stringtranslate.com

Trypanosoma cruzi

Trypanosoma cruzi — это вид паразитических эвгленоидов . Среди простейших трипаносомы характеризуются тем, что прогрызают ткани в другом организме и питаются кровью (в основном), а также лимфой. Такое поведение вызывает заболевание или вероятность заболевания, которая зависит от организма: болезнь Шагаса у людей, случная болезнь и сурра у лошадей, а также болезнь, похожая на бруцеллез , у крупного рогатого скота. Паразитам нужно тело хозяина, и гематофагическое насекомое триатомин (описания «хищница-клоп», «конус-нос» и «целующийся клоп») является основным вектором в соответствии с механизмом заражения. Триатомин любит гнезда позвоночных животных для укрытия, где он кусает и сосет кровь для еды. Отдельные триатомины, инфицированные простейшими в результате другого контакта с животными, передают трипаносомы, когда триатомин откладывает свои фекалии на поверхность кожи хозяина, а затем кусает. Проникновению инфицированных фекалий также способствует расчесывание места укуса человеком или животным.

Этимология

Видовое название «cruzi» дано в честь бразильского ученого Освальдо Круза , который был учителем первооткрывателя Карлоса Шагаса. [4]

Жизненный цикл

Жизненный цикл Trypanosoma cruzi начинается в резервуаре животных, обычно млекопитающих, диких или домашних, включая людей. Переносчиком служит триатомовый клоп. Во время приема крови он поглощает T. cruzi . У триатомового клопа (основным видом которого с точки зрения передачи паразита человеку является Triatoma infestans ) паразит переходит в стадию эпимастиготы , что делает возможным размножение. После размножения путем бинарного деления эпимастиготы перемещаются на стенку прямой кишки, где становятся заразными. Инфекционные T. cruzi называются метациклическими трипомастиготами. Когда триатомовый клоп впоследствии принимает кровь от хозяина, он испражняется — его отходы, содержащие стадии размножения T. cruzi . В результате Трампер и Горла 1991 обнаружили, что успех передачи сосредоточен вокруг дефекационного поведения триатомина. [5] [6] [7] В качестве альтернативы, в природе и в большинстве недавних случаев эпидемиологических вспышек, заражение происходит через пероральный прием паразитов (главным образом из-за отсутствия дезинфекции инфицированной пищи в случае заражения человека). [8] [9] Трипомастиготы находятся в фекалиях и способны проникать в клетки хозяина с помощью жгутиков, характерного плавательного хвоста, доминирующего в классе простейших эвгленоидных. [10] Трипомастиготы проникают в хозяина через рану от укуса или пересекая слизистые оболочки. Клетки хозяина содержат макромолекулы, такие как ламинин , тромбоспондин , гепаринсульфат и фибронектин , которые покрывают их поверхность. [11] Эти макромолекулы необходимы для адгезии между паразитом и хозяином и для процесса вторжения паразита в хозяина. Трипомастиготы должны пересечь сеть белков, которые выстилают внешнюю часть клеток хозяина, чтобы вступить в контакт и внедриться в клетки хозяина. Молекулы и белки цитоскелета клетки также связываются с поверхностью паразита и инициируют вторжение хозяина. [11]

Патофизиология

Трипаносомоз у людей прогрессирует с развитием трипаносомы в трипомастиготу в крови и в амастиготу в тканях. По мере прогрессирования инфекции увеличивается количество инфицированных клеток, а также количество амастигот на инфицированную клетку (АПК). Если среднее значение АПК равно единице или близко к единице, инфекция только началась. Более высокое значение АПК означает, что амастиготы начали размножаться. [12]

Острая форма трипаносомоза обычно остается незамеченной, хотя может проявляться как локализованная припухлость в месте проникновения. При этой форме наблюдается повышенный паразитизм, миокардит и изменения в экспрессии генов миокарда. Хроническая форма может развиться через 30–40 лет после заражения и поражать внутренние органы (например, сердце , пищевод , толстую кишку и периферическую нервную систему ). Пораженные люди могут умереть от сердечной недостаточности и тяжелых поражений сердца. [13]

Острые случаи лечатся нифуртимоксом и бензнидазолом , но эффективная терапия для хронических случаев в настоящее время неизвестна. [ необходима цитата ]

