Ψευδομονάδα η αεριογόνος

Περιγραφή

Η ψευδομονάδα (Pseudomonas aeruginosa) είναι ένα Gram-αρνητικό και κατά κανόνα κινητό αερόβιο βακτήριο. Δεν σχηματίζει εφησυχάζουσες μορφές και δεν παράγει σπόρους (μη σπορογόνο). Είναι βακτηρίδιο έχει δηλαδή ραβδοειδές  σχήμα. Το μήκος της ράβδου του κυμαίνεται από 1 - 5 μm και το πλάτος από 0,5 - 1,0 μm. Εξωτερικά του κυττάρου σε μερικά στελέχη υπάρχει πολυσακχαρικό έλυτρο που το προστατεύει από την φαγοκυττάρωση και από επικίνδυνες για αυτό ουσίες. Τα κύτταρα του βακτηριδίου P. aeruginosa διατάσσονται μεμονωμένα, σε ζεύγη και σε μικρές αλυσίδες. Επίσης χαρακτηρίζεται ως αμφίτριχο, διότι έχει μια μόνο βλεφαρίδα σε κάθε πόλο [1, 2, 10, 13].

Καλλιέργεια

Η ψευδομονάδα (P. aeruginosa) αναπτύσσεται κυρίως σε αερόβιες και προαιρετικά σε αναερόβιες συνθήκες, και σε κοινά θρεπτικά υλικά. Ιδανική θερμοκρασία ανάπτυξης είναι οι 37 οC μπορεί όμως να αναπτυχθεί και σε 4 – 43 οC. Το γεγονός ότι αναπτύσσεται στους 42 οC την διαφοροποιεί από τις υπόλοιπες ψευδομονάδες. Σημαντικό χαρακτηριστικό των αποικιών της P. aeruginosa  είναι η ιδιαίτερη ευχάριστη οσμή της. Σε ορισμένες  καλλιέργειες παρατηρούνται βλεννώδεις αποικίες, λόγω του ελύτρου της. Άχρωμες αποικίες εντοπίζονται στο MacConkey άγαρ, γιατί δεν ζυμώνει την λακτόζη [1, 3].

Ιδιότητες

Όλα τα στελέχη της P.aeruginosa  αναπτύσσονται στους 42 βαθμούς Κελσίου. Επιπλέον παράγουν  οξειδάση και καταλάση, αλλά όχι υδρόθειο. Διασπούν οξειδωτικώς την γλυκόζη, χωρίς την παραγωγή αερίου, όμως δεν την ζυμώνουν. Αντίθετα δεν διασπούν την μαλτόζη και την λακτόζη. Προκαλούν οξειδωτική διάσπαση του γλυκονικού καλίου, παράγοντας 2-κετογλυκονικό κάλιο. 

Στα περισσότερα στελέχη συναντάμε κινητικότητα ( 90% των στελεχών) και την δυνατότητα υδρόλυσης της αργίνης (96-98% των στελεχών). Ποσοστό μεγαλύτερο του 50% των στελεχών της παράγουν την χρωστική πράσινη πυοκυανίνη. Σημαντικό είναι ότι από όλα τα είδη της ψευδομονάδας μόνο η Ρ. aeruginosa έχει αυτήν την ιδιότητα. Η πυοκυανίνη χρωματίζει τα εκκρίματα των λοιμώξεων που οφείλονται στην συγκεκριμένη ψευδομονάδα, για αυτό και η Ψευδομονάδα η αεριογόνος ονομάζεται και πυοκυανική. Στελέχη που παράγουν πυοκυανίνη χαρακτηρίζονται εύκολα ως Ρ. aeruginosa και δεν χρειάζονται άλλες δοκιμασίες για την τυποποίηση του μικροβίου. Οι ψευδομονάδες παράγουν σπανιότερα και άλλες χρωστικές, όπως τις πυοερυθρίνη, πυομελανίνη και φθοριοσεΐνη. Η φθοριοσεΐνη είναι πράσινη φθορίζουσα χρωστική και οι καλλιέργειες του μικροβίου που την παράγουν φθορίζουν, όταν προσπέσει σε αυτά υπεριώδης ακτινοβολία. Η  πυοερυθρίνη είναι σκούρα ερυθρά χρωστική και η πυομελανίνη έχει χρώμα καστανόμαυρο [1, 3, 4].

