, które mają zostać zinternalizowane, a utworzony bogaty w lipidy fagosom jest w stanie uniknąć fuzji z lizosomami przez ten szlak endocytarny. Ponadto to ukradkowe wejście do makrofagów nie wpływa na normalne przemieszczanie się komórek. Gładki LPS hamuje również apoptozę komórek gospodarza przez O-polisacharydy poprzez mechanizm niezależny od TNF-alfa , co pozwala B. suis uniknąć aktywacji układu odpornościowego gospodarza.

Wewnątrz makrofagów B. suis jest w stanie wytrzymać szybkie zakwaszenie w fagosomie do pH 4,0–4,5 poprzez ekspresję genów metabolizmu, głównie do syntezy aminokwasów. Kwaśne pH jest w rzeczywistości niezbędne do replikacji bakterii poprzez indukcję głównych genów wirulencji operonu virB i syntezę białek opiekuńczych DnaK . DnaK jest częścią białek szoku cieplnego 70 i pomaga w prawidłowej syntezie i aktywacji niektórych czynników wirulencji.

Ponadto gen transportu niklu z B. suis , nikA , jest aktywowany przez niedobór jonów metali i ulega jednokrotnej ekspresji w fagosomie. Nikiel jest niezbędny w wielu reakcjach enzymatycznych, w tym w ureolizie w celu wytworzenia amoniaku, który z kolei może neutralizować kwaśne pH. Ponieważ B. suis nie jest w stanie rosnąć w silnie kwaśnym środowisku, może być chroniony przed zakwaszeniem przez amoniak .

Streszczenie:

• Brucella suis napotyka makrofagi, ale nie dochodzi do wybuchu oksydacyjnego.
• Tratwy lipidowe są niezbędne do penetracji makrofagów.
• Fagosom szybko się zakwasza, tworząc stresujące środowisko dla bakterii, co powoduje aktywację genów wirulencji.
• Tratwy lipidowe na fagosomach zapobiegają fuzji lizosomów, a normalny handel komórkami pozostaje nienaruszony.

Leczenie

Ponieważ B. suis jest fakultatywny i wewnątrzkomórkowy oraz jest w stanie przystosować się do warunków środowiskowych w makrofagach, wskaźniki niepowodzeń leczenia i nawrotów są wysokie. Jedynym skutecznym sposobem kontrolowania i zwalczania choroby odzwierzęcej jest szczepienie wszystkich podatnych żywicieli i eliminacja zakażonych zwierząt. Szczepionka Brucella abortus (szorstka LPS Brucella ), opracowana dla brucelozy bydła i licencjonowana przez USDA Animal Plant Health Inspection Service, wykazała ochronę u niektórych świń i jest również skuteczna przeciwko zakażeniu B. suis , ale obecnie nie ma zatwierdzonej szczepionki dla świń bruceloza.

Wojna biologiczna

W Stanach Zjednoczonych B. suis był pierwszym środkiem biologicznym uzbrojonym w 1952 roku i został przetestowany w terenie z bombami wypełnionymi B. suis zwanymi bombami kasetowymi M33 . Jest jednak uważany za jeden ze środków mniejszego zagrożenia, ponieważ wiele infekcji przebiega bezobjawowo, a śmiertelność jest niska, ale jest używany bardziej jako środek obezwładniający.