Podcast o Baktérie bez bunkovej steny a intracelulárne parazity

Kapitoly

Záhada na farme

Baktéria bez brnenia

Malý, ale náročný

Kde sa skrývajú a čo spôsobujú

Stratégia útoku

Ako sa šíria

Choroby a vektory

Moderná taxonómia

Tajomní bunkoví votrelci

Životný cyklus v bunke

Choroby a ich prejavy

Tichý nepriateľ

Diagnostika a zvieratá

Zhrnutie a záver

Přepis

Tereza: Predstavte si študentku veteriny, volajme ju Lenka. Je na praxi na farme s ošípanými a všimne si, že niekoľko zvierat zvláštne kašle a ťažko dýcha. Veterinár nasadí bežné antibiotiká, penicilín, ale... nič sa nedeje. Zvieratám sa stav vôbec nelepší.

Jakub: A Lenka je zmätená. Ako je to možné? Liek, ktorý zaberá na väčšinu respiračných infekcií, je zrazu úplne neúčinný. Práve narazila na záhadný svet baktérií, ktoré porušujú všetky pravidlá.

Tereza: Počúvate Studyfi Podcast. Dnes sa pozrieme na týchto mikroskopických rebelov – mykoplazmy. Jakub, čo sú zač títo tajomní pasažieri?

Jakub: Mykoplazmy patria do triedy Mollicutes. A ten názov je kľúčový. Pochádza z latinčiny, kde 'mollis' znamená mäkký a 'cutis' je koža. Sú to v podstate baktérie s mäkkou kožou.

Tereza: Mäkká koža? To neznie pre baktériu veľmi bezpečne. Čo to presne znamená?

Jakub: Znamená to to najdôležitejšie – chýba im bunková stena. Predstav si rytiera bez brnenia. To je mykoplazma. Väčšina baktérií má pevnú bunkovú stenu, ktorá im dáva tvar a ochranu. Mykoplazmy ju nemajú.

Tereza: Aha! A to je dôvod, prečo ten penicilín na farme nezabral, však? Penicilín predsa útočí práve na bunkovú stenu.

Jakub: Presne tak! Nemôžeš zničiť niečo, čo neexistuje. To je ich superschopnosť. Sú prirodzene rezistentné voči penicilínu a podobným antibiotikám. Namiesto steny majú len trojvrstvovú cytoplazmatickú membránu.

Tereza: Takže sú v podstate... také bakteriálne améby? Menia tvar, ako sa im zachce?

Jakub: Áno, sú polymorfné, čo znamená, že majú rôzne tvary. A to vedie k ďalšej zaujímavosti. Pri Gramovom farbení sa javia ako gramnegatívne, lebo nemajú hrubú stenu, ktorá by zachytila farbivo. Ale geneticky patria ku grampozitívnym baktériám. Sú to takí malí podvodníci.

Tereza: To je ako keby niekto prišiel na maškarný ples v kostýme svojho úhlavného nepriateľa. Zmätení sú všetci.

Jakub: Perfektné prirovnanie! A aby tá ich membrána niečo vydržala, majú v nej niečo, čo iné baktérie zvyčajne nemajú – cholesterol. Požičiavajú si ho od svojho hostiteľa, aby si spevnili tú svoju „mäkkú kožu“.

Tereza: Spomínal si, že sú to malí podvodníci. Sú naozaj také malé?

Jakub: Sú to jedny z najmenších baktérií, ktoré dokážeme kultivovať v laboratóriu. Merajú len 0,1 až 0,3 mikrometra. To je také malé, že dokážu prejsť cez antibakteriálne filtre, ktoré väčšinu baktérií zachytia.

Tereza: To je neuveriteľné. Takže sa dokážu prešmyknúť tam, kam iné baktérie nie. A čo ich pestovanie v labáku? Je to jednoduché?

