if(typeof __ez_fad_position != ‘undefined’){__ez_fad_position(‘div-gpt-ad-microscopemaster_com-box-2-0’)};MycoplasmaerEksempler, karakteristika, infektion og behandling

Definition: Hvad er mycoplasmaer?

Da de findes som fritlevende organismer eller parasitter på dyr og planter, er de meget udbredte i naturen og kan findes i vand- og landmiljøer.

På nuværende tidspunkt er over 120 arter af slægten Mycoplasma blevet identificeret og beskrevet, hvor Mycoplasma pneumoniae, der er ansvarlig for infektioner i de øvre og nedre luftveje, er den mest almindelige art i gruppen.

* Mycoplasmaer blev tidligere omtalt som pleuropneumonialignende organismer (PPLO).

Eksempler på andre mycoplasmaer omfatter:

• Mycoplasma hominis
• Mycoplasma genitalium
• Mycoplasma mycoides
• Mycoplasma salivarium
• Mycoplasma capricolum
• Mycoplasma arginini
• Mycoplasma canis

Klassifikation af mycoplasmaer

Kongedømme: Bakterier – Som medlemmer af riget Bakterier er mycoplasmaer prokaryotiske encellede organismer. De adskiller sig dog fra andre bakterier ved at mangle en cellevæg.

Familie: Firmicutes – Mycoplasmaer er klassificeret under fylum Firmicutes, som består af Gram-positive bakterier. Nogle medlemmer af denne division fremstår dog som Gram-negative bakterier efter farvning på grund af egenskaberne ved deres ydre membran.

Se side om Gram-positive og Gram-negative bakterier

Klasse: Mollicutes – Navnet Mollicutes er afledt af det latinske ord “Mollis”, der betyder blød. Medlemmer af denne gruppe, som f.eks. mycoplasmaer, mangler en cellevæg og har en tendens til at være meget små i størrelse.

Rækkefølge: Mycoplasmatales – Ordningen Mycoplasmatales består af Mycoplasma- og Ureaplasma-arter, der indeholder et lille genom.

Familie: Mycoplasmataceae – Familien Mycoplasmataceae består af slægterne Mycoplasma og Ureaplasma. I denne familie er størstedelen af arterne seksuelt overførbare. Deres form varierer fra trådformet til kugleformet afhængig af arten – det er dog blevet påvist, at nogle af arterne ændrer form under visse betingelser.

Genus: Mycoplasma – Karakteristika for slægten Mycoplasma er beskrevet nedenfor.

Økologi og udbredelse

Mycoplasma-infektioner er blevet rapporteret i forskellige regioner i hele verden, hvilket er tegn på, at disse bakterier er vidt udbredt over hele kloden.

Som parasitter inficerer de en række værter, herunder krybdyr, pattedyr, fisk og leddyr. Som sådan kan de findes i både terrestriske og akvatiske miljøer, hvor de inficerer disse værter.

Afhængigt af dyr er nogle arter parasitter på forskellige plantearter. Listen over værter, der huser disse organismer, rapporteres imidlertid at være stigende i takt med, at antallet af identificerede arter stiger.

Saprofytiske arter og stammer er på den anden side blevet isoleret fra en række levesteder, herunder bl.a. spildevand, gødning, jord og humus. For at kunne fortsætte med at replikere lever disse arter imidlertid i intracellulære og ekstracellulære miljøer, hvor de er afhængige af fragmenter af døde eller levende celler.

* Blandt inficerede mennesker kan bakterierne opholde sig i slimhinderne i de øvre luftveje, mundhulen eller urogenitale kanaler.

Morfologi og cellestruktur hos mycoplasmaer

For det meste er mycoplasmaer sfæriske i form med en størrelse, der varierer mellem 0,3 og 0,8um i diameter. Dette gør dem ikke blot til de mindste bakterier, men til de mindste celler generelt. Mens størstedelen af arterne udviser en sfærisk form, kan nogle forekomme pæreformede eller kolbeformede med forgrenede filamenter af varierende længde.

I modsætning til mange af de andre bakterier, der har en cellevæg, har mycoplasmaer ikke en cellevæg. Derfor opretholdes organismens generelle form af organismen af cytoskelettet i dens struktur.

Med detergentbehandling har forskere været i stand til at visualisere det netværk af filamenttråde og stænger, som udgør dette cytoskelet. På baggrund af mikroskopiske undersøgelser har det vist sig, at mycoplasmaceller består af tre hovedorganeller.

Disse omfatter:

• Cellemembran
• Ribosom
• Et cirkulært og tætpakket DNA-molekyle (dobbeltstrenget)

* Mycoplasmas genom er ca. 800kb (bestående af ca. 816.394 basepar) stort med et G+C-indhold på gennemsnitligt 40.0mol procent.

Cellemembran

Gennem tidlige elektronmikroskopiske undersøgelser blev det konstateret, at mycoplasmaer mangler både cellevæg og intracytoplasmiske membraner. Disse undersøgelser viste dog også, at cellen er omgivet af plasmamembranen. Denne membran er blevet isoleret ved hjælp af osmotisk lysis, hvilket har gjort det muligt for forskerne at undersøge de tilhørende egenskaber (kemiske, antigeniske og enzymatiske egenskaber).

