Внутриклеточный паразит
Внутриклеточные паразиты — это микропаразиты , способные расти и размножаться внутри клеток хозяина . [1] Их еще называют внутриклеточными патогенами . [2] [3]
Типы [ править ]
Выделяют два основных типа внутриклеточных паразитов: факультативные и облигатные. [2]
Факультативные внутриклеточные паразиты способны жить и размножаться в клетках-хозяевах или вне их. С другой стороны, облигатным внутриклеточным паразитам для жизни и размножения необходима клетка-хозяин. Многие из этих типов клеток требуют специализированных типов хозяев, и инвазия клеток-хозяев происходит по-разному. [2]
Факультативный [ править ]
Факультативные внутриклеточные паразиты способны жить и размножаться как внутри, так и вне клеток.
Бактериальные примеры включают:
- Бартонелла Хенселае [4]
- Франциселла Туляренсис
- Листерия моноцитогенная [5]
- Сальмонелла Тифи [6]
- Бруцелла
- Escherichia coli , особенно уропатогенные. [7]
- Легионелла
- Микобактерия
- Нокардия
- Нейссерия
- Родококк экви [8]
- Иерсиния
- Золотистый стафилококк [9]
- Микобактерия туберкулеза (в макрофагах) [10]
Примеры грибков включают:
Обязать [ править ]
Облигатные внутриклеточные паразиты паразита не могут размножаться вне клетки-хозяина, а это означает, что размножение полностью зависит от внутриклеточных ресурсов.
Все вирусы являются облигатными внутриклеточными паразитами.
Бактериальные примеры (поражающие человека):
- Хламидии и близкородственные виды. [14]
- Риккетсии
- Коксиелла
- Некоторые виды микобактерий, такие как Mycobacterium leprae , выживают в фагоцитах.
- Анаплазма фагоцитофилум [б] [15]
Примеры простейших (которые влияют на человека):
- Apicomplexans ( Plasmodium spp., Toxoplasma gondii и Cryptosporidium parvum). [16] )
- Трипаносоматиды ( Leishmania spp. и Trypanosoma cruzi )
Примеры грибков (поражающих человека):
Митохондрии ) в эукариотических клетках также могли изначально быть такими паразитами, но в конечном итоге сформировали мутуалистические отношения ( эндосимбиотическая теория . [18]
Изучение облигатных патогенов затруднено, поскольку они обычно не могут воспроизводиться вне хозяина. Однако в 2009 году ученые сообщили о методе, позволяющем Q-лихорадки возбудителю Coxiella burnetii расти в аксенической культуре, и предположили, что этот метод может быть полезен для изучения других патогенов. [19]
Необычные примеры [ править ]
Polypodium - редкий внутриклеточный паразит многоклеточных животных, отличающийся по этой причине от большинства, если не от всех, других внутриклеточных паразитов. Он живет внутри неоплодотворенных яйцеклеток (ооцитов) рыб. [20]
Вторжение [ править ]
Когда внутриклеточный паразит проникает в клетку-хозяина, это зависит от типа клетки-хозяина. Это связано с тем, что большинство внутриклеточных паразитов способны инфицировать лишь несколько различных типов клеток. [21]
- Вирусы используют ряд рецепторов хозяина для проникновения в клетку, обычно вызывая эндоцитоз . [7] см . в вирусной записи . Дополнительную информацию по этой хорошо изученной теме
- Бактерии также обычно достаточно малы, чтобы их можно было охватить эндоцитозом, который они вызывают с помощью адгезинов. В отличие от вирусов, они могут и часто действительно манипулируют поведением клетки заранее, вводя эффекторные белки в цитозоль. [7]
- Протисты обычно слишком велики, чтобы проникнуть в них посредством эндоцитоза; они используют альтернативные способы. [22]
