https://www.utupub.fi/handle/10024/146571
Julkaisun pysyvä osoite on:
http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-29-7501-3
Pietikäinen, Annukka
Turun yliopisto
18.01.2019
Tutkimuksia Lymen borrelioosin patogeneesistä ja diagnostiikasta
Pohjoisen pallonpuoliskon yleisimmän puutiaisvälitteisen infektion, Lymen borrelioosin, aiheuttajia ovat Borrelia burgdorferi sensu lato ryhmän spirokeettabakteerit (myöhemmin Borrelia). Ne voivat levitä ihmiseen infektoituneiden Ixodes-puutiaisten välityksellä. Jos tautia ei hoideta heti infektion aikaisessa paikallisessa vaiheessa, spirokeetat voivat levitä ihmiselimistössä verenkierron mukana useisiin kudoksiin aiheuttaen oireita muun muassa nivelissä, sydämessä ja hermostossa. Keskushermostoon levinnyttä infektiota kutsutaan Lymen neuroborrelioosiksi. Neuroborrelioosin diagnostiikka perustuu potilaan neurologisiin oireisiin sekä solumäärän ja Borrelia-spesifisten vasta-aineiden määritykseen aivoselkäydinnesteestä. Hiljattain myös kemokiini CXCL13 on otettu käyttöön Lymen neuroborrelioosin diagnostiikan biomarkkeriksi.
Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää Borrelia-bakteerin virtauksen alla tapahtuvan endoteelisitoutumisen rooli infektion patogeneesissä, tutkia infektion leviämistä eri kudoksiin in vivo -kuvantamisen avulla hiirimallissa ja tutkia sytokiinien käyttöä Lymen neuroborrelioosin diagnostisina biomarkkereina.
Tutkimuksessa havaittiin, että Borrelia-bakteerin dekoriinia sitovat proteiinit sitoutuvat myös biglykaaniin, joka on dekoriinia yleisempi proteoglykaani verisuonten endoteelin pinnalla. Tämän biglykaani-interaktion avulla Borrelia kykenee sitoutumaan verisuonten endoteeliin nestevirtauksen aiheuttaman vastuksen alla. Lisäksi tutkimuksessa selvisi, että Borrelia-infektion kulkua voi kuvantaa elävässä eläimessä positroniemissiotomografian avulla. Tutkimuksessa havaittiin myös, että CXCL13 on soveltuvin sytokiini Lymen neuroborrelioosin diagnostiikan biomarkkeriksi ja että CXCL13:n pitoisuus voidaan määrittää potilaan aivoselkäydinnesteestä pikatestin avulla, mikä nopeuttaa huomattavasti tautidiagnostiikkaa. Kaiken kaikkiaan tutkimustulokset paljastivat tärkeää uutta tietoa Borrelia-infektion patogeneesistä ja auttavat Lymen borrelioosin diagnostiikan kehittämisessä.
Kokoelmat
Väitöskirjat [1834]
Lyme borreliosis, the most common tick-borne disease in the northern hemisphere, is caused by Borrelia burgdorferi sensu lato spirochetes (later Borrelia). They can infect humans through bites of infected Ixodes ticks. If the infection is not treated at the early local stage of the disease, spirochetes can disseminate via the blood vasculature into distant tissues of the human body and cause symptoms in the joints, the heart, and the nervous system. Infection of the central nervous system is called Lyme neuroborreliosis. Lyme neuroborreliosis is diagnosed based on neurological symptoms, pleocytosis, and intrathecal production of Borrelia-specific antibodies. Recently, chemokine CXCL13 has been introduced as a new biomarker for diagnostics of Lyme neuroborreliosis.
The first aim of this study was to characterize the dissemination of Borrelia by in vitro adhesion studies conducted under shear stress and by imaging the infection in vivo in mice. The second aim was to evaluate the use of cytokines as biomarkers for Lyme neuroborreliosis.