Jakub: Vôbec nie. Sú extrémne náročné. Keďže majú veľmi malý genóm, chýbajú im gény na výrobu mnohých dôležitých látok. Potrebujú špeciálne, obohatené pôdy, ktoré obsahujú napríklad živočíšne proteíny, steroly a nukleotidy. Sú to takí gurmáni.

Tereza: A ako vyzerajú, keď sa ich podarí vypestovať? Majú nejaký typický vzhľad?

Jakub: Áno, ich kolónie sú veľmi charakteristické. Vyzerajú ako „volské oko“ alebo „smažené vajíčko“. Majú tmavšie, vypuklé centrum, ktoré vrastá do agaru, a okolo neho svetlejšiu, redšiu perifériu. Je to naozaj unikátny pohľad.

Tereza: Dobre, takže sú to malí, nároční rebeli bez steny. Ale kde ich v tele vlastne nájdeme? Sú vždy nebezpečné?

Jakub: Nie vždy. Mnohé mykoplazmy sú bežnými komenzálmi, čo znamená, že žijú na slizniciach bez toho, aby spôsobovali problémy. Najčastejšie osídľujú dýchací a urogenitálny trakt ľudí a zvierat.

Tereza: Ale za určitých okolností sa z nich môžu stať patogény, však? Ako v tom príbehu s ošípanými.

Jakub: Presne tak. Vykazujú pomerne striktnú hostiteľskú špecificitu, takže konkrétne druhy sa viažu na konkrétnych hostiteľov. U zvierat sú známe napríklad *Mycoplasma bovis* u hovädzieho dobytka, ktorá spôsobuje zápaly pľúc a mastitídy, alebo *Mycoplasma hyopneumoniae* u ošípaných, ktorá stojí za enzootickou pneumóniou.

Tereza: A čo my, ľudia? Máme aj my svoje vlastné mykoplazmy?

Jakub: Samozrejme. Najznámejšia je asi *Mycoplasma pneumoniae*, ktorá spôsobuje takzvanú atypickú pneumóniu. A potom je tu rod *Ureaplasma*, napríklad *Ureaplasma urealyticum*, ktorá sa spája s infekciami urogenitálneho traktu.

Tereza: Ako presne tieto baktérie bez brnenia dokážu spôsobiť toľko problémov? Aká je ich stratégia útoku?

Jakub: Je veľmi zákerná. Prvý krok je adherencia – pevne sa prichytia na povrch hostiteľských buniek pomocou špeciálnych proteínov. Tým sa vyhnú tomu, aby ich telo len tak ľahko odstránilo, napríklad kašľom.

Tereza: Takže sa proste držia ako kliešť. A čo potom?

Jakub: Potom začnú škodiť. Niektoré produkujú toxické látky, napríklad peroxid vodíka, ktoré poškodzujú bunky. V dýchacích cestách to vedie k ciliostáze – riasinky, ktoré čistia sliznice, sa prestanú hýbať a neskôr úplne zmiznú.

Tereza: To otvára dvere ďalším infekciám. Je ešte niečo v ich arzenáli?

Jakub: Áno, a je to veľmi sofistikované. Dokážu modulovať imunitný systém. Aktivujú rôzne typy lymfocytov a makrofágov, čo vedie k masívnej produkcii cytokínov. A výsledkom je... silný zápal, ktorý často spôsobí väčšie škody než samotná baktéria.

Tereza: A počula som aj o niečom, čo sa volá molekulárne mimikry. To znie ako niečo zo špionážneho filmu.

Jakub: A aj to tak funguje! Niektoré antigény mykoplaziem sa nápadne podobajú na antigény hostiteľských buniek. Imunitný systém je zmätený, nevie, na koho má útočiť, a môže začať napádať vlastné tkanivá. To môže viesť k autoimunitným ochoreniam a perzistentným, dlhotrvajúcim infekciám.

Tereza: Takže tieto malé, mäkké baktérie sú v skutočnosti majstrami kamufláže a manipulácie. Fascinujúce a trochu desivé zároveň. Zhrnuli sme si ich základné vlastnosti a taktiky, čo je skvelý základ pre pochopenie, prečo sú v medicíne takým dôležitým, aj keď často prehliadaným hráčom.

