Mycoplasma genitalium -Mycoplasma genitalium

Mycoplasma genitalium
	Genkart over Mycoplasma genitalium . Sirkulært arrangerte fargede bånd er genene (525 i antall) i deres posisjon i DNA. Genomet har 580.070 basepar (580 kb).
Vitenskapelig klassifisering
Domene:	Bakterie
Filum:	Tenericutes
Klasse:	Mollicutes
Rekkefølge:	Mycoplasmatales
Familie:	Mycoplasmataceae
Slekt:	Mycoplasma
Arter:	M. genitalium
Binomisk navn
	Mycoplasma genitalium; Tully et al. , 1983

Mycoplasma genitalium ( MG , ofte kjent som Mgen ), er en seksuelt overførbar , liten og patogen bakterie som lever på hudcellene i urin- og kjønnsorganene hos mennesker . Medisinske rapporter publisert i 2007 og 2015 sier Mgen blir stadig mer vanlig. Resistens mot flere antibiotika blir stadig mer utbredt, inkludert azitromycin , som inntil nylig var den mest pålitelige behandlingen. Bakteriene ble først isolert fra urogenitale mennesker i 1981, og ble til slutt identifisert som en ny art av Mycoplasma i 1983. Det kan forårsake negative helseeffekter hos menn og kvinner. Det øker også risikofaktoren for HIV -spredning med høyere forekomst hos de som tidligere ble behandlet med azitromycin -antibiotika .

Spesielt forårsaker det uretritt hos både menn og kvinner, og også cervicitt og bekkenbetennelse hos kvinner. Den presenterer klinisk lignende symptomer som for Chlamydia trachomatis -infeksjon og har vist høyere forekomst, sammenlignet med både Chlamydia trachomatis- og Neisseria gonorrhoeae -infeksjoner i noen populasjoner. Den komplette genom -sekvensen ble publisert i 1995 (størrelse 0,58 Mbp , med 475 gener ). Det ble sett på som en mobil enhet med den minste genomstørrelsen (i Mbp ) til 2003 da en ny art av Archaea , nemlig Nanoarchaeum equitans , ble sekvensert (0,49 Mbp, med 540 gener). Imidlertid har Mgen fortsatt det minste genomet av noen kjent (naturlig forekommende) selvreplikerende organisme, og er derfor ofte organismen som er valgt i minimal genomforskning .

Det syntetiske genomet til Mgen ved navn Mycoplasma genitalium JCVI-1.0 (etter forskningssenteret, J. Craig Venter Institute , hvor det ble syntetisert) ble produsert i 2008 og ble den første organismen med et syntetisk genom. I 2014 ble det beskrevet et protein kalt Protein M fra M. genitalium .

Tegn og symptomer

Infeksjon med Mgen gir en kombinasjon av kliniske symptomer, men kan være asymptomatisk . Det forårsaker betennelse i urinrøret ( urinrør ) både hos menn og kvinner, noe som er forbundet med mucopurulent utslipp i urinveiene og brenning under vannlating . Hos kvinner forårsaker det cervicitt og bekkenbetennelsessykdommer (PID) , inkludert endometritis og salpingitt . Kvinner kan også oppleve blødninger etter sex, og det er også knyttet til tubal faktor infertilitet . For menn er de vanligste tegnene smertefull vannlating eller vannaktig utslipp fra penis. Polymerasekjedereaksjonsanalyser indikerte at det er en årsak til akutt ikke-gonokokkuretritt (NGU) og sannsynligvis kronisk NGU. Det er sterkt assosiert med vedvarende og tilbakevendende ikke-gonokokk uretritt (NGU) som er ansvarlig for 15 prosent til 20 prosent av symptomatiske NGU-tilfeller hos menn. I motsetning til andre Mycoplasma er infeksjonen ikke forbundet med bakteriell vaginose . Det er sterkt assosiert med intensiteten av HIV -infeksjon. Noen forskere forsker for å se om Mgen kan spille en rolle i utviklingen av prostatakreft og eggstokkreft og lymfomer hos noen individer. Disse studiene har ennå ikke funnet avgjørende bevis som tyder på en kobling.

