wąglik

Formy Anthrax

Zrozumienie

Wąglik jest chorobą wywołaną przez bakterie Bacillus anthracis, który żyje w glebie. Bakteryjne życie komórkowego jako hardy zarodników do przetrwania w trudnych warunkach. Zarodniki kiełkują w kwitnącej kolonii bakterii raz wewnątrz zwierzęcia lub człowieka. Wąglik zwykle dotyka zwierząt gospodarskich znacznie więcej niż ludzi, ale, jak wiemy z 2001 atakami wąglika w Stanach Zjednoczonych-wąglika zachodzi obawa, jako nowoczesnej broni biologicznej.

Wąglik występuje w trzech postaciach

Badania

Wąglik skórny jest najczęstszą postacią choroby. Ludzie z kawałków lub otwarte rany skórnej wąglika można uzyskać, jeśli pochodzą one w bezpośrednim kontakcie z bakteriami lub ich zarodników, zwykle za pośrednictwem skażonych produktów pochodzenia zwierzęcego. Skóra będzie czerwienić i pęcznieją, podobnie jak ugryzienie owada, a następnie opracować bezbolesne sczerniały zmiany lub owrzodzenia, które mogą tworzyć brązowy lub czarny strup, który jest właściwie martwe tkanki. Wąglik skórny dobrze reaguje na antybiotyki, ale mogą rozprzestrzeniać się po całym ciele, jeśli nie jest leczone. Ludzie, którzy pracują z niektórych zwierząt lub zwłok zwierzęcych są narażone na ryzyko zachorowania na tę formę choroby. Wąglik skórny jest rzadkością w Stanach Zjednoczonych.

Kiedy osoba wdycha zarodników Bacillus anthracis, kiełkują i bakterie infekują płuca, rozprzestrzenia się do węzłów chłonnych w klatce piersiowej. Jak bakterie rosną, wytwarzają dwa rodzaje zabójczych toksyn.

Objawy pojawiają się zwykle od 1 do 7 dni po ekspozycji, ale może najpierw pojawić się więcej niż miesiąc później. Gorączka, nudności, wymioty, bóle i zmęczenie są wśród pierwszych objawów wziewne wąglika; postępuje się trudności z oddychaniem, wstrząsy i często śmierć.

Historycznie, śmiertelność naturalnie występujących inhalacyjna wąglika były 75 procent, nawet przy odpowiedniej obróbce. Ale wziewne wąglik występuje rzadko. W atakach wąglika w 2001 roku, 11 osoby zostały zakażone wziewne wąglika i 6 przeżył. Przed 2001, ostatni znany przypadek USA było w 1976 roku, gdy rzemieślnik Kalifornii zmarł po otrzymaniu infekcji z przędzy importowanego zakażony zarodnikami wąglika.

Ludzie mogą uzyskać wąglika pokarmowego od jedzenia mięsa zanieczyszczone bakteriami wąglika lub ich przetrwalników. Objawami są bóle brzucha, utrata apetytu, biegunka i gorączka. Antybiotykoterapia można leczyć tę postać wąglika, ale nieleczona może zabić połowa tych, którzy je zdobyć.

Układ pokarmowy wąglik występuje naturalnie w ciepłych i tropikalnych regionach Azji, Afryce i na Bliskim Wschodzie. To jest najmniej popularną formą wąglika w Stanach Zjednoczonych.

Bacillus anthracis jest bakterią, która żyje w glebie i opracował taktykę przetrwania, która pozwala mu przetrwać dziesiątki lat w najtrudniejszych warunkach. Wąglik komórka bakteryjna może przekształcić się w Spore, bardzo hardy fazę spoczynku, które mogą wytrzymać ekstremalne ciepło, zimno i susza, bez składników odżywczych lub powietrza. Gdy warunki są korzystne dla środowiska, zarodniki kiełkują w kwitnącej kolonii bakterii. Na przykład, wypas zwierząt mogą spożywać zarodników, które zaczynają rosnąć, rozłożone, aw końcu zabić zwierzę. Bakterie będą tworzyć zarodników w tuszy, a następnie powrócić do gleby w celu infekowania innych zwierząt w przyszłości.

A jego forma pozwala zarodników bakterii do przetrwania w każdym środowisku, zdolność wytwarzania toksyn, co sprawia, że ​​bakterie, takie silne zabójcę. Razem, mrozoodporność i toksyczność B. anthracis zrobić to potężny środek bioterror. Jej toksyna jest wykonana z trzech białek: Antygen ochronny czynnik obrzęku, a czynnik letalny.

