نمونه سمینار انجام شده

انتقال توکسین های باکتریایی از سیتوزول و  دستگاه گلژی سلول یوکاریوت

خلاصه

تعدادی از توکسین های پروتئینی باکتری ها و گیاهان این امتیاز را دارند که از دستگاه گلژی عبور کرده و  سپس به سیتوزل برسند و در آنجا فعالیت خود را انجام دهند. این توکسین ها شامل توکسین گیاهی ریسین، توکسین های باکتریایی شیگا و کلرا توکسین می باشند. این توکسین ها به لیپید ها یا پروتئین های سطح سلول متصل شده و از طریق روش های آندوسیتوز وابسته به کلاترین یا غیر وابسته به کلاترین وارد سلول می شوند. انتقال معکوس از گلژی به شبکه آندوپلاسمی (ER) در بین این توکسین ها معمول است اما مکانیسم دقیق آن بسته به نوع توکسین و سلول می باشد. در داخل ER قسمتی از توکسین که از نظر آنزمی فعال است، آزاد شده ( آزاد شدن این قسمت به کمک سیستم تجزیه مرتبط با ER انجام می شود) و سپس وارد سیتوزول می شود (1).

مقدمه

تعدادی از توکسین های گیاهی مانند ریسین، آبرین، ویسکومین و مودسین و توکسین های باکتریایی مانند توکسین کلرا، اگزوتوکسین A سودوموناس آئروژینوزا و توکسین های شیگا ( تولید شده توسط شیگلا دیسانتریه و سویه های از اشریشیاکلی) برای دسترسی به سیتوزول از دستگاه گلژی استفاده می کنند (شکل1)...........

 بخشی از سمینار:

گونه های اشریشیا و شیگلا

   قبلاً تیره اشریشیه شامل تنها یک گونه منفرد E.coli بود. در طی چند سال گذشته دو تغییر در این تیره ایجاد شده است.

   اول اینکه، گونه های جدیدی از اشریشیا کشف گردید (چون این گونه ها بندرت برای انسان بیماریزا هستند، بنابراین در این بخش بحث نخواهد شد). ثانیاً جنس شیگلا براساس مطالعاتی که در آنها همولوژی اسیدهای نوکلئیک بعنوان معیار ارتباط ژنتیکی استفاده شده بود، در تیره اشریشیه قرار گرفت. به نظر می رسد دو جنس این تیره یعنی اشریشیا و شیگلا تا حدودی با هم تفاوت داشته باشند. E.coli تخمیر کننده لاکتوز و متحرک بوده و اغلب گونه های آن بعنوان پاتوژن فرصت طلب مطرح هستند. E.coli معمولاً عفونت های مثانه و کلیه، عفونتهای تنفسی، مننژیت نوزادان، بیماری های ریوی در بیماران ناتوان از نظر ایمنی و دارای کاتتر و سپسیس ایجاد می نماید. برعکس، شیگلا غیر متحرک بوده و لاکتوز را تخمیر نمی کند و یک پاتوژن واقعی است. شیگلا عامل دیسانتری باسیلی است که با تهاجم شدید و زخم مخاط کولون و اسهال موکوئیدی و خونی مشخص می شود.

خصوصیات اشریشیا

   خصوصیات عمومی. E.coli یک باسیل بی هوازی اختیاری و قسمتی از فلور نرمال روده انسان و حیوانات می باشد. هر گرم از مدفوع انسان حاوی حدود بیش از 10⁸  باکتری E.coli می باشد. E.coli بخوبی روی محیط های خیلی ساده رشد می کند، متحرک بوده و دارای فلاژل پری تریش می باشد. لاکتوز را تخمیر می کند و درخشندگی سبز رنگی روی محیط EMB تشکیل می دهد. این باکتری دارای فعالیت لیزین دکربوکسیلاز بوده و می تواند استات را به عنوان تنها منبع کربن استفاده نماید و قادر به هیدرولیز تریپتوفان به اندول می باشد.

   آزمایشگاه های مرجع سویه های E.coli را بوسیله سروتیپ های آنتی ژن O، H و K تعیین هویت می کنند. صدها آنتی ژن O و دهها آنتی ژن H و K شناسایی شده اند و آنتی ژن های K به سه گروه A,B) و L) تقسیم شده اند. یک گونه شاخص E.coli بصورت O26:K60(B6):H11  E.coli مشخص می شود.

