Informacija

Regulacija čimbenika virulencije V. cholerae

Regulacija čimbenika virulencije V. cholerae



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Tako da znam da nekoliko različitih okolišnih signala, poput pH, žuči i temperature, regulira ekspresiju gena za virulenciju u V. cholerae. Konkretno, oni kontroliraju ekspresiju gena koji kodiraju toksin ko-regulirani pilus (TCP) i toksin kolere (CT).

No, koja su dva ključna (glavna) transkripcijska regulatorna proteina koji kontroliraju ekspresiju TCP -a i CT -a i gdje je svaki lokaliziran u bakterijskoj stanici? Također, što radi svaki protein?

Znam da su proteini u pitanju ToxR/S, ToxP/H i ToxT, ali ne znam koji su GLAVNI i zašto ...


Faktori virulencije V kolere regulirani su hijerarhijskim regulatornim sustavom. Proteini koje ste naveli u svom pitanju dio su ovog sustava. U ovom se članku kaže da aktivaciju TCP-a i CT-a vrši ToxT- stoga bi to mogao biti vaš "ključni" protein. Također bih želio napomenuti da samo zato što se radi o dva različita gena ne mora nužno značiti da moraju postojati dva ključna faktora - ova vaša pretpostavka ako je pomalo pogrešna.

Također zato što je aktivacija faktora virulencije regulirana lancem događaja, svaka se karika može smatrati jednako važnom, jer ako jedna od njih ne uspije, cijeli lanac je nefunkcionalan.

Kratak opis regulatornog lanca preuzet iz gore navedenog članka:

Regulator ToxR je hijerarhijski regulatorni sustav koji aktivira ekspresiju gena za virulenciju kao odgovor na podražaje iz okoliša (2). Indukcija ToxR regulalona započinje aktivacijom ekspresije tcpPH pomoću AphA i AphB (4, 5). AphA i AphB su citoplazmatski regulatorni proteini koji se zajedno vezuju za promotor tcpPH i aktiviraju njegovu ekspresiju. Nakon što se proizvede TcpP, on funkcionira zajedno s ToxR -om kako bi aktivirao ekspresiju toxT -a. TcpP i ToxR su strukturno slični proteini vezani za membranu vezani za DNA za koje se smatra da moduliraju ekspresiju gena kao odgovor na vanjske podražaje (6, 7). Kada se stimuliraju, TcpP i ToxR vežu se na promotor toksT i aktiviraju njegovu ekspresiju. ToxT tada izravno aktivira ekspresiju gena koji kodiraju za CT i TCP produkciju (8).

Ovaj članak bi također mogao biti od pomoći. Nažalost, cijelom tekstu sam mogao pristupiti samo na ovaj način (putem researchgate -a):

Regulacija virulencije u Vibrio cholerae: ToxR regulalon. Brandon Childers, Karl E Klose Buduća mikrobiologija (faktor utjecaja: 4,02). 07/2007; 2 (3): 335-44. DOI: 10.2217/17460913.2.3.335

Ovaj rad nudi detalje o regulaciji i mehanizmu ToxT -a.

Preuzeto iz trećeg povezanog rada. Kao što možete vidjeti konačni aktivator CT -a (nazvan CTX na slici) i TCP -a doista je ToxT, ali kao što sam ranije napisao, svaka karika u lancu je važna.


Zavod za mikrobiologiju i imunologiju, Dartmouth Medical School, Hanover, NH, 03755

Zavod za mikrobiologiju i imunologiju, Dartmouth Medical School, Hanover, NH, 03755

Zavod za mikrobiologiju i imunologiju, Dartmouth Medical School, Hanover, NH, 03755

Zavod za mikrobiologiju i imunologiju, Dartmouth Medical School, Hanover, NH, 03755

Medicinski fakultet Sveučilišta Colorado, Aurora, Colorado

Medicinski fakultet Sveučilišta New York, New York, New York

Sažetak

Od više od 200 različitih serogrupa Vibrio kolera koji su izolirani, samo dva od njih, O1 i O139, imaju epidemijski i pandemijski potencijal. CTXφ nosi gene za CT (ctxA i ctxB), a VPI sadrži gene (tcpA-E i tcpJ) odgovoran za sintezu i sastavljanje esencijalnog faktora kolonizacije toksin-coregulated pilus (TCP). Kao dio acetoin operona, AphA potiskuje ekspresiju dva gena aktivirana PhoB, acgA i acgB, koji kodiraju proteine ​​koji utječu na pokretljivost i stvaranje biofilma mijenjajući razinu c-di-GMP u stanici. Bikarbonat može biti važan in vivo signal koji povećava aktivnost ToxT tijekom infekcije i inducira ekspresiju gena za virulenciju. Jednom V. kolere je diseminirao iz domaćina i ekspresija gena za virulenciju više nije potrebna, razine TcpP i ToxT snižene su proteolizom, a H-NS ponovno uspostavlja represiju na različitim promotorima. Stoga, poput GbpA, FrhA igra važnu ulogu u V. kolere i u domaćinu i u vodenom okolišu. Model za V. kolere infekcija uključuje pokretne bakterije koje se vežu za staničnu staničnu površinu, nakon čega pojačavaju ekspresiju faktora virulencije i smanjuju pokretljivost. Regulatorna hijerarhija flagela također utječe na ekspresiju gena za virulenciju u V. kolere kroz sustav osjećanja kvoruma. Nedavni napredak u razvoju sekvenciranja cDNA (RNA-seq) olakšao je generiranje opsežnih profila transkriptoma V. kolere tijekom infekcije i kod kunića i kod miševa na koleri.


Materijali i metode

Bakterijski sojevi, plazmidi i uvjeti kulture.

V. kolere Kao roditeljski soj u ovoj studiji korišten je soj El Tor C6706 (23). Metoda koja se koristi za izgradnju hapR i luxO delecijski mutanti bili su Skorupski i Taylor (24). StrhapR plazmid je konstruiran kloniranjem hapR ORF u pBBR1MCS4 (25) nizvodno od konstitutivnog plac promotor. Nepropusan za izopropil β-d-tiogalaktozid (IPTG) hapR-ekspresijski plazmid (pJZ146) konstruiran je subkloniranjem hapR gen u pMal-c2x (New England Biolabs). pMal-c2x sadrži ptac promotor i lacI Q gen. Kromosomski tcpP-lacZ i hapR-lacZ transkripcijske reporterske fuzije konstruirane su PCR -om amplificirajući 5 ′ DNA DNK tcpP i hapR, odnosno kloniranje ovih fragmenata u pVIK112 (26). Rezultirajući plazmidi su zatim integrirani u kromosom na tcpP i hapR lokusa, homolognom rekombinacijom. Kad je bila potrebna proizvodnja CT -a i TCP -a, V. kolere sojevi su uzgajani u mediju AKI kako je opisano (27). U svim ostalim pokusima, V. kolere sojevi su razmnoženi u LB na 37 ° C.