Сердечные проявления

Исследователи болезни Шагаса продемонстрировали несколько процессов, которые происходят при всех кардиомиопатиях. Первым событием является воспалительная реакция. После воспаления происходит повреждение клеток. Наконец, в попытке организма восстановиться после повреждения клеток, в сердечной ткани начинается фиброз. [14]

Другая кардиомиопатия, встречающаяся почти во всех случаях хронической болезни Шагаса, — тромбоэмболический синдром. Тромбоэмболия описывает тромбоз, образование сгустка, а ее основным осложнением является эмболия, перенос сгустка в дистальный отдел сосуда и закупорка там. Это явление способствует смерти пациента четырьмя способами: аритмии, стаз, вторичный по отношению к расширению сердца, муральный эндокардит и сердечный фиброз. Эти тромбы также поражают другие органы, такие как мозг, селезенка и почки. [15]

Биохимическая реакция миокарда

Субклеточные результаты исследований на мышах с индуцированной инфекцией T. cruzi показали, что хроническое состояние связано с постоянным повышением фосфорилированной (активированной) внеклеточной сигнально-регулируемой киназы ( ERK ), AP-1 и NF-κB . Также было обнаружено, что митотический регулятор прогрессии G1, циклин D1, активируется. Хотя не было никакого увеличения какой-либо изоформы ERK, наблюдалась повышенная концентрация фосфорилированной ERK у мышей, инфицированных T. cruzi . Было обнаружено, что в течение семи дней концентрация AP-1 была значительно выше у мышей, инфицированных T. cruzi, по сравнению с контрольной группой. Повышенные уровни NF-κB также были обнаружены в ткани миокарда, причем самые высокие концентрации были обнаружены в сосудистой системе. С помощью вестерн-блоттинга было показано , что циклин D1 был повышен с 1-го по 60-й день после заражения. Иммуногистохимический анализ также показал, что областями, которые вырабатывают наибольшее количество циклина D1, являются сосудистая сеть и интерстициальные области сердца. [16]

Нарушения ритма

Аномалии проводимости также связаны с T. cruzi . В основе этих аномалий проводимости лежит депопуляция парасимпатических нейрональных окончаний на сердце. Без надлежащей парасимпатической иннервации можно было бы ожидать обнаружения не только хронотропных , но и инотропных аномалий. Верно, что все воспалительные и невоспалительные заболевания сердца могут проявляться формами парасимпатической денервации; эта денервация представлена ​​описательным образом при болезни Шагаса. Также было указано, что потеря парасимпатической иннервации может привести к внезапной смерти из-за тяжелой сердечной недостаточности, которая возникает во время острой стадии инфекции. [17]

Другим нарушением проводимости, проявляющимся при хронической болезни Шагаса, является изменение реполяризации желудочков, которое отображается на электрокардиограмме в виде зубца T. Это изменение реполяризации препятствует расслаблению сердца и его правильному вхождению в диастолу . Изменения реполяризации желудочков при болезни Шагаса, вероятно, вызваны ишемией миокарда . Эта ишемия также может привести к фибрилляции . Этот признак обычно наблюдается при хронической болезни Шагаса и считается незначительной электромиокардиопатией. [18]

Эпикардиальные поражения

Ворсинчатая бляшка характеризуется экзофитным эпикардиальным утолщением, что означает, что рост происходит на границе эпикарда, а не в центре массы. В отличие от молочных пятен и шагасовых четок, в ворсинчатой ​​бляшке присутствуют воспалительные клетки и сосудистая сеть. Поскольку ворсинчатая бляшка содержит воспалительные клетки, разумно предположить, что эти поражения образовались позже, чем молочные пятна или шагасовые четки. [19]

Подвижность

При наличии клеток млекопитающих трипомастиготы движутся субдиффузионным образом в течение коротких промежутков времени, но в контролируемых условиях их движение носит диффузионный характер.

