Микропаразит, способный расти и размножаться в клетке-хозяине.
Внутриклеточные паразиты — это микропаразиты , способные расти и размножаться внутри клеток хозяина . [1] Их еще называют внутриклеточными патогенами . [2] [3]
Типы
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
Факультативные внутриклеточные паразиты способны жить и размножаться как внутри, так и вне клеток.
Облигатные внутриклеточные паразиты не могут размножаться вне клетки-хозяина, а это означает, что размножение паразита полностью зависит от внутриклеточных ресурсов.
Все вирусы являются облигатными внутриклеточными паразитами.
Изучение облигатных патогенов затруднено, поскольку они обычно не могут воспроизводиться вне хозяина. Однако в 2009 году ученые сообщили о методе, позволяющем возбудителю Q-лихорадки Coxiella burnetii расти в аксенической культуре, и предположили, что этот метод может быть полезен для изучения других патогенов. [19]
Необычные примеры
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
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] Дополнительную информацию по этой хорошо изученной теме см. в вирусной статье .
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 путем эндоцитоза; они используют альтернативные способы. [22]
Plasmodium и Toxoplasma gondii относятся к апикомплексам , названным 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 цитата ]
Питание
Большинству внутриклеточных паразитов приходится сохранять 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, в качестве модели была использована Legionella pneumophila — 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
Люди с дефицитом Т-клеток особенно восприимчивы к внутриклеточным патогенам. [24]
^ Только в исследованиях на животных на начальных стадиях заражения. [13]
^ Некоторые источники говорят, что это паразит, некоторые нет.
Рекомендации
^ Орта, Мария Фатима; Андраде, Лусиана Оливейра; Мартинс-Дуарте, Эрика Сантос; Кастро-Гомес, Тьяго (15 февраля 2020 г.). «Вторжение в клетку внутриклеточных паразитов – множество путей к инфекции». Журнал клеточной науки . 133 (4). дои : 10.1242/jcs.232488 . ПМИД 32079731.
^ abc Леон-Сикайрос, Нидия; Рейес-Кортес, Рут; Гуадрон-Льянос, Альма М.; Мадуэнья-Молина, 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 микроорганизмов». Журнал иммунологических исследований . 2019 : 1356540. дои : 10.1155/2019/1356540 . ПМИД 31111075.
^ "Bartonella henselae" (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.
^ abc 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.
^ Браво-Сантано; и другие. (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.
↑ Омсланд А., Кокрелл, округ Колумбия, 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.
^ аб 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.
^ abcde Horta, Мария Фатима; Андраде, Лусиана Оливейра; Мартинс-Дуарте, Эрика Сантос; Кастро-Гомес, Тьяго (15 февраля 2020 г.). «Вторжение в клетку внутриклеточных паразитов – множество путей к инфекции». Журнал клеточной науки . 133 (4). дои : 10.1242/jcs.232488 . ПМИД 32079731.
^ Цена, CT D; 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. PMID 22096100. S2CID 206537041.
^ Баннистер, Барбара А.; Гиллеспи, Стивен Х.; Джонс, Джейн (2006). «Глава 22». Инфекция: микробиология и управление . Молден, Массачусетс: Уайли-Блэквелл. п. 432. ИСБН1-4051-2665-5.