The studies revealed that decorin binding proteins of Borrelia act in a flow-tolerant manner mediating adherence into vascular endothelium under the mechanical force caused by the liquid flow. In addition to decorin, decorin binding proteins were shown to bind biglycan, a proteoglycan which is expressed on endothelium more abundantly than decorin. Moreover, dissemination of Borrelia can be imaged in vivo in mice using positron-emission tomography. The studies also showed that CXCL13 is the most specific cytokine biomarker for Lyme neuroborreliosis and the concentration of CXCL13 can reliably be measured of Lyme neuroborreliosis patients’ cerebrospinal fluid samples with a point-of-care test. Overall, the studies gave new information on the pathogenesis of Lyme borreliosis and helped to improve the disease diagnostics.
LYMEN BORRELLIOOSIN PATOGEENISTÄ JA DIAGNOSTIIKASTA
Valvojat:Jatta1001, Borrelioosiyhdistys, Waltari, Bb
PUNKKIEN SYLKIRAUHASTEN LISÄANTIGEENEJÄ OLISI TUTKITTAVA
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/313 ... -i9QYvdMIs
Seropositiivisuus Midichloria mitochondriille (järjestys Rickettsiales) merkkiaineena ihmisten altistumisen määrittämiseksi punkkipurusta.
Serra V1, Krey V2, Daschkin C2,3, Cafiso A1, Sassera D4, Maxeiner HG5, Modeo L6, Nicolaus C2, Bandi C7,8, Bazzocchi C1,8,9.
Tekijän tiedot
Abstrakti
Ixodes ricinus on yleisimpiä ihmisissä loisivia punkkilajeja Euroopassa ja tärkein tartunnanlevittäjä Borrelia burgdorferi bakteeri sensu lato - Lymen taudin aiheuttaja. Tämä punkkilaji pitää sisällään myös endosymbiontin Midichloria mitochondrii, ja on vahvaa näyttöä siitä, että tämä bakteeri ympätään selkärankaisiin isäntiin veriaterian aikana. Suuri osa punkin puremista jää huomaamatta välittömien oireiden harvinaisuuden vuoksi, mikä viittaa salaperäiseen punkkien aiheuttamien infektioiden riskiin, mikä puolestaan on potentiaalinen riskitekijä kroonisten, rappeuttavien sairauksien puhkeamiselle. Koska tarvitaan sopivia työkaluja aikaisemman altistumisen määrittämiseksi I. ricinus-puremille, tässä työssä tutkittiin, voisiko seropositiivisuus M. mitochondrii -proteiinia (rFliD) vastaan olla merkki I. ricinus-pureman diagnosoinnissa. Seulottiin 274 seerumia, jotka oli kerätty potilailta useista Euroopan maista, joilla on erilainen punkin puremisen riski, käyttämällä ELISA-protokollaa. Tuloksemme osoittavat selkeän suuntauksen joka osoittaa, että positiivisuus rFliD: lle on korkeampi, kun punkin puremaa voidaan pitää varmana / melko varmana, ja alhaisempi jos purema on epävarma, suurimman positiivisuuden ollessa Lyme-potilailla (47,30%) ja alhaisin (2,00%) negatiivisissa kontrolleissa. Saatujen tulosten mukaan M. mitochondriia voidaan pitää hyödyllisenä antigeenien lähteenä, ja sitä voidaan käyttää arvioimaan altistumista punkeille jotka tarttuttavat tämän bakteeriin. Mahdollisuuksien mukaan M. mitochondriin ja punkkien sylkirauhasten lisäantigeenejä olisi tutkittava ja sisällytettävä moniantigeenikokeeseen punkkien puremisen diagnosoimiseksi.
Seropositivity to Midichloria mitochondrii (order Rickettsiales) as a marker to determine the exposure of humans to tick bite.
Serra V1, Krey V2, Daschkin C2,3, Cafiso A1, Sassera D4, Maxeiner HG5, Modeo L6, Nicolaus C2, Bandi C7,8, Bazzocchi C1,8,9.
