Ana bilgisayar uyarlaması - Host adaptation

Göz önüne alındığında patojenler, ana bilgisayar uyarlaması farklı açıklamalara sahip olabilir. Örneğin, durumunda Salmonella konak adaptasyonu, "bir patojenin belirli bir konakçı popülasyonda dolaşma ve hastalığa neden olma kabiliyetini" tanımlamak için kullanılır.[1] Ana bilgisayar uyarlamasının başka bir kullanımı, hala dikkate alındığında Salmonella, bir patojenin, enfekte olabileceği, hastalığa neden olabileceği ve başka bir konakçı türünde dolaşabileceği şekilde evrimini ifade eder.[2]

Açıklama

Diğer konakçıları enfekte edebilen ve hastalığa neden olabilen patojenler olabilirken, enfekte olmuş konakçı türleri boyunca yayılamama veya yayılamama, patojenin bu konakçı türe adapte olmadığını gösterir. Bu durumda, bir patojenin konakçı ortama uyum sağlama yeteneği veya eksikliği, patojenin uygunluğunun veya şiddet. Bir patojen, konakçı ortamda yüksek uygunluğa sahipse veya virülansa, konakçı içinde hızla büyüyebilir ve yayılabilir. Tersine, eğer patojen konakçı ortama iyi adapte değilse, o zaman iyi adapte olmuş bir patojenin yapacağı şekilde yayılmayacak veya enfekte olmayacaktır.

Gıda kaynaklı bir patojen olan Salmonella gibi patojenler, konakçı ortama uyum sağlayabilir ve çeşitli yollarla virülansı sürdürebilir. Baumler ve diğerleri tarafından 1998 tarihli bir makalede,[3] Salmonella'nın bağırsak enfeksiyonuna neden olma yeteneği gibi karakterleri, bağırsak epitel hücrelerini istila etme, nötrofil alımını tetikleme ve bağırsak sıvısının salgılanmasına müdahale etme yeteneği gibi virülans faktörlerine atfedildi. Filogenetik analiz aynı zamanda birçok Salmonella suşu veya soyunun var olduğunu ortaya çıkarmıştır; bu, patojen için avantajlıdır, çünkü genetik çeşitliliği, doğal seçilimin engellenmesi için yem olarak işlev görebilir. Örneğin, belirli bir Salmonella suşu, diğer Salmonella suşlarına kıyasla konakçı mide ortamına daha uygunsa, bu durumda ilki pozitif olarak seçilecek ve prevalans artacaktır. Sonunda bu tür kolonize olur ve mideyi enfekte eder. Diğer daha az uygun suşlara karşı seçilecek ve bu nedenle kalıcı olmayacaktır. Salmonella'nın bir başka önemli konak uyarlaması, kan sıcaklıklarına ev sahipliği yapmaya uyarlanmasıydı. Salmonella, insan konukçu sıcaklığı olan 98.6 derece F'de gelişebildiğinden, ev sahibi ortama uygundur ve dolayısıyla içinde iyi bir şekilde hayatta kalır. Bunun gibi uyarlamalar, konukçuları enfekte etmenin basit ama çok etkili yollarıdır, çünkü konukçunun vücudunu ve vücudunun önemli özelliğini enfeksiyon sürecinde bir basamak olarak kullanırlar.

Bu cinste başka bir bağırsak patojeni Cryptosporidium, her zaman bir insan patojeni olmayan, "yakın zamanda" insan ev sahibi ortamına adapte edilmiştir. Xiao et al 2002 tarafından yazılan bir makalede çok sayıda filogenetik analiz [4] Cryptosporidium parvum sığır genotipinin ve Cryptosporidium meleagridis'in başlangıçta sırasıyla kemirgenlerin ve memelilerin parazitleri olduğunu gösterdi. Ancak, bu parazit 'son zamanlarda' insanlara yayıldı. Daha önce bahsedildiği gibi, farklı konak türlerinde hayatta kalma yeteneği, patojenlere karşı oldukça avantajlı bir adaptasyondur çünkü hayatta kalma ve dolaşım şanslarını arttırır. Bazı patojenler, vücudun doğal bağışıklık savunmalarına ve / veya ilaçlar gibi dış müdahalelere dirençli hale gelmek üzere evrimleşebilir. Örneğin, Clostridium difficile dünya çapında nozokomiyal ishalin en sık nedenidir ve 2000'li yılların başındaki raporlar, Kuzey Amerika ve Avrupa'da hipervirülan bir suşun ortaya çıktığını göstermiştir. Stabler ve ark. 2006 tarafından yapılan çalışmada,[5] C. difficile'nin filogenisini modellemek için karşılaştırmalı filogenomikler (Bayesçi filogenilerle birleştirilmiş DNA mikrodizileri kullanılarak tam genom karşılaştırmaları) kullanılmıştır. Filogenetik analiz, hipervirülan bir sınıf, bir toksin A− B + sınıfı ve insan ve hayvan izolatları ile iki sınıf oluşturan dört farklı istatistiksel olarak anlamlı "küme" tanımladı. Dört grup arasındaki genetik farklılıklar, virülans ile ilgili önemli bulgular ortaya çıkardı. Yazarlar hipervirülan suşların antibiyotik direnci, motilite, adezyon ve enterik metabolizma gibi çeşitli niş adaptasyonlarına maruz kaldığını gördüler.