- Plasmodium и Toxoplasma gondii являются апикомплексами , названными в честь того факта, что они имеют «апикальный комплекс», используемый для проникновения в клетку. Апикомплексан сначала перемещается по клетке в поисках идеального рецептора. Когда рецептор обнаружен, он переориентируется так, что апикальный комплекс указывает на клетку. Затем он секретирует ряд белков, образуя подвижное соединение , через которое он проникает. [22]
- Trypanosoma cruzi и Leishmania проникают, нарушая пути восстановления плазматической мембраны . Все ядросодержащие клетки используют концентрацию кальция как сигнал о повреждении мембраны. T. cruzi прикрепляется к клетке-мишени, а затем увеличивает концентрацию кальция внутри, разрушая актиновую сеть и запуская механизм восстановления. Лизосомы участвуют в этом разрушении и высвобождают свое содержимое во внеклеточную сторону, чтобы пополнить плазматическую мембрану. T. cruzi использует избыток мембраны для образования вакуоли в клетке-хозяине и проникновения в нее. [21] Поскольку этот механизм восстановления универсален для всех клеток с ядром, T. cruzi не требователен к типу клеток-мишеней. Лейшмания также использует этот механизм. [22]
- Лейшмания также может вызывать фагоцитоз . Он способен противостоять процессу деградации, который клетка осуществляет после фагоцитоза. [22]
- Микроспоридии, крошечные простейшие, родственные грибам, по-видимому, образуют «полярные трубки», которые проникают в клетку-мишень. [22]
Другие внутриклеточные паразиты разработали другие способы проникновения в клетку-хозяина, которые не требуют определенного компонента или действия изнутри клетки-хозяина. Примером могут служить внутриклеточные паразиты, использующие метод, называемый скользящей подвижностью. Это использование актин-миозинового двигателя, который связан с цитоскелетом внутриклеточных паразитов. [ нужна ссылка ]
Питание [ править ]
Большинству внутриклеточных паразитов приходится поддерживать клетки-хозяева живыми как можно дольше, пока они размножаются и растут. Для роста им нужны питательные вещества, которых может не хватать в клетке в свободной форме. Для изучения механизма, с помощью которого внутриклеточные паразиты получают питательные вещества, Legionella pneumophila в качестве модели была использована — бактериальный факультативный внутриклеточный паразит. Известно, что Legionella pneumophila получает питательные вещества, способствуя протеасомной деградации хозяина. Саморазложение белков хозяина на аминокислоты обеспечивает паразита основным источником углерода и энергии. [23]
Восприимчивость [ править ]
Люди с дефицитом Т-клеток особенно восприимчивы к внутриклеточным патогенам. [24]
См. также [ править ]
Пояснительные примечания [ править ]
Ссылки [ править ]
- ^ Орта, Мария Фатима; Андраде, Лусиана Оливейра; Мартинс-Дуарте, Эрика Сантос; Кастро-Гомес, Тьяго (15 февраля 2020 г.). «Инвазия клеток внутриклеточными паразитами – множество путей к инфекции» . Журнал клеточной науки . 133 (4). дои : 10.1242/jcs.232488 . ПМИД 32079731 .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с Леон-Сикайрос, Нидия; Короли-Корты, Руфь; Гуадрон-Плейнс, Альма М.; Мадуэна-Милл, Хесус; Леон-Сикайрос, Клаудия; Канисалес-Роман, Адриан (2015). «Стратегии внутриклеточных патогенов для получения железа из окружающей среды» . БиоМед Исследования Интернэшнл . 2015 : 1–17. дои : 10.1155/2015/476534 . ISSN 2314-6133 . ПМЦ 4450229 . ПМИД 26120582 .
- ^ Тхакур, А; Миккельсен, Х; Юнгерсен, Г. (2019). «Внутриклеточные патогены: иммунитет хозяина и стратегии устойчивости микробов» . Журнал иммунологических исследований . 2019 : 1356540. дои : 10.1155/2019/1356540 . ПМИД 31111075 .
