Trypanosoma brucei-kenmerken, morfologie, biologische cyclus, symptomen

Trypanosoma brucei Het is een extracellulair protozoönparasiet. Behoort tot de klasse Kinetoplastidae, familie Trypanosomatidae genus Trypanosoma. Er zijn twee ondersoorten die twee verschillende varianten van Afrikaanse menselijke trypanosomiasis veroorzaken of ook "slaapziekte" worden genoemd.

Trypanosoma brucei subsp. gambiense, veroorzaakt de chronische vorm en 98% van de gevallen, gelegen in westelijk en centraal Sub-Sahara Afrika. Trypanosoma brucei subsp. rhodesiense is de oorzaak van de acute vorm, aanwezig in het midden en oosten van Afrika ten zuiden van de Sahara.

Beide varianten van deze ziekte zijn gemeld in die landen in sub-Sahara Afrika waar de tseetseevlieg wordt gevonden, Glossina spp, de vector of verzendende agent van T. brucei.

Een derde ondersoort, Trypanosoma brucei subsp. brucei, veroorzaakt een vergelijkbare ziekte bij tamme en wilde dieren, Nagana genaamd.

De "slaapziekte" bedreigt meer dan 60 miljoen mensen in 36 landen in Sub-Sahara Afrika. Er zijn ongeveer 300.000 tot 500.000 gevallen per jaar, waarvan ongeveer 70.000 tot 100.000 sterven. De aantasting door de tseetseevlieg bestrijkt een gebied van 10 miljoen vierkante kilometer, een derde van de landmassa van Afrika.

De Wereldgezondheidsorganisatie erkent een significante afname van het aantal nieuwe gevallen van Afrikaanse menselijke trypanosomiasis in de afgelopen jaren. Dit komt door de aanhoudende nationale en internationale initiatieven om deze ziekte onder controle te houden.

index

• 1 Algemene kenmerken
  • 1.1 De ontdekking
  • 1.2 Genetica
  • 1.3 De "slaapziekte" en het broeikaseffect
• 2 Fylogenie en taxonomie
• 3 Morfologie
  • 3.1 Tryomastigote-formulier
  • 3.2 Epimastigote vorm
  • 3.3 Het kinetosoom
• 4 Biologische cyclus
  • 4.1 In de gastheer (mens of ander zoogdier)
  • 4.2 In de tseetseevlieg (de vector)
• 5 Symptomen van infectie
  • 5.1 Eerste fase
  • 5.2 Tweede fase
  • 5.3 Diagnose
• 6 Behandeling
• 7 Referenties

Algemene kenmerken

Het wordt "slaapziekte" genoemd omdat het een omkering van de natuurlijke slaapcyclus van de patiënt veroorzaakt. De persoon slaapt gedurende de dag en blijft 's nachts wakker. Dit is het product van de reeks psychische en neurologische stoornissen die de ziekte in de gevorderde fase veroorzaakt.

De ontdekking

Trypanosomiasis bij dieren of nagana is een belangrijke ziekte bij vee in Afrika. Hij identificeerde zichzelf Trypanosoma brucei als de causale agent in 1899. Het was David Bruce tijdens het onderzoeken van een grote uitbarsting van Nagana in Zululand.

Later identificeerde Aldo Castellani deze soort trypanosoom in het bloed en de hersenvocht van menselijke patiënten met "slaapziekte".

Tussen 1902 en 1910 werden de twee varianten van de ziekte bij mensen en hun veroorzakende ondersoorten geïdentificeerd. Zowel dieren als mensen kunnen fungeren als reservoirs van parasieten die de ziekte bij mensen kunnen veroorzaken.

genetica

Het genoom van de kern van Trypanosoma brucei het bestaat uit 11 diploïde chromosomen en honderd microchromosomen. In totaal heeft het 9.068 genen. Het genoom van de mitochondria (de kinetoplast) is samengesteld uit talrijke kopieën van circulair DNA.

De "slaapziekte" en het broeikaseffect

Afrikaanse menselijke trypanosomiasis wordt beschouwd als een van de 12 menselijke infectieziekten die verergerd kunnen worden door de opwarming van de aarde.

Dit is te wijten aan het feit dat wanneer de omgevingstemperatuur stijgt, het gebied dat vatbaar is voor bewolking door de vlieg zal worden vergroot. Glossina sp. Bij het koloniseren van de nieuwe gebieden, zal het de parasiet meenemen.