Biraz ortak vücutta doğal olarak oluşan ve kendisine zarar vermeden veya önemli bir fayda sağlamadan konakçıda yaşamaktan fayda sağlayan organizmalar veya organizmalar da patojen olma potansiyeline sahiptir. Bu spesifik komensal / patojen hibrit tipine, fırsatçı patojen. Tüm komensallar fırsatçı patojen değildir. Bununla birlikte, fırsatçı patojenler doğaları gereği ortaktır. Vücudun bağışıklık sistemi normal çalıştığında vücut için zararlı değildirler, ancak konakçı bağışıklık sistemi tehlikeye atılırsa veya tam veya tam potansiyeline yakın işlev görme yeteneğini kaybederse, fırsatçı patojenler ortak bir organizma olmaktan çıkar. patojen. Fırsatçı patojen isminin geldiği yer burasıdır: bunlar yalnızca konağa bulaşma fırsatı olduğunda patojendir. Fırsatçı bir patojen örneği Candida albicans. Candida albicans, sağlıklı insanların bağırsaklarında ve mukoza zarlarında (vajina ve boğaz gibi) bulunan bir tür mantar / mayadır. Aynı zamanda sağlıklı insanların derisinde de bulunur. Sağlıklı insanlarda - yani işlevsel bağışıklık sistemine sahip insanlar - Candida enfeksiyonlara neden olmaz. Basitçe ana bilgisayarla birlikte var olacaktır. Bununla birlikte, bir kişi kemoterapi görüyorsa veya bağışıklık sistemini zayıflatan (dolayısıyla onu tehlikeye atan) HIV / AIDS varsa, Candida albicans enfeksiyonlara neden olacaktır.[6] Maya enfeksiyonları veya pamukçuk kadar zararsız enfeksiyonlara neden olabilir ve vakaların yaklaşık% 50'sinde ölümcül olan sistemik kandidiyaz kadar ciddi enfeksiyonlara neden olabilir.[7] Candida albicans'ın kommensal olmaktan patojene geçmek için kullandığı mekanizmalar büyük ölçüde bilinmemekle birlikte, bir patojen olarak gücünün nedenleri genel olarak bilinmektedir. Candida bol miktarda fenotipik ve genotipik plastisiteye sahiptir, bu da hızlı bir şekilde değişim oluşturduğu anlamına gelir. Sürekli çeşitlendirmenin bir sonucu olarak, kandida, avantajlı mutasyonlar yapmak için birçok fırsata sahiptir. Ek olarak, Candida morfolojiyi değiştirebilir. Enfeksiyonun hangi aşamada olduğuna bağlı olarak mayadan filamentli forma dönüşebilir ve bunun tersi de olabilir. Enfeksiyonun başlangıç ​​aşamalarında, Candida'nın filamentli formda olma olasılığı daha yüksektir çünkü bu, yapışmasına izin verir ve hücreleri daha verimli bir şekilde enfekte eder. Komensal patojenin diğer uyarlamaları, konakçı sıcaklığında büyüme, biyofilmler, direnmek Reaktif oksijen türleri (ROS), enfeksiyonla savaşmak için insan bağışıklık tepkisinin bir parçası olarak yaratıldı, farklı pH'lara uyum sağladı [8] (vücudun farklı bölgelerinde kanda taşınmasıyla ilgilidir) ve karaciğer gibi düşük besleyici veya düşük glikozlu ortamlara uyum sağlar [9] Candida albicans, insan vücudunun dalgalanan ortamlarına (yani değişen sıcaklık, pH, oksijen reaktivitesi ve daha fazlası) adapte olmada çok başarılı olduğu için candida albicans iyi bir patojendir.