- ^ «Бартонелла Хенсела» (PDF) .
- ^ Драмси, Шейнур; Коссар, Паскаль (18 марта 2002 г.). «Листериолизин О» . Журнал клеточной биологии . 156 (6): 943–946. дои : 10.1083/jcb.200202121 . ISSN 0021-9525 . ПМК 2173465 . ПМИД 11901162 .
- ^ Янч, Дж.; Чиккабалли, Д.; Хенсель, М. (2011). «Клеточные аспекты иммунитета к внутриклеточной Salmonella enterica». Иммунологические обзоры . 240 (1): 185–195. дои : 10.1111/j.1600-065X.2010.00981.x . ПМИД 21349094 . S2CID 19344119 .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с Коссар, П.; Хелениус, А. (1 августа 2014 г.). «Эндоцитоз вирусов и бактерий» . Перспективы Колд-Спринг-Харбор в биологии . 6 (8): а016972. doi : 10.1101/cshperspect.a016972 . ПМК 4107984 . ПМИД 25085912 .
- ^ Келли, Б.Г.; Уолл, ДМ; Боланд, Калифорния; Мейер, WG (2002). «Изоцитратлиаза факультативного внутриклеточного возбудителя Rhodococcus equi» . Микробиология . 148 (Часть 3): 793–798. дои : 10.1099/00221287-148-3-793 . ПМИД 11882714 .
- ^ Браво-Сантано; и др. (2018). «Внутриклеточный золотистый стафилококк модулирует метаболизм центрального углерода хозяина для активации аутофагии» . Американское общество микробиологии . 3 (4): e00374–18. дои : 10.1128/mSphere.00374-18 . ПМК 6083095 . ПМИД 30089650 .
- ^ Даффе, М.; Этьен, Г. (июнь 1999 г.). «Капсула микобактерии туберкулеза и ее значение для патогенности» . Туберкулез и болезни легких . 79 (3): 153–169. дои : 10.1054/tuld.1998.0200 . ПМИД 10656114 .
- ^ Себгати Т.С., Энгл Дж.Т., Голдман В.Е. (ноябрь 2000 г.). «Внутриклеточный паразитизм Histoplasma capsulatum: вирулентность грибов и зависимость от кальция». Наука . 290 (5495): 1368–72. Бибкод : 2000Sci...290.1368S . дои : 10.1126/science.290.5495.1368 . ПМИД 11082066 .
- ^ Альварес, М.; Бернс, Т.; Луо, Ю.; Пирофски, Луизиана ; Касадевалл, А. (2009). «Исход внутриклеточного патогенеза Cryptococcus neoformans в моноцитах человека» . БМК Микробиология . 9:51 . дои : 10.1186/1471-2180-9-51 . ПМК 2670303 . ПМИД 19265539 .
- ^ Стеркель, Алана К.; Меттельман, Роберт; Вютрих, Марсель; Кляйн, Брюс С. (15 февраля 2015 г.). «Недооцененный внутриклеточный образ жизни Blastomyces dermatitidis» . Журнал иммунологии . 194 (4): 1796–1805. doi : 10.4049/jimmunol.1303089 . ISSN 1550-6606 . ПМЦ 4373353 . ПМИД 25589071 .
- ^ Аманн Р., Шпрингер Н., Шёнхубер В., Людвиг В., Шмид Э.Н., Мюллер К.Д., Мишель Р. (январь 1997 г.). «Облигатные внутриклеточные бактериальные паразиты акантамеб, родственные Chlamydia spp» . Прикладная и экологическая микробиология . 63 (1): 115–21. Бибкод : 1997ApEnM..63..115A . дои : 10.1128/АЕМ.63.1.115-121.1997 . ПМК 168308 . ПМИД 8979345 .
