Kolerabakterien kan föröka sig i amöbor

Abd H med flera. Vibrio cholerae O1 strains are facultative intracellular bacteria, able to survive and multiply symbiotically inside the aquatic free-living amoeba Acanthamoeba castellanii. FEMS Microbiology Ecology 2007;60:33—39.

Bakgrund: Bakterier delas in i extra­cellulära och intracellulära beroende på om de förökar sig utanför eller inuti värdceller. Bakterierna som förökar sig endast i värdceller kallas för obligata intracellära. Icke obligata (fakultativt) intracellulära bakterier lever och förökar sig både utanför och inuti värdceller. Fagocytos används av fago­cyter, makrofager och amöbor för att döda bakterier. Vibrio cholerae anses vara en extracellulär bakterie. Bakterien infekterar människor och orsakar flera hundra tusen fall av kolera årligen. Det krävs cirka en miljard bakterier för att infektera en människa.

Acanthamoeba castellanii är en frilevande amöba (fla) som kan finnas i en vilofas (cysta) och i en aktiv fas (trofozoit). Trofozoiten förflyttar sig och fago­cyterar födan som kan bestå av alger, svampar och bakterier. fla fungerar som värdceller till olika typer av bakterier. Både v. cholerae och frilevande amöbor återfinns i naturliga vattensystem.

SYFTE: Att undersöka a. castellaniis förmåga att vara värd för v. cholerae och därmed mångfaldiga bakterier till mängder som skulle kunna infektera människan.

METOD: A. castellanii samodlades med tolv kliniska isolat av v. cholerae (i tolv odlingsflaskor) i två veckor. Tillväxt av mikroorganismer, lokalisering och överlevnad av intracellulära bakterier bestämdes med cellräkning, gentamicin assay, viable count, statistiska analyser, konfocal- och elektronmikroskopi.

RESULTAT: V. cholerae växte och överlevde intracellulärt i cytoplasman hos a. castellanii trofozoiter. Bakterierna återfanns i både trofozoiter och cystor i ett symbiotiskt förhållande. Det var en positivt linjär relation mellan antalet intracellulära bakterier och antalet amöbor. Samodlingen inhiberade inte tillväxt eller viabilitet av amöbor. Antalet samodlade bakterier ökade från 2 miljoner till 100 miljoner kolonier per milliliter.

När hundratusen amöbor per milli­liter som innehöll hundratusen intracellulära bakterier per milliliter odlades, växte bakterierna till 100 miljarder per milliliter och de överlevde tillsammans med amöborna mer än två veckor.

SLUTSATSER: Frilevande amöbor är möjliga värdar för v. cholerae i vattenmiljöer. Det symbiotiska förhållandet ökar bakterieantalet till en nivå som kan orsaka kolera. Acanthamoeba är en lämplig cell för odling av intracellulära bakterier som inte växer i vanliga odlingsmedier. Metodiken som användes i denna studie passar bra för att studera interaktionen mellan mikroorganismer och kan differentiera mellan extra- och intracellulära bakterier. Vibrio cholerae är inte enbart en extracellulär bakterie, vilket har beskrivits tidigare, utan även en fakultativt intracellulär bakterie. Det intracellulära beteendet av v. cholerae ger mer kunskap om bakteriens ekologiska förlopp och behandling av kolera.

Kommentar Kjell Hultenby, docent, elektronmikroskopienheten, Karolinska institutet, Stockholm:

Odla bakterie i amöbor bra in vitro-metod
Hadi Abd har i artikeln Vibrio cholerae O1 strains are facultative intracellular bacteria, able to survive and multiply inside the aquatic free-living amoeba acanthamoeba castellanii undersökt om amöbor kan fungera som värdceller för tillväxt av kolerabakterier. Kolerabakterier orsakar allvarliga diarréer och spridningen sker via kontaminerad föda och vatten. Den här studien undersöker om vibrio cholerae o1 (vc o1) även kan föröka sig intracellulärt (inuti en cell), en viktig frågeställning eftersom det behövs relativt stora mängder vc o1, cirka en miljard för att ge en infektion.

Hur kan man studera bakterietillväxt?
Genom att ta samma volym odlingsmedium innehållande bakterier som celler som innehåller bakterier och odla dessa på blodagarplattor, kan man efter inkubation räkna antalet kolonier och därigenom få ett mått på hur många bakterier som fanns i startvolymen. Hadi har även använt morfologiska metoder och studerat amöbor med bakterier i ett konfokalt mikroskop. Genom att belysa provet med en laser, fluorescerar amöbor i rött och bakterier i grönt ljus. Man kan då se att gröna punkter finns i de röda amöborna det vill säga inne i amöbor. Han har också använt elektronmikroskopi (em), en mikroskopteknik som möjliggör studier av strukturer i mycket hög förstoring. Med em kan man se enskilda bakterier i cellen väldigt tydligt och därmed bevisa att bakterierna växer i amöborna. Genom att kombinera olika tekniker såsom odling av bakterier och morfologiska studier med konfokal- och elektronmikroskopi, har man beräknat hur mycket bakterierna växt.

Hur relevant är studiens upplägg?
Experimentella modeller utförda in vitro kan aldrig helt likna den kliniska verkligheten in vivo. Kliniska studier å andra sidan är svåra att renodla eftersom många parametrar kan försvåra tolkningen av resultaten. Det är dessutom inte etiskt försvarbart att utsätta försökspersoner för smittorisken. Det är då av stor vikt att försöka efterlikna den kliniska situationen så bra som möjligt. Hadi har dels valt en vanligt förekommande amöba som värdcell samt arbetat med tolv kliniska bakterieisolat vilket ger studien en stor klinisk relevans. Förutsättningarna såsom koncentration av amöbor och de goda odlingsbetingelserna i odlingsmedium och hög temperatur (30ºc) är troligtvis en bättre förutsättning än in vivo-situationen, men syftet är ändå att visa att tillväxt kan ske i symbios med amöbor, vilket författarna på ett övertygande sätt har gjort.

Mer om ämnet

Hämtar fler artiklar
Till Vårdfokus startsida