tom 44 numer 2 rok 2005

TOKSYNY W¥GLIKOWE
POST. MIKROBIOL.,
2005, 44, 2, 137–143
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¿liwoœci 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 œwiecie wci¹¿ jednak
wystêpuj¹ obszary endemiczne, zlokalizowane przede
wszystkim w Ameryce Po³udniowej, Azji i Afryce [13,
15, 23, 32, 55]. Na w¹glik zapadaj¹ g³ównie zwierzêta
roœlino¿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¿liwoœciami ich terapeutycznego wykorzystania oraz nad innymi sposobami leczenia w¹glika.
2. Bacillus anthracis
Bacillus anthracis jest du¿¹, nieruchliw¹, wytwarzaj¹c¹ spory Gram-dodatni¹ laseczk¹ (1–1,2 :m×3–5 :m)
o prostych koñcach, równoleg³ych œcianach, 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
zdolnoœæ 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.
Najczêœciej spotykana jest postaæ skórna wystêpuj¹ca
w formie czarnej krosty, od której wywodzi siê nazwa
Anthrax, co z greckiego znaczy wêgiel. Postaæ p³ucna
jest najgroŸniejsza. W zale¿noœci od szybkoœci wzrostu i szybkoœci wytwarzania toksyny mo¿e prowadziæ
do œmierci 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