Chlamydiae
Microbiologie
Chlamydiae are un înveliș gram-negativ fără peptidoglican detectabil; cu toate acestea, o analiză genomică recentă a arătat că atât C. trachomatis cât și C. pneumoniae codifică pentru proteine care formează o cale aproape completă de sinteză a peptidoglicanului, inclusiv proteine de legare a penicilinei.10 Chlamydiae împărtășesc, de asemenea, un antigen lipopolizaharidic specific grupului și utilizează adenozin trifosfatul (ATP) al gazdei pentru sinteza proteinelor chlamydiale.10 Deși chlamydiae sunt auxotrofe pentru trei din cele patru nucleozide trifosfați, ele codifică enzime funcționale de catabolizare a glucozei, care pot fi utilizate pentru a genera ATP.10 Ca și în cazul sintezei peptidoglicanului, din anumite motive, aceste gene sunt dezactivate, ceea ce poate fi legat de adaptarea lor la mediul intracelular. Toate chlamydiile codifică, de asemenea, o proteină abundentă numită proteina majoră a membranei externe (MOMP sau OmpA), care este expusă la suprafață la C. trachomatis și C. psittaci, dar aparent nu și la C. pneumoniae.10 MOMP este principalul determinant al clasificării serologice a izolatelor de C. trachomatis și C. psittaci. Chlamydiae sunt sensibile la antibioticele care interferează cu sinteza ADN-ului și a proteinelor, inclusiv tetraciclinele, macrolidele și chinolonele. C. pneumoniae nu are o cale de recuperare sau de biosinteză a triptofanului și este rezistentă la sulfonamide și trimetoprim.4
Clamydiae are un ciclu de dezvoltare unic cu forme infecțioase și reproductive distincte din punct de vedere morfologic: corpul elementar (EB) și corpul reticulat (RB; Fig. 184-1). După infectare, EB infecțioase, care au un diametru cuprins între 200 și 400 nm, se atașează de celula gazdă printr-un proces de legare electrostatică și sunt preluate în celulă prin endocitoză care nu depinde de sistemul de microtubuli. EB-urile sunt asemănătoare sporilor; sunt inactive din punct de vedere metabolic, dar stabile în mediul extracelular. În interiorul celulei gazdă, EB rămâne în interiorul unui fagosom acoperit de membrană, cu inhibarea fuziunii fagosomal-lysosomal. Membrana de incluziune este lipsită de markerii celulei gazdă, dar markerii lipidici fac trafic către incluziune, ceea ce sugerează o interacțiune funcțională cu aparatul Golgi. Chlamydiae pare să ocolească calea endocitică a gazdei, locuind într-o vacuolă neacidă care este disociată de endosomii tardivi și de lizozomi. EBs se diferențiază apoi în RBs care suferă fisiune binară. După aproximativ 36 de ore, RBs se diferențiază din nou în EBs. În ciuda acumulării a 500 până la 1 000 de EB infecțioase în incluziune, funcția celulei gazdă este foarte puțin perturbată. La aproximativ 48 de ore, eliberarea poate avea loc prin citoliză sau printr-un proces de exocitoză sau de extrudare a întregii incluziuni, lăsând celula gazdă intactă. Această strategie este foarte reușită și permite organismului să provoace o infecție cronică practic silențioasă.
O serie de studii in vitro au contestat această paradigmă bifazică. Chlamydiae poate intra într-o stare persistentă in vitro după tratamentul cu anumite citokine, cum ar fi interferonul-γ (IFN-γ); tratamentul cu antibiotice, în special cu penicilină; restricționarea anumitor nutrienți, inclusiv a fierului, glucozei și aminoacizilor; infecția în monocite; și șocul termic.4,11 În timp ce se află în starea persistentă, activitatea metabolică este redusă, iar organismul este adesea refractar la tratamentul cu antibiotice. Aceste sisteme diferite produc caracteristici de creștere similare, inclusiv pierderea infecțiozității și dezvoltarea unor incluziuni mici care conțin mai puține EB și RB și constatări ultrastucturale, în special RB anormale din punct de vedere morfologic, ceea ce sugerează că acestea sunt cumva alterate în timpul dezvoltării lor altfel normale. Aceste RB anormale sunt adesea numite corpuri aberante (AB). S-a demonstrat, de asemenea, că restricționarea anumitor nutrienți induce persistența chlamydiilor. Analiza ultrastructurală a C. pneumoniae tratate cu IFN-γ relevă, de asemenea, incluziuni atipice care conțin AB-uri mari de tip reticulat, fără dovezi de rediferențiere în EB-uri.