Genom

Genomet til M. genitalium består av 525 gener i ett sirkulært DNA på 580.070 basepar . Scott N. Peterson og hans team ved University of North Carolina i Chapel Hill rapporterte det første genetiske kartet ved bruk av pulserende gelgelektroforese i 1991. De utførte en innledende studie av genomet ved hjelp av tilfeldig sekvensering i 1993, der de fant 100 993 nukleotider og 390 proteinkodende gener. I samarbeid med forskere ved Institute for Genomic Research , som inkluderte Craig Venter , lagde de den komplette genom -sekvensen i 1995 ved hjelp av haglepistol -sekvensering . Bare 470 forutsagte kodingsområder (av 482 proteinkodende gener) ble identifisert, inkludert gener som kreves for DNA -replikasjon , transkripsjon og translasjon , DNA -reparasjon , cellulær transport og energimetabolisme . Det var det andre komplette bakterielle genomet som noen gang er sekvensert, etter Haemophilus influenzae . I 2006 rapporterte teamet ved J. Craig Venter Institute at bare 382 gener er avgjørende for biologiske funksjoner. Det lille genomet til M. genitalium gjorde det til en organisme som ble valgt i The Minimal Genome Project , en studie for å finne det minste settet med genetisk materiale som er nødvendig for å opprettholde livet .

Patofysiologi

Det er en konsekvent sammenheng mellom M. genitalium -infeksjon og kvinnelige reproduktive tarmsyndrom. M. genitalium infeksjon var signifikant assosiert med økt risiko for tidlig fødsel, spontan abort, cervicitt og bekkenbetennelsessykdom. I tillegg kan dette patogenet latent infisere det chorioniske villi -vevet til gravide, og dermed påvirke graviditetsresultatet. Infertilitetsrisiko er også sterkt forbundet med infeksjon med M. genitalium , selv om bevis tyder på at det ikke er assosiert med mannlig infertilitet. Når M. genitalium er et co-infeksiøst middel, er risikoforeningene sterkere og statistisk signifikante. M. genitalium er sterkt assosiert med HIV-1.

Diagnose

Nyere forskning viser at forekomsten av Mgen for tiden er høyere enn andre vanlige STI -er ( seksuelt overførbare infeksjoner ). Mgen er en kresen organisme med forlenget vekstvarighet. Dette gjør påvisning av patogenet i kliniske prøver og påfølgende isolering ekstremt vanskelig. Mangler en cellevegg , forblir mycoplasma upåvirket av vanlige antibiotika . Fraværet av spesifikke serologiske analyser etterlater nukleinsyreforsterkningstester (NAAT) som det eneste levedyktige alternativet for påvisning av Mgen DNA eller RNA . Imidlertid bør prøvene med positive NAAT for patogenet testes for makrolid- resistens mutasjoner , som er sterkt korrelert til azitromycin behandlingssvikt på grunn av store hastigheter av mutasjon av organismen. Mutasjoner i 23S rRNA -genet til Mgen har vært knyttet til klinisk behandlingssvikt og høyt nivå in vitro makrolidresistens. Makrolidresistens-medierende mutasjoner har blitt observert i 20-50% av tilfellene i Storbritannia, Danmark, Sverige, Australia og Japan. Resistens utvikler seg også mot de andre linjens antimikrobielle midler som fluorokinolon .

