Řešení vyvinuté polskými vědci výrazně urychluje testování vzorků obsahujících patogenní bakterie rodu Leptospira. Současné výzkumné metody – které jsou nezbytné pro zavedení vhodných a účinných vakcinačních programů – vyžadují použití sérologických metod, které vyžadují získávání sér z infikovaných králíků. Mezioborový tým z Krakova vyvinul způsob, jak obejít časově náročné a nákladné testy, což v budoucnu umožní službám zodpovědným za boj s epidemií leptospirózy a zavádění preventivních programů mnohem rychleji jednat.

Leptospiróza postihuje zvířata i lidi.

Leptospira je rod aerobních gramnegativních bakterií, z nichž mnoho druhů způsobuje infekční onemocnění leptospirózu. Přenašeči bakterií jsou zvířata, včetně domácích a hospodářských savců. Dosud bylo identifikováno téměř 70 druhů Leptospira, včetně několika patogenních, které způsobují infekce u zvířat. Leptospiróza se bohužel přenáší i na člověka. Průběh onemocnění může být akutní, vedoucí v extrémních případech ke smrti nebo vážným komplikacím. Každý rok se na celém světě touto nemocí nakazí asi jeden milion lidí a asi 60 000 jich zemře. Bakterie se nakazí přes poškozenou kůži a sliznice. Leptospiróza je vzhledem ke své zoonotické povaze považována za nemoc z povolání, vůči níž jsou zvláště ohroženi zemědělci, chovatelé zvířat a pracovníci čistíren odpadních vod. Leptospiróza u zvířat – v akutní i chronické formě, včetně latentních – způsobuje značné materiální škody.

Obtížná diagnostika a prevence

- Boj proti leptospiróze ztěžuje silná druhová a sérologická diverzita bakterií Leptospira. Jednotlivé druhy se od sebe morfologicky neliší, a proto je správná identifikace patogenů přítomných v daném regionu výzvou pro laboratorní diagnostiky. V případě leptospirózy je diagnostika onemocnění jedna věc a přesné určení typu bakterií, které ji způsobilo, je věc druhá – říká Dr. Hab. Dariusz Latowski z Fakulty biochemie, biofyziky a biotechnologie Jagellonské univerzity (WBBiB UJ).

V sérologické klasifikaci se bakterie Leptospira dělí na četné sérovarianty, definované na základě antigenní variability. Zavedené dělení zahrnuje patogenní i nepatogenní druhy. Navíc pro účely dosud používaných diagnostických metod byly rozlišené sérovarianty klasifikovány do samostatných séroskupin. Aby bylo možné účinně a správně čelit epidemii leptospirózy – například použitím vhodných odrůd vakcín – je nutné správně určit séroskupiny a sérovary Leptospira vyskytující se v dané oblasti. Jen tak mohou být různé typy vakcín účinně zacíleny na konkrétní sérovariant. Právě problematika identifikace a přesného stanovení sérovariantů a séroskupin Leptospira zůstává úzkým hrdlem v boji proti tomuto onemocnění a v jeho prevenci. Jde o celosvětový problém, protože dosud žádný region světa neimplementoval metody, které by umožňovaly relativně rychlou a snadnou detekci sérovarů Leptospire.

- V diagnostice leptospirózy v současnosti dominují genetické metody, například pomocí technologie PCR. Přestože se používají k diagnostice onemocnění, neindikují konkrétní sérovariant. Toto rozlišení závisí na typu antigenů přítomných na povrchu bakterií. Právě identifikace sérovariantu je klíčová v epidemiologických aktivitách a prevenci – tvrdí Dr. veterinář. Aleksandra Lewicka ze Zemědělské univerzity v Krakově.

- Současný problém v boji proti leptospiróze pochází ze skutečnosti, že metody identifikace sérovarů Leptospiry jsou velmi časově i finančně náročné. Diagnostické laboratoře to běžně nedělají. Výzkum zatím prováděly pouze specializované výzkumné laboratoře. Metoda, kterou jsme vyvinuli, je jednoduchá a mohou ji provádět běžná biochemická centra s odpovídajícím vybavením, jako je kapalinový chromatograf. Metoda se tedy snadno šíří a klíčové je, že získání informací o konkrétních sérovariantech přítomných v testovaném vzorku zabere mnohem méně času ve srovnání se současně používanými výzkumnými technikami – vysvětluje Prof. Zbigniew Arent ze Zemědělské univerzity v Krakově.

