All posts by Postępy Mikrobiologii

ROLA I ZNACZENIE WYBRANYCH CZYNNIKÓW WIRULENCJI DETERMINUJĄCYCH CHOROBOTWÓRCZOŚĆ UROPATOGENNYCH SZCZEPÓW ESCHERICHIA COLI

THE ROLE AND IMPORTANCE OF SELECTED VIRULENCE FACTORS DETERMINING THE PATHOGENICITY OF UROPATHOGENIC ESCHERICHIA COLI STRAINS
Sylwia Joanna Chmielewska, Katarzyna Leszczyńska

 PDF

Streszczenie: Najczęstszym czynnikiem etiologicznym zakażeń układu moczowego (ZUM) są szczepy UPEC (Uropathogenic Escherichia coli), będące przyczyną 75–95% przypadków ZUM. W patomechanizmie ZUM ogromną rolę odgrywają czynniki wirulencji bakterii UPEC, jak również zdolność do tworzenia biofilmu. Główną przeszkodą do wzrostu mikroorganizmów jest niedobór żelaza, dlatego też szczepy UPEC wytwarzają siderofory jak również receptory sideroforów, które umożliwiają skuteczny wychwyt i transport żelaza do komórki bakteryjnej. Ponadto, w celu modulacji odpowiedzi immunologicznej i szlaków metabolicznych gospodarza szczepy UPEC produkują następujące toksyny, tj. α-hemolizynę (HlyA), cytotoksyczny czynnik nekrotyzujący (CNF-1) i toksynę autotransportującą (VAT, Vat-like/Vat-ExEc). Kolejnym nowo poznanym czynnikiem wirulencji jest genotoksyna, tj. białko Usp wywołujące fragmentację DNA i apoptozę komórek. Z kolei, białko Ag43 umożliwia bakteriom UPEC adhezję do komórek układu moczowego czy agregację i formowanie biofilmu. Należy podkreślić, że wszystkie wymienione wyżej czynniki wirulencji jak również zdolność do tworzenia biofilmu, ułatwiają szczepom UPEC kolonizację i rozprzestrzenianie w układzie moczowym. Podsumowując, bakterie UPEC posiadają cały arsenał czynników wirulencji, które umożliwiają przetrwanie nawet w tak niesprzyjającym środowisku, jakim jest układ moczowy, co ostatecznie prowadzi do rozwoju ZUM.

1. Wstęp. 2. System wychwytu żelaza – siderofory, receptory sideroforów. 3. Toksyny. 3.1. α-hemolizyna HlyA. 3.2. Cytotoksyczny czynnik nekrotyzujący 1. 3.3. Toksyna VAT. 4. Białko Usp. 5. Białko Ag43. 6. Biofilm bakteryjny. 7. Podsumowanie

Abstract: The most frequent etiologic agents of the urinary tract infections (UTIs) are UPEC strains (Uropathogenic Escherichia coli), which are responsible for 75–95% of UTIs. The virulence factors of UPEC bacteria, as well as their ability to form biofilm, play a significant role in the pathogenicity of UTIs. Limiting iron availability is a major host defense against the growth of microorganisms within hosts. That is why UPEC strains produce various types of siderophores as well as siderophore receptors, which facilitate the uptake and transport of iron to the bacterial cell. Moreover, in order to modulate an inflammatory response and host signaling pathways, UPEC strains produce the following toxins: α-hemolysin (HlyA), cytotoxic necrotizing factor 1 (CNF-1) and vacuolating autotransporter toxin (VAT, Vat-like/ Vat-ExEc). Moreover, Usp is a novel genotoxin of UPEC strains which provokes DNA fragmentation and cell apoptosis. Furthermore, the presence of protein Ag43 enhances adhesion of UPEC within the urinary tract, aggregation and biofilm formation. It is important to underline that all of the virulence factors mentioned above and the ability to form biofilm facilitate and enable UPEC colonization and dissemination in the urinary tract. In conclusion, UPEC harbors an arsenal of virulence factors which promote persistence within the adverse settings of the host urinary tract and finally lead to the development of UTI.