- ^ Фоли, Джанет Э.; Ньето, Натан С.; Барбет, Энтони; Фоли, Патрик (15 декабря 2009 г.). «Разнообразие антигенов у паразитической бактерии Anaplasma phagocytophilum возникает из избирательно представленных, пространственно сгруппированных функциональных псевдогенов» . ПЛОС ОДИН . 4 (12): е8265. Бибкод : 2009PLoSO...4.8265F . дои : 10.1371/journal.pone.0008265 . ISSN 1932-6203 . ПМК 2789410 . ПМИД 20016821 .
- ^ Дэн, М.; Ланкто, Калифорния; Абрахамсен, М.С. (2004). «Регуляция Cryptosporidium parvum экспрессии генов эпителиальных клеток человека». Международный журнал паразитологии . 34 (1): 73–82. дои : 10.1016/j.ijpara.2003.10.001 . ПМИД 14711592 .
- ^ Дэвид Энтони Бернс; Стивен М. Бретнак; Нил Х. Кокс; Кристофер Э.М. Гриффитс, ред. (2010). Учебник дерматологии Рука. Том. 4 (8-е изд.). Чичестер: Уайли-Блэквелл. п. 28. ISBN 978-1-4051-6169-5 .
- ^ Линн Саган (1967). «О происхождении митозирующих клеток». J Теория Биол . 14 (3): 255–274. Бибкод : 1967JThBi..14..225S . дои : 10.1016/0022-5193(67)90079-3 . ПМИД 11541392 .
- ^ Омсланд А., Кокрелл Д.К., Хоу Д., Фишер Э.Р., Виртанева К., Стердевант Д.Э., Порселла С.Ф., Хайнцен Р.А. (17 марта 2009 г.). «Бесклеточный рост бактерии Ку-лихорадки Coxiella burnetii» . Труды Национальной академии наук США . 106 (11): 4430–4. Бибкод : 2009PNAS..106.4430O . дои : 10.1073/pnas.0812074106 . ПМК 2657411 . ПМИД 19246385 .
- ^ Эванс, Нью-Мексико; Линднер А.; Райкова Е.В.; Коллинз АГ; Картрайт П. (2008). «Филогенетическое размещение загадочного паразита Polypodium hydriforme в типе Cnidaria» . Эволюционная биология BMC . 8 (1): 139. Бибкод : 2008BMCEE...8..139E . дои : 10.1186/1471-2148-8-139 . ПМК 2396633 . ПМИД 18471296 .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Лейриан, Патрисия; Родригес, Кристина Д; Альбукерке, Соня С; Мота, Мария М (декабрь 2004 г.). «Выживание простейших внутриклеточных паразитов в клетках-хозяевах» . Отчеты ЭМБО . 5 (12): 1142–1147. дои : 10.1038/sj.embor.7400299 . ISSN 1469-221X . ПМК 1299194 . ПМИД 15577928 .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с д и Орта, Мария Фатима; Андраде, Лусиана Оливейра; Мартинс-Дуарте, Эрика Сантос; Кастро-Гомес, Тьяго (15 февраля 2020 г.). «Инвазия клеток внутриклеточными паразитами – множество путей к инфекции» . Журнал клеточной науки . 133 (4). дои : 10.1242/jcs.232488 . ПМИД 32079731 .
- ^ Цена, КТ Д; Аль-Куадан, Т; Сантик, М; Розеншин, Я; Абу Квайк, Ю. (2011). «Протеосомная деградация хозяина приводит к образованию аминокислот, необходимых для внутриклеточного роста бактерий». Наука . 334 (6062): 1553–7. Бибкод : 2011Sci...334.1553P . дои : 10.1126/science.1212868 . ПМИД 22096100 . S2CID 206537041 .
- ^ Баннистер, Барбара А.; Гиллеспи, Стивен Х.; Джонс, Джейн (2006). «Глава 22». Инфекция: микробиология и управление . Молден, Массачусетс: Уайли-Блэквелл. п. 432. ИСБН 1-4051-2665-5 .