Fylogenie en taxonomie

Trypanosoma brucei pbehoort tot het koninkrijk Protista, groep Excavata, phylum Euglenozoa, klasse Kinetoplastidae, bestel Trypanosomatida, familie Trypanosomatidae, genus Trypanosoma, subgenre Tripanozoon.

Deze soort heeft drie ondersoorten die verschillende varianten van "slaapziekte" bij mensen veroorzaken (T. b. subsp. gambiense en T. b. subsp. rhodesiense) en bij huisdieren en wilde dieren (T. b. subsp. brucei).

morfologie

Tripomastigote vorm

Trypanosoma brucei is een langwerpig eencellig organisme met een lengte van 20 μm en een breedte van 1-3 μm, waarvan de vorm, structuur en membraansamenstelling variëren gedurende de hele levenscyclus.

Het heeft twee basisvormen. Een tripomastigote vorm van basaal lichaam posterieur aan de kern en lang flagellum. Deze vorm neemt op zijn beurt subtypen aan tijdens de levenscyclus. Hiervan is het korte of gedrongen subtype (slumpy in het Engels), het is dikker en zijn flagellum is kort.

Epimastigote vorm

De tweede basisvorm is de epimastigote van het basale lichaam anterieur ten opzichte van de kern en flagellum iets korter dan de vorige.

De cel wordt bedekt door een laag glycoproteïne met een variabel oppervlak. Deze laag verandert de glycoproteïnen van het oppervlak en mist dus de aanval van de antilichamen gegenereerd door de gastheer.

Het immuunsysteem produceert nieuwe antilichamen om de nieuwe configuratie van de laag aan te vallen en de laag verandert opnieuw. Het is wat antigene variatie wordt genoemd.

De kinetosoma

Een belangrijk kenmerk is de aanwezigheid van de kinetosoma. Deze structuur bestaat uit gecondenseerd mitochondriaal DNA dat zich in de enige aanwezige mitochondria bevindt. Deze grote mitochondriën bevinden zich aan de basis van de plaag.

Biologische cyclus

De levenscyclus van Trypanosoma brucei wisselt af tussen de tseetseevlieg als een vector en de mens als een gastheer. Om zich in zulke verschillende gastheren te ontwikkelen, ondergaat de protozoön belangrijke metabole en morfologische veranderingen van de ene naar de andere.

In de vlieg, de Trypanosoma brucei bewoont het spijsverteringskanaal, terwijl het zich in de mens in het bloed bevindt.

In de gastheer (mens of ander zoogdier)

Trypanosoma brucei Het komt in drie basisvormen gedurende zijn cyclus. Wanneer de vlieg een mens of een ander zoogdier bijt om zijn bloed te extraheren, injecteert het uit zijn speekselklieren in de bloedbaan een niet-proliferatieve vorm van het protozoa, genaamd metacyclisch.

Eenmaal in de bloedbaan wordt het getransformeerd in de proliferatieve vorm, slank bloed genoemd (slank in het Engels).

De slanke bloedvorm van Trypanosoma brucei het krijgt zijn energie door glycolyse van de glucose die in het bloed aanwezig is. Dit metabolische proces wordt uitgevoerd in een organel genaamd glycosoma. Deze trypanosomen vermenigvuldigen zich in verschillende lichaamsvloeistoffen: bloed, lymfe en hersenvocht.

Naarmate het aantal parasieten in het bloed toeneemt, beginnen ze weer te veranderen in een niet-proliferatieve vorm. Deze keer is het een dikkere variant met een korter flagellum, mollig bloed (stomp).

De tubereuze bloedtrypanosomen zijn aangepast aan de condities van het spijsverteringsstelsel van de vlieg. Ze activeren hun mitochondriën en de enzymen die nodig zijn voor de cyclus van citroenzuren en de ademhalingsketen. De energiebron is niet langer glucose, maar proline.

In de vlieg tse-tsé (de vector)

De vector of verzendende agent van Trypanosoma brucei het is de tse-tse vlieg, Glossina spp. Deze soort groepeert 25 tot 30 soorten hematofage vliegen. Ze zijn gemakkelijk te onderscheiden van de gewone vlieg door hun bijzonder lange zuigorganen en hun volledig gevouwen vleugels in rust.

Wanneer een tseetseevlieg het geïnfecteerde zoogdier van de gastheer bijt en het bloed extraheert, dringen deze stompe bloedvormen de vector binnen.

Eenmaal in het spijsverteringskanaal van de vlieg, onderscheiden stompe bloedvormen zich snel in procyclische proliferatieve trypanosomen.

Ze vermenigvuldigen zich met binaire splitsing. Ze verlaten het spijsverteringskanaal van de vlieg en gaan naar de speekselklieren. Ze worden getransformeerd in epimastigoten die door de plaag aan de muren worden verankerd.