1. Introduction. 2. Iron acquisition system – siderophores, siderophore receptors. 3. Toxins. 3.1. α-hemolysin HlyA. 3.2. Cytotoxic necrotizing factor 1. 3.3. Toxin Vat. 4. Protein Usp. 5. Protein Ag43. 6. Bacterial biofilm. 7. Summary

SACCHAROMYCES CEREVISIAE VAR. BOULARDII W ZESPOLE JELITA DRAŻLIWEGO

SACCHAROMYCES CEREVISIAE VAR. BOULARDII IN IRRITABLE BOWEL SYNDROME
Przemysław Gałązka, Aleksandra Baska, Jakub Kazik, Kamil Leis

 PDF

Streszczenie: Probiotyki to organizmy należące do grzybów lub bakterii, wpływające m. in. na prawidłową florę bakteryjną w świetle przewodu pokarmowego oraz redukujące stan zapalny. Znajdują one zastosowanie w wielu chorobach, takich jak alergie pokarmowe, biegunki, choroby autoimmunologiczne czy zespół jelita drażliwego (IBS), którego występowanie w populacji światowej wynosi ponad 10%. Z racji braku odpowiedniej farmakoterapii, skutkującej pełnym wyleczeniem, preparaty probiotyczne, wpływające na redukcję objawów stanowią jedne z najczęściej podawanych środków. Wśród nich wysoką skutecznością w walce z IBS charakteryzuje się drożdżak Saccharomycces cerevisiae var. boulardii. Wyróżnia się trzy sposoby działania tego probiotyku: przeciwdrobnoustrojowe (bezpośrednie oraz redukujące produkowane toksyny), troficzne oraz przeciwzapalne.

1. Wprowadzenie. 2. Zespół jelita drażliwego. 3. Historia. 4. Morfologia. 5. Mechanizm działania. 5.1. Działanie w świetle jelita. 5.2. Działanietroficzne. 5.3. Działanie przeciwzapalne na błonę śluzową. 6. Taksonomia. 7. Probiotyki. 8. Podsumowanie

Abstract: Probiotics are organisms which belong to the fungi or bacteria groups and affect e.g., bacterial flora in the intestinum or inflammation site by reduction of the condition. They are applied in many cases, such as food allergies, diarrhea, autoimmunologic disorders, and irritable bowel syndrome (IBS) that affects 10% of the world population. Due to the lack of proper pharmacological treatment which would result in complete remission, probiotic preparations which lead to a reduction of the symptoms are one of the most often used drugs. Among them, Saccharomycces cerevisiae var. boulardii has a high efficacy of IBS treatment. There are three main mechanisms of action of this probiotic: antimicrobial activity (direct or anti-toxin), trophic activity, and anti-inflammatory activity.

1. Introduction. 2. Irritable bowel syndrome. 3. History. 4. Morphology. 5. Mechanism of action. 5.1. Luminal action. 5.2. Trophic action. 5.3. Anti-inflammatory action. 6. Taxonomy. 7. Probiotics. 8. Summary

ANTYBIOTYKI I BAKTERIE: MECHANIZMY DZIAŁANIA I STRATEGIE OPORNOŚCI

ANTIBIOTICS AND BACTERIA: MECHANISMS OF ACTION AND RESISTANCE STRATEGIES
Magdalena Skarżyńska, Magdalena Zając, Dariusz Wasyl

