Syyrialaiskurjuutta, jopa myiaasia,lihaasyöviä kärpästoukkia tavattu ihmisissä kurjuuden heijastajana

 Todettuja tauteja  Iltasanomien mukaan:Myiaasi, TBC, lavantauti, syyhy, polio

"Syyrialaisissa tavattu lihaa syöviä toukkia 
Myiasis:
 http://www.cdc.gov/parasites/myiasis/biology.html
Therapia Fennica  kertoo suomeksi matkailijoiten ihotaudeista. 
 http://therapiafennica.fi/wiki/index.php?title=Matkailijan_ihotaudit
 Myiaasi on kärpäsen toukkien aiheuttama vaiva, mitä esiintyy Afrikassa sekä Väli- ja Etelä-Amerikassa. Kärpäsen munan jouduttua ihoon tai ruumiin onteloihin siitä kehittyvä toukka käyttää ravinnokseen isännän kudosta, ruumiin nesteitä tai ruuansulatuskanavan sisältöä. Ihomyiaasi ei ole kovin harvinainen lämpimissä maissa, sen sijaan muut myiaasit ovat hyvinkin harvinaisia. Ihomyiaasi voi kulkeutua oireettomassa matkustajassa kotimaahan saakka puhjetakseen vasta täällä paisetautia muistuttavana tilana. Ihmisen ihomyiaasia aiheuttaa ainakin 13 eri kärpäslajia. Kärpäsen toukan aiheuttama ihomyiaasi on hyvänlaatuinen, toukat eivät vaella muualle elimistöön.

Julkaistu: 28.11.2014 22:25

Syyriassa on havaittu ensi kertaa sisällissodan aikana tapauksia, joissa ihmisestä löytyy lihaa syöviä toukkia.

Myiaasiin sairastutaan, kun kärpäset pääsevät munimaan haavoihin.
Myiaasi ei johda kuolemaan. Sen ilmaantuminen kertoo kuitenkin paljon elinolojen heikentymisestä, arvioi Maailman terveysjärjestö WHO.
Ensimmäiset kolme myiaasitapausta tavattiin pääkaupunki Damaskoksen lähistöltä.
WHO on aiemmin varoittanut polion paluusta Syyrian pohjoisosiin.
Epidemiaksi sillä alueella ovat jo ryöstäytyneet tuberkuloosi, lavantauti ja syyhy."

Pelastakaa Lapset ry toimii ebola-alueella

Ruotsin Rädda Barnen kirjoitaa nettikohdassaan:

"(--en)  familj fick överlevnadskit

Med varje nytt fall av ebola måste familjen som sitter i karantän börja om den 21 dagars långa isoleringsperioden.
Överlevnadskitet Konnahs familj fick av Rädda Barnen hjälpte dem att klara perioden av isolering. Överlevnadskitet innehöll ris, smörgåspålägg, sardiner, klorin, hink, tvål, tandkräm och tandborstar. De fick också en madrass eftersom de var tvungna att bränna den de hade i huset när mamman blev sjuk.

Några av våra insatser hittills

Rädda Barnen kämpar mot ebolan i Liberia, Guinea och Sierra Leone.
I Liberia har vi nyligen byggt ett behandlingscenter för ebolapatienter. Det drivs av International Medical Corps och har redan skrivit ut 18 överlevande. I Sierra Leone öppnades nyligen ytterligare ett behandlingscenter.
Nästan 300 000 har nåtts av radiomeddelanden med information om ebola. Vi samarbetar med 14 radiostationer där meddelandena sänds tre gånger per dag, sju dagar i veckan.
Över 800 - varav 700 barn - har fått psykosocialt stöd.
1 800 har fått handtvättningskit.
Över 600 ebola-patienter har fått mat och vatten.
Vi tränar hälsopersonal att informera om tecken och symtom på ebola och hur man förhindrar smitta.
Vi upplyser om vikten av personlig hygien och hur barnen skyddas."

Taulukko. Esim. GRAM+ ja GRAM- bakteereista . Huomaa taulukosta: S. aur on Gram positiivinen cocci

Bakteerien saaminen näkyväksi. GRAM värjäys 1884

Grampositiivinen bakteeri on gramvärjäyksen avulla gramnegatiivisesta bakteerista erottuva bakteeri. Sen soluseinässä on vain yksi kalvo, mutta peptidoglykaani eli mureiini on paksumpi kuin gramnegatiivisella bakteerilla. Teollisuus­entsyymien tuotannossa grampositiivinen bakteeri on käytännöllisempi, sillä se pystyy ohuen soluseinämänsä avulla erittämään suuria määriä proteiinia. Grampositiivinen bakteeri värjäytyy gramvärjäyksessä violetiksi.
Bakteerien GRAM-värrjäys on saanut nimensä tanskalaisesta hra Gramista, Hans Christian Gram ( 1853- 1938) . tekniikkaa hän kehiteli yhdessä Calr Friedländerin kanssa  berliinissä 1884.  gram halusi vain saada bakteerit paremmin näkyviin, muta  siten havaittiin että  bakteerit suhtautui  eri tavoin väriin, toiset ottivat väriä toiset eivät. ne ovat nykyisin niitä GRAM-negatiivisa bakteereita.


The method is named after its inventor, the Danish scientist Hans Christian Gram (1853–1938), who developed the technique while working with Carl Friedländer in the morgue of the city hospital in Berlin in 1884. Gram devised his technique not for the purpose of distinguishing one type of bacterium from another but to make bacteria more visible in stained sections of lung tissue.^[2] He published his method in 1884, and included in his short report the observation that the typhus bacillus did not retain the stain.<sup>[3]

Gram-värjäysmetodi  kristallivioletilla ( engl.)
http://biofilmbook.hypertextbookshop.com/public_version/contents/appendices/appendix002/pages/page008.html</sup>

(4) jatkuu. Miten S. aureus välttää ihmisen immuunipuolustusta , evaasiostrategiat.

LÄHDE:    Väitöskirja vuodelta 2007: hdl.handle.net/2077/2584 LÄHDE: Ann-Marie Calander. Proteases in Staphylococcal Arthritis. Dep. of Rheumatology and inflammation Research. Sahlgrenska Academy, Göteborg university. ISBN 978-91-628-7040-9

 

( III) Mitkä ovat S. aureuksen evaasiostrategiat ( Miten se välttää ihmisen immuunipuolustuksen?)

Mitkä ovat S. aureuksen evaasiostrategiat ( miten se välttää ihmisen immuunipuolustuksen?)

Stafylokokki on kehkeyttänyt moninaiset mekanismit, joilla se pystyy välttämään ihmiskehon puolustuksen.

• Bakteerin kalvon  vahva  rakenne: 

S. aureuksen  soluseinämä pystyy kestämään lysosyymiä ja se voi pysyä elossa fagosomien sisälläkin. 

Bakteerin oma solupinta vähentää isäntäkehon kationisten antimikrobiellien peptidien tehokkuutta neutraloiden kehosolunpinnan negatiivista varausta bakteerisolukalvon fosfolipideillä ja teiko- sekä lipoteikohappoilla. 
 

(Staphylokokin kapselirakenne on erityisen kova ja kestävä.Solukalvo koostuu peptidoglykaanista (PDG 100-300 Å), plasmamembraanista, lipoteikohappokompleksista ja proteiineista joita voi erittyä ulkopintaan asti. 

Kapselin PEPTIDOGLYKAANI (PG) rakenne: Transglykosidaasientsyymi liittää monomeerit peptidoglykaaniksi. Transpeptidaasi tekee poikkisidoksia seinämän vahvisteeksi ja samalla tekee bakteerin osmoottista lyysiä kestäväksi. Monomeerissä on rakenne pentapeptidiä AEKAA. Peptidoglykaanin yksi monomeeri koostuu aminosokerista N-asetyyliglukosamini(NAG) ja N-asetyylimuramiinihaposta (NAM). NAM osasta tulee pentapeptidi. (L-Ala, D-Glu, L-Lys, D-Ala, D- Ala). 

 Kapseliin liittyvän (lipo-)teikohappojen rakenne

 Teikohappo, anioninen (-) fosfaattipitoinen polymeeri, joka liittyy peptidoglykaaniin (PG) ja kumoaa varauksia neutraaliksi, joten siihen ei pääse depolarisoivilla antimikrobeilla peptideillä käsiksi. Kaikissa grampostitiivisissa organismeissa on lipoteikohappoa, membraaniin liittynyttä teikohappoa, mutta kaikissa ei ole peptidoglykaaniin (PG) sitoutunutta muotoa (teikohappoa).