Author information
Abstract
Ixodes ricinus is the most common tick species parasitizing humans in Europe, and the main vector of Borrelia burgdorferi sensu lato, the causative agent of Lyme disease in the continent. This tick species also harbors the endosymbiont Midichloria mitochondrii, and there is strong evidence that this bacterium is inoculated into the vertebrate host during the blood meal. A high proportion of tick bites remains unnoticed due to rarity of immediate symptoms, implying the risk of occult tick-borne infections in turn a potential risk factor for the onset of chronic-degenerative diseases. Since suitable tools to determine the previous exposure to I. ricinus bites are needed, this work investigated whether seropositivity toward a protein of M. mitochondrii (rFliD) could represent a marker for diagnosis of I. ricinus bite. We screened 274 sera collected from patients from several European countries, at different risk of tick bite, using an ELISA protocol. Our results show a clear trend indicating that positivity to rFliD is higher where the tick bite can be regarded as certain/almost certain, and lower where there is an uncertainty on the bite, with the highest positivity in Lyme patients (47.30%) and the lowest (2.00%) in negative controls. According to the obtained results, M. mitochondrii can be regarded as a useful source of antigens, with the potential to be used to assess the exposure to ticks harboring this bacterium. In prospect, additional antigens from M. mitochondrii and tick salivary glands should be investigated and incorporated in a multi-antigen test for tick bite diagnosis.
KEYWORDS:
Lyme disease; Tick; endosymbiont; serology
Seropositiivisuus Midichloria mitochondriille (järjestys Rickettsiales) merkkiaineena ihmisten altistumisen määrittämiseksi punkkipurusta.
Serra V1, Krey V2, Daschkin C2,3, Cafiso A1, Sassera D4, Maxeiner HG5, Modeo L6, Nicolaus C2, Bandi C7,8, Bazzocchi C1,8,9.
Tekijän tiedot
Abstrakti
Ixodes ricinus on yleisimpiä ihmisissä loisivia punkkilajeja Euroopassa ja tärkein tartunnanlevittäjä Borrelia burgdorferi bakteeri sensu lato - Lymen taudin aiheuttaja. Tämä punkkilaji pitää sisällään myös endosymbiontin Midichloria mitochondrii, ja on vahvaa näyttöä siitä, että tämä bakteeri ympätään selkärankaisiin isäntiin veriaterian aikana. Suuri osa punkin puremista jää huomaamatta välittömien oireiden harvinaisuuden vuoksi, mikä viittaa salaperäiseen punkkien aiheuttamien infektioiden riskiin, mikä puolestaan on potentiaalinen riskitekijä kroonisten, rappeuttavien sairauksien puhkeamiselle. Koska tarvitaan sopivia työkaluja aikaisemman altistumisen määrittämiseksi I. ricinus-puremille, tässä työssä tutkittiin, voisiko seropositiivisuus M. mitochondrii -proteiinia (rFliD) vastaan olla merkki I. ricinus-pureman diagnosoinnissa. Seulottiin 274 seerumia, jotka oli kerätty potilailta useista Euroopan maista, joilla on erilainen punkin puremisen riski, käyttämällä ELISA-protokollaa. Tuloksemme osoittavat selkeän suuntauksen joka osoittaa, että positiivisuus rFliD: lle on korkeampi, kun punkin puremaa voidaan pitää varmana / melko varmana, ja alhaisempi jos purema on epävarma, suurimman positiivisuuden ollessa Lyme-potilailla (47,30%) ja alhaisin (2,00%) negatiivisissa kontrolleissa. Saatujen tulosten mukaan M. mitochondriia voidaan pitää hyödyllisenä antigeenien lähteenä, ja sitä voidaan käyttää arvioimaan altistumista punkeille jotka tarttuttavat tämän bakteeriin. Mahdollisuuksien mukaan M. mitochondriin ja punkkien sylkirauhasten lisäantigeenejä olisi tutkittava ja sisällytettävä moniantigeenikokeeseen punkkien puremisen diagnosoimiseksi.
Seropositivity to Midichloria mitochondrii (order Rickettsiales) as a marker to determine the exposure of humans to tick bite.
Serra V1, Krey V2, Daschkin C2,3, Cafiso A1, Sassera D4, Maxeiner HG5, Modeo L6, Nicolaus C2, Bandi C7,8, Bazzocchi C1,8,9.
