Mikrosporidier

Mikrosporidier er en gruppe af protozoiske mikroorganismer, der tilhører klassen cnidosporidier. Disse er intracellulære parasitter, der ikke kan eksistere uden for værtsorganismen. Der er næsten 1.300 arter, repræsenteret af næsten 200 slægter. Dette er kun en brøkdel af den sande diversitet af mykorsporidier, der allerede er beskrevet i den videnskabelige verden: mange mulige inficerede værter er ikke blevet undersøgt for tilstedeværelsen af disse parasitter i kroppen. Værten kan være næsten ethvert dyr - fra protozoer til mennesker. Det største antal og den største diversitet af mikrosporidier er repræsenteret af krebsdyr og insekter.

Mennesker kan blive inficeret med microspodiaceae fra seks slægter: Encephalitozoon, Pleistophora, Nosema, Vittaforma, Enterocytozoon og Microsporidium. Selvom nogle parasitter i denne gruppe sandsynligvis forårsager asymptomatiske eller forbigående tarminfektioner, er infektionsmekanismen med microsporidiose ikke blevet tilstrækkeligt undersøgt.

Mikrosporidier har adskillige unikke egenskaber, der demonstrerer deres exceptionelle tilpasningsevne til intracellulær parasitisme. Deres sporer indeholder et sæt organeller, der er unikke for dem – ekstruderingsapparatet. Med dets hjælp inficeres en sund celle ved at punktere membranen og frigive sporer direkte i cytoplasmaet. Ingen andre protozoarter har en lignende mekanisme til at distribuere deres sporer.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]

Strukturen af mikrosporidier

Mikrosporidiens genom er det mindste blandt alle celler, der indeholder en cellekerne. Der er næsten ingen introner i cellerne, og mitose præsenteres i form af lukket intranukleær pleuromitose. Mikrosporidiernes ribosomer har en struktur, der ligner ribosomerne i celler med en anukleær struktur. Cellen har ikke kinetosomer, lysosomer eller partikler af reservenæringsstoffer. Tidligere troede man, at mikrosporidier ikke havde mitokondrier, men for ikke så længe siden fandt man små mitosomer i dem, hvilket tjente som bevis på deres mitokondrielle natur.

Sporer har normalt en trelagsmembran: en glykoprotein-exospore, en kitinøs endospore og en cytoplasmisk membran. Ekstruderingsapparatet består af en posterior vakuole, en ankerskive, en polaroplast og et polært rør. Den posteriore vakuole har en enkelt- eller flerkammerstruktur. Nogle gange indeholder vakuolen et posterosom. I det øjeblik, embryoet frigives til en sund celle, forøges det øjeblikkeligt og forskyder sporen ind i det polære rør.
Polaroplasten består normalt af membraner, der er kompakt placeret i en slags "pakke".

Nogle gange indeholder polaroplasten vesikler og rørformede strukturer. Polaroplasten er involveret i at generere det nødvendige tryk, der kræves for at vende polarrøret, forsyner polarrøret med en membran og forsyner sporoplasmaet med at bevæge sig ind i det. Polarrøret er en aflang formation med to membraner, der er lagt ud i en spiral og strækker sig fra ankerskiven. Deres udseende og udvikling kan variere meget i mikrosporidier.

Livscyklus for mikrosporidier

Sporoplasmaet er en enkelt cellekerne omgivet af en lille mængde cytoplasma, der indeholder ribosomer. Cellekernen er placeret i sporen. Når sporen trænger ind i værtscellens indre miljø, danner sporoplasmaet sin egen beskyttende cytoplasmatiske membran, som man endnu ikke har lært meget om.

Derefter vokser sporoplasmaet hurtigt. På dette tidspunkt har cellen et minimum af organeller: posterosom, ribosomer, glat og ru endoplasmatisk reticulum.

Med begyndelsen af sporogonifasen – sporont – får cellen en ny membran. I denne fase deler cellekernerne sig aktivt og danner plasmodier.