Jeśli wcześnie wykryty, wąglik jest łatwo leczone antybiotykami. Niestety, ludzie często mylą zainfekowane wczesne objawy bardziej powszechnych infekcji i nie szukają pomocy medycznej do czasu pojawiają się poważne objawy. W tym czasie destrukcyjne toksyny wąglika już wzrasta do wysokiego poziomu, przez co obróbka trudne. Antybiotyki mogą zabić bakterie, ale antybiotyki nie mają wpływu na toksyny wąglika.

W 1970 roku zatwierdzono szczepionkę wąglika dla człowieka, który jest dopuszczony do ograniczonego użytkowania. Szczepionka jest obecnie wykorzystywana do ochrony członków wojskowych i osób najbardziej narażonych na ryzyko narażenia zawodowego na działanie bakterii, takich jak pracownicy rzeźni weterynarzy, pracowników laboratoryjnych i obsługi inwentarza. Szczepionka nie zawiera cały bakterii. Przeciwnie, jest wykonany głównie z białka antygenu ochronnego wąglika, więc ludzie nie mogą dostać zakażenia wąglikiem od szczepionki.

Eksperci obecnie nie zaleca się szczepionkę do ogólnego użytku przez odbiorców, ponieważ choroba jest rzadka i wąglika szczepionka potencjalnie może powodować negatywne skutki uboczne u niektórych osób. Naukowcy nie ustalili, bezpieczeństwo i skuteczność szczepionki u dzieci, osoby starsze oraz osoby z osłabionym układem odpornościowym. Chociaż próby ze szczepionkami wskazują, że trzy lub cztery dawki szczepionki wąglika, może generować znaczną odporność ochronną zalecaną dawkę szczepionki wynosi pięć dawek podawanych w okresie 18 miesięcy, i podejmuje się wysiłki w celu dalszego zmniejszenia liczby dawek. Niemniej jednak, w celu zwiększenia ochrony ludności na wypadek ataku bioterror wąglika, naukowcy starają się opracować szczepionkę wąglika ulepszony.

theernment przewodzi i środki na badania, aby poprawić naszą zdolność do zapobiegania, diagnozowania, leczenia i wąglika. Badania Wąglik jest w toku przed atakiem 2001 bioterror, ale rozrósł się znacznie od tamtego czasu. Nowe wyniki badań poprawiają naszą wiedzę o tym, jak Bacillus anthracis powoduje choroby i jak lepiej zapobiegać i leczyć je.

Kilka czynników biologicznych przyczyniać się do zdolności B. anthracis ‘do wywoływania chorób. theernment naukowców i stypendystów są odkrywania szlaków molekularnych, które pozwalają tworzyć przetrwalniki bakterii do, przetrwać w ludzi, powodując chorobę. Naukowcy wyobrazić to podstawowe badania, aby być droga do nowych szczepionek, leków i narzędzi diagnostycznych.

Jednym z celów theernment lekarzy-naukowców jest patrzeć na zakaźnej procesu chorobowego w czasie, od początkowej infekcji poprzez przebiegu klinicznego i bezpowrotnie. Niewielka liczba ocalałych wąglika przed atakami 2001 są zapisani w długoterminowym badaniu klinicznym, w tym celu. Wiele lat obserwacji klinicznej konieczne są do tego rodzaju badań, uzyskując ostateczne wyniki. Ponieważ literatura medyczna na wąglika nie zawiera żadnych ustaleń dotyczących długoterminowych powikłań ocalonych, informacje uzyskane w tym badaniu będzie cenny dla pacjentów i pracowników służby zdrowia.

Naukowcy badają toksyny wąglika, aby dowiedzieć się jak zablokować ich produkcję i działanie. Ostatnio theernment obsługiwane naukowców wykazało, że mogą wiązać antygen ochronny czynnik obrzęku i czynnik letalny jednocześnie tworząc większą różnorodność kompleksy toksyny nie były wcześniej znane. To odkrycie może pomóc naukowcom opracować terapie antytoksyny.

Wcześniej naukowcy odkryli trójwymiarową strukturę cząsteczkową białka antygenu ochronnej wąglika związany z jednym z receptorami (CMG2) używa się do komórek. Stosując swoisty fragment białka receptora CMG2 badacze w stanie zablokowania przyłączania antygenem ochronnym w doświadczeniach z probówki, hamując w ten sposób całą aktywność toksyny wąglika.

theernment finansowane naukowcy miał również syntetyzować małe cząsteczki cykliczne, które blokuje toksyna wąglika w hodowli komórkowej i u gryzoni. Bloki cząsteczce porów utworzony przez antygen ochronny wąglika. Blokując pory skutecznie zapobiega czynnik oraz czynnik obrzęku śmiertelne toksyny z wejściem komórek.