مکانیزم بیماریزایی

   بیشتر عفونتهای E.coli بصورت فرصت طلب در کلیه، مثانه، زخم ها، ریه ها، یا مننژها، رخ داده و هر کدام ممکن است منجر به سپسیس تهدید کننده حیات گردند. هم چنین  E.coli یک پاتوژن کلیدی در عفونت های بیمارستانی می باشد. اما E.coli عامل ایجاد کننده عفونتهای مجاری ادراری کسب شده از جامعه هم می باشد و گونه های خاصی از E.coli عامل ایجاد اسهال هستند.

   این گونه های خاص تحت عنوان E.coli انتروتوکسیژنیک (ETEC)، E.coli انتروپاتوژنیک (EPEC)، E.coli انترواینویسیو (ELEC) و E.coli انتروهموراژیک (EHEC) طبقه بندی می شوند. بعلاوه چون گونه های EHEC تولید وروتوکسین (verotoxin) می نمایند (در پایین بحث شده است)، گاهاً به عنوان گونه های E.coli وروتوکسیژنیک (VTEC) نیز طبقه بندی می شوند.

(1) محصولات باکتریایی موثر در ویرولانس

   (الف) ادهزین ها (Adhesins). پیلی یا فیمبریه مهم ترین فاکتورهای ویرولانس E.coli هستند، زیرا باعث اتصال E.coli به مخاط می گردند. بیش از 80% گونه های E.coli که بعنوان عامل پیلونفریت شناخته شده اند دارای فیمبریه P(P fimbriae) هستند که به گلیکولیپیدهایی که حاوی واحدهای دی دی ساکاریدی گالاکتوز می باشند متصل می شود. فیمبریه P بطور محکم به سلولهای کلیوی و مخاطی متصل شده و به نظر می رسد از فاگوسیتوز E.coli بوسیله PMNs جلوگیری می نماید.

   معتقد هستند که گونه های EPEC که عامل اسهال در کودکان می باشند، از طریق پیلی تایپ (Type IV pilli) IV به مخاط روده متصل می شوند. این پیلی ها هم چنین بعنوان پیلی تشکیل دهنده کلاف (bundle- forming pili) شناخته شده اند و مشابه پیلی های ویبریو کلره و نایسریا کونوره می باشند[1]. گزارش شده است که دیگر گونه های E.coli ایجاد کننده اسهال پیلی هایی را بیان می کنند که بعنوان آنتی ژنهای فاکتور کلونیزاسیون (CFA or Colonization factor Antigens) شناخته می شوند. دو نوع CFA وجود دارد، در حالیکه خاصیت اتصال CFA/I بوسیله مانوز مهار می شود، CFA/II بوسیله مانوز تحت تاثیر قرار نمی گیرد[2].

کلستریدیوم دیفیسیل

 خصوصیات باکتری

کلستریدیوم دیفیسیل  متعلق به شاخه فرمیکوت ها، خانواده کلستریدیا و جنس کلستریدیوم است . باسیلی به طول 3-5 میکرومتر که در رنگ آمیزی گرم به صورت میله ای بلند با اسپور نزدیک به انتها رنگ میگیرد. هنگام رشد روی محیط های اختصاصی اسپوری تشکیل نمی شود. به دنبال رشد روی محیط کشت این باکتری را می توان با استفاده از بوی ویژه آن (اصطلاحا کود اسبی) ، فلورسانس زرد-سبز زیر نور UV با طول موج بلند ، ویا با استفاده از تست آگلوتیناسیون اسلایدی که با آنتی ژن های دیواره سلولی واکنش میدهد، تشخیص داد. تشخیص سریع کلستریدیوم دیفیسیل  با روشهای بیوشیمیایی زیر می تواند انجام گیرد : رشد روی آگار اختصاصی به دنبال دادن شوک اتانول به باکتری، تولید L-proline-aminopeptidase و هیدرولیز اسکوالین. در آنتی بیوگرام این باکتری به مترونیدازول و وانکومایسن حساسیت نشان میدهد اما ممکن است حساسیت پایینی نسبت به اریترو مایسین ،کلیندامایسین ، ریفامپین ، تتراسایکلین ، سیپروفلوکساسین و کلرامفنیکول داشته باشد. اخیرا سویه های مقاوم به فلوروکینون ها در برخی اپیدمی ها ظاهر شده اند.