I henhold til de europeiske retningslinjene er indikasjonen for å starte diagnosen for Mgen -infeksjon:

Påvisning av nukleinsyre (DNA og/eller RNA) spesifikt for Mgen i en klinisk prøve
Nåværende partnere av individer som testet positivt for MGEN bør behandles med samme antimikrobielle som indeksen pasienten
Hvis nåværende partner ikke deltar for evaluering og testing, bør behandling med samme diett som gitt til indekspasienten tilbys på epidemiologisk grunn
Av epidemiologiske grunner for seksuelle kontakter i de foregående 3 månedene; ideelt sett bør prøver for en Mgen NAAT samles før behandling, og behandling bør ikke gis før resultatet er tilgjengelig

Screening for Mgen med en kombinasjon av deteksjons- og makrolidresistensmutasjoner vil gi tilstrekkelig informasjon som kreves for å utvikle personlige antimikrobielle behandlinger, for å optimalisere pasientbehandling og kontrollere spredningen av antimikrobiell resistens (AMR).

Påvisning av motstand

På grunn av den utbredte makrolidresistensen , bør prøver som er positive for Mgen ideelt sett følges opp med en analyse som er i stand til å påvise mutasjoner som formidler antimikrobiell resistens. Den europeiske retningslinjen for Mgen-infeksjoner, i 2016, anbefalte å komplementere den molekylære påvisningen av Mgen med en analyse som er i stand til å påvise makrolidresistensassosierte mutasjoner.

Behandling

De amerikanske sentrene for sykdomskontroll og -forebygging har et spesifikt anbefalt regime med azitromycin og et annet spesifikt anbefalt regime med doksycyklin . Som alternative regimer har byrået spesifikke regimer hver med erytromycin eller erytromycinetylsuccinat eller ofloxacin eller levofloxacin .

Behandling av Mycoplasma genitalium infeksjoner blir stadig vanskeligere på grunn av raskt voksende antimikrobiell resistens . Diagnose og behandling er ytterligere hemmet av det faktum at Mycoplasma genitalium infeksjoner ikke blir rutinemessig testet. Studier har vist at et 5-dagers forløp av azitromycin har en bedre kur enn en enkelt, større dose. Videre kan en enkelt dose azitromycin føre til at bakteriene blir resistente mot azitromycin. Blant svenske pasienter ble doksycyklin vist å være relativt ineffektiv (med en kur på 48% for kvinner og 38% for menn); og behandling med en enkelt dose azitromycin er ikke foreskrevet på grunn av at det induserer antimikrobiell resistens. Den fem dagers behandling med azitromycin viste ingen utvikling av antimikrobiell resistens. Basert på disse funnene, går britiske leger til 5-dagers azitromycinregime. Doxycyklin brukes også fremdeles, og moxifloxacin brukes som en annenlinjebehandling i tilfelle doksycyklin og azitromycin ikke er i stand til å utrydde infeksjonen. Hos pasienter der doksycyklin, azitromycin og moxifloxacin mislyktes, har pristinamycin fortsatt vist seg å kunne utrydde infeksjonen.

Historie

Mycoplasma genitalium ble opprinnelig isolert i 1980 fra urinrør eksemplarer av to mannlige pasienter som lider av ikke-gonococcal uretritt i urin medisin (GUM) klinikk ved St. Marys Hospital, Paddington , London. Det ble rapportert i 1981 av et team ledet av Joseph G. Tully. Under elektronmikroskopi fremstår den som en kolbeformet celle med en smal terminal del som er avgjørende for at den festes til vertscelleoverflatene. Bakteriecellen er litt langstrakt noe som en vase, og måler 0,6-0,7 μm i lengde, 0,3-0,4 μm på det bredeste området og 0,06-0,08 μm på spissen. Basen er bred mens spissen er strukket inn i en smal hals, som avsluttes med en hette. Terminalregionen har en spesialisert region kalt lur, som er fraværende i andre Mycoplasma . Serologiske tester indikerte at bakterien ikke var relatert til kjente arter av Mycoplasma . Sammenligningen av genom-sekvenser med andre urinogenitale bakterier, for eksempel M. hominis og Ureaplasma parvum , avslørte at M. genitalium er vesentlig forskjellig, spesielt i de energigenererende veiene , selv om den delte et kjernegenom på ~ 250 proteinkodende gener.