Kapselin osana olevan muramiinirakenne. Muramiinihappokaan ei ole ihmisen rakenne. . N-asetyylimuramiinihapon (NAM) sijainti peptidoglykaanissa on kuvattu kaavana.

textbookofbacteriology.net/structure.html

Näistä viitteistä voi sanoa, että stafylokokki on "kova pala" ihmisen puolustuksen entsyymien purtavaksi). 

 

Laaja joukko ihmispatogeeneja on evoluutiossaan hankkinut komplementtia välttäviä mekanismeja ja saman on tehnyt stafylokokkikin.

Stafylokokin extrasellulaarinen fibrinogeenia sitova proteiini (EfbP) estää komplementin välittämän opsonofagosytoosin blokeeraamalla C3 -komplementtitekijän saostumisen mikrobin pintaan tai estämällä komplementin jatkoaktivoitumisen C3b.stä eteenpäin.

Stafylokokkiperäistä komplementin estäjää (SCIN) esiintyy 90%:ssa kliinisiistä kannoista. Se on 10kD kokoinen proteiini, joka tekee interaktiota erityissti bakteeriin sitoutuneeseen C3-konvertaasiin ja täten estää tehokkaasti C3b-saostumisen ja fagosytoosin.

 Sekä SCIN että kemotaktisuuden estävä stafylokokkiperäinen proteiini,CHIPS , ovat extrasellulaarisia.- ja päinvastoin kuin muut stafylokokin extrasellulaariset proteiinit niitä esiintyy varhain kasvun aikana eksponentiaalisen kasvun faasissa. CHIPS tuottuu 65%.ssa kliinisistä S. aureuskannoista ja se on 14 kD proteiini, joka blokeeraa neutrofiilien chemotaxis-ilmiön sitoutumalla neutrofiilien formyloituihin peptidireseptoreihin ja C5a reseptoriin.

Stafylokinaasi (SAK) on proteiini jota yleisesti erittyy S. Aureuksesta ja se aktivoi plasminogeenin (PLG) plasmiiniksi bakteeripinnassa. Tämä saataa kehittää ideaalisen mekanismin mikrobin näkökulmasta, mikä sitten moduloi opsonisaatiota ja lisää bakteeriin elossapysymistä. On osoitettu, että SAK:lla  aktivoitunut plasminogeeni irrottaa sekä immunoglobuliinia IgG että C3b- komplementtitekijää bakteeripinnasta tehden fagosytoosiyrityksen tehottomaksi.

 On myös osoitettu, että SAK sitoutuu ihmisen defensiineihin ja vasta-vaikuttaa niiden bakteerintappokykyyn. muodostamalla niitten kanssa kompleksin. Biologisena seuraamuksena tästä interaktiosta on defensiinien miltei täydellinen bakterisidisen tehon estymä.

S.aureus käyttää extrasellulaarisia proteaasejaan vähentämään alttiuttaan isäntäkehon antimikrobisille peptideille. Aureolysiinin erittyminen korreloi hyvin LL-37 hajoamisen monitorointiin massaspektrometrisissä analyyseissä.

S. Aureuksella on kuvattu olevan 19 erilaista superantigeeniä (SAgs). Superantigeenit pystyvät ohittamaan konventionellin antigeenin tunnistamis järjestelmän linkkiytymällä suoraan MHCII molekyylikompleksin APC soluissa ja tiettyyn Vbeeta-perheeseen T-solureseptorissa. Tämä johtaa T-solujen massiiviseen proliferoitumiseen ja sytokiinien vapautumiseen, mikä voi päätyä toksisen shokin oireyhtymään . Viime kädessä isäntäkehon puolustusarsenaalin keinokkuuden ja kehoon tunkeutujan kapasiteetin paremmuuden välisessa tasapainossa selviää, tuleeko ilmiselvä infektio vai ei

S. aureus’strategies to evade host defence

The staphylococcus has developed a multitude of mechanisms to escape host defence. Its cell wall is resistant to lysozyme and it can survive within phagosomes. The bacteria’s own cell surface reduces the efficacy of host antimicrobial cationic peptides due to cell membrane phospholipids and cell wall teichoic and lipoteichoic acids that neutralize the cell surface negative charge [46].

A large number of human pathogens have evolved mechanisms of complement evasion and so has the staphylococcus as well. The staphylococcal extracellular fibrinogen binding protein (EfbP) inhibits complement-mediated opsonophagocytosis by blocking deposition of C3 on the surface of the microbe or by preventing further complement activation beyond C3b [47].

Staphylococcal complement inhibitor (SCIN) is found in 90% of clinical strains. It is a 10 kD protein that specifically interacts with bacterium-bound C3 convertase and thus efficiently prevents C3b deposition and phagocytosis [48]. Both SCIN and the chemotaxis inhibitory protein of staphylococci (CHIPS) are extracellular proteins, and in contrast to other staphylococcal extracellular proteins they are expressed early during growth, in exponential growth phase. CHIPS is produced by 65% of clinical S. aureus strains and is a 14 kD protein that blocks neutrophil chemotaxis by binding the formylated peptide receptor and the C5a receptor on neutrophils[49-54].

Staphylokinase (SAK), a protein commonly released by S. aureus,activates plasminogen (PLG) to plasmin at the bacterial surface. This could create an ideal mechanism, from a microbe’s point of view, to modulate opsonization and thus increase bacterial survival. It has been demonstrated that SAK-activated PLG removes IgG as well as C3b fromthe bacterial surface, leading to impaired phagocytosis [55]. It was recently shown that SAK binds and counteracts the bactericidal effect of human defensins. A direct binding between staphylokinase and defensins was

observed, leading to complex formation. The biological consequence of this interaction was an almost complete inhibition of the bactericidal effect of defensins [56].

S. aureus uses extracellular proteases to decrease its susceptibility to host antimicrobial peptide LL-37. Indeed, the secretion of aureolysin correlated well with the rate of LL-37 degradation monitored by mass spectroscopy analysis [57].

In S. aureus, 19 different superantigens (SAgs) have been described.

SAgs bypass conventional antigen recognition by directly cross-linking major histocompatibility complex class II (MHCII) molecules on antigen-presenting cells with certain Vβfamilies within T cell receptors. This leads to massive T cell proliferation and cytokine release, which may end up in toxic shock syndrome [58]. Ultimately the balance between the host arsenal of defence measures and the invaders’ capacity to surpass them will decide whether the result will be an overt infection or not. 

 

 Suomennosta 27.11. 2014 

( BLOGIIN 27.11. 2014  on jo kirjoitettu  niistä extrasellularisista proteaaseista joita  S. aur käyttää

S.aureus käyttää extrasellulaarisia proteiineja vähentämään alttiuttaan isäntäkehon antimikrobisille peptideille. metalloproteaasi aureolysiinin   mainittu  jo edellä yllä)

(3) jatkuu...Stafylokokki ja ihmisen immuunijärjestelmä (Luonnollinen ja adaptoitunut hankittu immuniteetti)

LÄHDE:   Väitöskirja vuodelta 2007: hdl.handle.net/2077/2584 LÄHDE: Ann-Marie Calander. Proteases in Staphylococcal Arthritis. Dep. of Rheumatology and inflammation Research. Sahlgrenska Academy, Göteborg university. ISBN 978-91-628-7040-9

(I) Luonnollinen immuunijärjestelmä

Komplementin osuus, neutrofiilit, fagosytointi, happilajit, NADH, defensiinit, koagulaatiojärjestelmä

Infektiokaskadin tapahtumissa on ensimmäisiä vaiheita komplementtijärjestelmän aktivoituminen, mikä johtaa komplementtitekijän C3-konvertaasin sitoutumiseen bakteerin pinnalle asettuneisiin komplekseihin C4b2a ja C3Bb. C3- konvertaasi pilkkoo esiin C3- tekijää ja täten aloittaa bakteerin opsonisaation C3B:n avulla ja samalla vapautuu kemoattraktanttia C3a (anafylatoksiinia). 
C3-konvertaasi osallistuu myös aktivoimaan C5-konvertaasia, joka kehkeyttää C5b ja C5a tekijät. (Jälkimmäinen on anafylatoksiini.)
 Nämä pienet kemoattraktantit C3a ja C5a ja bakteeriperäiset formyloituneet peptidit liipaisevat esiin neutrofiilien (jyväisten granulosyyttien, valkosolujen) paikalle saapumista verisuoniston seinämistä päin ja kemotaktisesti ohjaavat niiden kulkua kohti kudoksessa olevaa infektiokohtaa.
Komplementtisysteemin suojaava rooli S. aureusta vastaan on katsottu johtuvan sen kombinoidusta vaikutuksesta neutrofiilien migroitumiseen ja fagosytoosiin.
 