Паразиты увеличивают свою среднюю скорость; они исследуют меньшие области в короткие сроки и предпочитают располагаться вблизи периферии клеток. Степень этих изменений зависит от типа клеток. Поэтому трипомастиготы T. cruzi могут чувствовать клетки млекопитающих и изменять свои модели подвижности, чтобы подготовиться к заражению. [12]

Переориентация паразита

Эпимастиготы, которые являются культурными формами T. cruzi , плавают в направлении своего жгутика из-за симметричных биений жгутика от кончика к основанию, которые прерываются крайне асимметричными биениями от основания к кончику. Переключение между обоими режимами биения облегчает переориентацию паразита, позволяя множество движений и траекторий. Подвижность эпимастигот характеризуется чередованием квазипрямолинейных и ограниченных и сложных путей. [12]

Эффективность вторжения

Эффективность инвазии положительно коррелирует со средней скоростью паразита и отрицательно коррелирует со средним квадратом смещения (MSD). Таким образом, изменения подвижности, которым подвергаются паразиты в присутствии клеток млекопитающих, могут быть функционально связаны с процессом инвазии клеток.

Более того, различные штаммы паразитов заражают различные ткани с различной эффективностью инвазии из-за высокой генетической и фенотипической изменчивости, обнаруженной среди штаммов T. cruzi . Трипомастиготы T. cruzi способны чувствовать клетки млекопитающих в разной степени, в зависимости от типа клеток, и могут изменять свои паттерны подвижности для повышения эффективности инвазии. [12]

Химия вирулентности

T. cruzi сам по себе не производит простагландины. Вместо этого Pinge-Filho et al. 1999 обнаружил, что паразит заставляет мышей перепроизводить простагландины 2-й серии . [20] Эти PG 2 являются иммуносупрессорами и, таким образом, способствуют уклонению от иммунного ответа . [20]

Имипрамины являются трипаноцидными . [20] Дойл и Вайнбах 1989 обнаружили, что имипрамин и различные его производные – 3-хлоримипрамин , 2-нитроимипрамин и 2-нитродезметилимипрамин – являются трипаноцидными in vitro . [20] Они обнаружили, что 2-нитродезметилимипрамин является наиболее эффективным среди них. [20]

Эпидемиология

Передача T. cruzi была зарегистрирована на юго-западе США, и тенденции потепления могут позволить видам-переносчикам переместиться на север. Домашние и дикие животные США являются резервуарами T. cruzi . Виды триатомовых на юге США питались человеческой кровью, но поскольку триатомовые не предпочитают типичное для США жилье, риск для населения США очень низок. [21]

Географическое распространение болезни Шагаса происходит по всему миру, но в группу высокого риска входят те, у кого нет доступа к надлежащему жилью. Резервуар болезни — дикие животные, но ее переносчик — поцелуйный клоп . Это заразное заболевание, которое может передаваться несколькими способами: врожденным путем, переливанием крови, трансплантацией органов, употреблением сырой пищи, загрязненной фекалиями инфицированных клопов, и случайным лабораторным воздействием. [ необходима ссылка ]

Более 130 видов могут переносить этого паразита [22]

Выделяют шесть таксономических субъединиц. [23]

Клинический

Инкубационный период составляет от пяти до четырнадцати дней после контакта хозяина с фекалиями. Болезнь Шагаса проходит две фазы: острую и хроническую. Острая фаза может длиться от двух недель до двух месяцев, но может остаться незамеченной, поскольку симптомы незначительны и кратковременны. Симптомы острой фазы включают отек, лихорадку, усталость и диарею. Хроническая фаза вызывает проблемы с пищеварением, запор, сердечную недостаточность и боль в животе. [ необходима цитата ]

Диагностические методы включают микроскопическое исследование, серологию или изоляцию паразита путем введения крови морской свинке, мыши или крысе. [ необходима ссылка ]

Вакцины отсутствуют. Наиболее используемый метод эпидемиологического управления и профилактики заболеваний заключается в контроле переносчиков [24] , в основном, путем использования инсектицидов и принятия профилактических мер, таких как нанесение репеллента на кожу, ношение защитной одежды и проживание в отелях более высокого класса во время путешествий. Инвестирование в качественное жилье было бы идеальным способом снизить риск заражения этой болезнью. [25]