 آسیب شناسی

عفونت  ناشی از کلستریدیوم دیفیسیل (CDI) بیشتر مرتبط با روده بزرگ میباشد. این باکتری عامل بیشتر موارد اسهال ناشی از مصرف آنتی بیوتیک (AAD)و تقریبا تمام موارد کولیت با غشا کاذب (PMC)  است. همچنین یکی از شایعترین عامل اسهال بیمارستانی و عفونت های بی هوازی است. عفونت آن محدود به دستگاه گوارش نیست و موارد اندک خارج روده ای نیز گزارش شده است بیماری تقریبا محدود به کولون است، مخاط آن نکروز شده و در موارد شدید غشا کاذبی مشابه آنچه که در دیفتری دیده میشود،  تشکیل میگردد. غشاهای تشکیل شده به صورت پلاک های سفید تا زرد رنگی هستند که در اندازه های متغیر چند سانتی متری و به قطر 2 میلی متر بوده که محکم به سطح مخاط زیر خود چسبیده اند و ممکن است به هم ملحق شوند. در بین پلاک های مخاطی ممکن است لکه های خونی وجود داشته باشند. از نظر میکروسکوپی این غشاها ، اگزوداهای فیبرینی هستند که محتوی لکوسیت، سلول های اپی تلیال و موسین میباشد. سطح روده ای زیر این پلاک ها طیف متنوعی از نکروز و التهاب را نشان میدهد .در مراحل اولیه بیماری ممکن است زخم های ریز برجسته در بین کریپت های روده دیده شوند. سپس نکروز های ضخیمی ظاهر میشوند که مشابه به حالت ایسکمیک و یا آسیب های ناشی از اشعه های رادیوتراپی هستند و از این نظر تشخیص را مشکل می سازند. ارتباط بین مصرف آنتی بیوتیک و ایجاد بیماری به این صورت است که با از بین رفتن میکروفلور، کلستریدیوم دیفیسیل میتواند جایگزین شده و توکسین تولید کند. چون سد دفاعی میکروفلور مانع از کلونیزاسیون کلستریدیوم دیفیسیل می شود. مصرف آنتی بیوتیک های گوناگونی مستعد کننده ابتلا به کلستریدیوم دیفیسیل هستندمسیر تجویز آنتی بیوتیک ،تعداد دفعات مصرف و محتوای میکروفلور گوارشی در این مساعد کننده شرایط نقش دارند. برای مثال مک فارلند و همکارانش دریافتند که مصرف کوتاه مدت دوز بالای سفالوسپورین ها (بیش از 10 گرم و کمتر از یک هفته) و یا مصرف پنی سیلین های وسیع الطیف به مدت بیش از 7 روز با ابتلا به عفونت کلستریدیوم دیفیسیل مرتبط هستند. در مدل هامستر نشان داده شده که تجویز خوراکی آنتی بیوتیک بیش از تزریق آن در ابتلا به بیماری دخیل است همچنین افراد پیر به علت داشتن میکروفلور ضعیف به میزان کمتری به اثرات ناشی از انتی بیوتیک جهت کلونیزاسیون کلستریدیوم دیفیسیل نیاز دارند. نوزادان که هنوز سدهای دفاعی ضعیفی دارند و در حال تشکیل میکروفلور پیچیده خود هستند توسط کلستریدیوم دیفیسیل کلونیزه می شوند و در ابتدا این باکتری از مدفوع نوزادان جدا شد و در آن ها به طور پایدار وجود دارد و در بیشتر مواقع نیز توکسین تولید میکند. اما اینکه چرا این نوزادان تحت تاثیر توکسین باکتری قرار نمیگیرند هنوز بی پاسخ مانده است .