Mikrosporidier kan lægge en ekstra skal - en sporoforvesikel, hvis udseende og størrelse varierer betydeligt mellem forskellige arter.

Sporoblast er et mellemliggende udviklingstrin fra sporogonalt plasmodium til spore. I denne periode udvikles alle membraner aktivt, og organeller lægges ned. Derefter ødelægges den berørte celle, og de resulterende sporer angriber tilstødende raske celler eller udskilles fra kroppen på jagt efter en ny vært.

Mikrosporidier er karakteriseret ved en række forskellige livscyklusser. Denne cyklus omfatter kun én vært (monoxenisk) med dannelse af én type sporer, og den er typisk for 80% af kendte arter. Men den kan også variere meget mellem forskellige arter: træk ved sporogoni, antal og typer af delinger i alle stadier. For de resterende 20% kan livscyklussen finde sted i to eller flere værter med dannelse af forskellige typer sporer i struktur og tildelte funktioner.

Klinisk billede og symptomer på mikrosporidiose

Mikrosporidier er meget almindelige. Sygdomme forårsaget af mikrosporidier, såvel som smittevejene, er endnu ikke tilstrækkeligt undersøgt. Mikrosporidier, som kan leve i menneskeceller, påvirker også dyr, både vilde og tamme, men det er endnu ikke klart, om mennesker smittes fra dyr. Mennesker med nedsat immunitet kan være bærere. Mikrosporidiesporer findes i vandløb, men ikke et eneste tilfælde af hurtig spredning af sygdommen har bevist, at forurenet vand er skyld i sygdommen. Mikrosporidier udskilles fra værtens krop til det ydre miljø med afføring, urin og sputum. Det antages, at mennesker kan blive smittet fra hinanden, men der findes ingen præcise data. Mest sandsynligt pådrager man sig tarmmikrosporidiose, når parasitten trænger ind gennem mundhulen. Vi taler primært om en infektion forårsaget af Enterocytozoon bieneusi, som påvirker mave-tarmkanalen.

Mikrosporidiose i luftvejene forårsages af parasitter, der næsten aldrig findes i afføring, så den mest sandsynlige smittevej er luftbårent støv. Øjnene påvirkes, når parasitten kommer direkte ind i bindehinden. Forskning tyder på, at mikrosporidier kan angribe makrofager og fibroblaster i deres egen slimhinde.

Intestinal mikrosporidiose er almindelig, men der er mange variationer af sygdommen: mikrosporidiose i galdegangene, øjnene, bihulerne, luftvejene, muskelfibrene, dissemineret mikrosporidiose, angreb af nyrer, lever, hjerte og nervesystem.

Mikrosporidier forårsager ofte akut eller kronisk diarré, når de er inficerede. Personer, der har gennemgået organtransplantation og den deraf følgende immundefekt, er mere tilbøjelige til at blive inficeret med mikrosporidiose. Nogle tilfælde af epilepsi er forbundet med, at kroppen er blevet angrebet af mikrosporidier. Tilfælde af keratitis og hornhindesår er blevet beskrevet, som opstod som følge af skader forårsaget af Nosema ocularam, Vittaforma corneae og andre mikrosporidier, der endnu ikke er blevet klassificeret. Mikrosporidier er blevet påvist ved inflammation i muskelfibre. Nosema connori er årsagen til dissemineret mikrosporidiose. Fra en fjerdedel til halvdelen af tilfældene af langvarig diarré af ukendt ætiologi hos patienter med immundefekt er forbundet med mikrosporidier.

Parasitter angriber normalt unge mennesker med lymfocytter på mindre end 100 µl, mikrosporidiose findes også hos børn med svær immundefekt. Børn, hvis organer er påvirket af mikrosporidiose, kan halte bagud i udviklingen og klage periodisk over mavesmerter og konstant diarré.