For de fleste arter består cellemembranen af mellem 60 og 70 procent proteiner og 20 til 30 procent lipider. I inficerede værter har mycoplasmaer også vist sig at optage store mængder steroler fra værten og inkorporere dem i deres plasmamembran. Sterolerne anvendes derefter til en række funktioner, bl.a. til at regulere membranens fluiditet ved ændringer i temperatur osv.

Cytoskelet

Med fraværet af cellevæggen i mycoplasmaer er cytoskelettet/cytoskeletlignende strukturer blevet foreslået til at modulere cellens form.

I Mycoplasma pneumoniae består cytoskelettet, også kaldet Triton-skallen, af en tyk stang samt et netværk af filamenter, der giver en kurvlignende struktur. Her giver den relativt tykke stang, som består af stribet bundt af filamenter, støtte til fastgørelsesorganellen, mens den kurvlignende struktur giver strukturel støtte til cellen som helhed.

Cytoskelettet består også af en række proteiner, som bl.a.:

– P1-adhesin – Gør det muligt for organismen at binde sig til værtens celle og andre overflader

– Proteiner, der giver støtte til P1-adhesin

– HMW1 og HMW2 -. Involveret i dannelsen af vedhæftningsorganeller

– Proteiner, der lokaliseres ved den proximale ende af EDC

– HMW3, P65 og P30 – Også lokaliseret ved vedhæftningsorganellerne

Motilitet

Motilitet i mycoplasmaer er muliggjort af bittesmå (mindre end 50 nm lange) benlignende proteiner, der er placeret på cellemembranen. Især stammer disse proteiner fra en næse-lignende forreste projektion. Ved hjælp af disse proteiner, der mistænkes for at være protein Gli349, er organismen også i stand til at klæbe til, løsne og fastgøre organismen på forskellige overflader, hvor de har vist sig at bevæge sig med hastigheder på mellem 2 og 4,5 mikrometer i sekundet.

Den energi, der kræves til bevægelse, fås fra ATP-hydrolyse. Her er det dog værd at bemærke, at ved glidning er mycoplasmaer kun i stand til at bevæge sig fremad og aldrig baglæns.

Suden de benlignende proteiner består den næselignende fremspring også af forskellige cytoskeletale strukturer. Disse strukturer udgør det sekskantede gitter, som er placeret i spidsen af fremspringet, hvor det danner en halvkugleformet hætte, der måler ca. 235 nm i bredden og 155 nm i længden.

Denne halvkugleformede hætte er igen fastgjort til en række fleksible proteiner, der er placeret i cytoplasmaet. Disse proteiner, som er fleksible med et tentakellignende udseende, er fastgjort til partikler (20nm i størrelse), som er blevet foreslået til at fastgøre de benlignende proteiner til tentaklerne.

Ernæring

De fleste mycoplasmaer findes som parasitter eller som kommensaler. Som sådan kræver de en vært for at overleve. I modsætning til en række andre bakterier er Mycoplasmaer dog i stand til at fermentere tilgængelige materialer for at producere ATP. Dette gør dem således uafhængige, da de er i stand til at generere deres egen energikilde.

Mens de er afhængige af deres værter til forskellige metaboliske funktioner (fordi de har mistet deres brug af elektrontransportkæden), opnås respirationen gennem fermentering (anaerobt) uden brug af ETC.

På nuværende tidspunkt er syv Mycoplasma-arter kendt som humanpatogener.

Disse omfatter:

• M. penetrans
• M. pneumoniae
• M. pneumoniae
• M. urealytium
• M. hominis
• M. genitalium
• M. pirum
• M. fermentation

Som parasitter skal arter som M. pneumoniae først sætte sig fast på værtens celle. Denne proces involverer brugen af adhæsionshjælpsproteiner samt et netværk af adhæsionssystemer. Efter kontakt med målcellen (dette omfatter en række forskellige celler såsom røde blodlegemer, HeLa-celler, fibroblaster og endda makrofager) har det vist sig, at forløber- eller P1-proteinerne hurtigt skifter til den apikale region, hvor de er involveret i produktionen af P1-proteiner, der er involveret i vedhæftningen.

Selv om disse proteiner bruger mycoplasmaer også en række andre proteiner, herunder bl.a. P30 adhæsionsfaktor-relateret protein og HMW 1-5 polypeptider.

Efter adhærens strækker parasittens mikrotubuli sig ud og trænger ind i værtens celle. Dette gør det muligt for organismen at opnå forskellige materialer, herunder bl.a. kolesterol, glukose og aminosyrer. I processen forårsager dette skader på cellerne.

I nogle tilfælde invaderer mycoplasmaet cellen, hvor det kan opholde sig i cytoplasmaet eller kernen, hvilket også resulterer i celleskader. Som intracellulære eller ekstracellulære parasitter har M. pneumoniae også vist sig at forårsage skade ved at frigive sådanne toksiner som exotoxiner og andre exotoxinlignende stoffer.

