if(typeof __ez_fad_position != ‘undefined’){__ez_fad_position(‘div-gpt-ad-microscopemaster_com-box-2-0’)};Mycoplasma’sVoorbeelden, Kenmerken, Infectie en Behandeling

Definitie: Wat zijn Mycoplasma’s?

Gezien het feit dat zij als vrij levende organismen of als parasieten van dieren en planten voorkomen, zijn zij wijdverspreid in de natuur en kunnen zij in aquatische en terrestrische milieus worden aangetroffen.

Huidig zijn er meer dan 120 soorten van het genus Mycoplasma geïdentificeerd en beschreven, waarbij Mycoplasma pneumoniae, verantwoordelijk voor infecties van de bovenste en onderste luchtwegen, de meest voorkomende soort in de groep is.

* Mycoplasma’s werden vroeger pleuropneumonie-achtige organismen (PPLO) genoemd.

Voorbeelden van andere Mycoplasma’s zijn onder meer:

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

Indeling van Mycoplasma’s

Kingdom: Bacteriën – Als leden van het koninkrijk Bacteriën zijn Mycoplasma’s prokaryote eencellige organismen. Zij verschillen echter van andere bacteriën doordat zij geen celwand hebben.

Phylum: Firmicutes – Mycoplasma’s worden ingedeeld in het Phylum Firmicutes dat bestaat uit Gram-positieve bacteriën. Sommige leden van deze afdeling lijken na kleuring echter Gram-negatieve bacteriën te zijn vanwege de kenmerken van hun buitenmembraan.

Zie pagina over Gram-positieve en Gram-negatieve bacteriën

Klasse: Mollicutes – De naam Mollicutes is afgeleid van het Latijnse woord “Mollis”, dat zacht betekent. Leden van deze groep, zoals Mycoplasma’s, hebben geen celwand en zijn meestal zeer klein van formaat.

Orde: Mycoplasmatales – De orde Mycoplasmatales bestaat uit Mycoplasma en Ureaplasma soorten die een klein genoom bevatten.

Familie: Mycoplasmataceae – De familie Mycoplasmataceae bestaat uit de geslachten Mycoplasma en Ureaplasma. In deze familie is de meerderheid van de soorten seksueel overdraagbaar. Hun vorm varieert van draadvormig tot bolvormig, afhankelijk van de soort – Van sommige soorten is echter aangetoond dat zij onder bepaalde omstandigheden van vorm veranderen.

Genus: Mycoplasma – Kenmerken van het geslacht Mycoplasma worden hieronder besproken.

Ecologie en verspreiding

Mycoplasma-infecties zijn gemeld in verschillende regio’s over de hele wereld, wat erop wijst dat deze bacteriën wijd verspreid zijn over de hele wereld.

Als parasieten infecteren zij een verscheidenheid van gastheren, waaronder reptielen, zoogdieren, vissen, en geleedpotigen. Als zodanig kunnen zij worden aangetroffen in zowel terrestrische als aquatische milieus waarin zij deze gastheren infecteren.

Behalve dieren, zijn sommige soorten parasieten van verschillende plantensoorten. De lijst van gastheren die deze organismen herbergen, neemt naar verluidt echter toe naarmate het aantal geïdentificeerde soorten toeneemt.

Saprofytische soorten en stammen zijn daarentegen geïsoleerd uit een aantal habitats, waaronder rioolwater, mest, bodem en humus. Om zich te kunnen blijven vermenigvuldigen, leven deze soorten echter in intracellulaire en extracellulaire omgevingen waar zij afhankelijk zijn van fragmenten van dode of levende cellen.

* Bij de besmette mens kunnen de bacteriën zich ophouden in het slijmvlies van de bovenste luchtwegen, de mondholte of de urogenitale tractus.

Morfologie en celstructuur van Mycoplasma’s

Voor het grootste deel zijn Mycoplasma’s bolvormig, waarbij hun grootte varieert van 0,3 tot 0,8um in diameter. Dit maakt hen niet alleen tot de kleinste bacteriën, maar tot de kleinste cellen in het algemeen. Terwijl de meerderheid van de soorten een bolvorm vertoont, kunnen sommige er peervormig of kolfvormig uitzien met vertakkende filamenten van verschillende lengte.