Enterocytozoon bieneusi angriber tarmceller, forårsager betændelse og beskadiger tarmtottene, men trænger næsten aldrig ind i sit eget slimlag. Infektionen er begrænset til mave-tarmkanalen. Encephalitozoon intestinalis udvikler sig derimod ofte uden for mave-tarmkanalen. Når den kommer ind i galdegangene, fremkalder den deres betændelse og ikke-kalkuløs betændelse i galdeblæren. Hos HIV-smittede kan parasitter angribe øjne, bihuler og lunger og endda udvikle sig til en dissemineret form. Keratoconjunctivitis er karakteriseret ved rødme af bindehinden, ubehag ved lyspåvirkning, synsproblemer og en følelse af at have et fremmedlegeme i øjet. Derudover kan mikrosporidiose fremkalde udviklingen af bihulebetændelse med frigivelse af slim og pus fra næsen. Der er tilfælde, hvor parasitten kommer ind i de nedre luftveje; derefter kan der i mangel af tegn på sygdommen udvikles lungebetændelse eller bronkitis. I nogle tilfælde kan der ved immundefekt udvikles dissemineret mikrosporidiose. Hvilke indre organer der er påvirket, afhænger af typen af parasit. Encephalitozoon hellem angriber øjnene, urinvejene, bihulerne og åndedrætsorganerne. Encephalitozoon intestinalis udvikler sig i mave-tarmkanalen og galdegangene, og der er tilfælde, hvor den angriber nyrer, øjne, bihuler, lunger eller bronkier. Encephalitozoon cuniculi er særlig farlig: den kan sprede sig og angribe næsten ethvert organ.

[ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ]

Sygdomme forårsaget af mikrosporidier

Forskellige former for infektioner forårsaget af mikrosporidier er karakteriseret ved specifikke træk.

1. Enterocytozoonose (mikrosporidier af arten Enterocytozoon bieneusi). Patogenet påvirker cellerne i tyndtarmen. Makroskopiske undersøgelser af ændringer i tarmslimhinden kan ikke afsløre det. Men under et mikroskop kan man se en forringelse af enterocytternes form, skade på mikrovilli, proliferation af krypter og en stigning i antallet af lymfocytter.

Patologiske celler mister gradvist deres tarmtotter og dør, og sporer frigives for at bebo nye, raske celler. Infektionen forårsager problemer med fordøjelsen af mad, kulhydrater og fedtstoffer absorberes dårligere. Diaréen udvikler sig, og den varer i uger og kan forårsage dehydrering. Mangel på appetit forårsager vægttab.

Oftest forekommer enterocytozoonose på baggrund af AIDS og udvikler sig i en dissemineret form, hvor den angriber luftvejene og forårsager feber.
Man kan blive smittet ad fækal-oral vej. Forebyggelse af sygdommen er ikke anderledes end forebyggelse af tarminfektioner.

2. Encephalitozoonoser (mikrosporidier af arterne Encephalitozoon cuniculi og Encephalitozoon hellem). E. cunculi angriber makrofager, blod- og lymfekar i hjerneceller, lever, nyrer og andre organer. Når cellerne dør som følge af infektionen, frigives sporer til blod og lymfe. Encephalitozoonoser opstår akut med ledsagende feber og dysfunktion af de berørte indre organer. Hvis infektionen har angrebet hjernen, oplever patienterne svær hovedpine, irritation af hjernehinderne eller endda meningealt syndrom. Hvis leveren er påvirket, er der tegn på hepatitis, hvis nyrerne er påvirket - tegn på nefritis.

Den største risiko for at blive syg er hos patienter med AIDS. Kilden til encephalitozoonoser er dyr. For at undgå infektion er det nødvendigt at udføre deratisering rettidigt og overholde reglerne for personlig hygiejne.

Encephalitozoon hellem hos personer med immundefekt er årsagen til keratokonjunktivitis, nyrebetændelse og udvikling af nyresvigt. Denne parasit udvikler sig også i luftvejene, hvilket ledsages af feber, hoste, vejrtrækningsbesvær og tegn på interstitiel lungebetændelse. Ofte påvirkes flere systemer af indre organer samtidig. Infektionen kommer ind fra en syg person gennem luftvejene, mundhulen eller bindehinden.