Eksperimenti s mikročićem.

Proizvodnja pjegavih mikroredova koji sadrže ORF-ove pune duljine dobivene iz V. kolere opisan je soj N16961 (28). RNA je izolirana iz stanica uzgojenih u AKI mediju upotrebom TRIzol reagensa (GIBCO/BRL), ekstrahirana vrućim fenolom (pH 5,2, 65 ° C) i pročišćena upotrebom RNeasy kompleta (Qiagen, Chatsworth, CA). Fluorescentno označena cDNA pripravljena je izravnom inkorporacijom analoga fluorescentnih nukleotida (Cy3-dCTP i Cy5-dCTP) tijekom reakcije reverzne transkripcije nasumično pripremljene prve niti. Različito obilježene cDNA kombinirane su i naknadno nanesene na površinu niza pod uvjetima koji pogoduju hibridizaciji (28). Mikroračunovi su skenirani pomoću aparata ScanArray 5000 (GSI Lumonics, Watertown, MA). Za svako mjesto specifično za ORF, rezultirajući intenzitet fluorescencije svake naljepnice mjeren je i uspoređen pomoću softverskog sustava GENEPIX PRO 3.0 (Axon Instruments, Foster City, CA).

Detekcija CT, TCP i hemaglutininske (HA) proteaze.

GM1 gangliozidni imunosorbentni CT testovi (29) provedeni su nakon inkubacije V. kolere sojeva tijekom 5 sati na 37 ° C, uz aeraciju u AKI mediju. Ekstrakti stanica pripravljeni iz kultura korištenih za CT testove podvrgnuti su SDS/PAGE, prebačeni na nitrocelulozne membrane, ispitani s anti-TcpA antitijelom (30) i vizualizirani pomoću poboljšanog sustava za otkrivanje kemiluminiscencije (Amersham Pharmacia). Analize HA proteaze azokazeina provedene su kako je opisano (31). Zimogrami su izvedeni ugradnjom 0,2% (konačne) želatine u 7% SDS/PAGE gelove. Pufer za uzorak dodan je supernatantima kulture koji su zatim naneseni na gelove bez vrenja. Nakon elektroforeze, gelovi su isprani 30 minuta u 2,5%, a zatim 1% Triton X-100, nakon čega su uslijedila tri ispiranja u proteaznom puferu (0,1 M Tris, pH 8/0,5 mM CaCl2). Aktivnost proteaze u gelu je ostavljena da se odvija preko noći u proteaznom puferu na 37 ° C, nakon čega su gelovi obojeni Coomassie plavom bojom.

Biofilmski testovi.

Noćne kulture V. kolere Inokulirani su u razrjeđenju 1: 100 u LB bujon i inkubirani u borosilikatnim epruvetama 18 h na 22 ° C. Nakon toga, epruvete su isprane destiliranom vodom i napunjene mrljom od kristalno ljubičaste boje. Nakon 5 minuta epruvete su isprane. Kristalna ljubičica povezana s biofilmom resuspendirana je s DMSO i OD570 mjerena je dobivena suspenzija.

Analiza kolonizacije miša.

Opisana je analiza kolonizacije dojenčeta miša (32). Kratko, V. kolere mutirani sojevi (Lac +) pomiješani su sa sojem divljeg tipa (Lac-), a približno 10 5 stanica inokulirano je u miševe dojilje CD-1 stare 5 do 6 dana. Nakon 20 sati kolonizacije, sakupljeni su crijevni homogenati, a omjer mutiranih/divljih bakterija određen je stavljanjem na LB agar koji sadrži 5-brom-4-kloro-3-indolil β-d-galaktozid.


3 Mehanizmi uključeni u preživljavanje okoliša

Općenito se pretpostavlja da je udruga V. kolere sa zooplanktonom ili masom jaja mogu pružiti određenu zaštitu od relativno teških uvjeta okoliša s kojima se suočavaju vodena staništa planktonskih bakterijskih stanica. Različiti mikroorganizmi, uključujući V. kolere, sposobni su izgraditi velike višestanične strukture na čvrstim površinama poznatim kao biofilmovi. Biofilm pruža mikrookruženje koje pogoduje preživljavanju i postojanosti zbog povećane otpornosti na različite stresove (npr. Klor, antibiotike).

Pokazalo se da V. kolere O1 El Tor i O139 mogu formirati trodimenzionalni biofilm i abiotičke površine [32–34] (slika 2). Stvaranje biofilma vjerojatno će biti važno za životni ciklus V. kolere, olakšavajući postojanost okoliša unutar prirodnih vodenih staništa tijekom interpidemijskih razdoblja.

Ulazi V. kolere nastanak biofilma. Planktonska bakterija vizualizirana je transmisijskom elektronskom mikroskopijom (bar = 1 μm), povezane stanice i mikrokolonija vizualizirane su skenirajućom elektronskom mikroskopijom (bar = 2 μm), a mikrofilm biofilma predstavlja okomiti presjek kroz 20-μm biofilm snimljen konfokalna laserska mikroskopija za skeniranje (bar = 10 μm). (Preštampano uz dopuštenje P. Watnicka [150]).

Ulazi V. kolere nastanak biofilma. Planktonska bakterija vizualizirana je transmisijskom elektronskom mikroskopijom (bar = 1 μm), povezane stanice i mikrokolonija vizualizirane su skenirajućom elektronskom mikroskopijom (bar = 2 μm), a mikrofilm biofilma predstavlja okomiti presjek kroz 20-μm biofilm snimljen konfokalna laserska mikroskopija za skeniranje (bar = 10 μm). (Preštampano uz dopuštenje P. Watnicka [150]).

Stvaranje biofilma obama sojevima O1 El Tor i O139 ovisi o ekspresiji egzopolisaharida (VPS) [32, 34, 35]. Sojevi koji sadrže nedostatke u jednom od vps geni potrebni za sintezu egzopolisaharida mogu kolonizirati abiotičku površinu, ali ne stvaraju trodimenzionalni biofilm, što ukazuje na to da se egzopolisaharid koristi kao „ljepilo“ za izgradnju zrelog biofilma [33, 34]. Ekspresija VPS egzopolisaharida izaziva fenotip kolonije rugoze i osigurava povećanu otpornost na klor, ali i otpornost na fag [32, 36, 37]. Zanimljivo je da ekspresija VPS egzopolisaharida inhibira crijevnu kolonizaciju u modelu kolere za novorođenčad miša, što sugerira da ekspresija faktora koji povećava postojanost u okolišu zapravo smanjuje virulenciju [34]. Kolonije rugoze (tj. Koje izražavaju VPS egzopolisaharid) pojavljuju se u malom broju kao fazne varijante, a njihov se izgled povećava tijekom gladovanja ugljikom [32, 38]. Nedostatak sinteze flagelara uzrokuje ekspresiju egzopolisaharida VPS na visokoj razini (barem u nekim sojevima, npr. O139), što ukazuje na to da je sinteza flagela povezana s ekspresijom VPS. Ovaj je učinak posebno posljedica nedostatka flageluma, a ne nedostatka pokretljivosti, što upućuje na to da gubitak flageluma može biti razvojni znak tijekom stvaranja biofilma [34].