Konak uyarlaması, ana bilgisayara referans olarak da kullanılabilir. Konakçıların kendilerini patojenlere karşı korumak için uyum sağlama yeteneği vardır. Örneğin, doğuştan gelen ve edinilmiş bağışıklık tepkileri, insan vücudunun yalnızca hastalığı önlemek amacıyla var olan uyarlamalarıdır. Ek olarak, daha önce reaktif oksijen türlerinde bahsedildiği gibi, vücudun tehditleri önlemek için çeşitli başka yolları vardır. Cinsel üreme aynı zamanda insanların ve cinsel olarak üreyen diğer organizmaların kendilerini patojenlere karşı korumaları gereken bir özelliktir. Örneğin, kırmızı kraliçe hipotezi, konakçılar değişmeye devam etmek için cinsel üreme yoluyla genetik olarak sürekli değişiyorlar, bu nedenle patojenlerin konakçıya iyi uyum sağlama şansı daha az oluyor. Konakçı, üreme biçiminde gen karıştırması yoluyla değişmeye devam ederse, konakçıların değişikliklere ayak uydurmak için konakçı ile sürekli olarak gelişmesi gerekecektir. Bu, birlikte gelişen patojenler için hareketli bir hedef oluşturur.

Referanslar

  1. ^ den Bakker, Henk C., Switt, Andrea I. Moreno, Govoni, Gregory, Cummings, Craig A., Ranieri, Matthew L., Degoricija, Lovorka, Hoelzer, Kari, Rodriguez-Rivera, Lorraine D., Brown, Stephanie, Bolchacova, Elena, Furtado, Manohar R., Wiedmann, Martin. Genom dizileme, virülans faktör içeriğinin çeşitlendirilmesini ve Salmonella enterica'nın farklı alt popülasyonlarında olası konak adaptasyonunu ortaya çıkarır. BMC Genomics 2011, 12: 425 doi:10.1186/1471-2164-12-425
  2. ^ Pang, Stanley. Octavia, Sophie. Feng, Lu. Liu, Bin. Reeves, Peter R. Lan, Ruiting. Wang, Lei. Salmonella enterica serovar Typhimurium'un farklı faj tiplerinin altı genomunun analizinden genomik çeşitliliği ve adaptasyonu. BMC Genomics 2011, 12: 425 doi:10.1186/1471-2164-12-425
  3. ^ Andreas J. Bäumler, Renée M. Tsolis, Thomas A. Ficht ve L. Garry Adams. Salmonella enterica'da Konak Adaptasyonunun Evrimi. Infect. Immun. Ekim 1998 cilt. 66 hayır. 10: 4579-4587
  4. ^ Lihua Xiaoa, Irshad M Sulaimana, Una M Ryanb, Ling Zhoua, Edward R Atwillc, Monica L Tischlerd, Xichen Zhange, Ronald Fayerf ve Altaf A Lala. Cryptosporidium'da konak adaptasyonu ve konak-parazit birlikte evrimi: taksonomi ve halk sağlığı için çıkarımlar. International Journal for Parasitology Cilt 32, Sayı 14, 19 Aralık 2002, Sayfa 1773–1785
  5. ^ R.A. Stabler, D.N. Gerding, J. G. Songer, D. Drudy, J. S. Brazier, H.T. Trinh, A.A. Witney, J. Hinds ve B. W. Wren. Clostridium difficile'nin Karşılaştırmalı Filogenomikleri, Hipervirülan Suşların Clade Özgüllüğünü ve Mikroevrimini Gösterir. J. Bacteriol. Ekim 2006 cilt. 188 hayır. 20 7297-7305.
  6. ^ Julian Naglik, Antje Albrecht, Oliver Bader ve Bernhard Hube. Candida albicans proteinazları ve konakçı / patojen etkileşimleri. Cellular Microbiology Cilt 6, Sayı 10, sayfalar 915–926, Ekim 2004
  7. ^ Michael W. Degregorio, William M. F. Lee ve Curt A. Ries. Akut lösemili hastalarda kandida enfeksiyonları: Nistatin profilaksisinin etkisizliği ve orofaringeal ve sistemik kandidiyaz arasındaki ilişki. Cancer Cilt 50, Sayı 12, sayfalar 2780–2784, 15 Aralık 1982
  8. ^ Flavia De Bernardis, Fritz A. Mühlschlegel, Antonio Cassone ve William A. Fonzi. Konak Nişinin pH'ı Candida albicans'ta Gen Ekspresyonunu ve Virülansını Kontrol Ediyor. Infect. Immun. Temmuz 1998 cilt. 66 hayır. 7 3317-3325.
  9. ^ . Luigina Romani, Francesco Bistoni, Paolo Puccetti. Candida albicans'ın konakçı ortama adaptasyonu: memeli konakçılarda virülansta ve hayatta kalmada morfogenezin rolü. Mikrobiyolojide Güncel Görüş Cilt 6, Sayı 4, Ağustos 2003, Sayfa 338–343.