Fagosytoosissa neutrofiilit ottavat sisäänsä stafylokokkeja ja tämä sisäänotto välittyy lähinnä neutrofiilireseptorien (komplementtireseptorien1,3 (CR1, CR3) ja Fc reseptorin) sitoutumisella opsoniinimolekyyleihin, jotka peittävät bakteeripintaa (C3b, sen inaktivoitu muoto iC3b ja vasta-aineet). 
Neutrofiilien kriittisen tärkeä osuus S. aureusinfektiossa osoitettiin siitä löydöstä, että neutrofiilien poistaminen hiiriltä johti 100%:sti verenmyrkytyskuolemaan, kun taas kontrollihiiret pysyivät elossa. Lisäksi havaittiin, että neutropeniset hiiret näyttivät omaavan merkitsevsti suurempaa taipumusta niveltulehdukseen.

Stafylokokki tuhoutuu lopullisesti fagolysosomissa antimikrobiaalisten peptidien avulla ja niillä happiradikaaleilla, joita neutrofiilien hengitysketjusta purkaantuu. Siinä prosessissa vapahtuu myeloperoksidaasia (MPO) azurofiilisistä jyväsistä fagosomiin ja siinä onkin neutrofiilin, jyväisen granulosyytin vahva antimikrobiase- ja jos se puuttuu koehiirestä, alenee hiiren neutrofiilien (jyväisten valkosolujen)  sytotoksinen bakteereita ja sieniä tappava kyky.
 MPO toimii yhteistyössä NADPH-oksidaasin kanssa ja muodostaa hyvin bakterisidistä hypokloriittia, mikä tappaa S, aureuksen. NADPH-oksidaasin roolia kuvaa hyvin granulomatoositaudissa esiintyvä tilanne. Siinä yksilöltä puuttuu funktionaalista NADPH-oksidaasia ja hän on hyvin altis saamaan stafylokokki-infektioita. 
Oksidatiivisen purkauksen aikana nimittäin vapautuu typpioksidia (NO), vetyperoksidia (H2O2) ja superoksidianionia (O2-) ja ne ovat suoraan bakteeritoksisia.

Tämän hapesta johtuvan bakteerien tuhoamisen lisäksi luonnollinen immuunijärjestelmä välittää hapesta riippumatonta bakterisidisyyttä defensiineillään ( antimikrobisilla peptideillään) ja entsyymeillään, joita on neutrofiilin fagolysosomissa.
 Defensiinit ovat kationisia peptideitä, jotka tekevät interaktiota bakteerisoluseinämän anionisten komponenttien kanssa johtaen bakteerisoluseinämän depolarisoitumiseen.

Luonnollisen immuniteetin järjestelmän solut ilmentävät itusolulinjan koodaamia reseptoreita, jotka tunnistavat patogeeniin liittyvää molekulaarista mallia (PAMP), esimerkiksi lipopolysakkaridia (LPS) ja peptidoglykaania(PG). Makrofagin mannoosi-endosyyttireseptori tunnistaa bakteerissa olevaa PAMP-tyyppiä , välittää bakteerin sisäänoton makrofagiin ja edelleen toimituksen lysosomiin: bakteeri hajoitetaan, prosessoidaan ja sitten esitetään pieninä oligopeptideinä MHCII-molekyylien avulla.ja täten ne ovat linkkinä luonnollisen immuniteetin ja hankitun, spesifisen immuniteetin välillä. ( jonka reseptorit ottavat vastaan MHCII modulin  esittämää antigeeni-informaatiota).(Kts. Keskimmäinen kuva:MHCII molekyyli makrofagin pinnalla ja siinä tarjoutuu bakteerista jokin kehovieras peptidiosa,fragmentti. Ja Th1 auttajasolu solu tunnistaa  vierasta pala palalta  TCR ja CD modulilla ja alkaa aktivoida  muita soluja ja  myös immunoglobuliinituotantoa B-solutietä, humoraalista immuunivastetta)

Koagulaatiojärjestelmä

Toinen tärkeä osatekijä luonnollisessa puolustuksessa on koagulaatiojärjestelmä

Bakteeri-infektio aktivoi hyytymisjärjestelmän (koagulaatiokaskadin) ulkoista ( extrinsic pathway) tietä, jossa TF( kudostekijä) ja fVII (koagulaatiotekijä) tekevät kompleksin, joka aktivoi veressä kiertäviä fIX ja fX-tekijöitä ja niitten välityksellä trombiinin (fII). Sitten aktivoitu trombiini (fIIa) konvertoi veressä kiertävän fibrinogeenin fibriiniksi.

 Fibriinin muodostus bakteeritulehduksessa katsotaan isäntäkehon keinoksi koettaa rajoittaa bakteereitten leviämista, mutta tilanteen ollessa paha reaktio saattaa johtaakin hengenvaaralliseen yleistyneeseen verisuoniston sisäiseen hyytymiseen ( disseminated intravascular coagulation, DIC).

Infektio saattaa liipaista hyytymisjärjestelmän ( koagulaatiokaskadin) käyntiin myös sisäistä tietä ( intrinsic pathway). Kontaktisysteemi käsittää koagulaatiotekijät fXI, fXII, plasman kallikreiinin (PKK) ja kofaktorin, raskaspainoisen kininogeenin (HK). HK:n prosessoinnissa vapautuu bradykiniiniä (BK), joka on vahvasti verisuonia laajentava peptidi ja avainmolekyyli siinä hypovolemisessa shokissa, mikä sepsistilassa (verenmyrkytyksessä) kehittyy. 

Kun kontaktijärjestelmää aktivoituu S.aureuksen kaltaisen bakteeripatogeenin pinnalla, HK:n pilkkoutumisesta seuraa edelleen sellaistakin  peptidiä, joka pystyy tappamaan bakteeria, mikä viittaa koagulaatiojärjestelmän ja immuunipuolustuksen läheiseen suhteeseen.

Innate immunity

One of the very first steps in the infection cascade of events is the activation of the complement system, which leads to the binding of C3 convertase (complexes C4b2a and C3bBb) to the bacterial surface

[21]. The C3 convertase cleaves C3 and thereby initiates the opsonization of the bacteria with C3b and the release of the chemo-attractant C3a [22]. C3 convertase also takes part in activating C5 convertase to generate C5b and C5a [23]. The small chemo-attractants C3a, C5a and bacterial formylated peptides trigger neutrophil diapedesis, migration through the blood vessel wall, but also exert chemotaxis that is direct the movement of neutrophils to the site of infection in the tissue [24].

The protective role of the complement system against S. aureushas been attributed to its combined action on neutrophil migration and phagocytosis [25]. Phagocytosis, the uptake of staphylococci by neutrophils, is largely mediated by the binding of neutrophil receptors, i.e. complement receptor 1, 3, and the Fc receptor to opsonic molecules covering the bacterium (C3b, inactivated C3b and antibodies) [26].

The crucial role of neutrophils in S. aureus infection was demonstrated by the finding that eradicating neutrophils resulted in 100% septic mortality whereas all the control mice survived.

Furthermore, neutropenic mice also showed a significantly increased arthritis frequency [27]. Staphylococci are finally killed in the phagolysosome by antimicrobial peptides and by oxygen radicals generated during the neutrophil respiratory burst [28]. During this process myeloperoxidase (MPO) released from azurophilic granules into the phagosome forms a powerful antimicrobial tool, shown by the fact that MPO-deficient mice display a severely reduced cytotoxic capacity towards bacteria and fungi [29]. MPO works in concert with NADPH oxidase to form the highly bactericidal hypochlorous acid which kills S. aureus

The role of NADPH oxidase is further illustrated by the high susceptibility to staphylococcal infections among individuals suffering from chronic granulomatous disease (CGD) lacking functional NADPH oxidase [31]. During the oxidative burst, nitric oxide (NO), hydrogen peroxide (H2O2 ) and superoxide anion (O2-) are formed, which are directly toxic to bacteria.

In addition to this oxygen-dependent killing of bacteria, the innate immune system mediates oxygen-independent killing exerted both by anti-microbial peptides, so called defensins, and enzymes within the neutrophil phagolysosome. Defensins are cationic peptides that interact with the anionic components of bacterial cell membrane leading to depolarization, permeabilization, leakage of bacterial cell content and finally to bacterial death [32, 33].

