Kinetoplastidi definicija in značilnosti parazitskih bičkarjev

Kinetoplastidi so skupina enoceličnih bičkarskih evkariontov. Med njimi so številni paraziti, ki povzročajo hude bolezni pri ljudeh in drugih živalih, najdemo pa jih tudi kot prosto živeče oblike v tleh in vodnih okoljih. Spadajo v filum Euglenozoa in so pomembni tako za ekologijo mikrobičnih skupnosti kot za zdravje ljudi in živali.

Značilnosti in morfologija

Najbolj prepoznavna posebnost kinetoplastidov je prisotnost kinetoplasta — velike mitohondrijske strukture, ki vsebuje gensko material. Kinetoplast je običajno lociran blizu bazalnega telesa bička (pri dnu bička) in je tesno povezan s celično opremo, odgovorno za gibanje.

Kinetoplastidi se razlikujejo tudi po številu bičkov: tradicionalno ločimo biflagelate bodonide (večinoma prostoživeče ali oportunistični paraziti) ter uniflagelate trypanosomatide, ki vključujejo številne obligatno parazitske vrste. Nekatere vrste imajo tudi undulantno membrano, podolgovato telo, subpelikularne mikrotubule in druge specializacije, prilagojene parasitizmu ali prostoživečemu načinu življenja.

Kinetoplast — struktura in vloga

Kinetoplast ni enotna krožna molekula DNK, ampak kompleksno omrežje maxicirkularnih in minicirkularnih DNK molekul, povezanih v gosto mrežo. Maxicikle vsebujejo genetske informacije za nekatere mitohondrijske gene, medtem ko minicikle pogosto kodirajo kratke guide RNA, potrebne za urejanje (editing) in pravilno izražanje mitohondrijske RNK. Ta edinstvena organizacija je ena od glavnih molekularnih značilnosti kinetoplastidov in je predmet intenzivnih raziskav zaradi posebnega načina replikacije in izmenjave genetike.

Taksonomija in zgodovina opisa

Red Kinetoplastida je leta 1961 opredelil Honigberg. Tradicionalna delitev loči biflagelate Bodonidae in uniflagelate Trypanosomatidae. V zadnjih desetletjih so molekularne študije spremenile pogled na odnos znotraj skupine in pokazale večje filogenetske raznolikosti; vseeno se družina Trypanosomatidae uveljavlja kot skupina izključno parazitskih rodov.

Življenjski cikel in pomembne parazitske vrste

Družina Trypanosomatidae vključuje več rodov, ki so izključno parazitski. Pomembne predstavnice in bolezni so:

• Trypanosoma brucei — povzročitelj spalne bolezni (afriška tripanosomioza), prenaša ga tsetse muha (rodek Glossina); v gostitelju ima kompleksen cikel z več oblikami (krvni oblike, prokicitne oblike v muhi).
• Trypanosoma cruzi — povzroča Chagasovo bolezen; prenašajo ga polžujoče žuželke (triatomine igle), okužba pogosto poteka skozi kontaminirane iztrebke žuželke ali skozi zlomljeno kožo/sluznice; v telesu se pretvori v intracelularno amastigotsko obliko.
• Leishmania — povzroča različne oblike leišmanioze (kožne, visceralne); prenašajo jo peščene mušice (rodovi Phlebotomus in Lutzomyia) in v gostitelju prehaja iz promastigota v amastigota znotraj makrofagov.
• Crithidia — parazit žuželk (pogosto čebel in drugih žuželk), predvsem v črevesju.
• Cryptobia — ektoparazit na škrgah rib, lahko povzroča bolezni v akvakulturi in pri akvarijskih ribah.

Bodo je tipičen predstavnik prosto živečih bodonidov in vključuje vrste, ki se prehranjujejo predvsem z bakterijami ali organsko snovjo v vodi. Bodonidi so ekološko pomembni kot razgrajevalci in kot del prehranjevalnih verig.

Reprodukcija in genetska izmenjava

Večina kinetoplastidov se razmnožuje z nespolno delitvijo (binary fission). Vendar so pri nekaterih parazitskih vrstah, predvsem znotraj trypanosomatidov, odkriti dokazi o spolnem ciklu ali genetski rekombinaciji, ki poteka v vektorskih gostiteljih (npr. spolno razmnoževanje in rekombinacija pri Trypanosoma brucei v tsetse muhi ter pri nekaterih vrstah Leishmania v peščeni mušici).

Zdravstvena in ekonomska pomembnost

Kinetoplastidi so klinično zelo pomembni zaradi bolezni, ki jih povzročajo. Spalna bolezen, Chagasova bolezen in leišmanioze so bolezni z velikim sociomedicinskim pomenom, posebej v območjih z omejenim dostopom do zdravstvene oskrbe. Poleg zdravstvenih posledic imajo ti paraziti tudi ekonomski vpliv — npr. izgube v živinoreji in akvakulturi zaradi okužb s Trypanosoma ali Cryptobia.

Diagnoza, zdravljenje in preprečevanje

• Diagnoza poteka z mikroskopijo (opazovanje parazitov v krvi, tkivih ali vektorjih), kulturo, serologijo in molekularnimi testi (PCR), odvisno od vrste in stadija bolezni.
• Zdravljenje je pogosto zahtevno; razpoložljiva zdravila (npr. suramin, melarsoprol za afriško tripanosomiozo; benznidazol in nifurtimoks za Chagasovo bolezen; antimonije, amfotericin B in drugi za leishmanioze) imajo omejitve glede učinkovitosti, odpornosti in toksičnosti. Raziskave iščejo nove varnejše in učinkovitejše terapije.
• Preprečevanje vključuje nadzor vektorjev (npr. nadzor tsetse muh, peščene mušice, triatomine žuželke), izboljšanje bivalnih razmer, zasledovanje rezervoarjev okužb, izobraževanje in v nekaterih primerih cepljenje (v razvoju za nekatere sestavine).

Ekologija

Prostoživeče bodonide so pomembni razgrajevalci v vodnih ekosistemih in pomagajo uravnavati populacije bakterij. Parazitske vrste so pogosto specializirane za določenega vektorja ali gostitelja, kar vpliva na njihovo širjenje in epidemiologijo bolezni. Spremembe okolja, selitve ljudi in živali ter podnebne spremembe lahko vplivajo na razširjanje vektorjev in s tem na pojavnost bolezni, ki jih povzročajo kinetoplastidi.

Raziskave kinetoplastidov so pomembne tako za osnovno biologijo (unikatne celične in molekularne strukture, kot je kinetoplast) kot za javno zdravje in upravljanje bolezni. Zaradi svoje biološke posebnosti so tudi predmet interesnih raziskav na področju evolucije, celične biologije in razvoja novih zdravil.

Vprašanja in odgovori

V: Kaj so kinetoplastidi?

V: Kaj je glavna razlikovalna značilnost kinetoplastidov?

V: Kdo je opredelil red bičkarjev Kinetoplastida?

V: Kako se tradicionalno delijo kinetoplastidi?

V: Kateri rodovi spadajo v skupino Trypanosomatidae?

V: Katere bolezni povzročajo kinetoplastidni paraziti?

V: Kaj je Bodo?

Išči po črki