In tegenstelling tot veel van de andere bacteriën die een celwand hebben, hebben Mycoplasma’s dat niet. Daarom wordt de algemene vorm van het organisme in stand gehouden door het cytoskelet in zijn structuur.

Met behulp van een behandeling met detergentia hebben onderzoekers het netwerk van filamentdraden en staafjes waaruit dit cytoskelet is opgebouwd, kunnen visualiseren. Op basis van microscopisch onderzoek is aangetoond dat Mycoplasma cellen bestaan uit drie belangrijke organellen.

Deze omvatten:

• Celmembraan
• Ribosoom
• Een cirkelvormig en dicht opeengepakt DNA-molecuul (dubbelstrengs)

* Het genoom van Mycoplasma’s is ongeveer 800kb groot (bestaande uit ongeveer 816.394 basenparen) met een G+C-gehalte dat gemiddeld 40.0mol procent.

Celmembraan

Op grond van vroege elektronenmicroscopische studies werd vastgesteld dat Mycoplasma’s zowel de celwand als de intracytoplasmamembranen ontberen. Deze studies toonden echter ook aan dat de cel omgeven is door het plasmamembraan. Dit membraan is geïsoleerd met behulp van osmotische lysis, waardoor onderzoekers geassocieerde kenmerken konden bestuderen (chemische, antigene en enzymatische eigenschappen).

Bij de meeste soorten bestaat het celmembraan uit 60 tot 70 procent eiwitten en 20 tot 30 procent lipiden. In geïnfecteerde gastheren is ook aangetoond dat Mycoplasma’s grote hoeveelheden sterolen van de gastheer verwerven en deze in hun plasmamembraan opnemen. De sterolen worden vervolgens gebruikt voor een aantal functies, waaronder het regelen van de vloeibaarheid van het membraan bij veranderingen in temperatuur enz.

Cytoskelet

Want Mycoplasma’s hebben geen celwand, het cytoskelet/cytoskelet-achtige structuren zouden de vorm van de cel moduleren.

In Mycoplasma pneumoniae bestaat het cytoskelet, ook wel het Triton-skelet genoemd, uit een dikke staaf en een netwerk van filamenten die een mandachtige structuur vormen. Hier biedt de relatief dikke staaf, die bestaat uit gestreepte bundels filamenten, steun aan de aanhechtingsorganel, terwijl de korfachtige structuur structurele steun biedt aan de cel als geheel.

Het cytoskelet bestaat ook uit een aantal eiwitten, waaronder:

– P1 adhesine – Stelt het organisme in staat zich te binden aan de cel van de gastheer en andere oppervlakken

– Eiwitten die ondersteuning bieden voor P1 adhesine

– HMW1 en HMW2 -. Betrokken bij de vorming van aanhechtingsorganellen

– Eiwitten die lokaliseren aan het proximale uiteinde van de EDC

– HMW3, P65, en P30 – Ook gelokaliseerd bij de aanhechtingsorganellen

Motiliteit

Motiliteit in Mycoplasma’s wordt mogelijk gemaakt door minuscule (minder dan 50 nm lang) beenachtige eiwitten die zich op het celmembraan bevinden. Deze eiwitten zijn met name afkomstig van een neusvormige voorste projectie. Met behulp van deze eiwitten, waarvan vermoed wordt dat het het eiwit Gli349 is, is het organisme ook in staat zich aan verschillende oppervlakken te hechten, los te maken en weer vast te maken, waar het zich aantoonbaar met snelheden tussen 2 en 4,5 micrometer per seconde kan verplaatsen.

De voor de beweging benodigde energie wordt verkregen uit ATP-hydrolyse. Hierbij moet echter worden opgemerkt dat Mycoplasma’s door te glijden alleen vooruit kunnen bewegen en nooit achteruit.