 بیماری زایی و فاكتورهاي ويرولانس كلستريديوم ديفيسيل و توکسین های A و B

كلستريديوم ديفيسيل تعدادي از فاكتورهاي ويرولانس را توليد مي کند كه در بيماريزايي باكتري مؤثر هستند. برخي از اين فاكتورها بطور مستقيم در آسيب بافتي نقش دارند و تعدادي دیگر در اتصال و استقرار باكتري مؤثر بوده و يا بيان فاكتورهاي آسيب زا را تسهيل مي نمايند.

سويه هاي كلستريديوم ديفيسيل همانند ساير باكتريهاي بیماری زا داراي ويرولانس يكساني نمي باشند. در سال 1990 توسط Dlmee و Avesani مطالعه اي جهت بررسي ويرولانس در سويه هاي مختلف در مدل هامستر انجام شد. اين مطالعه نشان داد كه ويرولانس سويه ها با هم متفاوت بوده و سويه هايي كه مقدار بيشتري از توكسين A در شرايط in vivo ترشح مي کنند در مقايسه يا سويه هايي كه مقدار كمتري از این توكسين ترشح مي کنند از ويرولانس بيشتري برخوردار هستند. همچنين مشخص گرديد سروتيپ هاي خاصي از باكتري ويرولانس بيشتري از خود نشان می دهند. مطالعات متعددي انجام شده تا مشخص نمايند چه فاكتورهايي باعث تفاوت در ويرولانس مي گردد. كلستريديوم ديفيسيل سه توكسين مهم به نام توكسين هاي A ، B و Binary toxin را توليد مي كند. اين توكسين ها نقش اصلی درويرولانس باكتري و سهم مهمي در بیماری زایی باكتري ايفاء مي کنند.

نمونه سمینارهای انجام شده

1- آنزیمهای بتالاکتاماز در استافیلوکوک

تعداد صغحه: 37

بخشی از این سمینار

بتالاکتاماز ها در استافیلوکوک

قبل از کشف آنتی بیوتیک ها میزان مرگ و میر بیماران مبتلا به عفونت های استافیلوکوک اورئوس پاتوژن بیشتر از 80% بود. ظهور پنی سیلین در دهه 1940 به سرعت پیش آگهی بیماری را بهبود بخشید و بیشتر از 94% سویه های استافیلوکوک اورئوس به پنی سیلین حساسیت داشتند. اما این اثر بخشی فقط زمان کوتاهی دوام آورد. استفاده از پنی سیلین ها به سرعت باعث انتخاب استافیلوکوک اورئوس های شد که در اثر بیان بتالاکتاماز به این آنتی بیوتیک مقاوم شدند. استافیلوکوک اورئوس مقاوم به پنی سیلین در حدود سال 1942 در بیمارستان ها یافت شدند. تا سال 1950 بیشتر از 50% ایزوله های استافیلوکوک اورئوس نسبت به پنی سیلین مقاوم شدند و ایزوله های مقاوم ابتدا در بیمارستان ها و سپس در جامعه ظهور یافتند. در سال 1959 برای مقابله با استافیلوکوک اورئوس تولید کننده بتالاکتاماز، متی سیلین ( یک پنی سیلین نیمه سنتزی) معرفی شد. کمی بعد از آن گزارش های از ظهور مقاومت کسب شده به متی سیلین داده شد. این استافیلوکوک اورئوس جدید به نام MRSA (Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus) شناخته می شود و از آن زمان یکی از عوامل اصلی عفونت های باکتریال می باشد (1).