In de speekselklieren vermenigvuldigen ze zich en transformeren ze in metacyclische trypanosomen, klaar om opnieuw te worden geïnoculeerd in het bloedsysteem van een zoogdier.

Symptomen van infectie

De incubatietijd van deze ziekte is 2 tot 3 dagen na de vliegbeet. Neurologische symptomen kunnen na enkele maanden optreden in het geval van T. b. subsp.  gambiense. Als het over gaat T. b. subsp. rhodesiense, het kan jaren duren om zich te manifesteren.

Eerste fase

De "slaapziekte" kent twee fasen. De eerste wordt vroege fase of hemolymfatische fase genoemd, het wordt gekenmerkt door de aanwezigheid van Trypanosoma brucei alleen in het bloed en de lymfe.

In dit geval zijn de symptomen koorts, hoofdpijn, spierpijn, braken, gezwollen lymfeklieren, gewichtsverlies, zwakte en prikkelbaarheid..

In deze fase kan de ziekte verward worden met malaria.

Tweede fase

De zogenaamde late fase of neurologische fase (encefalitische staat) wordt geactiveerd door de komst van de parasiet in het centrale zenuwstelsel, die wordt gedetecteerd in de cerebrospinale vloeistof. Hier worden de symptomen uitgedrukt als veranderingen in gedrag, verwarring, incoördinatie, verandering van de slaapcyclus en uiteindelijk coma.

De ontwikkeling van de ziekte gaat verder met een cyclus van maximaal drie jaar in het geval van de ondersoort gambiense, eindigend met de dood. Wanneer de ondersoort aanwezig is rhodesiense, de dood komt van weken tot maanden.

Van de gevallen die niet worden behandeld, sterft 100%. 2-8% van de behandelde gevallen sterft ook.

diagnose

Het diagnostische stadium is wanneer de infectieuze vorm, namelijk het bloedtrypanosoom, in het bloed wordt aangetroffen.

Door een microscopisch onderzoek van bloedmonsters wordt de specifieke vorm van de parasiet gedetecteerd. In de encefalitische fase is een lumbale punctie nodig om de hersenvocht te analyseren.

Er zijn verschillende moleculaire technieken om de aanwezigheid van te diagnosticeren Trypanosoma brucei.

behandeling

De capaciteit die heeft Trypanosoma brucei van het constant variëren van de configuratie van de buitenste laag van glycoproteïnen (antigene variatie), maakt het erg moeilijk om vaccins tegen "slaapziekte" te ontwikkelen.

Er is geen profylactische chemotherapie en weinig of geen uitzicht op een vaccin. De vier belangrijkste geneesmiddelen die worden gebruikt voor humane Afrikaanse trypanosomiasis zijn toxisch.

Melarsoprol is het enige medicijn dat effectief is voor beide varianten van de ziekte van het centrale zenuwstelsel. Het is echter zo giftig dat het 5% van de patiënten die het ontvangen doodt.

Eflornithine, alleen of in combinatie met nifurtimox, wordt in toenemende mate gebruikt als eerste behandelingslijn voor de ziekte veroorzaakt door Trypanosoma brucei subsp. gambiense.

referenties

1. Fenn K en KR Matthews (2007) De celbiologie van de differentiatie van Trypanosoma brucei. Huidige mening in de microbiologie. 10: 539-546.
2. Fernández-Moya SM (2013) Functionele karakterisatie van RNA-bindende eiwitten RBP33 en DRBD3 als regulatoren van genexpressie van Trypanosoma brucei. DOCTORALE THESIS. Instituut voor Parasitologie en Biomedicine "López-Neyra". Redactioneel Universiteit van Granada, Spanje. 189 p.
3. JA García-Salcedo, D Pérez-Morga, P Gijón, V Dilbeck Pays E en DP Nolan (2004) een differentiële rol van actine Gedurende de levenscyclus van Trypanosoma brucei. The EMBO Journal 23: 780-789.
4. Kennedy PGE (2008) Het aanhoudende probleem van humane Afrikaanse trypanosomiasis (slaapziekte). Annals of Neurology, 64 (2), 116-126.
5. Matthews KR (2005) De ontwikkelingscelbiologie van Trypanosoma brucei. J. Cell Sci. 118: 283-290.
6. Welburn SC, EM Fèvre, PG Coleman, M Odiit en I Maudlin (2001) Slaapziekte: een verhaal van twee ziekten. TRENDS in Parasitology. 17 (1): 19-24.