Microsporidia: charakterystyka, taksonomia, cykl życia, reprodukcja

Microsporidia to typ grzybów, które grupują ponad 1400 gatunków należących do 200 rodzajów. Jego lokalizacja w Królestwie Grzybów jest kontrowersyjna ze względu na brak chityny na większości etapów cyklu życiowego, ponieważ obecność chityny w ścianach komórkowych jest szeroko stosowaną cechą do definiowania grzyba.

Mikrosporidia to komórki eukariotyczne. Mają dobrze zdefiniowaną tylną wakuolę, jądro i błonę plazmatyczną. Są one pokryte warstwą ochronną złożoną z białek i chityny, które zapewniają jej wysoką odporność na środowisko. Brak im niektórych organelli typowych dla eukariotów, takich jak mitochondria, aparat Golgiego i peroksysomy.

Mikrosporidia są obligatoryjnymi pasożytami wewnątrzkomórkowymi kręgowców i bezkręgowców. Najczęstszym gatunkiem w układzie pokarmowym człowieka są Enterocytozoon bieneusi i Encephalitozoon intestinalis .

Zakażenie u ludzi mikrosporydiami nazywane jest mikrosporidiozą. Występuje głównie u ludzi, którzy przeszli przeszczepy narządów lub immunosupresję, takich jak osoby zakażone ludzkim wirusem niedoboru odporności. Dotyczą również dzieci, osób starszych lub osób noszących soczewki kontaktowe.

Genomy gatunków tego rodzaju są wykorzystywane jako modele do badania interakcji żywiciel-pasożyt.

Ogólna charakterystyka

Grzyby z rodzaju Microsporidia tworzą nie mobilne zarodniki, które różnią się wielkością w zależności od gatunku. W zakażeniach ludzkich stwierdzono zarodniki, które mierzą od 1 do 4 mikronów.

Zarodniki mają kilka typowych organelli Microsporidii:

• Tylna wakuola zajmująca ponad jedną trzecią objętości komórki.
• Polaroplast, struktura błoniasta zlokalizowana w przednim segmencie komórki.
• Dysk kotwiczny, spiralna struktura, która wije się wokół sporoplazmy i łączy rurkę polarną z komórką gospodarza podczas procesu infekcji.
• Liczba spirali, które formy organelli stanowią cechę diagnostyczną gatunku filoli.

Taksonomia i systematyka

Taksonomia i systematyka gromady Microsporidia zmieniła się z czasem i nadal budzi kontrowersje. Początkowo był klasyfikowany w Królestwie Protista jako pierwotniak, ponieważ nie przedstawia chityny w strukturach większości etapów cyklu życia.

Jednak wyniki badań wykorzystujących techniki DNA sugerują, że organizmy te należą do królestwa grzybów. Dane genomowe ujawniły, że mikrosporydy zawierają geny potrzebne do produkcji chityny. Ponadto znaleziono chitynę w strukturze zarodników w spoczynku.

Istnieją również dowody strukturalne i metaboliczne, które pozwalają rozpoznać mikrosporydię jako prawdziwe grzyby. Podobno mają wspólnego przodka z typem Zygomycetes i Mucorales.

Klasyfikacja tej krawędzi w kategoriach klas, rozkazów i rodzin jest również kontrowersyjna, więc nadal podlega przeglądowi i dyskusji. Ostatnie badania obejmują około 150 rodzajów i ponad 1200 gatunków.

Zidentyfikowaliśmy 14 gatunków jako chorobotwórczych u ludzi, rozmieszczonych w rodzajach Anncaliia, Enterocytozoon, Encephalitozoon, Nosema, Pleistophora, Trachipleistophora i Vittaforma.

Cykl życia

Mikrosporidia, w postaci zarodników, może przetrwać w otwartym środowisku przez długi czas iw niekorzystnych warunkach. Gdy zarodniki wchodzą do przewodu pokarmowego gospodarza, opuszczają swoją aktywną formę. Głównie z powodu zmian pH środowiska i zmienności stosunku stężenia kation / anion.

Podczas procesu aktywacji komórka usuwa rurkę polarną i przenika przez błonę komórki gospodarza, wstrzykując zakaźną sporoplazmę. Wewnątrz komórki występują dwie kluczowe fazy rozrodcze w mikrosporydium.

