Mycoplasma genitalium -Mycoplasma genitalium

Mycoplasma genitalium
	Генная карта из Mycoplasma гениталий . Цветные полосы, расположенные по кругу, - это гены (всего 525) в их положении в ДНК. В геноме 580 070 пар оснований (580 т.п.н.).
Научная классификация
Домен:	Бактерии
Тип:	Tenericutes
Класс:	Молликуты
Порядок:	Mycoplasmatales
Семья:	Mycoplasmataceae
Род:	Микоплазма
Разновидность:	М. гениталий
Биномиальное имя
	Mycoplasma genitalium; Талли и др. , 1983 г.

Mycoplasma гениталий ( MG , широко известный как MGEN ), это передается половым путем , малые и патогенные бактерии , которые живут на клетки кожи этих мочевых и половых путей в организме человека . Медицинские отчеты, опубликованные в 2007 и 2015 годах, заявляют, что Mgen становится все более распространенным явлением. Устойчивость к нескольким антибиотикам становится все более распространенной, в том числе к азитромицину , который до недавнего времени был самым надежным средством лечения. Бактерия была впервые выделена из урогенитального тракта человека в 1981 году и в конечном итоге была идентифицирована как новый вид микоплазмы в 1983 году. Она может оказывать негативное воздействие на здоровье мужчин и женщин. Это также увеличивает фактор рискараспространения ВИЧ, что чаще встречается у тех, кто ранее лечился антибиотиками азитромицина .

В частности, он вызывает уретрит как у мужчин, так и у женщин, а также цервицит и воспаление тазовых органов у женщин. Он имеет клинически сходные симптомы с симптомами инфекции Chlamydia trachomatis и показал более высокие показатели заболеваемости по сравнению с инфекциями Chlamydia trachomatis и Neisseria gonorrhoeae в некоторых популяциях. Полная последовательность его генома была опубликована в 1995 г. (размер 0,58 Мбп , 475 генов ). Он считался клеточной единицей с наименьшим размером генома (в мегабайтах в секунду ) до 2003 года, когда был секвенирован новый вид архей , а именно Nanoarchaeum equitans (0,49 мегабайт в секунду, с 540 генами). Тем не менее, Mgen по-прежнему имеет самый маленький геном среди всех известных (встречающихся в природе) самовоспроизводящихся организмов и, таким образом, часто является организмом выбора при минимальных исследованиях генома .

Синтетического генома из MGEN имени микоплазма гениталий JCVI-1.0 (после того, как исследовательского центра, Дж Крэйг Вентер институт , где он был синтезирован) был произведен в 2008 году, став первым организм с синтетическим геном. В 2014 году был описан белок под названием Protein M из M. genitalium .

Признаки и симптомы

Инфекция Mgen вызывает комбинацию клинических симптомов, но может протекать бессимптомно . Это вызывает воспаление в мочеиспускательном канале ( уретрит ) , как у мужчин и женщин, что связанно с гнойным разрядом в мочевыводящих путях , и жжение во время мочеиспускания . У женщин он вызывает цервицит и воспалительные заболевания органов малого таза (ВЗОМТ) , включая эндометрит и сальпингит . У женщин также может наблюдаться кровотечение после секса, которое также связано с бесплодием трубного фактора . Для мужчин наиболее частыми признаками являются болезненное мочеиспускание или водянистые выделения из полового члена. Анализ полимеразной цепной реакции показал, что он является причиной острого негонококкового уретрита (НГУ) и, вероятно, хронического НГУ. Это тесно связано с стойким и повторяющимся негонококковым уретритом (НГУ), ответственным за от 15 до 20 процентов симптоматических случаев НГУ у мужчин. В отличие от других микоплазм , инфекция не связана с бактериальным вагинозом . Это тесно связано с интенсивностью ВИЧ-инфекции. Некоторые ученые проводят исследования, чтобы выяснить, может ли Mgen играть роль в развитии рака простаты и яичников, а также лимфом у некоторых людей. Эти исследования еще не нашли убедительных доказательств связи.

Геном

Геном M. genitalium состоит из 525 генов в одной кольцевой ДНК из 580 070 пар оснований . Скотт Н. Петерсон и его команда из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилле сообщили о первой генетической карте с использованием гель-электрофореза в импульсном поле в 1991 году. Они выполнили первоначальное исследование генома с использованием случайного секвенирования в 1993 году, с помощью которого они обнаружили 100 993 нуклеотида. и 390 генов, кодирующих белок. В сотрудничестве с исследователями из Института геномных исследований , в который входил Крейг Вентер , в 1995 году они создали полную последовательность генома с помощью дробовика . Было идентифицировано только 470 предсказанных кодирующих областей (из 482 генов, кодирующих белок), включая гены, необходимые для репликации ДНК , транскрипции и трансляции , репарации ДНК , клеточного транспорта и энергетического метаболизма . Это был второй полный бактериальный геном, когда-либо секвенированный после Haemophilus influenzae . В 2006 году команда из Института Дж. Крейга Вентера сообщила, что только 382 гена необходимы для биологических функций. Небольшой геном M. genitalium сделал его организмом, выбранным для проекта «Минимальный геном» , исследования, направленного на поиск наименьшего набора генетического материала, необходимого для поддержания жизни .