Naast de pootachtige eiwitten bestaat het neusvormige uitsteeksel ook uit diverse cytoskeletale structuren. Deze structuren vormen het hexagonale rooster dat zich aan het uiteinde van het uitsteeksel bevindt, waar het een halfronde kap vormt die ongeveer 235 nm breed en 155 nm lang is.

Deze halfronde kap is op zijn beurt bevestigd aan een aantal flexibele eiwitten die zich in het cytoplasma bevinden. Deze eiwitten, die flexibel zijn met een tentakelachtig uiterlijk, zitten vast aan deeltjes (20 nm groot) waarvan is gesuggereerd dat zij de beenachtige eiwitten aan de tentakels vastmaken.

Voeding

De meeste Mycoplasma’s bestaan als parasiet of als commensaal. Als zodanig hebben zij een gastheer nodig om te overleven. In tegenstelling tot een aantal andere bacteriën zijn Mycoplasma’s echter wel in staat beschikbare materialen te fermenteren om ATP te produceren. Dit maakt hen dus onafhankelijk, aangezien zij in staat zijn hun eigen energiebron te genereren.

Weliswaar zijn zij voor diverse stofwisselingsfuncties afhankelijk van hun gastheer (omdat zij het gebruik van de elektronentransportketen zijn kwijtgeraakt), maar de ademhaling geschiedt door middel van fermentatie (anaëroob) zonder gebruikmaking van de ETC.

Tegenwoordig zijn zeven soorten Mycoplasma bekend als ziekteverwekkers bij de mens.

Daaronder bevinden zich:

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

Als parasieten moeten soorten als M. pneumoniae zich eerst hechten aan de cel van de gastheer. Dit proces gaat gepaard met het gebruik van adhesie hulpeiwitten en een netwerk van adhesiesystemen. Na contact met de doelcel (dit omvat een verscheidenheid van cellen zoals rode bloedcellen, HeLa-cellen, fibroblasten en zelfs macrofagen) is aangetoond dat de precursor- of P1-eiwitten zich snel verplaatsen naar de apicale regio waar zij betrokken zijn bij de productie van P1-eiwitten die betrokken zijn bij de aanhechting.

Naast deze eiwitten maken Mycoplasma’s ook gebruik van een aantal andere eiwitten, waaronder P30 adhesiefactor-gerelateerd eiwit en HMW 1-5 polypeptiden.

Na de aanhechting strekken de microtubuli van de parasiet zich uit en dringen de cel van de gastheer binnen. Hierdoor kan het organisme verschillende stoffen binnenkrijgen, waaronder cholesterol, glucose en aminozuren. Dit veroorzaakt schade aan de cellen.

In sommige gevallen dringt het Mycoplasma de cel binnen waar het zich kan ophouden in het cytoplasma of de celkern, wat eveneens resulteert in celschade. Als intracellulaire of extracellulaire parasieten is ook aangetoond dat M. pneumoniae schade veroorzaakt door het vrijkomen van toxinen zoals exotoxinen en andere exotoxine-achtige stoffen.

Aanpassingen

Voor Mycoplasma heeft het ontbreken van een celwand een aantal voordelen die bijdragen tot hun overleving. Omdat zij bijvoorbeeld alleen een plasmamembraan hebben, kunnen parasitaire soorten als M. bovis hun vorm veranderen en zo hun efficiëntie in de gastheer optimaliseren.

In vivo kunnen zij van vorm veranderen van bolvormig tot filamenteus en gebakken-ei uiterlijk. Hierdoor kunnen zij zich ook aanpassen aan verschillende omgevingen. Hoewel Mycoplasma’s over het algemeen extracellulaire organismen zijn, kunnen zij de cel binnendringen en zich in het cytoplasma of de celkern ophouden.

Zo ook stelt het ontbreken van cellen Mycoplasma’s in staat de werking van vele antibiotica te ontwijken. Veel van de antibiotica die tegen bacteriële cellen worden gebruikt, vernietigen deze door de celwand aan te tasten. Aangezien Mycoplasma’s geen celwand hebben, zijn deze antibiotica tegen hen ondoeltreffend.