Un alt model de infecție persistentă cu C. pneumoniae este infecția continuă pe termen lung. Spre deosebire de modelele descrise anterior, culturile continue devin spontan persistente atunci când atât chlamydiae cât și celulele gazdă se înmulțesc liber în absența stresului. Infecția cu C. pneumoniae a fost menținută în celule HEp-2 și A549 timp de peste 4 ani fără centrifugare, adăugare de cicloheximidă sau IFN-γ.12 Nivelurile de infecție în aceste celule infectate au fost ridicate (70% până la 80%). Studiile ultrastructurale au evidențiat trei tipuri de incluziuni în aceste celule. Aproximativ 90% au fost incluziuni mari tipice, cu diametrul cuprins între 5 și 12 µm. Al doilea tip (incluziuni alterate) conținea atât EB și RB normale, dar în număr considerabil mai mic decât incluziunile tipice, cât și AB pleomorfe, care aveau o dimensiune de până la patru-cinci ori mai mare decât cea a RB normale (2,5 µm în diametru); citoplasma lor era omogenă. Cel de-al treilea tip de incluziuni a fost reprezentat de incluziuni aberante mici, cu un diametru mediu de 4 µm, care conțineau aproximativ 60 de AB care aveau dimensiuni similare cu cele ale RB normale, dar păreau dense din punct de vedere electronic și nu mai păstrau o formă sferică netedă. Aceste AB dense au păstrat structura caracteristică a membranei exterioare chlamydiale, cu foarte puțin spațiu periplasmatic, iar membranele sunt mai strâns legate de corpul chlamydial, similar cu RB normale. Nu s-au observat EB-uri în aceste incluziuni. Aceste constatări arată că ciclul de dezvoltare a C. pneumoniae poate combina formele tipice de dezvoltare cu faza persistentă în cultura de țesuturi.
Un alt mecanism posibil al persistenței chlamydiale ar putea fi printr-un efect direct asupra celulei gazdă, posibil printr-un efect asupra apoptozei, care este un regulator important al creșterii celulare și al dezvoltării țesuturilor. Apoptoza este un proces programat genetic, strâns controlat, spre deosebire de necroză, care implică o inflamație nespecifică și leziuni tisulare și enzime intracelulare, condensarea nucleului și a citoplasmei și fragmentarea. S-a constatat că mulți agenți patogeni microbieni, inclusiv chlamydiae, modulează apoptoza celulară pentru a supraviețui și a se înmulți. S-a demonstrat că Chlamydia spp. induc și inhibă atât apoptoza celulei gazdă, în funcție de stadiul ciclului de dezvoltare a chlamydiilor.13 Chlamydiae protejează celulele infectate împotriva apoptozei ca urmare a stimulilor externi în stadiile timpurii ale infecției și poate induce apoptoza celulei gazdă în stadiile ulterioare ale ciclului de viață. Astfel, chlamydiae poate proteja celulele infectate împotriva mecanismelor citotoxice ale sistemului imunitar, iar apoptoza observată la sfârșitul ciclului de infecție poate contribui la răspunsul inflamator, deoarece celulele apoptotice secretă citokine proinflamatorii și facilitează eliberarea organismului din celulele infectate. Studiile cu culturi tratate cu IFN-γ au raportat că celulele infectate cu C. trachomatis și C. pneumoniae rezistă la apoptoză ca urmare a liganzilor externi, prin inhibarea activării caspace. Datele din studiile cu modelul celular infectat continuu pe termen lung au arătat diferențe marcante în ceea ce privește efectul lui C. pneumoniae asupra apoptozei în celulele A549 infectate acut și cronic.13 Infecția acută cu C. pneumoniae a indus modificări apoptotice în celulele A549 în primele 24 și 48 de ore de la infectare. Inducerea apoptozei în infecția acută poate facilita eliberarea lui C. pneumoniae din celula gazdă. Infecția cronică cu C. pneumoniae a inhibat modificările apoptotice în primele 24 de ore și până la 7 zile. Aceste rezultate sugerează că inhibarea apoptozei poate contribui la protejarea organismului atunci când acesta se află în stare intracelulară, persistentă.
.