Author information
Abstract
Ixodes ricinus is the most common tick species parasitizing humans in Europe, and the main vector of Borrelia burgdorferi sensu lato, the causative agent of Lyme disease in the continent. This tick species also harbors the endosymbiont Midichloria mitochondrii, and there is strong evidence that this bacterium is inoculated into the vertebrate host during the blood meal. A high proportion of tick bites remains unnoticed due to rarity of immediate symptoms, implying the risk of occult tick-borne infections in turn a potential risk factor for the onset of chronic-degenerative diseases. Since suitable tools to determine the previous exposure to I. ricinus bites are needed, this work investigated whether seropositivity toward a protein of M. mitochondrii (rFliD) could represent a marker for diagnosis of I. ricinus bite. We screened 274 sera collected from patients from several European countries, at different risk of tick bite, using an ELISA protocol. Our results show a clear trend indicating that positivity to rFliD is higher where the tick bite can be regarded as certain/almost certain, and lower where there is an uncertainty on the bite, with the highest positivity in Lyme patients (47.30%) and the lowest (2.00%) in negative controls. According to the obtained results, M. mitochondrii can be regarded as a useful source of antigens, with the potential to be used to assess the exposure to ticks harboring this bacterium. In prospect, additional antigens from M. mitochondrii and tick salivary glands should be investigated and incorporated in a multi-antigen test for tick bite diagnosis.
KEYWORDS:
Lyme disease; Tick; endosymbiont; serology
Re: ELOTTOMAN BORRELIA BURGDORFERI-BAKTEERIN NEUROPATOGEENISUUS ex-vivo
https://www.nature.com/articles/s41598- ... 3_hU3QWFtU
Julkaistu:13. tammikuuta 2022
Elottoman Borrelia burgdorferi -bakteerin neuropatogeenisuus ex vivo
Geetha Parthasarathy &
Shiva Kumar Goud Gadila
Abstrakti
Jopa asianmukaisen hoidon jälkeen osa Lymen tautia sairastavista potilaista kärsii yhdistelmästä oireyhtymää, jota kutsutaan yhteisesti hoidon jälkeiseksi Lymen taudin oireyhtymäksi (PTLDS). PTLDS-potilaiden aivojen PET-skannaus on osoittanut todennäköistä gliaaktivaatiota, joka osoittaa jatkuvia hermoston tulehdusprosesseja. On mahdollista, että ratkaisemattomat bakteerijäännökset voivat edelleen aiheuttaa hermoston tulehdusta.
Aiemmissa tutkimuksissa olemme osoittaneet, että eloton Borrelia burgdorferi voi aiheuttaa hermotulehduksen ja apoptoosin oligodendrosyyttisolulinjassa. Tässä seurantatutkimuksessa analysoimme B. burgdorferin sonikoitujen jäänteiden vaikutustaprimaarisilla reesus-etukuoren (FC) ja dorsaaljuuren ganglion (DRG) eksplantaatioilla. Viisi FC- ja kolme DRG-kudosfragmenttia reesusmakakeista altistettiin sonikoidulle B. burgdorferille ja analysoitiin 26 tulehdusvälittäjän suhteen.
Elävät bakteerit ja elatusaine yksin toimivat positiivisena ja negatiivisena kontrollina, vastaavasti. Kudokset analysoitiin myös tulehdusta välittävien solutyyppien ja yleisten apoptoottisten muutosten suhteen. Ei-elinkykyinen B. burgdorferi indusoi merkittäviä määriä useita tulehdusvälittäjiä sekä FC:ssä että DRG:ssä, samalla tavalla kuin elävät bakteerit. Kuitenkin elinkyvyttömän B. burgdorferin aiheuttamat tasotoli usein (useita kertoja) korkeampi kuin elävien, erityisesti IL-6:n, CXCL8:n ja CCL2:n osalta. Tämä vaikutus oli myös syvempi FC:ssä kuin DRG:ssä. Vaikka tasot vaihtelivat usein, sekä elävät että kuolleet fragmentit indusoivat samat välittäjät, ja FC:n ja DRG:n välillä oli merkittävää päällekkäisyyttä. FC:ssä useiden tulehdusvälittäjien immunohistokemiallinen värjäys osoitti useiden välittäjien läsnäolon astrosyyteissä, mitä seurasi mikroglia ja oligodendrosyytit vasteena bakteerijäännöksille. Värjäytymistä havaittiin myös endoteelisoluissa. DRG:ssä kemokiini/sytokiinivärjäytyminen nähtiin pääasiassa S100-positiivisissa (gliasoluissa). B. burgdorferijäännökset indusoivat myös merkittäviä apoptoositasoja sekä FC:ssä että DRG:ssä.
