Факторы патогенности возбудителя листериоза (Listeria monocytgenes)

Несмотря на то, что L. monocytogenes не является микробом с выраженными свойствами вирулентности, способствующими высокому уровню заболеваемости листериозом в человеческой популяции, бактерии обладают обширным комплексом факторов патогенности, позволяющим преодолевать неповрежденные структурные барьеры, проникать в эукариотические клетки, лизировать мембраны фагосом и размножаться в цитоплазме макрофагов и эпителиальных клеток, гепатоцитов и других клеток.

Большинство установленных факторов патогенности имеют белковую природу, обладают метаболической, в частности ферментативной, активностью. В экспериментальных условиях выявлены специфические токсины листерий, действие которых не всегда можно идентифицировать при развитии листериозной инфекции у человека. В частности, растворимая липидная субстанция L. monocytogenes в организме инфицированных животных способна вызывать пирогенные реакции и патологические изменения сократительной и проводящей функции миокарда.

К наиболее важным факторам патогенности L. monocytogenes относится листериолизин-О — тиол-зависимый токсин, секретируемый белок с молекулярной массой 60 кД и с выраженной гемолитической активностью в отношении овечьих, кроличьих, лошадиных и человеческих эритроцитов. Механизм действия листериолизина-О на мембраны эритроцитов окончательно не изучен. Существует предположение, что водорастворимые молекулы гемолизина связываются необратимо с холестериносодержащими участками мембраны, образуя при этом трансмембранные поры, доступные для прохождения крупных молекул.

Кроме L. monocytogenes, близкие по составу к листериолизину-О гемолизины образуют L. ivanovii и L. seeligeri, названные соответственно иванолизин и зеелигеролизин. Оптимум гемолитической активности листериолизина-О - при pH 5,5. При pH 7,0 и выше гемолиз не происходит.

Помимо высокой гемолитической активности, листериолизин-О обладает выраженной токсичностью. При внутрикожном введении белым мышам он вызывает у них местную воспалительную реакцию, при внутривенном введении животные погибают. По данным электронно-микроскопических исследований роль листериолизина-О в патогенности листерий заключается в том, что гемолитические штаммы листерий, проникая вначале через наружную мембрану внутрь клетки, затем внутрь вакуоли фагосомы, в течение короткого времени лизируют мембрану фагосомы и начинают свободно размножаться в цитоплазме макрофагов, эпителиальных клеток или гепатоцитов.

Мутантные штаммы листерий, не секретирующие листериолизина, также, как гемолитические формы листерий, проникают в эукариотические клетки, в фагосомы, но не лизируют их мембран и не размножаются внутриклеточно, благодаря чему значительно снижается их вирулентность.

К числу факторов патогенности L. monocytogenes относятся также ферментные субстанции — фосфолипазы. Фосфатидилинозитолспецифичная фосфолипаза А (PlcA) — белок с молекулярной массой 36 кД, секретируется при выращивании листерий в жидкой среде. PlcA способствует лизису мембраны вакуольной фагосомы. Фосфатидилхолинспецифичная фосфолипаза В (Р1сС), так же как и PlcA, выделяется из культуральной жидкости L. monocytogenes; имеет молекулярную массу 29 кД.

Присутствует только в культурах L. monocytogenes. Обладает слабовыраженной гемолитической активностью. Нетоксична для мышей. Гидролизует широкий спектр фосфолипидов: фосфатидилхолин, фосфатидилэтаноламин, фосфатидилсерин и сфингомиелин. Фосфолипаза С обладает лецитиназной активностью и участвует в процессе лизиса фагосомной мембраны листериями.

На этане инвазии листерий в эукариотические клетки были выявлены признаки вирулентности, связанные с некоторыми поверхностными белками возбудителя L. monocytogenes. К числу таковых относят поверхностный белок интерналин А с молекулярной массой 88 кД. Интерналин A (Int А) находится и в культуральной надосадочной жидкости. Проявлением его патогенности является участие в инвазии эпителиальных клеток. Максимальная активность Int А проявляется в логарифмической фазе роста культуры, в которой экспрессия интерналина в клеточных оболочках достигает максимального значения. Белок интерналин В (Int В) с молекулярной массой 65 кД необходим для инвазии гепатоцитов.

По-видимому, экспрессия IntA и Int В отражает специфику клеточного тропизма листерий. Однако ни по отдельности, ни в комбинации IntA и Int В не способны обеспечить инвазию клеточных структур. Совершенно очевидно, что для полноценной инвазии необходимо участие каких-то других дополнительных факторов патогенности листерий.

На этом этапе инвазии большое значение приобретает внеклеточный белок Р60. Этот белок — муреингидролаза имеется у всех видов листерий. Его присутствие необходимо для нормального процесса клеточного деления. У мутантов, не содержащих этого белка, редко меняется морфология клеток, нарушается механизм колониеобразования, снижается способность к адгезии клеток и их инвазии в эпителиальные клетки, гепатоциты и макрофаги. Обработка мутантов, лишенных Р60, очищенным белком Р60 приводила клетки к исходному состоянию и восстановлению утраченной ими вирулентности.

Участие муреингидролазы в процессе инвазии листерий связано, вероятнее всего, с особенностями аминокислотного состава белка, положительно влияющего на электростатическое взаимодействие между листериями и эукариотическими клетками либо на структуру клеточной стенки, что приводит к высвобождению интерналинов.

К числу факторов патогенности L. monocytogenes относится также поверхностный белок клеток ActA с молекулярной массой 67 кД, индуцирующий полимеризацию актина. Этот белок способствует перемещению листерий в цитоплазме эукариотической клетки и передвижению их из одной клетки в другую. Механизм полимеризации актина до настоящего времени остается неясным. В цитоплазме культуры клеток, зараженных листериями, белок ActA локализуется в месте образования актиновых нитей и отсутствует в кометообразном хвосте бактерии, движущемся по цитоплазме.

Помимо ActA, в процессе полимеризации актиновых нитей несомненно принимают участие и другие не известные нам белки, о чем свидетельствует наличие мутантов L. monocytogenes, дефектных в образовании кометообразного хвоста, но способных активировать полимеризацию актина.

Данный перечень далеко не исчерпывает всех возможных факторов патогенности L. monocytogenes. Однако даже те, которые перечислены выше, вполне достаточны для суждения о механизме адаптации листерий к паразитированию и преодоления защитных барьеров макроорганизма.

Биологические модели листериозной инфекции. Несмотря на то, что к листериям восприимчивы многие виды животных, ни у одного из них не удается воспроизвести инфекцию, аналогичную таковой у человека. Однако отдельные этапы инфекционного процесса можно воспроизвести на мелких грызунах.

Вирулентность штаммов L. monocytogenes определяют на белых мышах путем перорального или внутрибрюшинного введения культуры или путем постановки кератоконъюнктивальной пробы у морских свинок.

- Читать далее "Клинические проявления листериоза"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 29.11.2019

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.