Генетический обмен

Генетический обмен был выявлен среди полевых популяций T. cruzi . [26] Этот процесс, по-видимому, включает генетическую рекомбинацию , а также мейотический механизм . Несмотря на способность к половому размножению , естественные популяции T. cruzi демонстрируют клональные популяционные структуры. Похоже, что частые события полового размножения происходят в основном между близкими родственниками, что приводит к очевидной клональной популяционной структуре. [27]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Чагас, К. (1909). «Neue Trypanosomen: Vorläufige mitteilung» [Новая трипаносома. Предварительное сообщение]. Archiv für Schiffs-und Tropenhygiene (на немецком языке). 13 : 120–122.
  2. ^ Чагас, Карлос (1909). «Nouvelle espèce de Trypanosomiase humaine» [Новые виды трипаносомоза человека] (PDF) . Бюллетень общества экзотики (на французском языке). 2 (6): 304–307.
  3. ^ Чагас, К. (1909). «Nova especie morbida do homem, produzida por um Trypanozoma ( Trypanozoma cruzi ): nota prévia» [Новый болезненный вид человека, произведенный трипанозомой ( Trypanozoma cruzi ): предыдущее примечание]. Бразилия-Медико (на французском языке). 23 (16): 161.
  4. ^ Кропф, Симона Петралья; Са, Магали Ромеро (июль 2009 г.). «Открытие Trypanosoma cruzi и болезни Шагаса (1908-1909): тропическая медицина в Бразилии». История, Сьенсиас, Сауде-Мангиньос . 16 :13–34. дои : 10.1590/S0104-59702009000500002 . ISSN  0104-5970. ПМИД  20027916.
  5. ^ Крински, Уильям Л. (2002). Маллен, Гэри; Дерден, Лэнс (ред.). Медицинская и ветеринарная энтомология . Амстердам Бостон : Academic Press . стр. 67–86/xv–597. doi :10.1016/B978-012510451-7/50007-4. ISBN  978-0-12-510451-7. OCLC  50752006. S2CID  82769743. ISBN  0125104510 . ISBN 9780080536071 . 
  6. ^ Теллерия, Дженни; Тибайренк, Мишель, ред. (2017). Американский трипаносомоз Болезнь Шагаса: сто лет исследований . Амстердам, Нидерланды : Elsevier . doi :10.1016/B978-0-12-801029-7.00007-1. ISBN 978-0-12-801029-7. OCLC  971022099. S2CID  82080107. ISBN  0128010290 .
  7. ^ Сант'Анна, Маурисио Роберто Виана; Соареш, Адриана Коэльо; Араужо, Рикардо Насименто; Гонтихо, Нельдер Фигейредо; Перейра, Маркос Орасио (2017). «Потребление крови Triatomines (Hemiptera, Reduviidae): физические ограничения и биологическая адаптация». Журнал физиологии насекомых . 97 . Эльзевир : 20–26. дои : 10.1016/j.jinsphys.2016.08.004 . ISSN  0022-1910. ПМИД  27521585.
  8. ^ Перейра, Карен Синьори; Шмидт, Флавио Луис; Гуаральдо, Ана, Массачусетс; Франко, Регина МБ; Диас, Вивиан Л.; Пассос, Луис AC (февраль 2009 г.). «Болезнь Шагаса как болезнь пищевого происхождения». Журнал защиты пищевых продуктов . 72 (2): 441–446. дои : 10.4315/0362-028X-72.2.441.
  9. ^ Крибс-Залета, Кристофер (сентябрь 2006 г.). «Потребление вектора и насыщение контактного процесса при сильватической передаче T. cruzi». Математические популяционные исследования . 13 (3): 135–152. doi :10.1080/08898480600788576.
  10. ^ Kohl, Linda; Bastin, Philippe (2005). «Жгутик трипаносом». В Jeon, Kwang W. (ред.). Обзор клеточной биологии (PDF) . Международный обзор цитологии. Том 244. С. 227–85. doi :10.1016/S0074-7696(05)44006-1. ISBN 978-0-08-045779-6. PMID  16157182.