Identificirani su sastojci VPS egzopolisaharida, a među ostacima ugljikohidrata identificirana je galaktoza [32, 35]. Nedavni pokušaji da se istraži put Gala u V. kolere potaknuo nas je da generiramo i karakteriziramo a galU mutant, kodira UDP-glukoza-4-epimerazu. Utvrdili smo da je galU mutant je izgubio sposobnost stvaranja VPS egzopolisaharida i neispravan je za razvoj biofilma [37]. Ovi rezultati su u skladu sa zahtjevom za sintezu UDP-galaktoze putem UDP-glukoze za biosintezu VPS egzopolisaharida.

Osim VPS egzopolisaharida, V. kolere O1 El Tor zahtijeva MSHA tip IV pilus za formiranje normalnog biofilma [33], ali soj O139 ne [34]. The V. kolere O1 El Tor također zahtijeva pokretljivost flagela za stvaranje biofilma, dok sojevi O139 koji nisu flagelirani mogu na kraju formirati trodimenzionalne biofilmove, očito zbog visoke razine ekspresije VPS egzopolisaharida [33, 34]. Watnick i sur. postavili su model u tri koraka u V. kolere nastanak biofilma (vidi sliku 2). Motilnost pokretana bičevima važna je za početni korak pričvršćivanja, nakon čega slijedi stvaranje mikrokolonije uz pomoć MSHA pili. Posljednji korak je ekspresija VPS egzopolisaharida, koja omogućuje trodimenzionalnu arhitekturu zrelog biofilma. Soj O139 bez flagelata zaobilazi potrebu za pokretljivošću jer vjerojatno već eksprimira VPS egzopolisaharid, koji omogućuje stvaranje mikrokolonija u otopini koje se na kraju talože na čvrstu površinu. Nije jasno zašto za soj O139 nije potreban MSHA pili, ali možda je to posljedica činjenice da su sojevi O139 inkapsulirani, za razliku od O1 El Tor (vidi dolje).

Osim stvaranja biofilma, V. kolere posjeduju izuzetnu sposobnost da se mogu prebaciti u održivo, ali nekulturno (VNC) stanje kao odgovor na nedostatak hranjivih tvari [39, 40]. Takvo uspavano stanje moglo bi poslužiti kao strategija preživljavanja, koja se može oživjeti nakon primitka odgovarajućih signala, npr. ekstremne promjene uvjeta okoliša, poput prijelaza iz vodenog sustava nakon unosa u ljudsko crijevno okruženje [6, 39]. Tijekom interpidemijskih razdoblja, epidemija V. kolere pretpostavlja se da postoje sojevi u VNC obliku, s nepoznatim uvjetima okoline koji služe za oživljavanje ovih stanica natrag do slobodnih živih virulentnih organizama [18, 41]. Ako ova ekološka niša služi kao zajednički spremnik za toksigene V. kolere onda bi takvi sojevi trebali biti jako povezani. Za razliku od ove pretpostavke, izolirani epidemijski sojevi prilično su različiti, temeljeni na ribotipizaciji i različitim fenotipskim i genetskim svojstvima (kako je nedavno pregledano [6]), pa se čini da je klonalno podrijetlo VNC rezervoara manje vjerojatno. Općenito, postoji postojanje VNC stanja u raspravi jer nema izravnih zaključnih informacija o temeljnim molekularnim procesima ili uključenim genetskim čimbenicima.


VIBRIOS | Vibrio kolera

Uvod

Vibrio kolera su zakrivljeni, gram-negativni bacili. Organizam je široko rasprostranjen u vodenim sredinama, gdje je prirodni, slobodno živi organizam. Podskup od V. kolere sojeva, koji nose gene za toksin kolere (CT) i Vibrio otok patogenosti (VPI), uzročnik kolere, bolesti koju karakterizira težak, dehidrirajući proljev, gotovo svi ovi posljednji "epidemijski sojevi" nalaze se u O skupini 1 ili O skupini 139. Kolera je i dalje stalni uzrok morbiditeta i mortaliteta u Aziji i Africi . Godine 1998. Svjetska zdravstvena organizacija (WHO) zaprimila je izvješća o 293 121 slučaju kolere i 10 586 umrlih iz 74 zemlje, pri čemu je stvarni broj slučajeva (uključujući neprijavljene slučajeve) vjerojatno uvelike premašio tu brojku. Kolera se također može eksplozivno kretati kroz populaciju koja je generacijama bila bez te bolesti, što je pokazano pojavom više od 100 000 slučajeva u Peruu 1991. godine i naknadnim brzim širenjem kolere u druge južnoameričke zemlje.

V. kolere sojevi kojima nedostaju faktori virulencije potrebni za izazivanje epidemije kolere („nepidemijski sojevi“) u prošlosti su se nazivali ne-O1 V. kolere, neprilagođen (NAG) Vibrio, ili noncholera Vibrio. Iako se čini da većina ovih ekoloških, nepidemičnih sojeva nije patogena za ljude, neki su povezani s ljudskim bolestima.


Patologija

V. kolere ulazi u ljudsko tijelo ubrizgavanjem kontaminirane hrane ili vode. Bakterija ulazi u instinkt, uvlači se u resice upijajućih crijevnih stanica i oslobađa toksin kolere. Toksin kolere (CT) je enterotoksin koji se sastoji od pet B-podjedinica koje tvore pore koje odgovaraju jednoj A-podjedinici. 8 CT je napravljen od vlaknastog fagnog gena, CTX φ. 9 Gen faga također je odgovoran za drugi faktor virulencije V. kolere, koji je toksin suregulirani pilus (TCP), koji djeluje kao receptor za CTX φ. 10


Fiziološki odgovori i simptomi koji slijede nakon oslobađanja toksina kolere uključuju stimulaciju sluznice crijeva za lučenje tekućine. To uzrokuje povraćanje i vodenastu dijareju koja ima kvalitetu "rižine vode". Smrt može nastupiti uslijed izrazite dehidracije, a ako se ne liječi, događa se 50-70% vremena.