Z jednej strony występuje reprodukcja przez binarne (merogony) lub wielokrotne rozszczepienie (schizogonia). Podczas tej fazy reprodukcja materiału komórkowego zachodzi wielokrotnie przed podziałem komórek, wytwarzając zaokrąglone formy wielojądrowych plazmodium ( E. bieneusi ) lub komórek wielojądrzastych ( E. intestinalis ).

Z drugiej strony, występuje sporogonia, proces, który daje początek zarodnikom. Obie fazy mogą występować swobodnie w cytoplazmie komórek lub wewnątrz pęcherzyka.

Gdy zarodniki zwiększają liczbę i wypełniają cytoplazmę komórki gospodarza, błona komórkowa pęka i uwalnia zarodniki do otoczenia. Te dojrzałe zarodniki w stanie wolnym mogą infekować nowe komórki, kontynuując cykl życia mikrosporydiów.

Choroby

Zakażenia mikrosporidiami u ludzi są znane jako mikrosporydioza. Zakażenie przewodu pokarmowego jest najczęstszą postacią mikrosporidiozy.

W ogromnej większości przypadków występuje z powodu spożycia zarodników Enterocytozoon bieneusi . Innym razem może wystąpić z powodu infekcji jelitowych Encephalitozoon .

Zarodniki Microsporidii są zdolne do zakażenia dowolnej komórki zwierzęcej, w tym komórek owadów, ryb i ssaków. Czasami mogą zainfekować inne pasożyty.

Niektóre gatunki mają określonych gospodarzy. Encephalitozoon cuniculi występuje w gryzoniach, królikach, mięsożernych i naczelnych. E. hellem u ptaków z rodzaju psitta.

E. intestinalis u osłów, psów, świń, bydła, kóz i naczelnych. Enterocytozoon bieneusi u świń, naczelnych, psów, kotów i ptaków. Annicaiia algerae przebywa w komarach .

Zwierzęta i zarażone osoby uwalniają zarodniki do środowiska z odchodami, moczem i wydzielinami oddechowymi. W ten sposób mogą wystąpić zakażenia od osoby do osoby lub może dojść do zanieczyszczenia wody i źródeł żywności, które są najczęstszymi źródłami zakażenia.

Objawy

Infekcje Enterocytozoon bieneusi i Encephalitozoon intestinalis są klinicznie objawiające się wodnistą biegunką u dorosłych immunokompetentnych i dzieci, zwłaszcza u osób, które mieszkają lub podróżują do krajów tropikalnych.

U pacjentów z obniżoną odpornością, z HIV lub innym rodzajem upośledzenia odporności, mikrosporidioza występuje jako przewlekła biegunka i zespół wyniszczenia, cholangiopatia i zapalenie pęcherzyka żółciowego.

Inne gatunki mogą powodować zakażenie dróg moczowych, zapalenie wątroby, zapalenie otrzewnej, zapalenie mózgu, zapalenie cewki moczowej, zapalenie gruczołu krokowego, zapalenie nerek, zapalenie zatok, zapalenie rogówki i spojówki, zapalenie pęcherza, zapalenie tkanki łącznej, zakażenie rozsiane, zakażenie ogólnoustrojowe, zapalenie płuc, zapalenie mięśni i zakażenie skóry.

Leczenie

Terapia antyretrowirusowa o wysokiej skuteczności (TARVE) u pacjentów z zakażeniem HIV przywraca odpowiedź immunologiczną. Wywołuje eliminację mikroorganizmu i normalizację architektury jelitowej.

W większości zakażeń mikrosporydiami, a zwłaszcza związkami Encephalitozoon, stosuje się Albendazol, inhibitor tubuliny. Czas trwania leczenia zależy od stanu immunologicznego pacjenta i rodzaju zakażenia, niezależnie od tego, czy jest on rozpowszechniony, czy zlokalizowany.

W miejscowym zapaleniu rogówki i spojówki stosuje się fumagillinę.

Pacjenci immunokompetentni mogą otrzymywać krótkie zabiegi, a czasami infekcja jest przezwyciężana spontanicznie, bez potrzeby leczenia.