  11. ^ ab Ley, Victoria; Andrews, Norma W.; Robbins, Edith S.; Nussenzweig, Victor (1988). «Амастиготы Trypanosoma cruzi поддерживают инфекционный цикл в клетках млекопитающих». Journal of Experimental Medicine . 168 (2): 649–59. doi :10.1084/jem.168.2.649. PMC 2189010 . PMID  3045248. 
  12. ^ abcd Ариас-дель-Анхель, Хорхе А.; Сантана-Солано, Хесус; Сантильян, Моисес; Мэннинг-Села, Ребека Г. (28.09.2020). «Мобильные паттерны трипомастигот Trypanosoma cruzi коррелируют с эффективностью паразитарной инвазии in vitro». Scientific Reports . 10 (1): 15894. Bibcode :2020NatSR..1015894A. doi :10.1038/s41598-020-72604-4. ISSN  2045-2322. PMC 7522242 . PMID  32985548. 
  13. ^ Феррейра, Людмила Родригеш Пинто; Феррейра, Фредерико Мораес; Ложье, Лори; Кабантус, Сандрин; Наварро, Изабела Кунья; да Силва Кандидо, Дарлан; Риго, Вагнер Карвальо; Реал, Джулиана Монте; Перейра, Главсия Вилар; Перейра, Изабела Резенде; Руиво, Леонардо; Панди, Рамендра Пати; Савойя, Марильда; Калил, Хорхе; Ланн-Виейра, Хосели (21 декабря 2017 г.). «Интеграция профилей экспрессии микроРНК и генов предполагает роль микроРНК в патобиологических процессах острой инфекции Trypanosoma cruzi». Научные отчеты . 7 (1): 17990. Бибкод : 2017NatSR...717990F. doi : 10.1038/s41598-017-18080-9. ISSN 2045-2322  . PMC 5740174. PMID  29269773. 
  14. ^ Лейби, Дэвид А.; Херрон-младший, Росс М.; Рид, Элизабет Дж.; Ленес, Брюс А.; Штумпф, Роберт Дж. (2002). « Trypanosoma cruzi у доноров крови Лос-Анджелеса и Майами: влияние меняющейся демографии доноров на серопревалентность и последствия для передачи при переливании крови». Transfusion . 42 (5): 549–55. doi :10.1046/j.1537-2995.2002.00077.x. PMID  12084162. S2CID  11997057.
  15. ^ Марин-Нето, Хосе Антонио; Кунья-Нето, Эдесио; МакИел, Бенедито К.; Симойнс, Маркус В. (2007). «Патогенез хронической болезни сердца Шагаса». Тираж . 115 (9): 1109–23. doi : 10.1161/CIRCULATIONAHA.106.624296 . ПМИД  17339569.
  16. ^ Хуан, Хуан; Петкова, Стефка Б.; Коэн, Алекс В.; Бузахзах, Бумедьен; Чан, Джон; Чжоу, Цзянь-нянь; Фактор, Стивен М.; Вайс, Луис М.; Кришнамачари, Мохан; Мукерджи, Шанкар; Виттнер, Мюррей; Китсис, Ричард Н.; Пестелл, Ричард Г.; Лисанти, Майкл П.; Альбанезе, Крис; Тановиц, Герберт Б. (2003). «Активация факторов транскрипции AP-1 и NF-B при мышином миокардите Шагаса». Инфекция и иммунитет . 71 (5): 2859–67. doi :10.1128/IAI.71.5.2859-2867.2003. PMC 153290. PMID  12704159 . 
  17. ^ Барольди, Джорджио; Оливейра, Сэмюэл Дж. М.; Сильвер, Малкольм Д. (1997). «Внезапная и неожиданная смерть при клинически «немой» болезни Шагаса. Гипотеза». Международный журнал кардиологии . 58 (3): 263–8. doi :10.1016/S0167-5273(96)02878-1. PMID  9076552.
  18. ^ Валенте, Ней; Пимента, Жуан; Паола, Анджело Амато Винченцо де (2006). «Estudos eletrofisiológicos seriados do sistema éxcito-condutor do coração de pacientes com cardiopatia chagásica crônica» [Серийные электрофизиологические исследования возбуждающе-проводниковой системы сердца у пациентов с хронической чагастической кардиопатией]. Arquivos Brasileiros de Cardiologia (на португальском языке). 86 (1): 19–25. дои : 10.1590/S0066-782X2006000100004 . ПМИД  16491205.