مقاومت آنتی بیوتیکی در ارتباط با تغییر دائمی در ژنوم باکتری می باشد که در اثر فشار محیطی به سمت مکانیسم های بهتر برای مقاومت حرکت می کند. موفقیت استافیلوکوک اورئوس به خاطر داشتن ژنوم انعطاف پذیر برای ایجاد مکانیسم های مقاومتی بوده است. استافیلوکوک دو مکانیسم برای مقاومت در برابر آنتی بیوتیک های بتالاکتام دارد. یک مکانیسم بیان آنزیم های بتالاکتاماز ( مانند بتالاکتاماز  PC1 استافیلوکوک اورئوس) می باشد. بتالاکتامازها آنتی بیوتیک های بتالاکتام را هیدرولیز نموده و از طریق فعال شدن ژن  blaZ بیان می شوند (1). بتالاکتامازهای استافیلوکوک پنی سیلین، آمپی سیلین، سایر پنی سیلین ها و بعضی از سفالوسپورین ها مانند سفالوریدین در میزان بالا هیدرولیز می کنند (2). مقاومت با سطح بالاتر نسبت به بتالاکتام ها (MRSA) در نتیجه کسب ژن mecA ایجاد می شود که پروتئین 2a متصل شونده به پنی سیلین (PBP2a) را کد می نماید. سویه های از استافیلوکوک اورئوس که دارای بتالاکتاماز یا  PBP2a (یا هر دو) هستند، به طور قابل ملاحظه ای در بین پاتوژن های انسانی وجود دارند. مقاومت وابسطه به بتالاکتاماز در بیشتر از 95% ایزوله های استافیلوکوک یافت می شود در حالی که MRSA در 25 الی 50% ایزوله های کلینیکی شمال آمریکا، اروپا و آسیا یافت می شود.

رونویسی ژن های PBP 2a و بتالاکتاماز به وسیله سیستم های تنظیمی MecR-MecI-MecA و BlaR-BlaI-BlaZ به ترتیب کنترل می شوند. این دو سیستم از نظر ساختار و عملکرد مشابه هستند. در اواسط دهه 1940 kirby کشف نمود که پنی سیلین توسط سویه های استافیلوکوک اورئوس مقاوم به پنی سیلین، تخریب می شود و پس از آن پنی سیلینازها ( بتالاکتامازها) با فعالیت کاتالیتیک بالا علیه پنی سیلین ها شناسایی شدند. مقاومت در ارتباط با بیان بتالاکتاماز بود که توسط ژن blaZ موجود بر روی پلاسمید بزرگ قابل انتقال، کد می شد. ژن bla در ارتباط با دو ژن کناری تنظیمی می باشد که شامل القاء کننده blaR1 (antirepressor signal sensor/transducer) و مهار کننده blaI می باشند (1). انتشار پنی سیلیناز از سویه های مقاوم به پنی سیلین به سویه های حساس به پنی سیلین از طریق فاژ ترانس داکشن، اولین بار در اواخر دهه 1950 اثبات شد (2). محصول ژن blaZ، بتالاکتاماز PC1 کلاس A استافیلوکوکی می باشد که از جایگاه فعال سرین برای هیدرولیز حلقه بتالاکتام استفاده می نماید. در مورد تمام بتالاکتامازهای سرین پذیرفته شده است که این آنزیم ها از آنزیم های PBP تکامل یافته اند. بیان این  بتالاکتامازها همیشگی نیست و پس از تماس استافیلوکوک اورئوس (دارای پلازمید پنی سیلیناز) با بتالاکتام ها القاء می شوند (1). ............

2-سندروم برنارد سولیر:

تعداد صفحه: 42

تهیه شده از منابع معتبر

بخشی از این سمینار

سندروم برنارد سولیر (BSS) یک ناهنجاری وراثتی، معمولاً آتوزومی مغلوب و خونریزی دهنده پلاکتی است که با زمان خونریزی طولانی، پلاکت های بزرگ و ترومبوسیتوپنی مشخص می گردد. در سال 1975 نوردن و کائن گزارش کردند که پلاکت های بیماران BSS فاقد کمپلکس اصلی گلیکوپروتئین غشای سطحی هستند و متعاقباً نشان دادند که زیر واحد های جزء کمپلکس گلیکوپروتئین (GP) Ib-IX-V می باشد. در این مطلب از مجله، ساوویا و همکارانش 13 بیمار مبتلا به BSS را از 10 خانواده غیر خویشاوند با جهش های مسبب در GPIbα، GPIbβ و GPIX توصیف می کنند و تلاش می کنند که شدت فنوتیپ خونریزی را با ژنوتیپ مرتبط سازند.