Liječenje uključuje rehidraciju i zamjenu izgubljenih elektrolita, važnih iona, poput natrija i kalija, koji se koriste u biokemijskim procesima za održavanje tijela u životu. Zbog niske kvalitete tretmana vode u mnogim zemljama pogođenim siromaštvom, rehidracija čistom vodom može biti nemoguća bez medicinske pomoći i zaliha.


Regulacija čimbenika virulencije V. cholerae - Biologija

Označite riječi: Vibrio kolera, V kolera, V kolera O139, kolera, proljev.

Kraljevstvo: Bakterije
Vrsta: Proteobakterije
Klasa: gama proteobakterije
Redoslijed: Vibrionales
Obitelj: Vibrionaceae
Rod: Vibrio
Vrsta: V. cholerae

Toksin kolere aktivira enzim adenilat ciklazu u stanicama sluznice crijeva što dovodi do povećane razine unutarstaničnog cAMP -a i lučenja H20, Na +, K +, Cl- i HCO3 - u lumen tankog crijeva. Učinak ovisi o specifičnom receptoru, monosialosil gangliozidu (GM1 gangliozid) prisutnom na površini stanica sluznice crijeva. Bakterija proizvodi invazin, neuraminidazu, tijekom faze kolonizacije koja ima zanimljivo svojstvo da razgrađuje gangliozide u monosialozil oblik, koji je specifični receptor za toksin.

Toksin je okarakteriziran i sadrži 5 veznih (B) podjedinica od 11.500 daltona, aktivna (A1) podjedinica od 23.500 daltona i a premostni komad (A2) od 5.500 daltona koji povezuje A1 s 5B podjedinicama. Nakon što je ušla u stanicu, podjedinica A1 enzimski prenosi ADP ribozu iz NAD -a u protein (nazvan Gs ili Ns), koji regulira sustav adenilat ciklaze koji se nalazi na unutarnjoj strani plazma membrane stanica sisavaca.

Enzimski, fragment A1 katalizira prijenos ADP-ribozilnog dijela NAD-a na komponentu adenilat-ciklaznog sustava. Proces je složen. Adenilat ciklaza (AC) normalno se aktivira regulatornim proteinom (GS) i GTP -om, no aktivacija je obično kratka jer drugi regulatorni protein (Gi) hidrolizira GTP. Normalno stanje opisano je na sljedeći način.

A1 fragment katalizira vezivanje ADP-riboze (ADPR) na regulatorni protein koji tvori Gs-ADPR iz kojeg se GTP ne može hidrolizirati. Budući da je hidroliza GTP -a događaj koji inaktivira adenilat ciklazu, enzim ostaje stalno aktiviran. Ova situacija se može ilustrirati

Dakle, neto učinak toksina je uzrokovati da se cAMP proizvodi nenormalno velikom brzinom koja stimulira stanice sluznice da pumpa velike količine Cl - u crijevni sadržaj. H2O, Na + i drugi elektroliti slijede zbog osmotskih i električnih gradijenata uzrokovanih gubitkom Cl -. Izgubljeni H2O i elektroliti u stanicama sluznice zamjenjuju se iz krvi. Tako stanice oštećene toksinom postaju pumpe za vodu i elektrolite uzrokujući proljev, gubitak elektrolita i dehidraciju karakteristične za koleru.

Mehanizam djelovanja enterotoksina kolere prema Finkelsteinu u Baronu, poglavlje 24. Toksin kolere približava se ciljnoj staničnoj površini. B podjedinice vežu se na oligosaharid GM1 gangliozida. Dolazi do konformacijske promjene holotoksina, dopuštajući prezentaciju A podjedinice na staničnoj površini. Podjedinica A ulazi u ćeliju. Disulfidna veza A podjedinice reducirana je unutarstaničnim glutationom, oslobađajući A1 i A2. NAD se hidrolizira pomoću A1, dajući ADP-ribozu i nikotinamid. Jedan od G proteina adenilat ciklaze je ADP-riboziliran, inhibirajući djelovanje GTPaze i blokirajući adenilat ciklazu u "uključenom" načinu rada.

Kolonizacija tankog crijeva

Postoji nekoliko karakteristika patogena V. kolere koji su važni odrednice kolonizacije postupak. To uključuje adhezini, neuraminidaza, pokretljivost, kemotaksija i toksin proizvodnja. Ako su bakterije sposobne preživjeti želučane sekrecije i nizak pH želuca, dobro su prilagođene preživljavanju u tankom crijevu. V. kolere otporan je na žučne soli i može prodrijeti u sluzni sloj tankog crijeva, moguće potpomognut izlučivanjem neuraminidaze i proteaza (mucinaza). Oni podnose propulzivnu pokretljivost crijeva zbog vlastite sposobnosti plivanja i kemotaksije usmjerene protiv sluznice crijeva.

Specifično pridržavanje V. kolere na crijevnu sluznicu vjerojatno posreduju duge vlaknaste fimbrije koje tvore snopove na polovima stanica. Ove fimbrije nazvane su Tcp pili (za toksin coregulated pili), jer je ekspresija ovih gena pili koregulirana s ekspresijom gena toksina kolere. Ne zna se mnogo o interakciji Tcp pili sa stanicama domaćinima, a receptor stanica domaćina za ove fimbrije nije identificiran. Tcp pili imaju sličnost aminokiselinske sekvence sa N-metilfenilalanin pili Pseudomonas i Neisseria.

Još dva moguća adhezina V. kolere su površinski protein koji aglutinira crvena krvna zrnca (hemaglutinin) i skupinu proteina vanjske membrane koji su proizvodi acf (dodatni faktor kolonizacije) geni. pokazalo se da mutanti acf imaju smanjenu sposobnost kolonizacije crijevnog trakta. Predloženo je da V. kolere mogao bi koristiti te nefimbrijalne adhezine za posredovanje u čvršćem vezanju za stanice domaćina nego što je to moguće samo sa fimbrijama.

V. kolere proizvodi proteazu izvorno nazvanu mucinaza koji razgrađuje različite vrste proteina, uključujući fibronektin, laktoferin i sam toksin kolere. Njegova uloga u virulenciji nije poznata, ali vjerojatno nije uključena u kolonizaciju budući da su mutacije u genu mucinaze (označene kao hap za hemaglutinin proteaza) ne pokazuju smanjenu virulenciju. Predloženo je da bi mucinaza mogla pridonijeti odvajanju, a ne vezivanju. Moguće je da bi se vibrioni morali odvojiti od stanica koje se odvajaju od sluznice kako bi se ponovno pričvrstile na novonastale stanice sluznice.