The cells of the innate immune system express germ-line encoded receptors that recognize pathogen associated molecular patterns (PAMPs), for example lipopolysaccharides (LPS) and peptidoglycans (PG). The macrophage mannose endocytic receptor recognizes PAMPs on the bacteria, mediates their uptake and delivery to lysosomes where they will be degraded, processed and presented be MHC molecules on the cell surface thereby constituting an important link between innate and acquired immunity.

Another important player in innate immunity is the coagulation system. Bacterial infection activates the coagulation cascade through the extrinsic pathway in which tissue factor and coagulation factor VII form a complex that through activation off actor IX and X activates thrombin which in turn converts fibrinogen to fibrin [34].

The formation of fibrin is considered as an attempt from the host to limit the spread of bacteria but in severe cases it may give rise to a fatal syndrome called disseminated intravascular coagulation (DIC).

Infection can also trigger the coagulation cascade via the intrinsic pathway i.e. via the contact system. The contact system is composed of coagulation factor XI, XII,plasma kallikrein and the co-factor high molecular weight kininogen (HK). Processing of HK releases bradykinin (BK) which as a potent vasodilatator is a key molecule in the development of sepsis induced hypovolemic shock [35]. Activation of the contact system at the surface of bacterial pathogens like S. aureus was recently found to result in further cleavage of HK resulting in a peptide with high capacity for bacterial killing [36], additionally pointing to the close relationship between coagulation and immune defence.

(II) Adaptoitunut, sopeutettu  immuniteetti, immuunipuolustuksen hankittu osa

Kun ihminen on käynyt läpi stafylokokki-infektion, hän ei saa kuitenkaan mitään immuniteettia uutta infektiota kohtaan. Noin 25% terveisestä aikuisista on oireettomia S-aureuksen kantajia ja jos he joutuvat sairaalaan jostain muusta syystä, lisäntyy nosokomiaalisen S-aureus-verenmyrkytyksen riski. Mutta mielenkiintoista kyllä heillä näyttää ennuste olevan kuitenkin parempi kuin niillä, jotka eivät kanna S..aureusta. 
Verrataessa kantajien ja ei-kantajien vasta-ainekirjoja S.aureus superantigeenin suhteen, kantajilla näytti olevan kolonisoiduissa kannoissaan ilmentyviä superantigeenejä kohtaan spesifiset korkeat neutraloivat vasta-ainetiitterit . Tulokset osoittavat,että kantajuus voi merkitä kantaspesifistä humoraalista immuniteettia, jolla saattaa olla osansa S.aureusverenmyrkytyksen aikaisessa suojaavuudessa. 
Hiirikokeissa kuitenkaan ei ole voitu osoittaa edullisia vaikutuksia kokeellista septistä endokardiittia vastaan niistä vasta-aineista, joita kehkeytettiin S.aureus -bakteerikapselin polysakkaridilla tai koko bakteerisolulla. Kuitenkin jos annettiin stafylokokin ilmentämiä pintaproteiineja kuten kollageeniadhesiinia,ClfA tai typistettyä fibronektiiniadhesiinia rekombinoituina proteiineina, ne nostattivat esiin suojaavaa immuniteettia sekä systeemi-infektiota että artriittia vastaan.
Jo muutaman päivän kuluttua auttaja-T-solut,  (CD4+)T-solut invasoituvat S-aureuksen infektoimaan niveleeseen ja useimmilla niistä soluista ilmenee Vbeeta11 TCR.
Sellaiset  solut vastaavat stafylokokkiperäisiin superantigeeneihin, TSST-1. 
 Tehtiin kokeita poistamalla hiiriltä joko koko T-auttajasolu CD4+ aitio tai vain CD4+ Vbeeta11+ solut ja tällainen poisto lievensi sepsiksen indusoimaa kuolleisuutta ja niveltulehdusta, mitä johtuu TSST-1 -positiivisista S-aureus kannoista.

Acquired immunity

Having gone through a staphylococcal infection does not usually render the patient any protection against reinfection. Approximately 25% of all healthy persons are symptom free S. aureuscarriers, and when hospitalized for any other reason they have an increased risk of developing nosocomial S. aureus septicaemia. Interestingly, their prognosis was found to be better than that of noncarriers. When comparing the antibody profiles for carriers and noncarriers toward S. aureus superantigens (se page 15), carriers were found to have high titers of neutralizing antibodies specific for those superantigens that were expressed by their colonizing strain. These results show that carriage status can confer strain-specific humoral immunity, which may contribute to protection during S. aureussepticaemia [37].

Studies in mice have failed to show beneficial effects of antibodies to capsular polysaccharide (CP) or whole cells of S. aureusfor the protection against experimental septic endocarditis [38, 39].

However, if surface proteins expressed by staphylococci, like collagen adhesin, ClfA or truncated fibronectin adhesin are administered as recombinant proteins they will give rise to protective immunity in both systemic infection and arthritis [40-42].

CD4+T cells invade the S. Aureus infected joint after a few days, a majority expressing the Vβ11 TCR. These T cells respond to the staphylococcal superantigen TSST-1. Depletion experiments in mice of either the whole CD4+ cell compartment or just CD4+Vβ11+cells clearly ameliorates both sepsis induced mortality and arthritis provoked by a TSST-1 positive S. aureus strain [43-45].

(2) jatkuu: Yksityiskohtia stafylokokin proteaasien arsenaalista

Väitöskirja vuodelta 2007: hdl.handle.net/2077/2584 LÄHDE: Ann-Marie Calander. Proteases in Staphylococcal Arthritis. Dep. of Rheumatology and inflammation Research. Sahlgrenska Academy, Göteborg university. ISBN 978-91-628-7040-9

Yksityiskohtien suomennosta: 

• S.aureus käyttää extrasellulaarisia proteiineja vähentämään alttiuttaan isäntäkehon antimikrobisille peptideille.

Todellakin aureolysiinin erittyminen korreloi hyvi LL-37 hajoamisen monitorointiin massaspektrometrisissä analyyseissä. S. Aureuksella on kuvattu olevan 19 erilaista superantigeeniä (SAgs). Superantigeenit pystyvät ohittamaan konventionellin antigeenin tunnistamis järjestelmän linkkiytymällä suoraan MHCII molekyylikompleksin APC soluissa ja tiettyyn Vbeeta-perheeseen T-solureseptorissa. Tämä johtaa T-solujen massiiviseen proliferoitumiseen ja sytokiinien vapautumiseen, mikä voi päätyä toksisen shokin oireyhtymään (TSS) . Viime kädessä isäntäkehon puolustusarsenaalin keinokkuuden ja kehoon tunkeutujan kapasiteetin paremmuuden välisessa tasapainossa selviää, tuleeko ilmiselvä infektio vai ei

S. aureus uses extracellular proteases to decrease its susceptibility to host antimicrobial peptide LL-37.

Indeed, the secretion of aureolysin correlated well with the rate of LL-37 degradation monitored by mass spectroscopy analysis [57]. In S. aureus, 19 different superantigens (SAgs) have been described.

SAgs bypass conventional antigen recognition by directly cross-linking major histocompatibility complex class II (MHCII) molecules on antigen-presenting cells with certain Vβfamilies within T cell receptors. This leads to massive T cell proliferation and cytokine release, which may end up in toxic shock syndrome [58]. Ultimately the balance between the host arsenal of defence measures and the invaders’ capacity to surpass them will decide whether the result will be an overt infection or not.

• Stafylokokin extrasellulaariset proteaasit

Joukko stafylokokin proteaaseja on kuvattu tähän mennessä. Bakteeri on hyvin varustautunut. 

 Bakteerin kromosomissa on neljä eri operonia, joiden mukaan koodautuneet proteaasit luetteloidaan lyhennyksellä- eikä niinkään niiden funktion mukaisesti, mikä taas tulee esiin niiden pidemmistä nimistä, joten nimeäminen oon jonkin verran hämäävä..

Extrasellulaariset proteaasigeenien bakteerikromosomissa sijaitsevat ovat neljä eri operonia ovat:

Stafylokokin seriiniproteaasi-operoni, Staphylococcal serine protease (Ssp) operon

Stafylokokin seriiniproteaasin kaltainen operoni, Staphylococcal serine protease like (spl) operon

Stafylokokin cysteiiniproteaasioperoni, Staphylococcal cysteine protease(scp) operon

Aureolysiinioperoni. Aureolysin (aur) operon

Täten V8 proteaasi (SAspA) ja stafopaiini B( SspB) on molemmat nimetty sen operonin mukaan, josta ne koodautuvat (Ssp), vaikka vain SspA on seriiniproteaasi kun taas SspB on kysteiiniproteaasi.