PDF

Streszczenie: Oporność bakterii na substancje przeciwbakteryjne jest jednym z najistotniejszych problemów epidemiologicznych notowanych w skali globalnej. Powszechne stosowanie w medycynie i weterynarii substancji przeciwbakteryjnych należących do tych samych klas, niejednokrotnie bez potwierdzenia w laboratorium skuteczności zastosowanej substancji czynnej, przyczynia się do selekcji opornych bakterii u ludzi i zwierząt oraz ich rozprzestrzenienia w przyrodzie. Narastająca antybiotykooporność bakterii patogennych prowadzi do poważnych konsekwencji zarówno dla zdrowia ludzi jak i zwierząt. Równie ważna jest oporność bakterii komensalnych, gdyż stanowią one rezerwuar i wektor genów oporności w środowisku. Ekspozycja na środki przeciwbakteryjne należące do różnych klas może prowadzić do oporności krzyżowej i selekcji genów rozprzestrzeniających się horyzontalnie z udziałem ruchomych elementów genetycznych. Alarmujący jest fakt pojawienia się przenoszonej z udziałem plazmidów oporności na substancje o najwyższym poziomie istotności dla medycyny ludzkiej np. karbapenemy czy polimyksyny. Na przykładzie antybiotyków zaliczanych do kategorii „krytycznie istotnych” możliwe jest omówienie niemal wszystkich sposobów działania substancji przeciwbakteryjnych oraz bakteryjnych mechanizmów antybiotykooporności. Do efektywnej walki z rosnącą antybiotykoopornością bakterii niezbędna jest znajomość mechanizmów oporności oraz sposobów ich nabywania przez bakterie. Celem artykułu jest przegląd sposobów w jaki substancje krytycznie istotne z punktu widzenia ochrony zdrowia publicznego działają na komórki bakteryjne oraz przedstawienie złożonych mechanizmów, które odpowiadają za oporność na te substancje oraz genów warunkujących pojawienie się oporności.

1. Wprowadzenie. 2. Substancje przeciwbakteryjne powodujące utratę integralności ściany komórkowej: β-laktamy, glikopeptydy oraz pochodne kwasu fosfonowego. 2.1. Mechanizmy działania substancji przeciwbakteryjnej. 2.2. Mechanizmy oporności. 3. Substancje przeciwbakteryjne wpływające na błony komórek bakteryjnych: polimyksyny i lipopeptydy. 3.1. Mechanizmy działania substancji przeciwbakteryjnej. 3.2. Mechanizmy oporności. 4. Substancje przeciwbakteryjne hamujące syntezę kwasów nukleinowych: chinolony i ansamycyny. 4.1. Mechanizmy działania substancji przeciwbakteryjnej. 4.2. Mechanizmy oporności. 5. Substancje przeciwbakteryjne hamujące syntezę białek: makrolidy, ketolidy, aminoglikozydy, glicylcykliny, oksazolidynony. 5.1. Mechanizmy działania substancji przeciwbakteryjnej. 5.2. Mechanizmy oporności. 6. Podsumowanie

Abstract: The resistance of bacteria to antimicrobial substances is one of the most serious epidemiological problems present on a global scale. The widespread use of same classes of antimicrobials in human and veterinary medicine, often without laboratory confirmation of the efficacy of active compounds used, contributes to the selection of resistant bacteria in humans and animals, and their spread in nature. The increasing resistance of pathogenic bacteria leads to serious consequences for both human and animal health. However, the resistance of commensal bacteria is equally important as they constitute a reservoir and vector of resistance determinants in the environment. Exposure to antimicrobials belonging to different classes can lead to cross-resistance and the selection of genes that may spread horizontally on mobile genetic elements. The emergence of plasmid-encoded resistance to critically important antibiotics for human medicine e.g. carbapenems or polymyxins is alarming. On the example of antibiotics classified as critically important for human medicine, it is possible to discuss almost all bacterial mechanisms of antimicrobial resistance. For effective combat against the growing antibiotic resistance of bacteria, it is necessary to know the mechanisms of resistance and the methods of their acquisition by bacteria. The aim of the paper is to review the ways that critically important antimicrobials act on bacterial cells and present complex mechanisms that are responsible for resistance to these substances as well as genes conferring for resistance.

