tom 44 numer 2 rok 2005
Transkrypt
tom 44 numer 2 rok 2005
TOKSYNY W¥GLIKOWE POST. MIKROBIOL., 2005, 44, 2, 137143 http://www.pm.microbiology.pl Anna Zarzecka Wojskowy Instytut Higieny i Epidemiologii, ul. Lubelska 2, 24-100 Pu³awy Wp³ynê³o w styczniu 2005 r. 1. Wstêp. 2. Bacillus anthracis. 3. Toksyny w¹glikowe. 3.1. PA antygen ochronny. 3.2. LF czynnik letalny. 3.3. EF czynnik obrzêku. 4. Nowe perspektywy leczenia w¹glika. 5. Mo¿liwoci terapeutycznego zastosowania toksyn w¹glikowych w onkologii. 6. Podsumowanie Anthrax toxins Abstract: Bacillus anthracis is the causative agent of anthrax. The bacterium has capsule and causes toxic effect. It secretes two toxins, which are composed of three proteins: the protective antigen (PA), the lethal factor (LF), and the edema factor (EF). PA mediates the entry of either LF or EF into the cytosol of host cell. LF is a zinc metalloprotease that inactivates mitogen-activated protein kinase kinase inducing cell death, and EF is adenyl cyclase impairing host defences. Inhibitors targeting different steps of toxin activity have recently been developed. Anthrax toxin has also been exploited as a therapeutic agent against cancer. 1. Intoduction. 2. Bacillus anthracis. 3. Anthrax toxins. 3.1. PA protective antigen. 3.2. LF lethal factor. 3.3. EF edema factor. 4. New perspectives of anthrax treatment. 5. The therapeutic possibilities use of the anthrax toxin in oncology. 6. Summary S³owa kluczowe: Bacillus anthracis, toksyny w¹glikowe, leczenie toksynami Key words: Bacillus anthracis, anthrax toxin, toxins treatment 1. Wstêp Badania nad laseczk¹ w¹glika Bacillus anthracis stanowi¹ jeden z najstarszych problemów w mikrobiologii zapocz¹tkowanych ju¿ przez R. K o c h a i L. P a s t e u r a. Jednak¿e toksyny w¹glikowe zosta³y odkryte dopiero w latach piêædziesi¹tych ubieg³ego stulecia i stwierdzono wówczas, ¿e odgrywaj¹ g³ówn¹ rolê w patogenezie [43]. Obecnie w Europie w¹glik notowany jest sporadycznie. Na wiecie wci¹¿ jednak wystêpuj¹ obszary endemiczne, zlokalizowane przede wszystkim w Ameryce Po³udniowej, Azji i Afryce [13, 15, 23, 32, 55]. Na w¹glik zapadaj¹ g³ównie zwierzêta rolino¿erne (zw³aszcza byd³o i owce). Zainteresowanie w¹glikiem wzros³o w ostatnich latach, po atakach terrorystycznych w 2001 roku. Prowadzone s¹ intensywne badania nad mechanizmem dzia³ania toksyn, nad mo¿liwociami ich terapeutycznego wykorzystania oraz nad innymi sposobami leczenia w¹glika. 2. Bacillus anthracis Bacillus anthracis jest du¿¹, nieruchliw¹, wytwarzaj¹c¹ spory Gram-dodatni¹ laseczk¹ (11,2 :m×35 :m) o prostych koñcach, równoleg³ych cianach, w obrazie mikroskopowym szeregowo u³o¿onych komórek porównywanych do prêtów bambusa. Genotypowo i fenotypowo podobny jest do Bacillus cereus oraz do Bacillus thuringensis, z którymi tworzy grupê Bacillus cereus. Te trzy gatunki maj¹ zbli¿one rozmiary komórek, morfologiê i wytwarzaj¹ po³o¿one subterminalnie lub centralnie owalne spory. S¹ one wysoko oporne na wysuszenie i inne czynniki fizyczne, dziêki czemu maj¹ zdolnoæ do prze¿ycia przez wiele dziesiêcioleci [1, 25, 28, 47]. W zaka¿onym organizmie spora przechodzi w formê wegetatywn¹, intensywnie namna¿a siê i wywo³uje infekcjê. Rozró¿nia siê trzy postacie chorobowe w¹glika: skórn¹, p³ucn¹ i ¿o³¹dkowo-jelitow¹. Najczêciej spotykana jest postaæ skórna wystêpuj¹ca w formie czarnej krosty, od której wywodzi siê nazwa Anthrax, co z greckiego znaczy wêgiel. Postaæ p³ucna jest najgroniejsza. W zale¿noci od szybkoci wzrostu i szybkoci wytwarzania toksyny mo¿e prowadziæ do mierci w ci¹gu zaledwie kilku dni po wyst¹pieniu pierwszych objawów choroby [14, 26, 27, 36, 37]. Zwierzêta choruj¹ prawie wy³¹cznie na postaæ jelitow¹. Cz³owiek mo¿e zaraziæ siê przez kontakt z chorymi zwierzêtami i produktami pochodzenia zwierzêcego, a jedynie w bardzo rzadkich przypadkach zaka¿enie mog¹ przenosiæ owady. Po raz pierwszy tlenow¹ laseczkê Bacillus anthracis wyizolowa³ w 1876 roku pracuj¹cy w Wolsztynie Robert K o c h. Wyhodowa³ B. anthracis w postaci czystej kultury, wykaza³, ¿e bakteria ta tworzy spory i udowodni³, ¿e wstrzykniêcie bakterii zdrowym zwierzêtom jest równowa¿ne z zara¿eniem ich w¹glikiem [9, 10, 22]. W tamtych czasach w¹glik mia³ du¿e