Staphylococcal extracellular proteases

Until today a handful of extracellular proteases from S. aureus have been described. Their short denominations emanate from the operon by which they are encoded and not from their function as do their longer names which makes the nomenclature somewhat confusing.

The genes of extracellular proteases are organized on the bacterial chromosome into four distinct operons:

staphylococcal serine protease (ssp) operon,

serine protease like proteins (spl) operon,

staphylococcal cysteine protease (scp) operon,

and aureolysin (aur) operon.

Thus the V8 protease (SspA) and staphopain B (SspB) both are named by their encoding ssp operon although only SspA is a serine protease whilst SspB is a cysteine protease

• Seriiniproteaasi V8 (Ssp A)

V8 proteaasi saatin puhdistettua S- aureuskannasta V8 vuonna 1972( Draopean et al). He havaitsivat, että V8 proteaasi pilkkoo C-terminaalisen aspartaatin (D, Asp) tai glutamiinihapon (E, Glu) peptidisillan . Sentakia sitä on voitu käyttää ratkaistaessa proteiinien primäärirakenneta, peptidien sekvenssiä.

Tässä proteaasissa ei ole yhtään rikkisiltoa eikä sillä ole paljoakaan sekvenssien samankaltaisuutta muitten seriiniproteiinien kanssa. Mutta sen sijaan sen tertiäärinen rakenne omaa merkittävää struktuurihomologiaa esim. stafylokokin epidermolyyttisten toksiinien A ja B kanssa.

Serine protease V8 (SspA)

V8 protease was first purifiedfrom culture filtrate of S. aureus,strain V8 by Drapeau et al in 1972. Their studies revealed that V8 protease exclusively cleaves peptide bonds on the carboxyl-terminal side of either aspartic acid or glutamic acid [60]. Since then V8 protease has been widely used for determining the primary structures of proteins. The V8 protease does not have a high degree of sequence identity with other serine proteases and does not contain any disulphide bridges, but it’s tertiary structure was found to have significant structure homology with, for example the staphylococci epidermolytic toxins A and B .

• Metalloproteaasi AUREOLYSIINI  (aur)

Aureolysiinin primäärinen ja tertiäärinen rakenne on selvitetty. Seon rakenteeltaan polypeptidiketju, jossa on 301 aminohappoa. Proteiini on laskostunut N-terminaalidomaanissa on beetatuppirakenteella ja C-terminaalissa on alfa-helix.domaanilla. Sellainen rakenne on tyypillinen metalloproteinaasien termolysiiniperheelle. 

Bakteerien metalloproteinaasien sekalaiseen perheeseen kuuluu monia entsyymeitä, tunnettuja virulenssitekijöitä mm.

Pseudomonas aeruginosan elastaasi,

Legionella pneumophilan metalloproteinaasi

Listeria monocytogenes-mikrobin metalloproteinaasi

Vibrio cholerae -bakteerin hemagglutiniini proteaasi

Staphylococcus epidermidiksen elastaasi

Chlostridium perfringes -bakteerin lambda-toksiini.

Päinvastoin kuin näistä luetelluista proteinaaseista niin S. aureuksen aureolysiinin merkityksestä ja tarkasta tehtävästä patogeneesissä ei tiedetä niin paljon.

Koeputkessa aureolysiini pilkkoo plasmaproteinaasin inhibiittoreita: alfa1-antikymotrypsiiniä ja alfa1-proteinaasin inhibiittoria. 

Aureolysiini pilkkoo plasman alfa1-proteinaasi-inhibiittorin oksidoitua muotoa nopeammin kuin inhibiittorin natiivia muotoa. Tästä voisi olettaa, että sellaiset bakteerit, jotka tuottavat metalloproteinaaseja ,saavat vain etua isäntäkehon oksidatiivisesta (happimolekyyliä käyttävästä) puolustusstrategiasta, jolloin samalla alfa1-proteinaasi-inhibiittorin eliminominen kiihtyy ja siitä taas on seurauksena, että kudosten hajoaminen neutrofiilien elastaasin vaikutuksesta lisääntyy .

Aureolysiinigeenin rakenne on hyvin konservoitu S-aureuskannoissa. Se puoltaisi todennäköisyyttä, että enzyymillä lienee tärkeä funktio bakteerin taloudenhoidossa.

Metalloprotease aureolysin (Aur)

The primary and tertiary structures of aureolysin have been determined revealing a polypeptide chain of 301 amino acids which is folded into a β-pleated N-terminal domain and an α-helical C-terminal domain, a typical fold for the thermolysin family of metalloproteinases [62]. The diverse family of bacterial metalloproteinases encompasses several enzymes, which are acknowledged virulence factors, including Pseudomonas aeruginosa elastase,

Legionella pneumophila and Listeria monocytogenes metalloproteinases,

Vibrio cholerae hemagglutinin protease, Staphylococcus epidermidis elastase,

and the lambda toxin of Clostridium perfringens.

In contrast to these proteinases, however, little is known about the exact role of aureolysin in the pathogenicity of S. aureus.

In vitro, aureolysin has been shown to cleave the plasma proteinase inhibitors, α1-antichymo-trypsin and α1-proteinase inhibitor.

Aureolysin cleaves the oxidized form of α1-proteinase inhibitor faster than it cleaves the native inhibitor, suggesting that bacteria which secrete these metalloproteinases may specifically take advantage of the host defense oxidative mechanism to accelerate elimination of α1- proteinase inhibitor and consequently increase tissue degradation by neutrophil elastase[63].

The structure of the aureolysin gene is strongly conserved among S. aureus strains. This argues in favor of the likelihood that the enzyme may have an important house keeping function [64].

• S.Aureuksen cysteiiniproteaasit STAFOPAIINI  B (Ssp B)
   ja STAFOPAIINI A (Scp A).

Kysteiiniproteiineilla on papaiinin kaltaisia piirteitä, ja voimakas elastinolyyttinen aktiivisuus, millä katsotaan olevan merkitystä bakteerin leviämisesä kudoksissa ja abskessien (paiseitten) muodostuksessa. Kiniiniä vapauttavia kysteiiniproteinaaseja on raportoitu useilta mikrobeilta.

S.aureuksesta peräisin oleva stafopaiini A, (Scp A) kehkeyttää ihmisplasmasta jo submikromolaarisessa pitoisuudessa esiin suuria kiniinimääriä viidessä minuutissa altistuksesta. Vastaavassa koe-eläinmallissa marsulla ScpA- ja Ssp B- stafopaiinit aiheuttivat verisuonten läpivuotoa ja verenpaineen madaltumista. Täten stafopaiinien välittämän verisuonten seinien läpitihkumisen oletettiin olevan turvotusten (oedema) muodostumisessa osallisena tulehduskohdassa kuten myös septisen shokin indusoitumisessa

Cysteine proteases Staphopain B (SspB) and Staphopain A (ScpA)

The cysteine proteases exhibit, with their papain like features, potent elastinolytic activity which has been considered to be of importance for bacterial spread within tissues and also for the forming of abscesses [65]. Kinin-releasing cysteine proteinases have been reported from various microbes. From S. aureus a submicromolar concentration of ScpA generated large amounts of kinin from human plasma within 5 minutes from exposure and in a guinea pig experimental model, ScpA in concert with SspB induced vascular leakage and lowering of blood pressure. Thus staphopain mediated vascular leakage was proposed to be involved in the oedema formation at the infected sites as well as in the induction of septic shock [66]

• S.aureuksen extrasellulaaristen proteaasien geenisäätely, agr ja sarA  säätelijöillä

Useimpien extrasellulaaristen proteaasien geenien transkription havaittiin olevan maksimaalista juuri exponentiaalisen kasvun jälkeisessä vaiheessa, joten geeni säätyy positiivisesti lisägeenin säätelijällä (accesory gene regulator, agr) ja negatiivisesti stafylokokin apusäätelijällä ( staphylococcal accessory regulator, sarA).

Entsyymit erittyvät zymogeeneinä. Jokaisen proteaasin geenin mutaatioita käyttämällä on analysoitu proteolyyttisen kaskadin aktivoitumista

Aureolysiini katalysoi SspA zymogeenin aktivaatiota, vaikka se ei ole ainoa aines, joka pystyy tähän prosessiin

Aktivoitu Ssp A aktivoi puolestaan Ssp B-proentsyymin.

