logoUW


Autoreferat rozprawy doktorskiej mgr Anny Paziewskiej Drukuj
wtorek, 05 października 2010 19:40

„Różnorodność pasożytów krwi z rodzaju Bartonella u wolno żyjących gryzoni na Pojezierzu Mazurskim”

Praca doktorska wykonana w Zakładzie Parazytologii Instytutu Zoologii Wydziału Biologii Uniwersytetu Warszawskiego

Promotor:
prof. dr hab. Edward Siński

Recenzenci:
prof. dr hab. Henryka Długońska (Zakład Immunoparazytologii, Instytut Mikrobiologii, Biotechnologii i Immunologii, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska Uniwersytet Łódzki)
prof. dr hab. Elżbieta Katarzyna Jagusztyn-Krynicka (Zakład Genetyki Bakterii, Instytut Mikrobiologii, Wydział Biologii, Uniwersytet Warszawski)

Wśród bakterii z rodzaju Bartonella (α-Protoebacteria) znajdują się gatunki uznawane za patogenne dla człowieka, jednak znakomita ich większość to pasożyty gryzoni, a przypadki ich transmisji do ludzi za pośrednictwem krwiopijnych stawonogów sprawiają, że bartonelloza zaliczana jest do chorób rozprzestrzeniających się (emerging infectious diseases).

W niniejszej pracy przedstawiono wyniki pierwszych kompleksowych badań, związanych z różnorodnością genetyczną i epidemiologią Bartonella spp. w populacjach wolno żyjących gryzoni leśnych (nornica ruda Myodes glareolus i mysz wielkooka leśna Apodemus flavicollis) i polnych (nornik zwyczajny Microtus arvalis i nornik północny Mi. oeconomus).

W czasie badań, w latach 2007-2009, na terenie Pojezierza Mazurskiego, w comiesięcznych sesjach odłowiono i wyznakowano łącznie 1193 gryzonie i pobrano od nich 2226 prób krwi (metoda powtórnych odłowów). Wszystkie próby krwi przeanalizowano pod kątem obecności DNA Bartonella wykorzystując fragment genu syntazy cytrynianowej (gltA). Najwyższą ekstensywność zakażenia bakterią zaobserwowano w przypadku A. flavicollis (43.5%), najniższą- w przypadku Mi. oeconomus (9.4%). Dla My. glareolus i Mi. arvalis odsetek zakażonych osobników wyniósł odpowiednio 13.2% i 11.8%. Stwierdzono różnice w ekstensywności zakażenia Bartonella spp. w zależności od roku i sezonu badań, a także płci gryzoni. W przypadku zwierząt leśnych zaobserwowano gwałtowny spadek prewalencji późnym latem i jesienią 2008 roku, co było związane z tzw. efektem rozcieńczenia. Wśród zwierząt odławianych kilkakrotnie w kolejnych miesiącach obserwowano wielokrotne zakażenia Bartonella (różnymi gatunkami/genotypami bakterii) oraz infekcje mieszane (więcej niż jednym genotypem bakterii).

Analiza 147 izolatów bakterii wykazała obecność 37 wariantów genu gltA. We wszystkich badanych populacjach zwierząt dominowały infekcje wywoływane przez B. taylorii, w przypadku My. glareolus, A. flavicollis i Mi. arvalis stwierdzano także zakażenie B. grahamii, a u obydwu gatunków norników diagnozowano również infekcje B. doshiae. U jednego osobnika A. flavicollis stwierdzono zakażenie B. birtlesii, a kolejnych dwóch izolatów Bartonella nie można było przypisać do żadnego ze znanych gatunków bakterii. Analiza metodą kladów zagnieżdżonych wykazała specyficzność żywicielską związaną z gatunkiem żywiciela na poziomie kladów I stopnia oraz specyficzność związaną z rodziną żywiciela na poziomie kladów II stopnia. Przeanalizowano również inne geny metabolizmu podstawowego komórki (białka podziału komórkowego ftsZ, białka opiekuńczego groEl, syntazy ryboflawinowej ribC, podjednostki beta polimerazy RNA rpoB) oraz genu kodującego 16S rRNA. Porównanie wariantów tych genów w 27 izolatach umożliwiło identyfikację licznych przypadków rekombinacji genów groEl i 16S rRNA. Stwierdzono też rekombinację w obrębie genów metabolizmu podstawowego, np. w przypadku jednego z niezidentyfikowanych izolatów Bartonella była to rekombinacja genu gltA pomiędzy B. grahamii i B. taylorii.

Analiza dwóch genów związanych z inwazyjnością bakterii w stosunku do żywiciela (virB5 i bepA), wchodzących w skład systemu sekrecji typu IV również wskazywała na ich ekstensywną rekombinację. Sekwencje fragmentu genu kodującego białko BepA 17 izolatów nie różniły się od siebie istotnie, co prawdopodobnie związane jest z faktem, że jest to białko wydzielane do wnętrza komórek żywiciela i zmienia ich fizjologię. Gen virB5 (kodujący białko umożliwiające adhezję do komórek żywiciela) analizowano dla 22 izolatów i stwierdzono istotne różnice zarówno w składzie sekwencji, jak i jej długości pomiędzy wariantami tego genu występującymi u nornikowatych (Arvicolidae) i u A. flavicollis. Zarówno dla genu bepA, jak i virB5 stwierdzono przypadki rekombinacji; często dotyczyły one tych samych izolatów, dla których wcześniej zaobserwowano rekombinację genów groEl lub 16S RNA, co może oznaczać, że selekcja związana z genami wirulencji ma istotny wpływ na ewolucję Bartonella spp. zakażających gryzonie. Najczęściej horyzontalny transfer genów dotyczył izolatów pochodzących od Microtus spp., co sugeruje istotną rolę norników w pojawianiu się nowych genotypów bakterii. Przeprowadzone badania wykazały, że Bartonella spp. infekujące gryzonie mogą swobodnie ewoluować w obrębie granic wytyczonych przez ekologię ich wektorów i żywicieli, a także poprzez interakcje pomiędzy nimi.