3. Invasion (mikrosporidier af arten Trachipleistophora hominis). Påvirker muskelfibre, ledsaget af muskelsvaghed, feber, keratokonjunktivitis. Mennesker og aber kan blive syge af invasionen, efter at være blevet smittet ved kontakt.
4. Septatose (mikrosporidier af arten Septata intestinalis). Mikrosporidier angriber først cellerne i tarmslimhinden og makrofager. Sår og nekrose udvikles i infektionscentrene. Derefter kan patogenet udvikle sig i andre organer. Hovedsymptomet på infektion er kronisk diarré. Det kan fremkalde betændelse i galdeblæren og galdegangene. Man kan blive smittet fra en syg person gennem mad eller vand.
5. Nosema (mikrosporidier af arten Nosema connori). Dette er en spredt invasion. De vigtigste symptomer er kvalme, opkastning, svær diarré og respirationssvigt. Undersøgelser vil vise tilstedeværelsen af Nosema connori i muskelvævet i hjertet, mellemgulvet, maven og tyndtarmen, samt i væggene af blodkarrene i mange organer, i nyrerne, leveren og lungerne. Infektion sker gennem mad.
6. Nosema (mikrosporidier af arten Nosema ocularum) er en sjælden sygdom. Parasitten lever i hornhinden og fremkalder udvikling af kombineret inflammation i hornhinden og øjenæblets vaskulære membran og endda et hornhindesår.
7. Angrebet (mikrosporidier af arten Vittaforma corneum) påvirker også øjnene.
8. Invasionen (mikrosporidier af arten Bruchiola vesicularum) angriber muskler og udvikler sig hos personer med immundefekt.

[ 10 ], [ 11 ]

Hvordan opdager man mikrosporidiose?

Mikrosporidier farves med nogle reagenser, giver en positiv PAS-reaktion, men genkendes ofte ikke: deres ekstremt lille størrelse (1-2 µm) og fraværet af tegn på en inflammatorisk proces i tilstødende væv gør det vanskeligt at gøre dette. Mikrosporidiose diagnosticeres bedst ved hjælp af et elektronmikroskop. Modificeret trefarvet farvning og PCR giver diagnostik af høj kvalitet.

Mikrosporidiose kan mistænkes, hvis patienten klager over kronisk diarré, konjunktivitis, problemer med luftvejene, nyrerne og leveren, hvis årsagen til disse klager ikke tidligere er blevet identificeret, og tests ikke har vist tilstedeværelsen af virus, bakterier og andre protozoer.

For at bekræfte diagnosen tages en afføringsprøve til analyse. Hvis der er mistanke om dissemineret mikrosporidiose, tages der podninger fra hornhinden, urinsediment og biopsier af blære- og tolvfingertarmslimhinden til analyse. Udstrygningsprøverne farves, og derefter er det muligt at detektere sporer af patogenet, som får en rødlig farve under reagentets påvirkning, mens de fleste bakterier bliver grønne - baggrundsfarven.

Et elektronmikroskop vil detektere parasittens tilstedeværelse i vævene: sporer med et karakteristisk polært rør findes i cellerne.

Behandling

Der findes ingen dokumenteret behandling for mikrosporidiose. Albendazol neutraliserer E. intestinalis. Fumagillin har også vist sig at være effektivt. Atovaquon og nitazoxanid reducerer symptomernes sværhedsgrad, men deres effektivitet i bekæmpelsen af sygdommen er ikke undersøgt. Hos HIV-inficerede personer reduceres manifestationerne af mikrosporidiose ved antiretroviral behandling.

Er mikrosporidiose farlig? Mikrosporidier findes ofte i kroppens væv uden at vise tegn eller forårsage problemer. Oftest bliver infektionen først farlig med progressionen af immundefekt hos HIV-smittede personer eller hos organtransplantationspatienter. Men en person med normalt immunforsvar har i de fleste tilfælde intet at bekymre sig om.