Tereza: Takže ony tú bunku vlastne priamo nezničia? To je dosť zákerné.

Jakub: Presne tak. Namiesto toho, aby bunku rozbili, prinútia ju vytvoriť také výbežky. Cez ne sa potom rickettsie dostanú von a napadnú ďalšie bunky. Je to ako tajný únikový tunel.

Tereza: Takže si nevolajú taxík, proste si postavia vlastnú diaľnicu do susednej bunky.

Jakub: Perfektná analógia! A aby toho nebolo málo, ich enzýmy, ako fosfolipázy, ďalej poškodzujú bunku zvnútra.

Tereza: A aké choroby vlastne spôsobujú? Počula som o škvrnitých horúčkach.

Jakub: Áno, to je jedna veľká skupina. Patrí sem napríklad Horúčka Skalistých hôr, ktorú prenášajú kliešte. Potom tu máme skupinu škvrnitého týfusu.

Tereza: Týfus? Ten poznám z histórie.

Jakub: Presne. Epidemický týfus prenáša voš šatná z človeka na človeka, zatiaľ čo endemický prenášajú blchy z hlodavcov. Existuje aj krovinný týfus, ktorý prenášajú roztoče.

Tereza: A je v tom nejaký systém? Ako to vedci triedia?

Jakub: Jasné, aj keď sa to stále mení. Najnovšie delíme rickettsie do štyroch hlavných skupín na základe ich proteínov. Pre medicínu sú dôležité hlavne tri: skupina týfusová, skupina škvrnitých horúčok a takzvaná prechodná skupina.

Tereza: A ten krovinný týfus?

Jakub: Ten má teraz vlastnú kategóriu, volá sa Orientia. Veda sa stále vyvíja. A práve vývoj je kľúčový aj pri ďalšej téme...

Tereza: Takže, Jakub, poďme ďalej. Minule sme sa rozprávali o riketsiách, a teraz sa ponoríme do ďalšej zaujímavej čeľade. Čo nás čaká?

Jakub: Čaká nás čeľaď Anaplasmataceae. Sú to takí... veľmi špecifickí nájomníci. Sú to striktne intracelulárne baktérie, čo znamená, že prežijú jedine vnútri buniek svojho hostiteľa.

Tereza: Takže sa nedokážu len tak potulovať po tele? Musia byť vo vnútri bunky?

Jakub: Presne tak. Konkrétne žijú v bunkových vakuolách, čo sú také malé "bubliny" v cytoplazme. Sú to malé, gramnegatívne baktérie, a medzi najznámejších zástupcov patria rody Ehrlichia a Anaplasma.

Tereza: Ehrlichia... to znie povedome. Predpokladám, že to nebude nič príjemné.

Jakub: Tvoj inštinkt ťa neklame. Tieto baktérie sú známe tým, že spôsobujú ochorenia u zvierat aj ľudí. A ich hlavným spôsobom dopravy sú... kliešte.

Tereza: Och, zase tie kliešte! Tí sú proste všade, však?

Jakub: Sú to bohužiaľ veľmi efektívne taxíky pre rôzne patogény. Väčšina týchto ochorení sa vyskytuje v USA, Japonsku a na Ďalekom východe, ale jeden dôležitý druh máme aj tu v Európe.

Tereza: A ktorý to je?

Jakub: Volá sa Anaplasma phagocytophilum. Zaujímavé je, že tento jeden druh dnes zahŕňa tri, ktoré sme predtým považovali za samostatné. Spôsobuje ľudskú granulocytárnu anaplazmózu, alebo skrátene HGA.

Tereza: HGA. A čo to so mnou urobí, ak ma taký infikovaný kliešť uhryzne?