Naukowcy przewidują, że odkrycia te doprowadzą do nowych i skutecznych metod leczenia.

Geny są instrukcje wytwarzania białek, które z kolei budują składniki komórki lub wykonują swoje procesy biochemiczne. Instrukcje, które dyktują jak działa drobnoustrojów są zakodowane w genach. Bakterie zachować większość swoich genów w chromosomie, bardzo długi odcinek DNA. Mniejsze okrągłe kawałki plazmidów DNA nazywa prowadzą również geny, że bakterie mogą wymieniać między sobą. Plazmidy ponieważ często zawierają geny oporności na antybiotyki i toksyny, znając sekwencję DNA tych plazmidów jest ważne.

Naukowcy przeprowadzili sekwencjonowanie plazmidów niosących geny toksyny B. anthracis. Ponadto naukowcy przeprowadzili sekwencjonowanie pełną sekwencję DNA chromosomalne z kilku szczepów Bacillus anthracis, w tym jednego, który zabił człowieka na Florydzie w 2001 wąglika bioterror ataku.

Porównując plany DNA różnych szczepów B. anthracis, naukowcy uczą się, dlaczego niektóre szczepy są bardziej zjadliwe niż inni. Małe różnice między sekwencjami DNA różnych szczepów mogą również pomóc badacze wskazać pochodzenie wybuchu epidemii wąglika.

Znając odcisku genetycznego B. anthracis może prowadzić do mechanizmów wykrywania genowych, że może ostrzegać naukowców do bakterii w środowisku lub umożliwiają szybką diagnozę wąglika u zakażonych ludzi. Różnice między szczepami może również wskazywać na różnice w podatności na antybiotyki, co pozwala lekarzom, aby natychmiast ustalić odpowiednie leczenie.

Naukowcy są obecnie analizy sekwencji genomu B. anthracis w celu określenia funkcji każdego z jego genów i dowiedzieć się, jak te geny współdziałają ze sobą lub ze składnikami komórek gospodarza wywołują choroby. Znając sekwencję genów B. anthracis pomogą naukowcom odkryć kluczowych białek bakteryjnych, które mogą być następnie kierowane przez nowych leków lub szczepionek.

przetrwalniki Bacillus anthracis są zasadniczo uśpione i musi “obudzić” lub kiełkują, by stać reprodukcyjne, bakterie chorobotwórcze. Naukowcy badają proces kiełkowania, aby dowiedzieć się więcej na temat sygnałów, które powodują zarodniki stać gdy aktywna wewnątrz zwierzęcia lub człowieka. Starania trwają do opracowania modeli kiełkowania zarodników u zwierząt laboratoryjnych. Naukowcy mają nadzieję, modele te pozwolą odkryć prowadzących do leków, które blokują proces kiełkowania zarodników B. anthracis.

Ludzie, którzy kontraktacyjnego wąglika produkują przeciwciała przeciwko białku antygenu ochronnego. Przeciwciała pojawiają się podobne do blokowania infekcji u zwierząt. Najnowsze badania sugerują również, że niektóre zwierzęta mogą wytwarzać przeciwciała na składniki zarodników B. anthracis. Przeciwciała te, kiedy studiował w probówce, zapobiegać zarodniki z kiełkujących oraz zwiększenie ich wchłaniania przez komórki drobnoustrojów-eating układu odpornościowego jest. Odkrycia te sugerują, że naukowcy mogą być w stanie opracować szczepionki do walki zarówno komórek B. anthracis i zarodniki.

Naukowcy również badają, w jaki sposób układ odpornościowy reaguje na zakażenie B. anthracis. Część odpowiedź układu immunologicznego, znany jako odporność adaptacyjną, składa się z B i komórek T, które specyficznie rozpoznają składniki bakterii wąglika. Drugi typ odpowiedzi immunologicznej, odporności wrodzonej-cele bardziej ogólnie do zwalczania szerokiej gamy najeźdźców mikrobiologicznych i prawdopodobnie odgrywa kluczową rolę w obronie frontowych organizmu. Naukowcy prowadzą badania w jaki sposób te obydwa odpornościowego ustawy o systemie przeciwdziałania infekcji, w tym jak B. anthracis kiełkowania zarodników wpływa indywidualne reakcje immunologiczne.