Syntetisk genom

Oktober 2007 kunngjorde Craig Venter at et team av forskere ledet av nobelprisvinneren Hamilton Smith ved J. Craig Venter Institute med hell hadde konstruert syntetisk DNA som de planla å lage det første syntetiske genomet med. Rapportering i The Guardian , sa Venter at de hadde sydd sammen en DNA-kjede som inneholder 381 gener, som består av 580000 basepar, basert på genomet av M. genitalium . 24. januar 2008 kunngjorde de den vellykkede opprettelsen av en syntetisk bakterie, som de kalte Mycoplasma genitalium JCVI-1.0 (navnet på stammen som indikerer J. Craig Venter Institute med prøvenummeret). De syntetiserte og samlet det komplette genomet på 582 970 basepar til bakterien. De siste stadiene av syntese involverte kloning av DNA -en i bakterien E. coli for nukleotidproduksjon og sekvensering. Dette produserte store fragmenter på omtrent 144 000 basepar eller 1/4 av hele genomet. Til slutt ble produktene klonet inne i gjæren Saccharomyces cerevisiae for å syntetisere de 580 000 baseparene. Molekylstørrelsen til det syntetiske bakteriegenomet er 360,110 kilodalton (kDa). Trykt i 10-punkts skrift, dekker bokstavene i genomet 147 sider.

Juli 2012 kunngjorde Stanford University og J. Craig Venter Institute vellykket simulering av hele livssyklusen til en Mycoplasma genitalium -celle, i tidsskriftet Cell . Hele organismen er modellert når det gjelder dens molekylære komponenter, og integrerer alle cellulære prosesser i en enkelt modell. Ved å bruke objektorientert programmering til å modellere interaksjonene mellom 28 kategorier av molekyler, inkludert DNA, RNA, proteiner og metabolitter, og kjører på en 128-kjerne Linux-klynge, tar simuleringen 10 timer for en enkelt M. genitalium- celle å dele seg en gang- omtrent samme tid som den faktiske cellen tar - og genererer en halv gigabyte data.

Forskning

Funnet av Protein M , et nytt protein fra M. genitalium , ble kunngjort i februar 2014. Proteinet ble identifisert under undersøkelser av opprinnelsen til multiple myelomer , en B-celle hematologisk neoplasma. For å forstå den langsiktige Mycoplasma- infeksjonen, ble det funnet at antistoffer fra myelomatosepasienters blod ble gjenkjent av M. genitalium . Antistoffreaktiviteten skyldtes et protein som aldri var kjent før, og reagerer kjemisk på alle typer menneskelige og ikke -humane antistoffer som er tilgjengelige. Proteinet er omtrent 50 kDa stort og består av 556 aminosyrer.

Fremtidige hensyn

Fremtidig forskning må fokusere på utviklingen av nye antimikrobielle midler og behandlingsalgoritmer som legger vekt på dobbel antimikrobiell terapi og AMR -testing i behandlingsprotokoller. Viktigere er at de fleste pasienter med MG blir behandlet syndromisk, og denne behandlingen blir enda mer kompromittert av de nye resistensene mot flere antimikrobielle midler. Dette understreker også viktigheten av bevisbasert kunnskap om aktiviteten til nye antimikrobielle midler mot flere patogener som forårsaker STI. Den raske utviklingen av AMR i Mgen antyder at enkeltdose antimikrobiell monoterapi kan være upassende selv for ukompliserte STI. For Mgen er antimikrobiell kombinasjonsterapi og AMR -testing, i forbindelse med utvikling og evaluering av nye klasser av antimikrobielle stoffer, av største betydning. Noen av de nye antimikrobielle stoffene , spesielt fluoroketolid solitromycin , kan i det minste midlertidig erstatte azitromycin ved behandling av Mgen. Til syvende og sist kan den eneste bærekraftige løsningen for å kontrollere disse infeksjonene være utvikling av vaksiner, en oppgave som fortsatt er utrolig vanskelig med de fleste patogener av vanlig forekommende STI, som er ukulturbar.

Languages

In other projects