Apoptoosi rajoittui S100+-soluihin DRG:ssä, kun taas erottuva hermosolujen apoptoosi havaittiin myös useimmissa FC-kudoksissa vasteena sonikoiduille bakteereille. Elinkelvoton B. burgdorferi voi edelleen olla neuropatogeeninen sekä keskushermosto- että PNS-kudoksille, ja vaikutukset ovat todennäköisesti syvällisempiä ensimmäisissä. Jäännösten aiheuttamien hermoston tulehdusprosessien jatkuminen voi johtaa pitkäaikaisiin terveysvaikutuksiin.
Julkaistu:13. tammikuuta 2022
Elottoman Borrelia burgdorferi -bakteerin neuropatogeenisuus ex vivo
Geetha Parthasarathy &
Shiva Kumar Goud Gadila
Abstrakti
Jopa asianmukaisen hoidon jälkeen osa Lymen tautia sairastavista potilaista kärsii yhdistelmästä oireyhtymää, jota kutsutaan yhteisesti hoidon jälkeiseksi Lymen taudin oireyhtymäksi (PTLDS). PTLDS-potilaiden aivojen PET-skannaus on osoittanut todennäköistä gliaaktivaatiota, joka osoittaa jatkuvia hermoston tulehdusprosesseja. On mahdollista, että ratkaisemattomat bakteerijäännökset voivat edelleen aiheuttaa hermoston tulehdusta.
Aiemmissa tutkimuksissa olemme osoittaneet, että eloton Borrelia burgdorferi voi aiheuttaa hermotulehduksen ja apoptoosin oligodendrosyyttisolulinjassa. Tässä seurantatutkimuksessa analysoimme B. burgdorferin sonikoitujen jäänteiden vaikutustaprimaarisilla reesus-etukuoren (FC) ja dorsaaljuuren ganglion (DRG) eksplantaatioilla. Viisi FC- ja kolme DRG-kudosfragmenttia reesusmakakeista altistettiin sonikoidulle B. burgdorferille ja analysoitiin 26 tulehdusvälittäjän suhteen.
Elävät bakteerit ja elatusaine yksin toimivat positiivisena ja negatiivisena kontrollina, vastaavasti. Kudokset analysoitiin myös tulehdusta välittävien solutyyppien ja yleisten apoptoottisten muutosten suhteen. Ei-elinkykyinen B. burgdorferi indusoi merkittäviä määriä useita tulehdusvälittäjiä sekä FC:ssä että DRG:ssä, samalla tavalla kuin elävät bakteerit. Kuitenkin elinkyvyttömän B. burgdorferin aiheuttamat tasotoli usein (useita kertoja) korkeampi kuin elävien, erityisesti IL-6:n, CXCL8:n ja CCL2:n osalta. Tämä vaikutus oli myös syvempi FC:ssä kuin DRG:ssä. Vaikka tasot vaihtelivat usein, sekä elävät että kuolleet fragmentit indusoivat samat välittäjät, ja FC:n ja DRG:n välillä oli merkittävää päällekkäisyyttä. FC:ssä useiden tulehdusvälittäjien immunohistokemiallinen värjäys osoitti useiden välittäjien läsnäolon astrosyyteissä, mitä seurasi mikroglia ja oligodendrosyytit vasteena bakteerijäännöksille. Värjäytymistä havaittiin myös endoteelisoluissa. DRG:ssä kemokiini/sytokiinivärjäytyminen nähtiin pääasiassa S100-positiivisissa (gliasoluissa). B. burgdorferijäännökset indusoivat myös merkittäviä apoptoositasoja sekä FC:ssä että DRG:ssä.
Apoptoosi rajoittui S100+-soluihin DRG:ssä, kun taas erottuva hermosolujen apoptoosi havaittiin myös useimmissa FC-kudoksissa vasteena sonikoiduille bakteereille. Elinkelvoton B. burgdorferi voi edelleen olla neuropatogeeninen sekä keskushermosto- että PNS-kudoksille, ja vaikutukset ovat todennäköisesti syvällisempiä ensimmäisissä. Jäännösten aiheuttamien hermoston tulehdusprosessien jatkuminen voi johtaa pitkäaikaisiin terveysvaikutuksiin.