1. Introduction. 2. Antimicrobials that cause loss of cell wall integrity: β-lactams, glycopeptides and phosphonic acid derivatives. 2.1. Mechanisms of antimicrobial action. 2.2. Mechanisms of resistance. 3. Antimicrobials affecting the cell membrane: polymyxins and lipopeptides. 3.1. Mechanisms of antimicrobial action. 3.2. Mechanisms of resistance. 4. Antimicrobial substances that inhibit the synthesis of nucleic acids: quinolones and ansamycins. 4.1. Mechanisms of antimicrobial action. 4.2. Mechanisms of resistance. 5. Antimicrobial substances inhibiting protein synthesis: macrolides, ketolides, aminoglycosides, glycylcyclines, oxazolidinones. 5.1. Mechanisms of antimicrobial action. 5.2. Mechanisms of resistance. 6. Summary

NOWE SYNTETYCZNE I NATURALNE ANTYMYKOTYKI W KONTEKŚCIE TERAPII DERMATOMYKOZ

CLINICALLY USED AND POTENTIAL ANTIMYCOTICS IN THE CONTEXT OF THERAPY OF DERMATOMYCOSES
Sebastian Gnat, Dominik Łagowski, Aneta Nowakiewicz, Mariusz Dyląg

 PDF

Streszczenie: Paradoksalnie, pomimo postępu w medycynie obserwuje się rosnącą z każdym rokiem prewalencję infekcji grzybiczych. Na początku trzeciego tysiąclecia możliwości terapeutyczne wciąż są bardzo ograniczone. Obecnie w klinicznym użyciu znajduje się zaledwie osiem klas związków przeciwgrzybiczych, z których tylko cztery mają zastosowanie w terapii dermatomykoz. Trwające od drugiej połowy XX wieku intensywne poszukiwania ,,świętego Graala” terapii przeciwgrzybiczej napotykają na poważne przeszkody wynikające z eukariotycznego modelu budowy komórki grzyba. W niniejszej pracy w syntetyczny sposób zostały opisane nowe grupy związków chemicznych pochodzenia głównie naturalnego, które ze względu na przejawianą przez nie aktywność przeciwgrzybiczą, w tym wobec patogennych gatunków dermatofitów, mogą stanowić nowe opcje terapeutyczne. Spośród związków budzących obecnie duże zainteresowanie na uwagę zasługują związki z grupy terpenoidów, alkaloidów, saponin, flawonoidów i olejków eterycznych. Wiele z tych związków znajduje się w fazie badań klinicznych jako potencjalne leki przeciwgrzybicze, podczas gdy inne są na etapie badań przedklinicznych. Przyszłe badania powinny być skupione na próbie określenia możliwości aplikacyjnych danych substancji w implementacji do rutynowego stosowania oraz ich skuteczności, toksyczności i powodowanych działań niepożądanych.

1. Wprowadzenie. 2. Ogólna charakterystyka dermatofitów w aspekcie terapeutycznym. 3. Nowe syntetyczne preparaty o działaniu przeciwgrzybiczym. 4. Naturalne preparaty przeciwgrzybicze. 4.1. Terpenoidy i olejki eteryczne. 4.2. Alkaloidy. 4.3. Flawonoidy. 4.4. Saponiny.
4.5. Inne związki chemiczne 5. Podsumowanie

Abstract: Paradoxically, despite the progress in medicine, the prevalence of fungal infections is increasing from year to year. At the beginning of the third millennium, practical therapeutic options are still very limited. Currently, only eight classes of antifungal compounds are in clinical use, only four of which are used in the treatment of dermatomycoses. The intense search for the “Holy Grail” of antifungal therapy that has been going on since the second half of the 20th century faces serious obstacles arising from the eukaryotic model of fungal cell structure. In this paper, new groups of chemical compounds of mainly natural origin have been synthetically described, which due to their interesting antifungal activity, including pathogenic species of dermatophytes, may constitute new therapeutic options. Among compounds currently arousing great interest, compounds from the group of terpenoids, alkaloids, saponins, flavonoids and essential oils deserve attention. Many of these compounds are in clinical trials as potential antifungal agents, while others are in preclinical studies. Future research should focus on attempting to determine the applicability of the given substances in implementation for routine use and their effectiveness, toxicity and side effects.