LPS je bakteriální identifikátor

Tým vědců z Krakova přišel s nápadem založit identifikaci sérovarů bakterií Leptospira na studiu složení LPS přítomného v bakteriích. LPS je unikátní lipopolysacharid přítomný ve vnějších buněčných membránách gramnegativních bakterií. Je natolik unikátní, že zkoumání jeho složení poskytuje jistotu, zda testovaná bakterie patří k dané sérovariantě. Zkoumáním chemického složení LPS lze tedy přímo odpovědět na otázku, do jaké séroskupiny testovaná bakterie patří a jakou sérovariantu představuje.

Rychlejší informace bez nutnosti imunizace zvířat

- Metoda, kterou jsme vyvinuli, zkracuje dobu testování, protože k identifikaci sérovarů nejsou nutné analýzy séra. Dnes se výzkumné laboratoře, které chtějí získat informace o sérovariantech, spoléhají na sérologické analýzy, které vyžadují produkci antisér. Tato séra se získávají z infikovaných králíků. Naše metoda taková séra vůbec nevyžaduje. Je mnohem rychlejší, levnější a humánnější, protože se provádí bez účasti zvířat. Jeho použitím snadno určíme, s jakou sérovariantou máme co do činění, a takové informace plně postačují k tomu, aby služby bojující s epidemií nebo provádějící preventivní programy mohly účinně zasáhnout – říká doktor Jan Łyczakowski z Fakulty biochemie, biofyziky a biotechnologie Jagellonské univerzity.

Bakterie se testují poté, co byly izolovány z klinického materiálu získaného z krve, moči nebo posmrtných tkání zvířat.

- Diagnostické laboratoře po celém světě dosud nemají tak rychlý nástroj pro identifikaci sérovarů Leptospiru. Rychlejší a snadnější přístup k informacím o tom, jaké typy sérovarů se v dané oblasti vyskytují, přispěje k mnohem rychlejší a efektivnější reakci na epidemiologické hrozby v jednotlivých regionech. To umožní zvýšit účinnost preventivního očkování a v konečném důsledku bojovat proti epidemiím – vysvětluje Dr. Eng. Gabriela Konopka-Cupiał, ředitelka Centra pro transfer technologií Jagellonské univerzity, CITTRU.

Po zajištění duševního vlastnictví obě univerzity usilují o navázání spolupráce s partnery, kteří tuto metodu zavedou do diagnostické praxe a rozšíří ji po celém světě.

Více informací o leptospiróze a jejích důsledcích

Výzkum ze Spojeného království a Irska – který byl založen na testech protilátek v mléce z farem, kde se neprovádělo očkování proti leptospiróze – ukázal, že bakterie Leptospira postihují stáda dojnic v rozsahu od přibližně 72 procent do přibližně 100 procent. až 80 procent Infekce leptospirózou způsobují značné ekonomické ztráty v chovu zvířat, a tedy v masné výrobě a mlékárenském průmyslu. Odhady řadí leptospirózu na druhé místo (po BVDV) mezi hlavní endemické infekce skotu.

U hospodářských zvířat je onemocnění nejčastěji chronické, často subklinické a vede především k reprodukčním ztrátám, protože způsobuje neplodnost a potraty. Klinický obraz je zcela odlišný od toho u psů a lidí, kde je průběh perakutní, akutní a často smrtelný. Průběh onemocnění závisí do značné míry na infikovaném sérovariantu, proto může být při hodnocení epidemiologické situace velmi užitečná metoda identifikace sérovariantů vyvinutá na Jagellonské univerzitě a Zemědělské univerzitě v Krakově.

V posledních letech byl pozorován zvýšený počet případů akutní, často fatální leptospirózy u psů. Dnes víme, že infekce leptospirózou se mohou vyskytovat v městských parcích, což ukazuje na nutnost revidovat současná doporučení ohledně očkování. Očkování hospodářských i domácích zvířat proti leptospiróze není povinné. Je však třeba zdůraznit, že i když se majitel zvířete rozhodne zvíře očkovat, dává postvakcinační odpověď pouze na konkrétní sérovariant. Vzhledem k tomu, že není možné očkovat zvířata proti všem sérovarům, je nutné před vakcinací provést epidemiologické studie k identifikaci sérovarů aktuálně přítomných v daném regionu. Jen tak bude možné sestavit vakcínu, která bude co nejúčinnější.

zdroj: uj.edu.pl, autor: Łukasz Wspaniały