W innym badaniu, theernment wspieranych naukowcy odkryli potencjalny cel dla opracowywania nowych środków w celu zapobiegania i leczenia toksyczności wąglika. Ich badania pokazują, że ludzki gen zwany LRP6 odgrywa ważną rolę w dostarczaniu toksyny wąglika do komórek. Przeciwciała skierowane przeciwko LRP6 chronione hodowli komórkowych z wąglikiem śmiertelnej toksyny. Wyniki te sugerują, że kierowanie LRP6 mogą okazać się użyteczne w opracowywaniu sposobów ochrony przed skutkami nagromadzonych toksyn.

theernment wspiera badania nad nowej generacji szczepionek wąglika mających na celu zapobieganie infekcji przy użyciu mniejszej liczby dawek niż obecnie licencjonowany szczepionki. Inne technologie, szczepionka, która może dostarczyć odporności ochronnej szybciej i że mogą być przechowywane i dostarczane łatwiej są realizowane. Jeden z najbardziej obiecujących koncepcji nowej szczepionki wąglika jest oparta na rekombinacji antygen ochronny (RPA). Szczepionki te zapewniają doskonałą ochronę dla królików i małp, i były używane w dwóch fazach badań klinicznych u ludzi. Szczepionki rpa wydaje się wywoływać skuteczną odpowiedź immunologiczną u ludzi, z nienaruszonymi układu odpornościowego. Ogólnie rzecz biorąc, celem jest, aby szczepionek RPA, które są bezpieczniejsze, bardziej niezawodne, mogą być produkowane w dużych ilościach, a także mogą być podane dla osób z osłabionym układem odpornościowym.

W 2012 roku naukowcy z theernment i theernment dowiedział się, że test krwi na obecność przeciwciał opartych indukowane przez szczepionkę wąglika pomiaru może wykryć odpowiedź ochronną całej kilku gatunków. Ich wyniki wskazują, że w teście mogą być potencjalnie stosowane do przewidzenia, jak szczepionki wąglika mogą pracować ludzie. o tym badaniu.

Prowadzone są badania zmierzające do opracowania ulepszonych technik plamienia B. anthracis w środowisku i diagnozowania go w zainfekowanych osobników. Jak wspomniano wcześniej, kluczowym elementem tych badań jest analiza funkcjonalna genomowego z bakterii, co powinno prowadzić do nowych markerów genetycznych dla wrażliwej i szybkiej identyfikacji. genomika będzie również ujawnić różnice w poszczególnych szczepów B. anthracis, które mogą wpłynąć na sposób te bakterie wywołują choroby lub odpowiedzi na leczenie.

W następstwie odkrycia jak antygen ochronny i białka czynnik letalny interakcję z komórki, naukowcy są tysiące małych cząsteczek przesiewowych w nadziei na znalezienie leku anty-wąglika. Ponadto theernment pracuje z zumienia), Centers for Disease Control and Prevention, i Departamentu Obrony USA, aby przyspieszyć badania zbiorów związków pod kątem ich skuteczności przeciwko wziewne wąglika. Wiele z tych związków zostały już zatwierdzone byernment innych warunkach, a zatem może szybko zostać zatwierdzony do stosowania w leczeniu wąglika, jeżeli okażą się one skuteczne.

theernment jest również poszukiwanie nowych leków, które atakują Bacillus anthracis na różnych poziomach. Są to środki, które zapobiegają bakterii od wiązania się z komórkami, związki hamujące kiełkowanie zarodników i inhibitorów, które blokują działanie kluczowych enzymów, takiego jak wąglik czynnikiem śmiertelnym. theernment również będzie rozwijać zdolności do syntezy obiecujące związki anty-wąglika w dostatecznej ilości i czystości do badań przedklinicznych.

theernment obsługiwane naukowcy rozwiązano struktury enzymów zwanych sortases, które są znane do zakotwiczenia białka powierzchniowe bakterii do ścianek komórek. Enzymy te mogą być niezbędne do przeżycia bakterii, a zatem mogą być atrakcyjnym potencjalnym celem terapii.

Naukowcy przeznaczone do związku, który blokuje toksyny wąglika wiązania się z receptorami na powierzchni komórek gospodarza, w modelach zwierzęcych. Jeśli toksyny nie można dołączyć do i wprowadzić do komórki, skutecznie zneutralizowany. Nowy inhibitor jest znacznie silniejsze niż obecne terapie i programy obiecują wobec niektórych szczepów opornych na antybiotyki, jak również. Ogólna koncepcja może być również stosowane do projektowania inhibitorów innych patogenów.

Naukowcy odkryli również, że ludzkie przeciwciała monoklonalne ochrony przed wdychaniem wąglika w trzech modelach zwierzęcych. Nowe terapie, takie jak wąglik monoklonalnych i poliklonalnych przeciwciał, które neutralizują toksyny wąglika, są rozwinięte.