Om deze reden hebben Mycoplasma parasieten zoals M. genitalium antibioticaresistentie vertoond tegen antibiotica zoals macroliden. Nu andere soorten Mycoplasma worden ontdekt, is het belangrijk geworden te werken aan antibiotica die specifiek tegen deze parasieten zijn gericht. Zie ook: Hoe doden antibiotica bacteriën?

Naast het vermogen van deze organismen om hun vorm te veranderen, zijn ziekteverwekkers zoals M. bovis ook in staat om de eiwitten op hun oppervlak te veranderen. Dit maakt het voor het immuunsysteem van de gastheer een uitdaging om effectief een aanval tegen deze parasieten in te zetten en ze te vernietigen.

Voortplanting

De voortplanting in Mycoplasma’s vindt plaats door binaire deling en knopvorming. De binaire splijting begint met DNA-replicatie die begint op de plaats nabij het dnaA-gen. Na de replicatie migreren de chromosomen naar tegenovergestelde polen van de cel voordat de cel zich deelt, waardoor wordt verzekerd dat elk van de dochtercellen het DNA-materiaal bevat.

Na de celdeling bevat elk van de dochtercellen genetisch materiaal van de ouder, alsmede cytoplasma en ribosoom. In gevallen waarin de replicatie wordt geremd, is aangetoond dat de cellen zich gaan vertakken.

In sommige gevallen produceren de bacteriën elementaire lichamen die zich als knoppen vormen op het oppervlak van de oudercellen. Deze elementaire lichaampjes, die minder dan 180 nm (sommige kunnen wel 400 nm groot zijn) in diameter zijn, lijken op virusdeeltjes die besmettelijk zijn en de levenscyclus van de ziekteverwekker laten voortduren.

Microscopie

Mycoplasma’s met een diameter van 0,3 tot 0,8um zijn te klein om met een lichtmicroscoop te worden waargenomen. Daarom worden Mycoplasma kweektechnieken vaak gebruikt om kolonies te kweken die vervolgens kunnen worden waargenomen met een omgekeerde microscoop.

Kweektechniek

Om Mycoplasma te kweken wordt 0,1 tot 0,2 ml van de celsuspensie (celsuspensie zonder antibiotica) geënt op het oppervlak van een Mycoplasma-agarplaat. De plaat wordt vervolgens gedurende 28 dagen bij 37 graden C geïncubeerd in een omgeving die met 5 procent kooldioxide is verrijkt.

Observatie

Wanneer de plaat onder een omgekeerde microscoop bij lage vergroting (x4 en x10) wordt bekeken, kunnen Mycoplasmakolonies worden gezien met een gebakken-ei morfologie – Ze zien eruit als een gebakken ei met een donkerder vlek in het midden.

Infecties en complicaties die in verband worden gebracht met de pathogeniciteit van Mycoplasma-soorten zijn onder meer:

Seksueel overdraagbare infecties – Mycoplasma genitalium maakt geen deel uit van de normale maagdelijke flora. In het geval van een infectie veroorzaakt het infecties van de urinewegen en de geslachtsorganen en kan het seksueel worden overgedragen. Bijgevolg treft het zowel mannen als vrouwen.

Infertiliteit – Bij mannen is de pathogeniteit van Mycoplasma hominis in verband gebracht met genitale ontsteking en mannelijke steriliteit.

Sterfte onder zuigelingen – Aangezien Mycoplasma’s het voortplantingssysteem kunnen infecteren (als perinatale ziekteverwekker), kan de infectie op de baby worden overgedragen, wat de gezondheid van de baby kan schaden.

Enkele van de andere complicaties zijn:

• Encefalitis
• Optische neuritis
• Craniale zenuwverlammingen
• Aseptische meningitis

Terugkeer van Mycoplasma’s naar MicroscopeMaster home

Jun He et al. (2016). Inzichten in de pathogenese van Mycoplasma pneumoniae.

Lesley Young, Julia Sung, Glyn Stacey & John R Masters. (2010). Detection of Mycoplasma in cell cultures.

Shmuel Razin. (1996). Mycoplasma’s. Medische Microbiologie. 4e editie.

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