Genetska organizacija i regulacija faktora virusa u Vibrio kolera

U Vibrio kolera, proizvodnja faktora virulencije regulirana je na nekoliko razina. Regulacija gena na transkripcijskoj razini, posebno gena za proizvodnju toksina i fimbrijalnu sintezu, detaljno je proučavana.

V. kolere enterotoksin proizvod je ctx geni. ctxA kodira A podjedinicu toksina i ctxB kodira podjedinicu B. Geni su dio istog operona. Transkript (mRNA) ctx operon ima dva mjesta za vezivanje ribosoma (rbs), jedno uzvodno od A kodirajuće regije i drugo uzvodno od B kodirajuće regije. Rbs uzvodno od B kodirajuće regije najmanje je sedam puta jači od rbs A kodirajuće regije. Na taj način organizam može prevesti više B proteina nego A proteina, što je potrebno za okupljanje toksina u odgovarajućem omjeru 1A: 5B. Komponente se nakon translacije sastavljaju u periplazmi. Stanica može izlučiti sve dodatne B podjedinice, ali A mora biti spojena na 5B kako bi izašla iz ćelije. Netaknuta A podjedinica nije enzimski aktivna, ali se mora zarezati kako bi nastali fragmenti A1 i A2 koji su povezani disulfidnom vezom. Nakon što se toksin kolere veže za receptor GM1 na stanicama domaćinima, podjedinica A1 se oslobađa iz toksina smanjenjem disulfidne veze koja ga povezuje s A2 i ulazi u stanicu nepoznatim mehanizmom translokacije. Jedna je hipoteza da 5 B podjedinica tvori pore u staničnoj membrani domaćina kroz koju prolazi jedinica A1.

Transkripcija ctxAB operon je regulirano brojnim signalima okoliša, uključujući temperaturu, pH, osmolarnost i određene aminokiseline. Nekoliko drugih V. kolere geni se koreliraju na isti način, uključujući tcp operon, koji se bavi fimbrijalnom sintezom i sastavljanjem. Tako je ctx operon i tcp operoni su dio regulalona čiji se izraz kontrolira istim signalima iz okoliša.

Proteini uključeni u kontrolu ove ekspresije regulalona identificirani su kao ToxR, ToxS i ToxT. ToxR je transmembranski protein s oko dvije trećine svog amino završnog dijela izloženog citoplazmi. ToxR dimeri, ali ne i ToxR monomeri, vezat će se za područje operatora ctxAB operon i aktivirati njegovu transkripciju. ToxS je periplazmatski protein. Smatra se da ToxS može reagirati na signale okoliša, promijeniti konformaciju i na neki način utjecati na dimerizaciju ToxR -a koja aktivira transkripciju operona. Čini se da ToxR i ToxS tvore standardni dvokomponentni regulatorni sustav s ToxS-om koji funkcionira kao senzorski protein koji fosforilira i na taj način pretvara ToxR u svoj aktivni oblik vezanja za DNA. ToxT je citoplazmatski protein koji je transkripcijski aktivator tcp operona. Ekspresiju ToxT aktivira ToxR, dok ToxT aktivira transkripciju tcp gena za sintezu tcp pili.


Toksin-koregulirajući pilus

Bakterijski pili tipično sudjeluju u površinskoj pokretljivosti, stvaranju mikrokolonija, stvaranju biofilma, adheziji stanica domaćina, signaliziranju stanica, preuzimanju DNA i vezanju faga. Obično su vrlo jaki, podnose sile od 100 pN ili više. Toksin-coregulating pilus (TCP) je pilin za V. kolere, smatra se vrlo važnim zbog svoje virulencije. [12]

Struktura

TCP je klasificiran kao pilin tipa IVb (tj. Prisutan je na bakterijama koje koloniziraju crijeva čovjeka), koje su tipično dugačke 1-4 μm, debele 50-80 Å i fleksibilne. TCP se sastoji od mnogih kopija svoje podjedinice, TcpA, polipeptida od 199 aminokiselina, najveće podjedinice pilina tipa IV. [13]

TcpA se sastoji ponajviše od globularne domene glave i D-regije (Slika 3). Domena globularne glave sastoji se od N-terminalne α-spirale, druge kraće α-spirale i antiparalelne β-ploče, zajedno tvore čvrstu hidrofobnu jezgru. Glava ima dvije strane: jedna je petlja koja povezuje N-terminalnu α-spiralu s β-listom, naziva se αβ-petlja, a druga je D-regija. D-regija sastoji se od 2 α-spirale i 2 antiparalelna beta lista. On je odgovoran za interakciju s drugim podjedinicama TcpA kako bi se formirao veliki TCP i stabilizirala cijela struktura disulfidnim vezama. [13]

Sastavljanje TCP strukture organizirano je u 3 identične proteinske niti koje se uvijaju jedna oko druge i tvore spiralnu niti. Žica ima aksijalno razdvajanje niti 45 A, a svaki zavoj niti ima 6 podjedinica TcpA po niti. Postoji polarno sučelje između TcpA duž osi vlakana, koje povezuje 3 niti. Radijalno postoji hidrofobno sučelje između podjedinica. [13]

Uloga u nasilje

TCP, iako nije uključen u izazivanje simptoma kolere, pokazao se kao apsolutno neophodan za kolonizaciju i kasniju infekciju V. kolere. tcpA je potrebna za kolonizaciju i miševa CD-1 i ljudi. Iako tcpA delecijske mutirane stanice mogu rasti in vitro bez TCP -a ne mogu kolonizirati miševe, što se vidi analizom crijevnih homogenata. [14] Kod ljudi, tcpA mutirane stanice ne uzrokuju klinički odgovor i ne nalaze se u uzorcima stolice (dok su stanice divljeg tipa). [15] Iako još nije dokazano, pretpostavlja se da je to zbog uloge TCP -a u prianjanju na površinu sluznice, koju TCP može posredovati pomoću bakterijskih adhezija, koje bi vezale receptore epitelnih staničnih stanica i stvorile mikrokolonije na crijevnom epitelu. Istraživanja su pokazala da TcpA povećava površinsku hidrofobnost stanica, što može uzrokovati autoaglutinaciju u tekućoj kulturi i mikrokolonije u crijevima. [16] Ova koncentracija stanica na površini sluznice omogućuje ono što se događa u sljedećem koraku virulencije, isporuku CT-a (kad dosegne 10 7-8 stanica po gramu površine sluznice). [17] Bez tcpA, Razina CT -a se smanjuje za pola u crijevima miša. [14] Sumnja se da je ovo smanjenje uzrokovano in vivo učinci mutacije, a ne nizvodne transkripcijske promjene, kao tcpA mutanti ne utječu na razinu CT -a in vitro također. Pretpostavlja se da TCP koji povećava stvaranje mikrokolonija na crijevnom epitelu omogućuje crijevnim signalima da dođu do stanice i aktiviraju gen virulencije (kao što je ctx) izraz. [18]

tcpA Također je pokazano da ima vremensku i prostornu regulaciju u modelima miša i zeca. Izražava se u tankom crijevu s dva različita vremenska i prostorna uzorka. Prvi put se izražava kada V. kolere nalazi se u lumenu gornjeg gastrointestinalnog trakta, ali se na vrlo niskim razinama sumnja da uzrokuje neki sklop TCP -a. Zatim se izražava u većoj količini u tankom crijevu. [18] Unutar tankog crijeva postoji sve veći gradijent tcpA ekspresija iz gela sluzi prema površini epitelnog tkiva (Slika 4). [19]


