Unraveling the pleomorphic forms of Borrelia burgdorferi - Herranen, Anni (2014)
Borrelia burgdorferi bakteeri on puutiaisten välittämän borrelioosin taudinaiheuttaja. Tämä tavanomaisesti spirokeettana esiintyvä bakteeri kykenee vaihtamaan muotoaan ympäristöolosuhteiden muuttuessa epäsuotuisiksi. Borrelia-bakteerin eri esiintymismuotojen uskotaan olevan borrelioosin pitkittyneen taudinkuvan takana, minkä vuoksi näiden muotojen tutkiminen on tärkeää. Tämän pro gradu –työn tavoitteena oli tutkia B. burgdorferin pleomorfisia muotoja ja löytää muotoja erottavia morfologisia tekijöitä sekä eroja proteiiniekspressiossa ja borrelioosipotilasseerumivasteessa spirokeettojen ja pyöreän esiintymismuodon välillä. Olettamuksena oli, että konfokaalimikroskopialla muotojen väliltä löydetään rakenteellisia eroja lipidi- ja hiilihydraattiarkkitehtuurissa. Myös proteiiniekspression ja borrelioosipotilaiden seerumivasteen oletettiin olevan yksilöllinen kullekin muodolle. Kollageeniin sitoutuva Acid Fuchsin –väri värjäsi ainoastaan biofilmejä, kun taas N-asetyyliglukosamiineihin sitoutuva WGA-väri (Wheat Germ Agglutinin) tarttui vain vedellä aikaansaadun pyöreän esiintymismuodon (round body) pinnalle. WGA-värjäyksen tulos viittaa peptidoglykaanin paljastumiseen bakteerin ulkopinnalla pyöreässä esiintymismuodossa. Läpäisyelektronimikroskooppikuvista koottiin kuvasarja mallintamaan spirokeetan laskostumista pyöreään esiintymismuotoon. Lisäksi näistä kuvista tarkasteltiin kaksoiskalvorakenteen ja flagellojen säilymistä pyöreässä esiintymismuodossa ja havaittiin neljän päivän inkuboinnin ihmisen seerumissa aiheuttavan muodon muutoksen pyöreään esiintymismuotoon. Lisäksi ihmisen seerumin havaittiin aiheuttavan runsasta vesikkelien eritystä sekä protoplasmisen sylinterin turpoamista. Flagellan säilyminen pyöreässä esiintymismuodossa todettiin lisäksi immunoleimaamalla flagella p41 -vasta-aineella. Flagellan säilyminen ja vesikkeleiden eritys viittaavat siihen, että pyöreä esiintymismuoto kykenee aiheuttamaan immuunivasteen. Lisäksi WGA-värjäys todisti ainakin toisen soluseinän pääkomponentin, N-asetyyliglukosamiinien, esiintymisen myös pyöreässä esiintymismuodossa. Näin ollen tulokset haastavat olettamuksen, että pyöreä esiintymismuoto olisi soluseinätön. Spirokeettojen ja pyöreän esiintymismuodon proteiiniprofiileja verrattiin keskenään kaksiulotteisella geelielektroforeesilla, eikä pyöreän esiintymismuodon proteiinimäärän havaittu olevan pienempi kuin spirokeettojen, mitä olisi voitu olettaa mikäli ulkokalvo olisi vahingoittunut. Sen sijaan havaittiin useiden 15-40 kDa proteiinien ekspression olevan suurempi pyöreässä esiintymismuodossa. Spirokeettojen ja pyöreiden esiintymismuotojen antigeenisyyttä vertailtiin borrelioosipotilasseerumien avulla. Vasta-aineet näyttivät vaihtelevan voimakkaasti seerumien välillä. Kuitenkin muodot aiheuttivat selkeästi erotettavat, yksilölliset immuunivasteet, mikä viittaa myös pyöreän esiintymismuodon olevan kliinisesti merkittävä muoto. Useat kokeessa käytetyistä seerumeista näyttivät reagoivan voimakkaammin pyöreän esiintymismuodon proteiinien kanssa. Näiden kokeiden pohjalta on mahdollista jatkaa työvälineiden valmistelua B. burgdorferin eri esiintymismuotojen yksilölliseksi tunnistamiseksi, mikä voisi parantaa bakteerin havainnointia borrelioositesteissä.