Оглавление
- 1 Микобактерия туберкулеза
- 1.1 Описание и физиология M. tuberculosis
- 1.2 Микроскопия и культура
- 1.3 Морфология и родственные виды
- 1.4 Патофизиология и передача
- 1.5 Гранулемы и патогенез
- 1.6 Резистентность и симптомы
- 1.7 Типирование штаммов
- 1.8 Геном и метаболизм M. tuberculosis
- 1.9 Семейства генов и некодирующие РНК
- 1.10 Гены устойчивости к антибиотикам
- 1.11 Эпигеном и эволюция
- 1.12 Коэволюция с современными людьми
- 1.13 Распространение и доминирующие линии
- 1.14 История и распространение туберкулеза
- 1.15 Устойчивость к антибиотикам
- 1.16 Туберкулез с множественной лекарственной устойчивостью
- 1.17 Альтернативные терапевтические меры
- 1.18 Генетика хозяина
- 1.19 Восстановление ДНК
- 1.20 История и вакцина
- 1.21 Полный текст статьи:
- 2 Микобактерия туберкулеза – Arc.Ask3.Ru
Микобактерия туберкулеза
-
Описание и физиология M. tuberculosis
- M. tuberculosis, также известный как палочка Коха, является возбудителем туберкулеза.
- Бактерия имеет восковой налет на поверхности клеток, что делает её непроницаемой для окрашивания по Граму.
- M. tuberculosis обладает высокой аэробной активностью и требует большого количества кислорода.
- Бактерия делится каждые 18-24 часа и имеет необычную клеточную стенку, богатую липидами.
-
Микроскопия и культура
- M. tuberculosis не окрашивается по Граму, для её выявления используются кислотоустойчивые красители.
- Бактерия имеет изогнутую палочковидную форму и часто выглядит завернутой из-за жирных кислот в клеточной стенке.
- M. tuberculosis можно вырастить в лабораторных условиях, но развивается медленно.
-
Морфология и родственные виды
- Длина бактерий составляет 2,71±1,05 мкм, средний диаметр — 0,345±0,029 мкм.
- M. tuberculosis является частью генетически родственной группы видов микобактерий.
-
Патофизиология и передача
- Люди являются единственными известными резервуарами M. tuberculosis.
- Бактерия передается воздушно-капельным путем.
- M. tuberculosis избегает уничтожения макрофагами благодаря своей клеточной стенке и выработке дитерпенового изотуберкулозинола.
-
Гранулемы и патогенез
- Гранулемы являются характерным признаком туберкулезной инфекции и регулируют иммунный ответ.
- M. tuberculosis выделяет 1-туберкулозиниладенозин, который нейтрализует рН и вызывает набухание лизосом.
- PPM1A ингибирует апоптоз макрофагов, что обеспечивает M. tuberculosis безопасную репликативную нишу.
-
Резистентность и симптомы
- Резистентные штаммы M. tuberculosis развились из-за мутаций в генах.
- Симптомы включают кашель, кровохарканье, боль в груди, потерю веса, утомляемость и лихорадку.
-
Типирование штаммов
- Типирование штаммов полезно для расследования вспышек туберкулеза.
- Метод переменного числа тандемных повторов (VNTR) используется для различения штаммов.
- VNTR-типизация обеспечивает более высокое разрешение, чем PFGE.
-
Геном и метаболизм M. tuberculosis
- Геном штамма H37Rv включает 3959 генов, из которых 40% имеют охарактеризованную функцию.
- Геном содержит 250 генов, участвующих в метаболизме жирных кислот, что свидетельствует о важности липидного обмена для выживания патогена.
- Бактерии предпочитают жирные кислоты углеводным субстратам, что подтверждает важность липидного обмена.
-
Семейства генов и некодирующие РНК
- Около 10% кодирующей способности приходится на семейства генов PE/PPE, кодирующие кислые белки.
- В геноме M. tuberculosis обнаружены девять некодирующих sRNA и еще 56 случаев, предсказанных на биоинформационном скрининге.
-
Гены устойчивости к антибиотикам
- Исследование генома нескольких штаммов выявило новые взаимосвязи и гены лекарственной устойчивости.
- Некоторые гены и межгенные области могут быть вовлечены в устойчивость к нескольким лекарственным средствам.
-
Эпигеном и эволюция
- Секвенирование одной молекулы выявило три ДНК-метилтрансферазы у M. tuberculosis.
- Мутации в MamA вызывают межклеточное мозаичное метилирование, что может приводить к фенотипическому разнообразию.
- M. tuberculosis развился в Африке и, скорее всего, на Африканском Роге.
- M. tuberculosis комплекс включает различные виды, заражающие животных и человека.
-
Коэволюция с современными людьми
- Существуют две версии о возрасте M. tuberculosis и его распространении.
- Одна версия предполагает, что M. tuberculosis развился 40 000-70 000 лет назад и распространился вместе с людьми.
- Другая версия утверждает, что M. tuberculosis развился 4000-6000 лет назад и распространился за последние 4000-6000 лет.
-
Распространение и доминирующие линии
- Среди семи признанных родословных M. tuberculosis только две линии распространены во всем мире: 2-я и 4-я.
- Lineage 4 наиболее широко распространена и доминирует в Северной и Южной Америке.
-
История и распространение туберкулеза
- Lineage 4 развивалась в Европе и распространилась по всему миру с 13 века.
- Туберкулез четвертой линии появился в Северной и Южной Америке в 1492 году.
- Lineage 4 распространилась из Европы в Африку в эпоху Великих географических открытий.
-
Устойчивость к антибиотикам
- M. tuberculosis устойчив к антибиотикам, что представляет угрозу для общественного здравоохранения.
- В 2019 году заболеваемость туберкулезом с лекарственной устойчивостью составила 3,4% среди новых случаев и 18% среди ранее леченных случаев.
- Страны с высокими показателями заболеваемости: Китай, Индия, Россия и Южная Африка.
-
Туберкулез с множественной лекарственной устойчивостью
- МЛУ-ТБ характеризуется устойчивостью к изониазиду и рифампицину.
- Устойчивость к рифампицину обусловлена мутациями в гене rpoB.
- Устойчивость к изониазиду обусловлена мутациями в генах inhA и katG.
-
Альтернативные терапевтические меры
- MmpL3 является перспективной мишенью для ингибиторов, так как его нокаут обладает бактерицидным действием.
- Ингибиторы MmpL3 могут действовать синергически с другими противотуберкулезными препаратами.
-
Генетика хозяина
- Туберкулез имеет генетическую составляющую, что подтверждается исследованиями близнецов и GWAS.
- Обнаружены три генетических локуса риска, включая 11p13 и 18q11.
-
Восстановление ДНК
- M. tuberculosis подвергается атакам, повреждающим ДНК, от активных форм кислорода и азота.
- ДНК-полимераза 2 активируется при заражении мышей и способствует выживаемости M. tuberculosis.
- Два основных пути репарации DSB: HR и NHEJ.
-
История и вакцина
- M. tuberculosis был описан Робертом Кохом в 1882 году.
- Вакцина БЦЖ эффективна против детских и тяжелых форм туберкулеза, но не рекомендуется в США.
- Вакцинация БЦЖ вызывает “тренированный иммунитет”, который может улучшить иммунный ответ на COVID-19.
- ДНК-вакцины обладают потенциалом для лечения туберкулеза и сокращения сроков лечения.