Publikacije

U koleri Vibrio, drugi glasnik 3 ', 5'-cikličke diguanilne kiseline (c-di-GMP) regulira nekoliko staničnih procesa, poput stvaranja morfologije valovitih kolonija, stvaranja biofilma, pokretljivosti i stvaranja faktora virulencije. I sinteza i razgradnja c-di-GMP-a u stanici modulirani su proteinima koji sadrže domene GGDEF i/ili EAL, koji funkcioniraju kao digvanilat ciklaza, odnosno fosfodiesteraza. Ekspresija dva gena, cdgC i mbaA, koji kodiraju proteine ​​koji sadrže i GGDEF i EAL domene, veća je u varijanti rugozne faze V. cholerae nego u glatkoj varijanti. U ovom smo istraživanju proveli analizu ekspresije gena kako bismo odredili gene regulirane CdgC u varijantama rugoze i glatke faze V. cholerae. Utvrdili smo da CdgC regulira ekspresiju gena potrebnih za sintezu polisaharida V. cholerae i transkripcijskih gena regulatora vpsR, vpsT i hapR. CdgC također regulira ekspresiju gena uključenih u izvanstanično izlučivanje proteina, biosintezu flagelara i proizvodnju faktora virulencije. Zatim smo uspoređivali gene regulirane CdgC i MbaA, tijekom eksponencijalne i stacionarne faze rasta, kako bismo razjasnili procese koje oni reguliraju. Identifikacija regulana CdgC i MbaA otkrila je da se regulani preklapaju, ali je vrijeme regulacije koje vrše CdgC i MbaA različito, što ukazuje na međudjelovanje i složenost puteva transdukcije signala c-di-GMP koji djeluju u V. cholerae.

PMID: 17122338

Ova je publikacija navedena samo u svrhu referenci. Može se uključiti kako bi se prikazao potpuniji prikaz rada zaposlenika JCVI -a ili kao referenca na projekt koji sponzorira JCVI.


Sadržaj

Initial observations Edit

During the third global pandemic of cholera (1852–1859), there were several scientific research to understand the etiology of the disease. [6] The miasma theory, which posited that infections spread through contaminated air, was no longer a satisfactory explanation. An English physician John Snow was the first to give convincing evidence in London in 1854 that cholera was spread from drinking water – a contagion, not miasma. Yet he could not identify the pathogens, which made most people still belief in the miasma origin. [7]

V. cholerae was first observed and recognized under microscope by a French zoologist Félix-Archimède Pouchet. In 1849, Pouchet examined the stool samples of four people having cholera. [8] His presentation before the French Academy of Sciences on 23 April was recorded as: "[Pouchet] could verify that there existed in these [cholera patients] dejecta an immense quantity of microscopic infusoria." But he made a mistake in believing that the organisms were infusoria, a name then used for microscopic protists, thereby attributing them as Vibrio rigula, a species of protozoan described by Danish naturalist Otto Friedrich Müller in 1786. [9]

Identification of the bacterium Edit

An Italian physician, Filippo Pacini, while investigating cholera outbreak in Florence in the late 1854, identified the causative pathogen as a new type of bacterium. He performed autopsies of corpses and made meticulous microscopic examinations of the tissues and body fluids. From feces and intestinal mucosa, he identified many comma-shaped bacilli. [10] [11] Reporting his discovery before the Società Medico-Fisica Fiorentina (Medico-Physician Society of Florence) on 10 December, and published in the 12 December issue of the Gazzetta Medica Italiana (Medical Gazette of Italy), Pacini stated:

Le poche materia del vomito che ho potuto esaminare seconde e terzo caso di cholera. e di plù trovai degli ammassi granulosi appianati, simili a quelli che si formano all superficie delle acque corrotte, quando sono per svilupparsi dei vibrioni dei quali de fatto ne trovai alcuni del genere Bakterija. Mentre la massima parte, per la loro estrema piccoleza, erano stati eliminati con la decantazione del fluido. [From samples of vomit that I have been able to examined in the second and third cases of cholera. I found smoothed granular masses, similar to those which form on the surface of dirty waters, when vibrioni are about to develop in fact I found a genus of Bakterija. [12] ]

Pacini thus introduced the name vibrioni (Latin vībro means "to move rapidly to and fro, to shake, to agitate"). A Catalan physician Joaquim Balcells i Pascual also reported such bacterium around the same time. [13] [14] The discovery of the new bacterium was not regarded as medically important as the bacterium was not directly attributed to cholera. Pacini also stated that there was no reason to say that the bacterium caused the disease since he failed to make pure culture and perform experiment, which was necessary ‘to attribute the quality of contagion to cholera’. [7] The miasma theory was still not ruled out. [15]

Rediscovery Edit

The medical importance and relationship of the bacterium and cholera was discovered by a German physician Robert Koch. In August 1883, Koch, with a team of German physicians, went to Alexandria, Egypt, to investigate cholera epidemic there. [16] Koch found that the intestinal mucosa of people who died of cholera always had the bacterium, yet could not confirm if it was the causative agent. He moved to Calcutta (now Kolkata) India, where the epidemic was more severe. It was from here that he isolated the bacterium in pure culture on 7 January 1884. He subsequently confirmed that the bacterium was a new species, and described as "a little bent, like a comma." [7] He reported his discovery to the German Secretary of State for the Interior on 2 February, and published in the Deutsche Medizinische Wochenschrift (German Medical Weekly). [17]

Although Koch was convinced that the bacterium was the cholera pathogen, he could not entirely establish a critical evidence the bacterium produced the symptoms in healthy subjects (an important element in what was later known Koch's postulates). His experiment on animals using his pure bacteria culture did not cause the disease, and correctly explained that animals are immune to human pathogen. The bacterium was by then known as "the comma bacillus." [18] It was only in 1959 when an Indian physician Sambhu Nath De in Calcutta isolated the cholera toxin and showed that it caused cholera in healthy subjects that the bacterium-cholera relationship was fully proven. [19] [20]