Jakub: Príznaky sú dosť nepríjemné. Hovoríme o horúčke, bolesti hlavy, bolesti svalov... a v horších prípadoch to môže viesť až k akútnemu zlyhaniu obličiek alebo syndrómu respiračnej tiesne.

Tereza: To znie naozaj vážne. Takže je to vlastne zoonóza, prenáša sa zo zvierat na človeka prostredníctvom kliešťa.

Jakub: Presne tak. Kľúčový poznatok je, že ide o intracelulárnych parazitov prenášaných kliešťami.

Tereza: Dobre, poďme sa pozrieť bližšie na to, čo sa deje, keď sa táto baktéria dostane do tela. Spomínal si, že žije vnútri buniek. Ako sa tam množí?

Jakub: Je to fascinujúci, aj keď trochu desivý proces. Predstav si to takto: infekciu začína maličké, asi 0.2 mikrometra veľké, infekčné "elementárne teliesko". To je taký malý prieskumník, ktorý vnikne do bunky.

Tereza: A čo sa stane potom? Usadí sa a relaxuje?

Jakub: To sotva. Hneď ako sa dostane do bezpečia vakuoly, zmení sa. Transformuje sa na väčšie, takzvané "iniciálne teliesko", ktoré je už schopné delenia. Je to ako keby vošiel dnu malý špión a premenil sa na továreň.

Tereza: Továreň na čo? Na ďalších špiónov?

Jakub: Presne! Toto iniciálne teliesko sa začne opakovane deliť a vytvorí celú kolóniu, ktorej hovoríme morula. Táto kolónia rastie a rastie, až kým prakticky nevyplní celú hostiteľskú bunku.

Tereza: Chudák bunka. To pre ňu asi nedopadne dobre.

Jakub: Vôbec nie. Nakoniec tá preplnená bunka praskne, ako balón. Tým sa do krvného obehu uvoľní obrovské množstvo nových, infekčných elementárnych teliesok, pripravených napadnúť ďalšie bunky.

Tereza: A to je moment, kedy človek začne cítiť príznaky, však? To masívne uvoľnenie baktérií.

Jakub: Áno. A pretože cieľovými bunkami sú často biele krvinky ako monocyty a makrofágy, ich deštrukcia vedie k leukopénii, teda nedostatku bielych krviniek, a tiež k trombocytopénii, čo je nedostatok krvných doštičiek.

Tereza: Takže to neoslabuje len imunitný systém, ale aj schopnosť zrážať krv. Dvojitý úder.

Jakub: Presne. Tento cyklus je kľúčom k pochopeniu, prečo sú tieto infekcie také zákerné.

Tereza: Dobre, takže bunky praskajú, baktérie sa šíria krvou a lymfou... Kam všade sa môžu dostať a čo tam napáchajú?

Jakub: Môžu sa usadiť v mnohých orgánoch. V kostnej dreni môžu tvoriť takzvané granulómy. Môžu spôsobiť aj granulomatózne zápaly pľúc a obličiek. Niekedy sa objaví aj hemoragický syndróm, čo je v podstate krvácanie, napríklad do tráviaceho traktu.

Tereza: Uf. Takže to nie je len nejaká lokálna infekcia v mieste uhryznutia. Toto je systémový problém.

Jakub: Presne. A netýka sa to len ľudí. Ehrlichióza je veľkým problémom aj vo veterinárnej medicíne. Trpia ňou ovce, dobytok, a veľmi často aj naši domáci miláčikovia ako psy a kone.

Tereza: Sú to tie isté druhy, ktoré infikujú zvieratá aj ľudí?

Jakub: Niekedy áno, niekedy nie. Napríklad Ehrlichia canis, ako názov napovedá, postihuje hlavne psov, ale môže infikovať aj človeka. Spôsobuje monocytovú ehrlichiózu a prenáša ju kliešť Rhipicephalus sanguineus, typický pre teplejšie, tropické oblasti.

Tereza: A čo tá naša európska Anaplasma?