  19. ^ Бенвенути, Луис Альберто; Гутьеррес, Пауло Сампайо (2007). «Эпикардиальные поражения при болезни Шагаса отражают воспалительный процесс». Arquivos Brasileiros de Cardiologia (на португальском языке). 88 (4): 496–8. дои : 10.1590/S0066-782X2007000400022 . ПМИД  17546284.
  20. ^ abcde Либ, Джулиан (2004). «Иммуностимулирующие и антимикробные свойства лития и антидепрессантов». Журнал инфекций . 49 (2). Британская ассоциация инфекций ( Elsevier ): 88–93. doi :10.1016/j.jinf.2004.03.006. ISSN  0163-4453. PMID  15236914.
  21. ^ Стивенс, Лори; Дорн, Патрисия Л.; Хобсон, Джулия; де ла Руа, Николас М.; Лусеро, Дэвид Э.; Клотц, Джон Х.; Шмидт, Джастин О.; Клотц, Стивен А. (2012). «Векторные кровососания и потенциал передачи болезни Шагаса, Соединенные Штаты». Новые инфекционные заболевания . 18 (4): 646–649. doi :10.3201/eid1804.111396. PMC 3309679. PMID  22469536 . 
  22. ^ Монтейру, Фернандо Араужо; Вейраух, Кристиан; Феликс, Марсио; Лазоски, Кристиано; Абад-Франч, Фернандо (2018). «Эволюция, систематика и биогеография триатомовых, переносчиков болезни Шагаса». Достижения в паразитологии . Т. 99. С. 265–344. doi :10.1016/bs.apar.2017.12.002. ISBN 978-0-12-815192-1. PMID  29530308.
  23. ^ Рейс-Кунья, Жоау Луис; Баптиста, Родриго П.; Родригес-Луис, Габриэла Ф.; Кокейру-дус-Сантос, Андерсон; Вальдивия, Хьюго О.; де Алмейда, Лейла Виана; Кардосо, Мариана Сантос; Д'Авила, Даниэлла Альчаар; Диас, Фернандо Уго Кунья; Фудзивара, Рикардо Тосио; Гальвао, Люсия MC; Кьяри, Эглер; Серкейра, Густаво Коутиньо; Бартоломеу, Даниэлла К. (13 ноября 2018 г.). «Полногеномное секвенирование полевых изолятов Trypanosoma cruzi выявляет обширную геномную изменчивость и сложные паттерны анеуплоидии внутри TcII DTU». БМК Геномика . 19 (1): 816. doi : 10.1186/s12864-018-5198-4 . PMC 6234542. PMID 30424726  . 
  24. ^ Quinde-Calderón, Leonardo; Rios-Quituizaca, Paulina; Solorzano, Luis; Dumonteil, Eric (2016). «Десять лет (2004–2014) наблюдения за болезнью Шагаса и борьбы с переносчиками в Эквадоре: успехи и проблемы» (PDF) . Tropical Medicine & International Health . 21 (1): 84–92. doi :10.1111/tmi.12620. PMID  26458237. S2CID  25754153.
  25. ^ "CDC работает 24/7". Центры по контролю и профилактике заболеваний . Получено 16.04.2016 .
  26. ^ Messenger LA, Miles MA (2015). «Доказательства и важность генетического обмена среди полевых популяций Trypanosoma cruzi». Acta Trop . 151 : 150–5. doi :10.1016/j.actatropica.2015.05.007. PMC 4644990. PMID  26188331 . 
  27. ^ Берри, Александр С.Ф.; Саласар-Санчес, Ренцо; Кастильо-Нейра, Рикардо; Боррини-Майори, Кэтти; Чипана-Рамос, Клаудия; Варгас-Макера, Мелина; Анкка-Хуарес, Дженни; Накира-Веларде, Сезар; Леви, Майкл З.; Бриссон, Дастин; Бартоломеу, Даниэлла Кастанейра (20 мая 2019 г.). «Половое размножение в естественной популяции Trypanosoma cruzi». PLOS Забытые тропические болезни . 13 (5): e0007392. дои : 10.1371/journal.pntd.0007392 . ПМК 6544315 . ПМИД  31107905. 

Внешние ссылки