Aureolysiini ei voi autokatalysoitua aktivoituakseen, joten vielä ei ole osoitettu varmuudella, mikä triggeröi alkuun extrasellulaaristen entsyymien aktivaation. .

Kaiken lisäksi proteaasien aktivaation säätely on jo bakteerin sisässä kontrollinalaista.

Stafostatiini C (Ssp C) on inhibiittori Ssp B:lle ja suojaa intrasellulaarisia proteiineja proteolyyttistä vauriota vastaan, mitä voi tulla liian varhain aktivoituneesta stafopaiini B:stä.

Regulation of S. Aureus extracellular proteases

The transcription of most of the extracellular protease genes occurs maximally at post-exponential-phase, being positively regulated by the accessory gene

regulator (agr) and negatively regulated by the staphylococcal accessory regulator (sarA). The enzymes are excreted as zymogens. Using mutations in

each protease gene the proteolytic cascade of activation has been analyzed. Aureolysin catalyzes the activation of the SspA zymogen although it is not the sole agent capable of conducting this process.

Activated SspA in turn activates the SspB pro-enzyme [59]. Aureolysin has not been shown to be capable to undergo auto-proteolysis to achieve activation. Thus it is still not proven what triggers the start of the activation of the extracellular enzymes.

The regulation of protease activity is also under control already within the bacteria. Staphostatin C (SspC), the inhibitor of SspB, protects intracellular proteins against proteolytic damage by prematurely activated Staphopain B [67].

Suomennoksia  27.11. 2014

Väitöskirja( 2007): Staphylococcus aureus, septinen artriitti, Stafylokokin proteaasit Aur, Ssp,SspB. Ihmisen MMP-9

Väitöskirja  vuodelta  2007: hdl.handle.net/2077/2584

LÄHDE:

Ann-Marie Calander. Proteases in Staphylococcal Arthritis.

Dep. of Rheumatology and inflammation Research. Sahlgrenska Academy, Göteborg university.  ISBN 978-91-628-7040-9

 Tiivistelmästä suomennosta

•  Staphylococcus aureus on yleinen bakteeri. Koska  immuunivajetilat maailman väestössä lisääntyvät samoin kuin antibioottiresistenttien kantojenkin ilmentymä,  on kautta maailman alkanut esiintyä S. aureus - septikemiaa (verenmyrkytystä) ja sen komplikaatioita kuten  niistä aiheutuvaa kuolleisuutta.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a ubiquitous bacterium. Due to an increasing prevalence of immunodeficiency states in the world population and the emergence of antibiotic resistant strains, the incidence of S. aureus septicaemia and its complications is increasing worldwide, as is the mortality thereof.

•  S.aureus omaa huomattavan  kyvyn  sopeutua ympäristöön, sillä se on kehittänyt  suuren joukon invasiivisia ja evasiivisia mekanismejä  pärjäilemään isäntäkehon immuunipuolustuksen kanssa.  On suoritettu monia kartoittavia  tutkimuksia S. aureuksen virulenssin  determinanteista tarkoituksena parantaa   S. aureus-infektioitten torjumiskykyä. Mutta S. aureuksen  extrasellulaaristen proteaasien osuudesta virulenssissa  ei ennen tätä väitöskirjaa ollut paljoakaan tietämystä.

 S. aureus has an impressive capacity to adjust to the environment since it has developed a multitude of invasive and evasive mechanisms to cope with host defence. Many studies have been performed mapping S. aureus virulence determinants with the aim of improving our ability to combat S. aureus infections. So far, little is known concerning the impact of S. aureus extracellular proteases on virulence.

•  Väitöstyön ensimmäisen osan tarkoituksena oli tutkia bakteeriperäisten extrasellulaaristen proteaasien mahdollista osuutta  S. aureuksen  indusoimassa septisessä artriitissa (niveltulehduksessa).   Luonnollisesti tähän  aihepiiriin kuuluu selvittää, onko spesifistä immuunivastetta S.aureuksen extrasellulaarisiin proteaaseihin  ja jos on, olisiko  proteaasispesifisillä vasta-aineilla jotain estävää funktiota proteaasin aktiivisuuteen ja siten bakteerin  biologisten ominaisuuksien modulaatioon.

 The aim of the first part of this thesis was to investigate the role of bacterial extracellular proteases as potential virulence factors in S. aureus induced septic arthritis. Inherent to this goal was to investigate whether there is a specific immune response to S. aureus extracellular proteases and if so, whether protease specific antibodies have any inhibitory function on the protease activity and thereby modulating the biological properties of the bacteria. 

• Väitöstyön toisessa osassa on ollut tarkoituksena  luoda valoa isäntäkehoproteaasin, matrixmetalloproteinaasin numero 9 (MMP-9) osuuteen   septisessä artriitissa. Vertailtiin kahta  S.aureus-kantaa niiden kyvyssä aiheuttaa niveltulehdusta ja  esiintyä  pinttyneenä munuaisissa ja nivelissä. Toinen kanta oli  S.aur 8325-4, jonka tiedetään  tuottavan runsaasti extrasellulaarisia proteaaseja ja toinen kanta oli sen mutantti, jolta extrasellulaarit proteaasit puuttuvat: Aur-,Ssp- ja SspB-,

The second part of this thesis aimed at shedding light on the impact of a host protease, matrix metalloproteinase 9 (MMP-9) on the development of septic arthritis. S. aureus strain 8325-4 with a known high production of extracellular proteases and its mutants lacking extracellular proteases, Aur-, Ssp- and SspB- were compared concerning their capacity to induce arthritis and to prevail in kidneys and joints. 

• Mitattiin seerumin kokonaisimmunoglobuliinipitoisuudet IgG ja IgM sekä vasta-aineet, jotka olivat spesifiset deletoiduille proteaaseille. Kun hiljennettiin  ssp-, aur- tai sspB- geenit, ei saatu esiin mitään vaikutusta septisen artriitin  kliiniseen tai histologiseen kulkuun. 

Total serum levels of IgG and IgM were measured, as were antibodies specific for the deleted proteases. Silencing of the ssp, aur, or sspB genes did not affect the clinical nor the histological course of septic arthritis. 

•  Polyklonaalinen B-soluaktivaatio saatiin kuvatuksi  auto-vasta-aineitten tuotannosta ja kokonais-IgG immunoglobuliinin kymmenkertaisesta lisääntymästä ja  50-prosenttisesta kokonais IgM immunoglobuliinin lisääntymästä. Spesifinen vasta-ainetuotantovaste pystyttiin osoitamaan,  sillä vain ne hiiret, jotka oli infektoitu SspH - ja V8 - geenejä ilmentävillä bakteereilla antoivat vasteena antiproteaasispesifistä vasta-ainetuotantoa.   Spesifisten vasta-aineiden funktionaalinen kapasiteetti osoitettiin siitä faktasta,  että V8-proteaasin vasta-aineet estivät entyymin  koeputkiolosuhteissa

Polyclonal B-cell activation was illustrated by auto-antibody production and a 10-fold increase in total IgG and a 50% increase in total IgM. Specific antibody response was demonstrated since only mice infected with bacteria expressing SspB and V8 responded with anti-protease specific antibody production. Functional capacity of the specific antibodies was illustrated by the fact that the V8 protease antibodies inhibited the activity of the enzyme in vitro.

•  Isäntäkehon MMP-9- proteaasin tutkimiseksi ajan funktiona suoritettiin zymograafisia analyysejä pernahomogenaateista eri ajankohtina bakteeri-inokulaation jälkeen.  Yhdeksäntenä päivänä inokulaatiosta oli MMP-9  nelinkertaisesti lisääntynyt. Sen osuutta infektiivisessä niveltulehduksessa  selvitettiin edelleen poistogeenisellä hiirellä ja kontrolleilla, sen  ikätoveripesueella: näille  inokuloitiin i.v. S. aureusta. Ne hiiret, joilta puuttui  MMP-9- geeni ilmensivät enemmän kliinistä artriittia ja voivat huonommin. Tärkeä havainto oli, että  MMP-9- poistogeenisen hiiren munuaisissa ja nivelissä  oli merkitsevästi enemmän  bakteereja kuin  saman pesueen muilla, kontrollihiirillä. Tämä viittaa siihen, että  matrixmetalloproteinaasi MMP-9  on välttämätön molekyyli infektoivan aineksen poistamisessa.