Патофизиология

Существует последовательная ассоциация инфекции M. genitalium и синдромов женских половых путей. Инфекция M. genitalium была значительно связана с повышенным риском преждевременных родов, самопроизвольного аборта, цервицита и воспалительных заболеваний органов малого таза. Кроме того, этот патоген может латентно инфицировать ткани ворсинок хориона беременных женщин, тем самым влияя на исход беременности. Риск бесплодия также тесно связан с инфицированием M. genitalium , хотя данные свидетельствуют о том, что он не связан с мужским бесплодием. Когда M. genitalium является коинфекционным агентом, ассоциации риска более сильные и статистически значимые. M. genitalium прочно ассоциирован с ВИЧ-1.

Диагностика

Недавние исследования показывают, что распространенность Mgen в настоящее время выше, чем распространенность других часто встречающихся ИППП ( инфекций, передаваемых половым путем ). Мген - привередливый организм с длительным периодом роста. Это чрезвычайно затрудняет обнаружение возбудителя в клинических образцах и последующую изоляцию. Не имея клеточную стенку , микоплазма остается незатронутой , обычно используемыми антибиотиками . Отсутствие специфических серологических анализов делает тесты амплификации нуклеиновых кислот (NAAT) единственным жизнеспособным вариантом для обнаружения ДНК или РНК Mgen . Однако образцы с положительным NAAT для патогена должны быть проверены на наличие мутаций устойчивости к макролидам , которые сильно коррелируют с неэффективностью лечения азитромицином из-за высокой скорости мутаций патогена. Мутации в гене 23S рРНК Mgen были связаны с неэффективностью клинического лечения и высоким уровнем устойчивости к макролидам in vitro . Мутации, опосредующие устойчивость к макролидам, наблюдались в 20-50% случаев в Великобритании, Дании, Швеции, Австралии и Японии. Также развивается устойчивость к противомикробным препаратам второго ряда, таким как фторхинолон .

Согласно европейским рекомендациям, показаниями для начала диагностики инфекции Mgen являются:

Обнаружение нуклеиновой кислоты (ДНК и / или РНК), специфичной для Mgen, в клиническом образце
Текущие партнеры людей с положительным результатом теста на Mgen должны лечиться тем же противомикробным препаратом, что и индексный пациент.
Если текущий партнер не явится на обследование и тестирование, следует предложить лечение по той же схеме, что и у основного пациента, по эпидемиологическим причинам.
По эпидемиологическим причинам половых контактов в предыдущие 3 месяца; в идеале образцы для Mgen NAAT следует собирать до начала лечения, а лечение не следует проводить до получения результата.

Скрининг на Mgen с комбинацией выявления и мутаций устойчивости к макролидам предоставит адекватную информацию, необходимую для разработки персонализированных противомикробных препаратов, чтобы оптимизировать ведение пациентов и контролировать распространение устойчивости к противомикробным препаратам (AMR).

Обнаружение сопротивления

Из-за широко распространенной устойчивости к макролидам образцы, положительные на Mgen, в идеале должны сопровождаться анализом, способным обнаруживать мутации, которые опосредуют устойчивость к противомикробным препаратам. В Европейском руководстве по инфекциям Mgen в 2016 году рекомендовалось дополнить молекулярное обнаружение Mgen анализом, способным обнаруживать мутации, связанные с устойчивостью к макролидам.

Уход

Центры США по контролю и профилактике заболеваний имеют один конкретный рекомендованный режим с азитромицином и другой конкретный рекомендуемый режим с доксициклином . В качестве альтернативных схем у агентства есть особые схемы, каждая из которых включает эритромицин, или этилсукцинат эритромицина, или офлоксацин, или левофлоксацин .

Лечение инфекций Mycoplasma genitalium становится все труднее из-за быстрого роста устойчивости к противомикробным препаратам . Диагностика и лечение также затрудняются тем фактом, что инфекции Mycoplasma genitalium обычно не проходят тестирование. Исследования показали, что 5-дневный курс азитромицина имеет более высокий показатель излечения по сравнению с однократной большей дозой. Кроме того, однократная доза азитромицина может привести к тому, что бактерии станут устойчивыми к азитромицину. Среди шведских пациентов доксициклин оказался относительно неэффективным (показатель излечения составил 48% для женщин и 38% для мужчин); и лечение однократной дозой азитромицина не назначается, так как он вызывает устойчивость к противомикробным препаратам. Пятидневное лечение азитромицином не показало развития устойчивости к противомикробным препаратам. Основываясь на этих результатах, британские врачи переходят на 5-дневный режим приема азитромицина. Доксициклин также по-прежнему используется, а моксифлоксацин используется в качестве лечения второй линии в случае, если доксицилин и азитромицин не могут уничтожить инфекцию. Было показано, что у пациентов, у которых доксициклин, азитромицин и моксифлоксацин не помогли , пристинамицин все еще может ликвидировать инфекцию.