Tilpasninger

For Mycoplasma har det at mangle en cellevæg en række fordele, der bidrager til dens overlevelse. Da de f.eks. kun har en plasmamembran, giver det sådanne parasitære arter som M. bovis mulighed for at ændre deres form og dermed optimere effektiviteten i værten.

In vivo kan de ændre form fra kugleformet til et filamentøst og stegeægsagtigt udseende. Dette gør det også muligt for dem at tilpasse sig til forskellige miljøer. Selv om mycoplasmaer generelt er ekstracellulære organismer, kan de invadere cellen og opholde sig i cytoplasmaet eller kernen.

Såvel som manglen på celler gør det muligt for mycoplasmaer at unddrage sig virkningen af mange antibiotika. For det meste ødelægger mange af de antibiotika, der anvendes mod bakterieceller, dem ved at angribe cellevæggen. Da mycoplasmaer ikke har nogen cellevæg, er disse antibiotika ineffektive mod dem.

Der er derfor antibiotikaresistens hos mycoplasmaparasitter som M. genitalium over for antibiotika som f.eks. makrolider. I takt med at andre Mycoplasma-arter er blevet opdaget, er det blevet vigtigt at arbejde hen imod antibiotika, der specifikt er rettet mod disse parasitter. Se også: Hvordan dræber antibiotika bakterier?

Ud over disse organismers evne til at ændre deres form er patogener som M. bovis også i stand til at ændre de proteiner, der er placeret på deres overflade. Dette gør det udfordrende for værtens immunsystem at sætte effektivt et angreb ind mod disse parasitter og ødelægge dem.

Reproduktion

Reproduktion hos mycoplasmaer sker gennem binær fission og knopdannelse. Binær fission starter med DNA-replikation, som begynder på stedet i nærheden af dnaA-genet. Efter replikationen vandrer kromosomerne til modsatte poler af cellen, inden cellen deler sig, hvorved det sikres, at hver af dattercellerne indeholder DNA-materialet.

Efter celledeling indeholder hver af dattercellerne forældrecellens genetiske materiale samt cytoplasma og ribosom. I tilfælde, hvor replikationen hæmmes, har det vist sig, at cellerne begynder at forgrene sig.

I nogle tilfælde producerer bakterierne elementærlegemer, der dannes som knopper på overfladen af modercellerne. Disse elementærlegemer, som er mindre end 180 nm (nogle kan være så store som 400 nm i diameter) i diameter, ligner viruspartikler, der er smitsomme og gør det muligt for patogenets livscyklus at fortsætte.

Mikroskopi

Med en diameter på mellem 0,3 og 0,8 um er mycoplasmaer for små til at kunne påvises med et lysmikroskop. Derfor anvendes mycoplasma-kulturteknikker ofte til at dyrke kolonier, som derefter kan observeres ved hjælp af et inverteret mikroskop.

Kulturteknik

For at dyrke mycoplasmaer inokuleres 0,1 til 0,2 ml af cellesuspensionen (antibiotikafri cellesuspension) på overfladen af en Mycoplasma-agarplade. Pladen inkuberes derefter i 28 dage ved 37 grader C i et miljø, der er beriget med 5 % kuldioxid.

Observation

Når pladen ses under et omvendt mikroskop ved lav forstørrelse (x4 og x10), kan man se Mycoplasma-kolonier, der udviser en stegeægsmorfologi – De ligner et stegeæg med en mørkere plet i midten.

Infektioner og komplikationer, der er forbundet med Mycoplasma-arternes patogenicitet, omfatter:

Sexuelt overførte infektioner – Mycoplasma genitalium er ikke en del af den normale virginalflora. I tilfælde af en infektion forårsager den urinvejsinfektioner og infektioner i kønsorganerne og kan overføres seksuelt. Som følge heraf påvirker den både mænd og kvinder.

Infertilitet – Hos mænd er patogenicitet af Mycoplasma hominis blevet forbundet med genital inflammation og mandlig sterilitet.

Spædbørnsdødelighed – Da mycoplasmaer kan inficere det reproduktive system (som perinatale patogener), kan infektionen overføres til barnet, hvilket kan påvirke dets helbred.

Nogle af de andre komplikationer omfatter:

• Encephalitis
• Optisk neuritis
• Kraniale nerveforlammelser
• Aseptisk meningitis

Vend tilbage fra Mycoplasmaer til MicroscopeMaster hjem

Jun He et al. (2016). Indsigt i patogenese af Mycoplasma pneumoniae.

Lesley Young, Julia Sung, Glyn Stacey & Glyn Stacey & John R Masters. (2010). Påvisning af Mycoplasma i cellekulturer.

Shmuel Razin. (1996). Mycoplasmaer. Medical Microbiology. 4. udgave.

Shmuel Razin og Leonard Hayflick. (2010). Highlights of mycoplasma research-An historical perspective.