 To study the production of host protease MMP-9 over time, zymographic analyses were performed of spleen homogenates at different time points after bacterial inoculation. At day 9 after inoculation there was a four-fold increase of MMP-9 expression. To further investigate the role of MMP-9 in infectious arthritis, MMP-9 KO mice and their littermates C57Bl/6 wt mice, were inoculated i.v. with S. aureus. MMP-9 deficient mice showed more clinical arthritis and thrived less well. Importantly, the MMP-9 KO mice harboured significantly more bacteria in kidneys and joints than did their congenic controls, indicating MMP-9 as an indispensable molecule in the clearance of the infective agent. 

• Kaikenkaikkiaan tässä väitöstyössä osoitettiin, että S. aureus-proteaasit voivat  herättää isäntäkehossa spesifisen immuunivasteen, mutta ne eivät ole  välttämättömiä bakteeriniveltulehduksen välittäjinä. Lisäksi osoitettiin, että isäntäkehon MMP-9 matrixmetalloproteinaasi antaa oman osansa luonnollisen immuunipuolustuksen vasterseen  septisen artriitin aikana.

Altogether this thesis shows that S. aureus proteases can evoke a specific immune response in the host, but that they are not essential in mediating bacterial arthritis. Furthermore, host MMP-9 contributes to innate immune responses during septic arthritis. 

Avainsanat: Keywords: 

Staphylococcus aureus, bakteeri

septic arthritis, septinen niveltulehdus

proteases, proteiinia pilkkova entsyymi

matrix metalloproteinases, MMP entsyymit, sijaitsevat matrixissa ja pilkkovat solun extracellulaarista (ECM)  rakennemateriaalia 

Suomennos 26.11. 2014 

Duodecimin Terveyskirjasto antaa MRSA:sta seuraavan tiedon (Jukka Lumion artikkeli)

MRSA (metisilliiniresistentti Staphylococcus aureus)

Lääkärikirja Duodecim

25.3.2013

infektiosairauksien erikoislääkäri Jukka Lumio

• Taudit, joita MRSA aiheuttaa
• Esiintyvyys
• Tartuntatapa
• MRSA-tartuntojen ehkäisy
• MRSA:n kantajien tunnistaminen

MRSA-lyhenne tulee sanoista metisilliinille resistentti Staphylococcus aureus. Metisilliini oli aikoinaan stafylokokkibakteerien hoidossa käytetty antibiootti, jolle stafylokokit ovat kehittäneet vastustuskykyä eli resistenssiä.

Taudit, joita MRSA aiheuttaa

Tavallinen Staphylococcus aureus on yleinen ihon bakteeri. Nenänielussa se on joka viidennellä terveellä suomalaisella. Se aiheuttaa kuitenkin myös iho- ja haavatulehduksia ja joskus verenkiertoon päästyään vaikeita yleisinfektioita, verenmyrkytyksiä. S. aureus on yleisin leikkausten jälkeisiä sairaalainfektioita aiheuttava bakteeri. MRSA aiheuttaa samanlaisia infektioita kuin tavallinen antibiooteille herkkä Staphylococcus aureus. MRSA on erityinen riski lähinnä vain niille joilla on vakavia perustauteja. Metisilliinille resistentti bakteerin muoto on yleensä vastustuskykyinen myös suurelle joukolle muita antibiootteja, kuten kaikille penisilliineille ja kefalosporiineille. Siksi sen aiheuttamien infektioiden hoito on hankalampaa.

Esiintyvyys

MRSA aiheuttaa sairaalainfektioepidemioita ja on siksi erityinen huolenaihe sairaaloissa kaikkialla maailmassa. Onnistuneiden torjuntatoimien ansiosta MRSA-bakteeri ei ole levinnyt yhtä laajalle Suomessa kuin Keski- ja Etelä-Euroopassa. Etelä-Euroopassa, Englannissa, Ranskassa ja Yhdysvalloissa 25–50 % infektioita aiheuttavista S. aureus -bakteerikannoista on MRSA-kantoja, kun niiden osuus Suomessa ja muissa Pohjoismaissa on vain 2–5 %. Suomessa valtaosa MRSA-tartunnoista saadaan sairaaloissa tai laitoksissa hoitoon liittyen. Tartuntoja tapahtuu harvakseltaan myös sairaaloiden ulkopuolella, ja kotona hankittujen infektioiden määrä on hitaasti lisääntynyt Suomessakin. Kaiken kaikkiaan Suomessa todettujen uusien MRSA-tartuntojen määrä on ollut viime vuosina vakaa, noin 1300 tartuntaa vuodessa. MRSA:n määrässä on Suomessa alueellisia eroja, jotka ovat vuosien saatossa vaihdelleet. Vuonna 2012 tartuntoja oli eniten Pirkanmaalla.

Tartuntatapa

MRSA leviää ns. kosketustartuntana eli käsien välityksellä. Sairaaloissa ja laitoksissa tämä tarkoittaa tavallisesti joko bakteerin siirtymistä toisesta hoidossa olevasta potilaasta toiseen hoitohenkilökunnan käsien välityksellä (tavallisin tapaus) tai, harvemmin siten, että hoidossa oleva itse saa sen käsiensä kautta sairaalaympäristöstä. Jos saa tartunnan, MRSA-bakteerin kantajaksi tulee tavallisimmin vain lyhytaikaisesti, muutamaksi tunniksi tai päiväksi. Lyhytaikaisiin kantajiin verrattuna pitkäaikainen kantajuus ja infektiot ovat kaiken kaikkiaan harvinaisia. Tartunnalle ja infektioillekin erityisen alttiita ovat antibioottihoitoa saavat potilaat, joiden oma suojaava bakteeristo on antibiootin takia heikentynyt, sekä ne joilla on vakavia infektiopuolustusta heikentäviä tauteja tai hoitoja.

MRSA-tartuntojen ehkäisy

Suomessa on valtakunnallinen ohje MRSA:n torjunnasta (ks. 1). Sairaaloissa ja laitoksissa tartunnan ehkäisemisen kulmakivi on tinkimätön käsihygienia. Tällä estetään myös muiden hoitoon liittyvien infektioiden syntymistä. Käsien desinfioinnissa käytetään alkoholikäsihuuhteita ennen ja jälkeen jokaisen potilaskontaktin. Tämä koskee kaikkia niin potilaita, vierailijoita kuin henkilökuntaakin. MRSA-potilaat ja -kantajat hoidetaan sairaaloissa ja laitoksissa ns. kosketuserityksessä, mihin kuuluu mahdollisuuksien mukaan hoitaminen omassa huoneessa tai samassa huoneessa niiden kanssa, joilla myös on MRSA. Jos osastolla todetaan MRSA:n tarttumista, pyritään MRSA:ta kantaville varaamaan myös oma hoitohenkilökunta. MRSA-bakteeria voidaan yrittää häätää erityisillä puhdistushoidoilla jossa käytetään desinfioivia ihopesuja, antibioottisalvaa ja joskus tabletti-antibioottejakin. Vain noin puolella puhdistushoito onnistuu. Potilaita hoitavien henkilöiden puhdistukseen pyritään silloin harvoin, kun nämä jäävät MRSA:n kantajiksi.
Sairaalan ulkopuolella MRSA:n kantajat voivat elää normaalia elämää. Tämä koskee myös lasten päivähoidossa, kouluissa ja muissa paljon ihmiskontakteja sisältäviä työtehtäviä. Sosiaalinen elämä on rajoituksetonta, eikä pientenkään lasten tapaamisia pidä yrittää välttää. Sairaalat antavat tarkemmat ohjeet MRSA-kantajille kotiutuksen yhteydessä.

MRSA:n kantajien tunnistaminen

MRSA-bakteeria etsitään aktiivisesti vain sairaaloissa ja laitoksissa hoidettavilta ja vain sellaisilta, joilla arvellaan olevan tavallista suurempi todennäköisyys olla bakteerin kantajia (esimerkiksi ulkomaisissa sairaaloissa aiemmin hoidetut). Terveyden ja hyvinvoinnin laitoksen ohjeessa on kuvattu, keiltä bakteeria olisi seulottava sairaalaan tullessa, mutta viime kädessä sairaalat itse päättävät seulottavat ryhmät. Yleensä viljelynäyte otetaan nenästä, nielusta ja rikkinäisen ihon kohdista, jos sellaisia on. Viljelyvastaus saadaan kahdessa päivässä.

Aiemmat kirjoittajat:

kliinisen mikrobiologian erikoislääkäri Pentti Huovinen

Artikkeli on tarkastettu 25.3.2013

Artikkelin tunnus: dlk00586 (000.000)

© 2014 Kustannus Oy Duodecim

Ruotsin Kansanterveysinstitutin antama informaatio MRSA mikrobista

Sjukdomsinformation om meticillinresistenta gula stafylokocker (MRSA)

Annan benämning: Meticillinresistenta Staphylococcus aureus.