Jakub: Anaplasma phagocytophilum, ktorú sme už spomínali, má široké spektrum hostiteľov. Okrem človeka napáda psy, prežúvavce aj kone. U zvierat spôsobuje ochorenie známe ako granulocytárna anaplazmóza alebo kliešťová horúčka prežúvavcov. A prenáša ju náš starý známy, Ixodes ricinus, teda kliešť obyčajný.

Tereza: Takže je to naozaj hrozba, ktorú máme doslova za rohom v lese.

Jakub: Áno. Je dôležité si uvedomiť, že ochrana pred kliešťami chráni nielen nás, ale aj našich štvornohých kamarátov. Existujú aj iné druhy, napríklad Anaplasma centrale v Ázii a Afrike, ktorá postihuje prežúvavce, alebo dokonca Aegyptianella pullorum, ktorá napáda hydinu po celom svete.

Tereza: Je to neuveriteľné, aké sú tieto malé organizmy rozmanité a ako sa dokázali adaptovať na toľko rôznych hostiteľov a prenášačov.

Jakub: Sú to majstri prežitia. To je isté. Ich schopnosť skryť sa a množiť priamo v bunkách imunitného systému je ich najväčšou zbraňou. A práve preto je dôležité o nich vedieť a chrániť sa.

Tereza: Absolútne. Takže, zhrnuli sme si čeľaď Anaplasmataceae, baktérie, ktoré žijú vo vnútri buniek a sú prenášané hlavne kliešťami. Videli sme, aký komplexný je ich životný cyklus a aké vážne ochorenia môžu spôsobiť.

Jakub: Presne tak. Dúfam, že teraz je to o niečo jasnejšie. A od týchto vnútrobunkových špecialistov sa teraz môžeme posunúť k ďalšej, rovnako fascinujúcej skupine baktérií, ktorá posúva energetický parazitizmus na úplne novú úroveň.

Tereza: A to nás plynule privádza k nášmu poslednému dnešnému patogénu. Je to taký tichý, no o to zákernejší hráč — chlamýdia.

Jakub: Presne tak. Jej najväčšia zbraň je, že infekcia je často bez príznakov. Dlho prežíva v tele a imunitný systém ju paradoxne ignoruje.

Tereza: Takže si tam len tak existuje a čaká?

Jakub: Áno, a pri chronickej infekcii začne produkovať takzvané "heat shock" proteíny. To imunitný systém vyprovokuje k prehnanej reakcii, ktorá poškodzuje vlastné tkanivá a vedie k fibróze.

Tereza: To znie nepríjemne. A netýka sa to len ľudí, však?

Jakub: Vôbec nie. Napríklad *Chlamydophila psittaci* spôsobuje problémy vtákom, ovciam a dobytku môže zase vyvolať potraty. Je to naozaj rozšírený problém.

Tereza: A ako teda tohto tichého sabotéra odhalíme?

Jakub: Máme viacero metód. Klasikou je farbenie podľa Stampa, kde sa takzvané elementárne telieska sfarbia na červeno. Ako keby sa hanbili.

Tereza: To je dobrá mnemotechnická pomôcka! A modernejšie metódy?

Jakub: Určite. Používame komerčné ELISA kity a samozrejme, najpresnejšia je PCR metóda, ktorá odhalí priamo DNA chlamýdie v rôznych vzorkách.

Tereza: Takže, aby sme si to zhrnuli. Chlamýdie sú majstri v skrývaní, spôsobujú chronické problémy a ohrozujú aj zvieratá. Našťastie, máme spoľahlivé testy na ich odhalenie.

Jakub: Presne si to vystihla. Kľúčová je prevencia a včasná diagnostika.

Tereza: Výborne. Týmto sme na konci dnešnej epizódy. Ďakujeme, že ste nás počúvali. Jakub, ďakujem ti za skvelé vysvetlenia.

Jakub: Aj ja ďakujem za pozvanie. Majte sa pekne!

Tereza: Majte sa, priatelia, a počujeme sa pri ďalšej epizóde Studyfi Podcastu!