1. Introduction. 2. General characteristics of dermatophytes in the therapeutic aspect. 3. New synthetic preparations with antifungal activity. 4. Natural antifungal preparations. 4.1. Terpenoids and essential oils. 4.2. Alkaloids. 4.3. Flavonoids. 4.4. Saponins. 4.5. Other chemical compounds 5. Summary

BIOTECHNOLOGICZNE I BIOMEDYCZNE ZASTOSOWANIA DEHYDROGENAZY CELOBIOZOWEJ GRZYBÓW

BIOTECHNOLOGICAL AND BIOMEDICAL APPLICATIONS OF FUNGAL CELLOBIOSE DEHYDROGENASE
Katarzyna Olszewska, Anna Olszewska, Jerzy Rogalski, Justyna Sulej

 PDF

Streszczenie: Dehydrogenaza cellobiozowa (CDH) należy do zewnątrzkomórkowych enzymów oksydoredukcyjnych, produkowanych przez grzyby rozkładające drewno, należące zarówno do Basidiomycota jak i Ascomycota. Enzym ten posiada binarną strukturę, zawierającą dwa kofaktory (FAD i hem), zlokalizowane w oddzielnych domenach połączonych proteolitycznie wrażliwym regionem zawiasowym. Ze względu na unikalną budowę oraz właściwości, CDH wykazuje ogromny potencjał aplikacyjny, zarówno biotechnologiczny jak i biomedyczny. Celem niniejszej pracy jest przegląd literatury dotyczącej właściwości katalitycznych dehydrogenazy celobiozowej oraz jej potencjalnych zastosowań.

1. Wprowadzenie. 2. Dehydrogenaza celobiozowa. 2.1. Historia odkrycia i klasyfikacja enzymu. 2.2. Struktura, mechanizm działania i właściwości. 3. Potencjał aplikacyjny dehydrogenazy celobiozowej. 3.1. Biomedyczne zastosowania. 3.2. Zastosowanie dehydrogenazy celobiozowej w procesach biotechnologicznych. 4. Podsumowanie

Abstract: Cellobiose dehydrogenase (CDH) is an extracellular oxidoreductive enzyme produced by wood-decaying fungi belonging to the phylum Basidiomycota and Ascomycota. This enzyme has a binary structure containing two cofactors (FAD and hem), located in separate domains and connected by a proteolytically sensitive linker. Due to its unique structure and properties, CDH has great potential for application in both biotechnology and biomedical applications. The aim of this paper is to review the literature on catalytic properties of cellobiose dehydrogenase and its potential applications.

1. Introduction. 2. Cellobiose dehydrogenase. 2.1. History of discovery and classification of the enzyme. 2.2. Structure, mechanism of action and properties. 3. Application potential of cellobiose dehydrogenase. 3.1. Biomedical applications. 3.2. Application of cellobiose dehydrogenase in biotechnological processes. 4. Summary

POSTĘPY MIKROBIOLOGII 2020, 59, 2

POSTĘPY MIKROBIOLOGII 2020, 59, 2

POSTĘPY MIKROBIOLOGII
2020, 59, 2

O Towarzystwie

PTM

Celem Polskiego Towarzystwa
Mikrobiologów jest propagowanie rozwoju nauk mikrobiologicznych

i popularyzowanie osiągnięć
mikrobiologii wśród członków Towarzystwa oraz szerokich kręgów społeczeństwa. Formami działalności jest organizowanie zjazdów, posiedzeń naukowych, kursów, wykładów
i odczytów oraz konkursów prac naukowych; wydawanie i popieranie wydawania czasopism naukowych, książek
i innych publikacji
z dziedziny mikrobiologii; opiniowanie o stanie i potrzebach mikrobiologii polskiej

i występowanie w jej sprawach wobec
władz państwowych; współpraca
z pokrewnymi stowarzyszeniami
w kraju i za granicą.