Gula stafylokocker (Staphylococcus aureus) är bland våra vanligaste omgivningsbakterier. De flesta barn och vuxna är periodvis bärare av dessa bakterier, vanligen i näsan, men även på andra slemhinnor och på huden.
Statistik över Staphylococcus aureus
Risken för bärarskap på huden är störst om den är skadad till exempel av eksem eller småsår. Bärarskap är också vanligare hos sjukvårdspersonal, injektionsmissbrukare, diabetiker och dialyspatienter.
De gula stafylokockerna är också den vanligaste orsaken till variga sårinfektioner eller bölder. Ett speciellt problem är sådana infektioner i vårdmiljö, till exempel sårinfektioner efter operation eller infektion av främmande material inne i kroppen (proteser med mera). Infektioner med bakterieväxt i blodet och på hjärtklaffar är mycket allvarliga och förknippade med hög dödlighet. Gula stafylokocker kan också orsaka lunginflammation, hjärnhinneinflammation och infektion i skelett och leder.
Meticillinresistenta gula stafylokocker (MRSA) är stammar av gula stafylockocker som är resistenta mot flertalet antibiotika framförallt av betalaktamtyp. Infektioner med MRSA-stammar kan göra att ovanstående sjukdomstillstånd som gula stafylokocker kan orsaka blir svåra att behandla. Historiskt sett har MRSA varit ett utpräglat vårdrelaterat problem, därav den gamla benämningen ”sjukhussjuka”. Under de senaste åren har denna bild dock förändrats och infektioner med MRSA associeras i allt högre grad med smitta ute i samhället.

Vad orsakar infektioner med MRSA och hur sprids det?

Meticillinresistenta gula stafylokocker (MRSA) har utvecklat resistens (motståndskraft) mot de penicilliner och penicillinliknande antibiotika (betalaktamantibiotika) som vanligen används mot stafylokockinfektioner. Svåra stafylokockinfektioner kan då enbart behandlas med ett fåtal, mycket dyra intravenösa antibiotika med besvärande biverkningar, till exempel vancomycin. Vancomycinresistenta MRSA har beskrivits från andra håll i världen, men hittills aldrig från Sverige.
MRSA har framför allt spridits inom och mellan olika vårdinrättningar och blivit ett av de största vårdhygieniska problemen runt om i världen. Det tycks som om vissa MRSA-stammar har egenskaper som gör att de sprids lättare än andra, men en annan orsak kan vara bristande hygienrutiner. När väl MRSA etablerats på ett sjukhus eller annan vårdinrättning kan de vara utomordentligt svåra att bli av med. MRSA finns numera som en del av "normalfloran" på sjukhus i många länder i Europa och andra delar av världen med undantag av de nordiska länderna och Holland.
Om de basala hygienrutinerna sviktar och MRSA finns hos en patient på en vårdavdelning kan det lätt ske en smittspridning till andra patienter på avdelningen. Patienter och personal kan lätt bli så kallat friska bärare med bakterier i näsan eller på huden, och ett sådant bärarskap kan fortgå i veckor och månader. Har man inga riskfaktorer som kroniska sår eller eksem blir man vanligtvis bara tillfällig bärare av MRSA och gör sig av med bakterien. Eftersom bakterierna kan ”övervintra” i hudens talgkörtlar finns det (trots upprepade kontrollodlingar utan bakterieväxt) risk för ett uppblossat bärarskap eller infektion vid sårskada eller eksem även efter många år.

Förebyggande åtgärder

MRSA sprids genom kontaktsmitta. Basala hygienrutiner skall tillämpas i alla vårdsituationer och i alla vårdmiljöer. Patienter som kan misstänkas vara MRSA-bärare (tidigare känd bärare eller vistats på vårdinrättning utanför Norden eller på vårdinrättning inom Norden med kända problem) skall kontrollodlas för förekomst av MRSA och andra multiresistenta bakterier. Konstaterade bärare isoleringsvårdas (ofta på infektionsklinik).
En person som bär på MRSA kan utanför vårdmiljöerna leva ett helt normalt liv. Handhygienen i hemmet är självklart viktig, inte minst i anslutning till såromläggningar. Personliga artiklar, till exempel handdukar, får inte delas med andra. Om man är i behov av vård måste sjukvårdspersonalen vara informerad om bärarskapet.

Åtgärder vid inträffade fall eller utbrott

En infektion eller ett bärarskap av MRSA skall enligt smittskyddslagen anmälas till smittskyddsläkaren i landstinget och Folkhälsomyndigheten. Fyndet skall även föranleda en smittspårning. All handläggning och utredning av patienter och/eller personal med MRSA skall ske i samråd med lokal vårdhygienisk expertis.

MRSA-smitta från gris till människa har förekommit i Danmark men är ovanligt i Sverige.

I Danmark har fyra personer, mellan 2012 och maj 2014, dött av infektion med MRSA. Dessa personer hade stammar med spa-typer vanliga bland grisar i Danmark. MRSA tillhörande dessa typer har även förekommit hos människa i Sverige, dock i liten omfattning. Sedan 2006 har 54 fall med dessa MRSA typer rapporterats i Sverige.

Exempel på utbrott

• Antalet rapporterade MRSA-fall i Sverige har stadigt ökat sedan sjukdomen blev anmälningspliktig år 2000.
• I slutet av 1990-talet pågick under några år ett stort utbrott i Västra Götaland som kunde kontrolleras först efter det att omfattande och mycket kostsamma kontrollåtgärder satts in.
• Sedan år 2000 har flera utbrott av MRSA pågått i stora delar av Sverige. En ökande andel av MRSA påträffas nu ute i samhället (till exempel i kommunala äldreboenden).

Läs mer på andra webbplatser

• Smittskyddsläkarnas smittskyddsblad om sjukdomar
• CDC: MRSA

MRSA Stafylokokkia koskevia ruotsalaisia väitöskirjoja

VÄITÖSKIRJOJA, jotka koskevat  MRSA- stafylokokkeja:

Opponenti päivän väitöstilaisuudessa Professori Christina Lindholm mainitsi kolme kirjoittajaa tästä asiasta, joiden teksteihin pohjautuvaa informoivaa tietämystä  tulisi  MRSA- mikrobista jakaa.

(1)  Eva Skyman. 

Consequences of Meticillin-Resistant Staphylococcus Aureus (MRSA) Acquisition. Patient experiences and interactions in health care and daily life. institute of Biomedicine at Sahlgrenska Academy, university of Gothenburg. ISBN 978-91-628- 9103-9       (26.11. 2014)

 (2)  Helene Andersson. Are MRSA-patients more contagious in some counties than others? http://svemedplus.kib.ki.se/Default.aspx?Dok_ID=109571

Är MRSA-patienter olika smittsamma i olika län?

 Läs online Författare: Fossum B ; Lindholm C ; Örtqvist Å ; Andersson H ; Kalin M

Läkartidningen 2009;106(7)412-3 ISBN/ISSN 0023-7205 KIBs bestånd av denna tidskrift Denna tidskrift är expertgranskad (Peer-Reviewed)

(3) Maria  et Magnus  Lindberg: Publications (4)

• Article: MRSA-colonized persons’ and healthcare personnel's experiences of patient–professional interactions in and responsibilities for infection prevention in Sweden

  Maria Lindberg, Marianne Carlsson, Bernice Skytt
  [Show abstract]
  Journal of Infection and Public Health 01/2014;
• Article: The multidrug-resistant bacteria attitude questionnaire: validity and understanding of responsibility for infection control in Swedish registered district, haematology and infection nurses.

  Maria Lindberg, Bernice Skytt, Marieann Högman, Marianne Carlsson
  [Show abstract]
  Journal of Clinical Nursing 12/2011; 21(3-4):424-36. · 1.32 Impact Factor
• Article: Haemodialysis nurses knowledge about methicillin-resistant Staphylococcus aureus.

  Maria Lindberg, Magnus Lindberg
  [Show abstract]
  Journal of Renal Care 11/2011; 38(2):82-5.
• Article: Attitudes toward patients with multidrug-resistant bacteria: scale development and psychometric evaluation

  Maria Lindberg, Magnus Lindberg, Bernice Skytt, Marieann Högman, Marianne Carlsson
  [Show abstract]
  Journal of Infection Prevention 01/2011; 12(5):196-20