Факторы патогенности Clostridium difficile

Важнейшую роль в патогенезе заболеваний, вызываемых С. difficile, играют токсины. На сегодняшний день известны три основных токсина, синтезируемых патогенными штаммами возбудителя — токсин А, токсин В и так называемый «бинарный токсин» CDT. Токсины А и В принадлежат к семейству «больших токсинов клостридий». В это семейство входят вещества, продуцируемые патогенными клостридиями (С. difficile, С. novyi, С. sordelii и С. perftingens) и имеющие молекулярную массу в диапазоне 250-310 kDa.

Гены, кодирующие токсины А и В (tcdA, tcdB), характеризуются высокой гомологией и расположены на острове патогенности в хромосоме С. difficile вместе с генами tcdC, tcdD и tcdB, регулирующими синтез токсических молекул и выход их из микроорганизмов.

Согласно современным данным, оба токсина состоят из четырех доменов, расположенных на одной полипептидной цепи и обозначенных буквами ABCD.

Домен А (от англ, activity) обладает глюкозил-трансферазной активностью и инактивирует путем ковалентной модификации группу низкомолекулярных эукариотических регуляторных белков. Домен В (от англ, binding — связывание) состоит из серии повторяющихся пептидов, взаимодействует с пока еще не установленными рецепторами на поверхности эукариотических клеток мишеней. Домен С (от англ. cutting — разрезание) участвует в протеолитическом отщеплении домена А в процессе интоксикации клеток. Домен D (от англ, delivery — освобождение) необходим для трансмембранного перемещения ферментативного домена А в цитоплазму клетки мишени.

Глюкозилирующие токсины С. difficile представляют собой биологически активные структуры, содержащие весь набор компонентов, необходимых для эффективной интоксикации эукариотических клеток, начиная с присоединения к рецептору и заканчивая инактивацией внутриклеточных мишеней. Исходя из опытов, проведенных с использованием культур клеток и экспериментальных животных, токсин А характеризуют как «энтеротоксин», тогда как токсин В определяют как «цитотоксин». Это связано с 100-1000-кратно большей цитотоксической активностью токсина В по сравнению с токсином А в культурах перевиваемых клеток, что объясняется особенностями рецепторов этих двух токсинов.

Исходя из современных данных, процесс интоксикации, осуществляемый при участии токсинов А и В С. difficile, можно представить следующим образом. Освобожденные из бактериальных клеток токсины взаимодействуют с рецепторами на поверхности клеток эпителия кишечника, причем токсин А взаимодействует с апикальной поверхностью клеток, тогда как токсин В — с базолатеральной поверхностью. Взаимодействие токсинов со специфичным рецептором запускает механизм рецептор-опосредованного эндоцитоза, и комплекс «токсин, иммобилизованный на цитоплазматической мембране», проникает в составе эндосомы в клетку, что приводит к дезорганизации деятельности актинового цитоскелета, нарушению межклеточных связей и гибели клеток.

Это проявляется клинически в виде диареи, воспаления слизистой оболочки толстой кишки и образования характерного налета («псевдомембран»), Следует отметить важную роль в патофизиологии заболевания освобождения разнообразных воспалительных медиаторов, что также является результатом действия токсинов А и В. Механизм подобных провоспалительных реакций при участии токсинов А и В остается пока плохо изученным.

Бинарный токсин CDT состоит из двух отдельных субъединиц CDT-A и CDT-В. CDT-А обладает АДФ-рибозилтрансферазной активностью и модифицирует молекулы мономерного актина, что приводит к распаду актиновых филаментов и разрушению актинового цитоскелета.

CDT-В выполняет лигандную функцию и связывается с рецептором на поверхности клетки-мишени, а также участвует в образовании трансмембранного канала для транслокации ферментативного домена в цитоплазму.

Роль СОТ в патогенезе С. difficile -инфекции менее понятна в сравнении с токсинами А и В. Гипервирулентные штаммы С. difficile, продуцирующие оба глюкозили-рующих токсина в повышенных количествах, также характеризуются и повышенным уровнем продукции CDT. Согласно последним данным, обработка клеток млекопитающих очищенным бинарным токсином в условиях эксперимента способствовала прикреплению бактерий к поверхности клеточного монослоя. Подобный механизм, вероятно, может способствовать повышению уровня колонизации эпителия кишечника человека, а бинарный токсин может играть в этом процессе основополагающую роль.

В значительном проценте случаев ЭКД может быть вызван штаммами С. difficile с токсинотипами ТохА~ ТохВ+ или ToxAf ТохВ. Штаммы, продуцирующие СОТ, но не продуцирующие молекулы токсинов А и В, а также штаммы, не продуцирующие все эти три токсина, были выделены от здоровых пациентов и являются, по-видимому, непатогенными.

К группе факторов патогенности С. difficile, также способствующих колонизации тканей человека, относят поверхностные структуры белковой природы. Эти белки, в первую очередь белок поверхностного слоя SlpA, по-видимому, необходимы для прикрепления бактерий к эпителиоцитам стенки кишечника, а также играют важную роль в индукции воспалительного ответа организма человека. В целом, роль поверхностных структур бактериальной клетки в развитии ЭКД нуждается в дальнейшем изучении.

- Читать далее "Клиника энтероклостридиозов диффициле (C. difficile)"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 26.4.2020

Остались вопросы или замечания?

Все размещенные статьи преследуют образовательную цель и предназначены для лиц имеющих базовые знания в области медицины.
Без консультации лечащего врача нельзя применять на практике любой изложенный в статье факт.
Жалобы и возникшие вопросы просим присылать на адрес statii@dommedika.com
На этот же адрес ждем запросы на координаты авторов статей - быстро их предоставим.