Uređivanje taksonomije

Pacini had used the name "vibrio cholera", without proper binomial rendering, for the name of the bacterium. [21] Following Koch's description, a scientific name Bacillus comma was popularised. But an Italian bacteriologist Vittore Trevisan published in 1884 that Koch's bacterium was the same as that of Pacini's and introduced the name Bacillus cholerae. [22] A German physician Richard Friedrich Johannes Pfeiffer renamed it as Vibrio kolera in 1896. [8] The named was adopted by the Committee of the Society of American Bacteriologists on Characterization and Classification of Bacterial Types in 1920. [23] In 1964, Rudolph Hugh of the George Washington University School of Medicine proposed to use the genus Vibrio with the type species V. cholerae (Pacini 1854) as a permanent name of the bacterium, regardless of the same name for protozoa. [24] It was accepted by the Judicial Commission of the International Committee on Bacteriological Nomenclature in 1965, [25] and the International Association of Microbiological Societies in 1966. [26]

V. cholerae is a highly motile, comma shaped, gram-negative rod. The active movement of V. cholerae inspired the genus name because "vibrio" in Latin means "to quiver". [27] Except for v.cholerae and v.mimicus, all other vibrio species are halophilic. Initial isolates are slightly curved, whereas they can appear as straight rods upon laboratory culturing. The bacterium has a flagellum at one cell pole as well as pili. It tolerates alkaline media that kill most intestinal commensals, but they are sensitive to acid. It is a facultative anaerobe, and can undergo respiratory and fermentative metabolism. [1] It measures 0.3 μm in diameter and 1.3 μm in length [28] with average swimming velocity of around 75.4 μm/sec. [29]

V. cholerae pathogenicity genes code for proteins directly or indirectly involved in the virulence of the bacteria. To adapt the host intestinal environment and to avoid being attacked by bile acids and antimicrobial peptides, V. cholera uses its outer membrane vesicles (OMVs). Upon entry, the bacteria sheds its OMVs, containing all the membrane modifications that make it vulnerable for the host attack. [30]

During infection, V. cholerae secretes cholera toxin (CT), a protein that causes profuse, watery diarrhea (known as "rice-water stool"). [31] [5] This cholera toxin contains 5 B subunits that plays a role in attaching to the intestinal epithelial cells and 1 A subunit that plays a role in toxin activity. Colonization of the small intestine also requires the toxin coregulated pilus (TCP), a thin, flexible, filamentous appendage on the surface of bacterial cells. Expression of both CT and TCP is mediated by two component systems (TCS), which typically consist of a membrane-bound histidine kinase and an intracellular response element. [32] TCS enable bacteria to respond to changing environments. [32] In V. cholerae several TCS have been identified to be important in colonization, biofilm production and virulence. [32] Small RNAs (sRNA) have been identified as targets of V. cholerae TCS. [32] [33] [34] Here, sRNA molecules bind to mRNA to block translation or induce degradation of inhibitors of expression of virulence or colonization genes. [32] [33] In V. cholerae the TCS EnvZ/OmpR alters gene expression via the sRNA coaR in response to changes in osmolarity and pH. An important target of coaR je tcpI, which negatively regulates expression of the major subunit of the TCP encoding gene (tcpA). Kada tcpI is bound by coaR it is no longer able to repress expression tcpA, leading to an increased colonization ability. [32] Expression of coaR is upregulated by EnvZ/OmpR at a pH of 6,5, which is the normal pH of the intestinal lumen, but is low at higher pH values. [32] V. cholerae in the intestinal lumen utilizes the TCP to attach to the intestinal mucosa, not invading the mucosa. [32] After doing so it secretes cholerae toxin causing its symptoms. This then increases cyclic AMP or cAMP by binding (cholerae toxin) to adenylyl cyclase activating the GS pathway which leads to efflux of water and sodium into the intestinal lumen causing watery stools or rice watery stools.

V. cholerae can cause syndromes ranging from asymptomatic to cholera gravis. [35] In endemic areas, 75% of cases are asymptomatic, 20% are mild to moderate, and 2-5% are severe forms such as cholera gravis. [35] Symptoms include abrupt onset of watery diarrhea (a grey and cloudy liquid), occasional vomiting, and abdominal cramps. [1] [35] Dehydration ensues, with symptoms and signs such as thirst, dry mucous membranes, decreased skin turgor, sunken eyes, hypotension, weak or absent radial pulse, tachycardia, tachypnea, hoarse voice, oliguria, cramps, kidney failure, seizures, somnolence, coma, and death. [1] Death due to dehydration can occur in a few hours to days in untreated children. The disease is also particularly dangerous for pregnant women and their fetuses during late pregnancy, as it may cause premature labor and fetal death. [35] [36] [37] A study done by the Centers for Disease Control (CDC) in Haiti found that in pregnant women who contracted the disease, 16% of 900 women had fetal death. Risk factors for these deaths include: third trimester, younger maternal age, severe dehydration, and vomiting [38] Dehydration poses the biggest health risk to pregnant women in countries that there are high rates of cholera. In cases of cholera gravis involving severe dehydration, up to 60% of patients can die however, less than 1% of cases treated with rehydration therapy are fatal. The disease typically lasts 4–6 days. [35] [39] Worldwide, diarrhoeal disease, caused by cholera and many other pathogens, is the second-leading cause of death for children under the age of 5 and at least 120,000 deaths are estimated to be caused by cholera each year. [40] [41] In 2002, the WHO deemed that the case fatality ratio for cholera was about 3.95%. [35]

V. cholerae infects the intestine and causes diarrhea, the hallmark symptom of cholera. Infection can be spread by eating contaminated food or drinking contaminated water. [42] It also can spread through skin contact with contaminated human feces. Not all infection indicate symptoms, only about 1 in 10 people develop diarrhea. The major symptoms include: watery diarrhea, vomiting, rapid heart rate, loss of skin elasticity, low blood pressure, thirst, and muscle cramps. [42] This illness can get serious as it can progress to kidney failure and possible coma. If diagnosed, it can be treated using medications. [42]

V. cholerae has an endemic or epidemic occurrence. In countries where the disease has been for the past three years and the cases confirmed are local (within the confines of the country) transmission is considered to be "endemic." [43] Alternatively, an outbreak is declared when the occurrence of disease exceeds the normal occurrence for any given time or location. [44] Epidemics can last several days or over a span of years. Additionally, countries that have an occurrence of an epidemic can also be endemic. [44] The longest standing V. chloerae epidemic was recorded in Yemen. Yemen had two outbreaks, the first occurred between September 2016 and April 2017, and the second began later in April 2017 and recently was considered to be resolved in 2019. [45] The epidemic in Yemen took over 2,500 lives and impacted over 1 million people of Yemen [45] More outbreaks have occurred in Africa, the Americas, and Haiti.