История

Mycoplasma genitalium была первоначально выделена в 1980 году из образцов уретры двух пациентов мужского пола, страдающих негонококковым уретритом, в клинике мочеполовой медицины (GUM) больницы Святой Марии, Паддингтон , Лондон. Об этом сообщила в 1981 году группа под руководством Джозефа Г. Талли. Под электронной микроскопией он выглядит как клетка в форме колбы с узкой концевой частью, которая имеет решающее значение для ее прикрепления к поверхности клетки-хозяина. Бактериальная клетка имеет слегка удлиненную форму, напоминающую вазу, и имеет размеры 0,6-0,7 мкм в длину, 0,3-0,4 мкм в самом широком месте и 0,06-0,08 мкм на кончике. Основание широкое, а кончик переходит в узкую шейку, которая заканчивается шляпкой. Терминальная область имеет специализированную область, называемую ворсом, которая отсутствует у других микоплазм . Серологические тесты показали, что бактерия не была связана с известными видами Mycoplasma . Сравнение последовательностей генома с другими мочеполовыми бактериями, такими как M. hominis и Ureaplasma parvum , показало, что M. genitalium значительно отличается, особенно в путях генерирования энергии , хотя у нее общий основной геном из ~ 250 генов, кодирующих белок.

Синтетический геном

6 октября 2007 года Крейг Вентер объявил, что группа ученых под руководством Нобелевского лауреата Гамильтона Смита из Института Дж. Крейга Вентера успешно сконструировала синтетическую ДНК, с помощью которой они планировали создать первый синтетический геном. В сообщении The Guardian Вентер сообщил, что они сшили вместе цепь ДНК, содержащую 381 ген, состоящий из 580 000 пар оснований, на основе генома M. genitalium . 24 января 2008 года они объявили об успешном создании синтетической бактерии, которую они назвали Mycoplasma genitalium JCVI-1.0 (название штамма, указывающее Институт Дж. Крейга Вентера с номером экземпляра). Они синтезировали и собрали полный геном бактерии из 582 970 пар оснований. Заключительные стадии синтеза включали клонирование ДНК в бактерию E. coli для производства нуклеотидов и секвенирования. Это произвело большие фрагменты приблизительно 144 000 пар оснований или 1/4 всего генома. Наконец, продукты были клонированы внутри дрожжей Saccharomyces cerevisiae для синтеза 580 000 пар оснований. Молекулярный размер синтетического бактериального генома составляет 360 110 килодальтон (кДа). Напечатано шрифтом 10 пунктов, буквы генома занимают 147 страниц.

20 июля 2012 года Стэнфордский университет и Институт Дж. Крейга Вентера объявили об успешном моделировании полного жизненного цикла клетки Mycoplasma genitalium в журнале Cell . Весь организм моделируется с точки зрения его молекулярных компонентов, объединяя все клеточные процессы в единую модель. Используя объектно-ориентированное программирование для моделирования взаимодействий 28 категорий молекул, включая ДНК, РНК, белки и метаболиты, и работая на 128-ядерном кластере Linux, моделирование занимает 10 часов для однократного деления одной клетки M. genitalium - примерно в то же время фактическая ячейка занимает - и генерирует половину гигабайта данных.

Исследовать

Об открытии протеина M , нового протеина из M. genitalium , было объявлено в феврале 2014 года. Этот протеин был идентифицирован в ходе исследований происхождения множественной миеломы , В-клеточного гематологического новообразования. Чтобы понять длительную инфекцию Mycoplasma , было обнаружено, что антитела из крови пациентов с множественной миеломой распознаются M. genitalium . Реактивность антител обусловлена ранее неизвестным белком, который химически реагирует на все типы доступных человеческих и нечеловеческих антител. Белок имеет размер около 50 кДа и состоит из 556 аминокислот.

Будущие соображения

Дальнейшие исследования должны быть сосредоточены на разработке новых противомикробных препаратов и алгоритмов лечения, в которых особое внимание уделяется двойной антимикробной терапии и тестированию на УПП в протоколах лечения. Важно отметить, что большинство пациентов с MG лечат синдромно, и это лечение еще более затруднено из-за возникающей устойчивости к нескольким противомикробным препаратам. Это также подчеркивает важность научно обоснованных знаний об активности новых противомикробных препаратов против нескольких патогенов, вызывающих ИППП. Быстрое развитие УПП при Mgen предполагает, что монотерапия однократными противомикробными препаратами может быть нецелесообразной даже при неосложненных ИППП. Для Mgen крайне важны комбинированная противомикробная терапия и тестирование на УПП в сочетании с разработкой и оценкой новых классов противомикробных препаратов. Некоторые из новых противомикробных препаратов, особенно фторкетолид солитромицин , могут, по крайней мере, временно заменить азитромицин при лечении Mgen. В конечном счете, единственным устойчивым решением для борьбы с этими инфекциями может быть разработка вакцин, задача, которая остается невероятно сложной, поскольку большинство патогенов широко распространенных ИППП не поддаются культивированию.

Languages

In other projects