ساختار و عملکرد کمپلکس Ib-IX-VGP:

کمپلکس Ib-IX-V GP یک کمپلکس گیرنده محوری در هموستاز و ترومبوز می باشد. فاکتور ون ویلبراند (VWF)، اتصال اولیه پلاکت ها را  به ناحیه زیر اپیتلیوم عروقی در معرض قرار گرفته یا پلاکت پاره شده در عروق آسیب دیده را در سرعت های بالای نیروی پاره کننده (800 ^s-1<) را واسطه گری می کند. تعامل GPIb-IX-V/VWF هم یک رخداد مهم در ترومبوز عمقی می باشد. کمپلکس GPIb-IX-V شامل چهار زیر واحد، GPIbα دی سولفید متصل به دو زیر واحد GPIbβ، GPIX و GPV به نسبت 2:4:2:1 به ترتیب می باشد.

(شکل1). هر زیر واحد متشکل از یک یا چند تکرار  تقریباً 24 آمینواسیدی غنی از لوسین ، توالی های کلاهک گذاری پایانه N و C حلقوی دی سولفیدی، یک توالی بین غشایی و  یک دومین سیتوپلاسمی می باشد. GPIbα همچنین دارای یک دومین شبه موسین می باشد که دومین اصلی متصل شونده به لیگاند را در ناحیه 282 آمینواسیدی انتهایی پایانه N را بالا می برد. علاوه بر نقش اولیه اش در اتصال به VWF، این ناحیه از پایانه N در GPIbα، یک محل اتصال اصلی برای چندین لیگاند است که تعاملات پلاکت با ماتریکس و دیگر انواع سلول ها در ترومبوز و التهاب را واسطه گری می کند(شکل1).

لیگاندهای چسبنده دیگر شامل P-سلکتین ( که بر روی سطح پلاکتهای فعال شده و سلولهای اندوتلیال فعال شده بیان می شود)، اینتگرین لوکوسیت و ₂β_Mα ( که Mac-1 یا CD11b/CD18 هم نامیده می شود.) می باشند. دو واکنشی که برای اتصال بین پلاکت ها و لکوسیتها اساسی می باشند که شامل ریزذرات مشتق شده از پلاک ها و لوکوسیت ها طی ترومبوز و پاسخ های التهابی همراه دخیل هستند.

کمپلکس GPIb-IX-V همچنین یک گیرنده کلیدی در تشکیل لخته توسط پلاکت، مخصوصاً در رابطه با مسیر داخلی انعقاد می باشد و دارای جایگاه های اتصالی در ناحیه انتهایی پایانه N از GPIbα برای اتصال به کینینوژن با وزن مولکولی بالا (HMW)، فاکتورهای XI و XII و α- ترومبین است.

GPIb-IX-V همچنین در حفظ شکل پلاکت از طریق اتصال سطح پلاکت به شبکه زیر غشایی رشته های اکتین، نقش دارد. این محل شامل بخش مرکزی دم سیتوپلاسمی GPIbα، خصوصاٌ Phe 568 و Trp 570 می باشد که محل اتصالی برای پروتئین وابسته به اکتین، فیلامان A، فراهم می سازد. پروتئین های شناخته شده دیگری که به سطح سیتوپلاسمی GPIb-IX-V به صورت مستقیم یا غیر مستقیم از طریق واسطه های اتصالی متصل می گردند که شامل کالمودولین و پروتئین های جمع آوری پیغام رسانی، 14-3-3ζو همچنین دیگر پروتئین هایی که بالقوه در انتشار پیامها از GPIb-IX-V/VWF به پایین دست دخیلند مانند: PI3-کیناز، TRAF-4، Hic-5، زیر واحد P47 از NADPH اکسیداز، کیناز های خانواده Src، Lyn و Syk. اتصال VWF به کمپلکس GPIb-IX-V آبشار پیام رسانی را آغاز می کند که منجر به فعال شدن اینتگرین پلاکت، αIIbβ3 (GPIIb-IIIa)، و تجمع پلاکت می گردد. پروتئین پیام رسانی که از همه به گیرنده نزدیک تر است، کیناز خانواده Src، Lyn است. VWF یک آگونیست ضعیف در نظر گرفته می شود که برای تقویت سیگنال ها از مسیرهای پیام رسانی وابسته به ترومبوکسان A2 و ADP نیازمند به فعال شدن کامل پلاکت می باشد.

....

با تشکر از بازدید شما