When visiting areas with epidemic cholera, the following precautions should be observed: drink and use bottled water frequently wash hands with soap and safe water use chemical toilets or bury feces if no restroom is available do not defecate in any body of water and cook food thoroughly. Supplying proper, safe water is important. [46] A precaution to take is to properly sanitize. [47] Hand hygiene is an essential in areas where soap and water is not available. When there is no sanitation available for hand washing, scrub hands with ash or sand and rinse with clean water. [48] A single dose vaccine is available for those traveling to an area where cholera is common.

Tamo je V. cholerae vaccine available to prevent disease spread. The vaccine is known as the, "oral cholera vaccine" (OCV). There are three types of OCV available for prevention: Dukoral®, Shanchol™, and Euvichol-Plus®. All three OCVs require two doses to be fully effective. Countries who are endemic or have an epidemic status are eligible to receive the vaccine based on several criteria: Risk of cholera, Severity of cholera, WASH conditions and capacity to improve, Healthcare conditions and capacity to improve, Capacity to implement OCV campaigns, Capacity to conduct M&E activities, Commitment at national and local level [49] Since May the start of the OCV program to May 2018 over 25 million vaccines have been distributed to countries who meet the above criteria. [49]

The basic, overall treatment for Cholera is re-hydration, to replace the fluids that have been lost. Those with mild dehydration can be treated orally with an oral re hydration solution also known as, (ORS). [47] When patients are severely dehydrated and unable to take in the proper amount of ORS, IV fluid treatment is generally pursued. Antibiotics are used in some cases, typically fluoroquinolones and tetracyclines. [47]

V. cholerae has two circular chromosomes, together totalling 4 million base pairs of DNA sequence and 3,885 predicted genes. [50] The genes for cholera toxin are carried by CTXphi (CTXφ), a temperate bacteriophage inserted into the V. cholerae genom. CTXφ can transmit cholera toxin genes from one V. cholerae strain to another, one form of horizontal gene transfer. The genes for toxin coregulated pilus are coded by the Vibrio pathogenicity island (VPI). The entire genome of the virulent strain V. cholerae El Tor N16961 has been sequenced, [1] and contains two circular chromosomes. [35] Chromosome 1 has 2,961,149 base pairs with 2,770 open reading frames (ORF's) and chromosome 2 has 1,072,315 base pairs, 1,115 ORF's. The larger first chromosome contains the crucial genes for toxicity, regulation of toxicity, and important cellular functions, such as transcription and translation. [1]

The second chromosome is determined to be different from a plasmid or megaplasmid due to the inclusion of housekeeping and other essential genes in the genome, including essential genes for metabolism, heat-shock proteins, and 16S rRNA genes, which are ribosomal subunit genes used to track evolutionary relationships between bacteria. Also relevant in determining if the replicon is a chromosome is whether it represents a significant percentage of the genome, and chromosome 2 is 40% by size of the entire genome. And, unlike plasmids, chromosomes are not self-transmissible. [35] However, the second chromosome may have once been a megaplasmid because it contains some genes usually found on plasmids. [1]

V. cholerae contains a genomic island of pathogenicity and is lysogenized with phage DNA. That means that the genes of a virus were integrated into the bacterial genome and made the bacteria pathogenic. The molecular pathway involved in expression of virulence is discussed in the pathology and current research sections below.

Bacteriophage CTXφ Edit

CTXφ (also called CTXphi) is a filamentous phage that contains the genes for cholera toxin. Infectious CTXφ particles are produced when V. cholerae infects humans. Phage particles are secreted from bacterial cells without lysis. When CTXφ infects V. cholerae cells, it integrates into specific sites on either chromosome. These sites often contain tandem arrays of integrated CTXφ prophage. Uz to ctxA i ctxB genes encoding cholera toxin, CTXφ contains eight genes involved in phage reproduction, packaging, secretion, integration, and regulation. The CTXφ genome is 6.9 kb long. [51]

The main reservoirs of V. cholerae are aquatic sources such as rivers, brackish waters, and estuaries, often in association with copepods or other zooplankton, shellfish, and aquatic plants. [52]

Cholera infections are most commonly acquired from drinking water in which V. cholerae is found naturally or into which it has been introduced from the feces of an infected person. Cholera is most likely to be found and spread in places with inadequate water treatment, poor sanitation, and inadequate hygiene. Other common vehicles include raw or undercooked fish and shellfish. Transmission from person to person is very unlikely, and casual contact with an infected person is not a risk for becoming ill. [53] V. cholerae thrives in an aquatic environment, particularly in surface water. The primary connection between humans and pathogenic strains is through water, particularly in economically reduced areas that do not have good water purification systems. [41]

Nonpathogenic strains are also present in water ecologies. The wide variety of pathogenic and nonpathogenic strains that co-exist in aquatic environments are thought to allow for so many genetic varieties. Gene transfer is fairly common amongst bacteria, and recombination of different V. cholerae genes can lead to new virulent strains. [54]

A symbiotic relationship between V. cholerae i Ruminococcus obeum has been determined. R. obeum autoinducer represses the expression of several V. cholerae virulence factors. This inhibitory mechanism is likely to be present in other gut microbiota species which opens the way to mine the gut microbiota of members in specific communities which may utilize autoinducers or other mechanisms in order to restrict colonization by V. cholerae or other enteropathogens.

Outbreaks of Cholera cause an estimated 120,000 deaths annually worldwide. There has been roughly seven pandemics since 1817, the first. These pandemics first arose in the Indian subcontinent and spread. [41]

Two serogroups of V. cholerae, O1 and O139, cause outbreaks of cholera. O1 causes the majority of outbreaks, while O139 – first identified in Bangladesh in 1992 – is confined to Southeast Asia. Many other serogroups of V. cholerae, with or without the cholera toxin gene (including the nontoxigenic strains of the O1 and O139 serogroups), can cause a cholera-like illness. Only toxigenic strains of serogroups O1 and O139 have caused widespread epidemics.

V. cholerae O1 has two biotypes, classical and El Tor, and each biotype has two distinct serotypes, Inaba and Ogawa. The symptoms of infection are indistinguishable, although more people infected with the El Tor biotype remain asymptomatic or have only a mild illness. In recent years, infections with the classical biotype of V. cholerae O1 have become rare and are limited to parts of Bangladesh and India. [55] Recently, new variant strains have been detected in several parts of Asia and Africa. Observations suggest these strains cause more severe cholera with higher case fatality rates.


Gledaj video: Antagonism toward the intestinal microbiota and its effect on Vibrio cholerae virulence (Kolovoz 2022).