Παθογένεια

Η αεριογόνος ψευδομονάδα δεν προκαλεί συνήθως ασθένειες σε υγιείς ανθρώπους. Είναι ένας ευκαιριακά παθογόνος μικροοργανισμός. Ονομάζεται ευκαιριακός, επειδή η συμπεριφορά του εξαρτάται από τις συνθήκες. Μπορεί όμως να προκαλέσει θανατηφόρες λοιμώξεις σε ανοσοκατεσταλμένα άτομα, σε ασθενείς με σοβαρά εγκαύματα, με σοβαρές δερματικές βλάβες και σε ασθενείς που πάσχουν από κυστική ίνωση. Έχει ελάχιστες διατροφικές απαιτήσεις και μπορεί να ανεχθεί μια μεγάλη ποικιλία περιβαλλοντικών συνθηκών [1, 3, 10, 13, 14].
Η Ρ. aeruginosa προκαλεί ενδονοσοκομειακές λοιμώξεις όπως ουρολοιμώξεις, μηνιγγίτιδα, λοιμώξεις από καθετήρες, σηψαιμία, πνευμονία, διαπυήσεις τραυμάτων κ.ά. Προκαλεί όμως και εξωνοσοκομειακές λοιμώξεις όπως ωτίτιδα, λοιμώξεις τραυμάτων, επιπεφυκίτιδα κ.α. [4]. Είναι υπεύθυνη για το 16% της νοσοκομειακής πνευμονίας, το 12% των ενδονοσοκομειακών λοιμώξεων του ουροποιητικού συστήματος, το 8% λοιμώξεων χειρουργικών τραυμάτων και το 10% λοιμώξεων του αίματος [11].
Η αεριογόνος ψευδομονάδα προκαλεί αναπνευστικές λοιμώξεις στους ασθενείς με ινοκυστική νόσο. Η κυστική ίνωση (CF) είναι κληρονομική ασθένεια. Το υπεύθυνο γονίδιο της βρίσκεται στο έβδομο χρωμόσωμα. Η δράση του φυσιολογικού χρωμοσώματος συνδέεται με την μεταφορά ιόντων χλωρίου δια μέσου της κυτταρικής μεμβράνης. Για αυτό το λόγο στους ασθενείς με κυστική ίνωση, υπάρχει διαταραχή της ισορροπίας νερού και αλάτων, με αποτέλεσμα την παραγωγή υπερβολικής βλέννας στους πνεύμονες και στο γαστρεντερικό σωλήνα. Η μεγάλη ποσότητα της βλέννας γίνεται το ιδανικό «σπίτι» για πιθανούς παθογόνους παράγοντες. Η P. aeruginosa προσβάλλει ασθενείς με κυστική ίνωση μέσω των αεραγωγών και τη στιγμή που εισέρχεται χρησιμοποιεί το μαστίγιο της για να μεταβεί στο υποξικό περιβάλλον. Σε αυτό το σημείο, P. aeruginosa ξεκινά να σχηματίζει «βιοφίλμ» [5, 6, 13].
Εκτός από τους ασθενείς με κυστική ίνωση αναπνευστικές λοιμώξεις προκαλούνται και σε ανοσοκατεσταλμένους ασθενείς καθώς και σε χρόνιους πνευμονοπαθείς όπου προκαλεί κυρίως πνευμονία. Η αεριογόνος ψευδομονάδα προκαλεί επίσης βακτηριαιμία (η παρουσία μικροοργανισμών στο αίμα που ανιχνεύεται με την καλλιέργεια του αίματος) μεταδιδόμενη μέσω ιατροτεχνολογικών προϊόντων στα νοσοκομεία και στους οίκους ευγηρίας. Τα συμπτώματα εξαρτώνται από το σημείο της λοίμωξης, με το ποσοστό της θνησιμότητας να παραμένει μεγαλύτερο από το 10% [12]. Στο ίδιο ποσοστό οφείλεται και για τις περιπτώσεις ενδοκαρδίτιδας. Έχουν περιγραφεί 200 περιπτώσεις ενδοκαρδίτιδας από P. aeruginosa. Η λοίμωξη παρατηρήθηκε και σε χρήστες ενδοφλέβιων ουσιών [8].
Η ανθεκτικότητα της στα περισσότερα από τα συνηθισμένα αντιβιοτικά, είναι ένα γεγονός που καθιστά την λοίμωξη από Ρ. aeruginosa, αρκετά επικίνδυνη ειδικά σε άτομα με ήδη επιβαρυμένο ανοσοποιητικό. Ο σχηματισμός του βιοφίλμ σχετίζεται με την αντοχή του στελέχους στα αντιβιοτικά και σε χρόνιες λοιμώξεις [3].

Φυτά και ασπόνδυλα

Στα ανώτερα φυτά, P. aeruginosa προκαλεί τα συμπτώματα (SOFT ROT) «μαλακιάς σήψης». Π.χ. το φυτό Arabidopsis thaliana (Thale κάρδαμο) και το Lactuca sativa (μαρούλι).
Επίσης είναι παθογόνο για ασπόνδυλα ζώα, όπως του νηματώδους Caenorhabditis elegans, την μύγα των φρούτων Drosophila και τον σκώρο Galleria mellonella. Ο συνδυασμός των λοιμογόνων παραγόντων είναι ίδιος για την μόλυνση των φυτών και των ζώων [14].

Δομή του γονιδιώματος

Το μέγεθος του γονιδιώματος της P. aeruginosa  είναι περίπου 5,2 - 7.000.000 ζεύγη βάσεων με 65% περιεκτικότητα σε γουανίνη και κυτοσίνη. Σύμφωνα μάλιστα με δημοσίευση του περιοδικού Nature είναι 6,3 Mbp και περιέχει 5.570 γονίδια σε ένα χρωμόσωμα [7, 13].

Μέθοδος (PCR)

Στο εργαστήριο με τη μέθοδο της ποσοτικής PCR πραγματικού χρόνου (Real Time PCR) υπάρχει η δυνατότητα της ανίχνευσης και της  ποσοτικοποίησης με  πολύ μεγάλη  ευαισθησία [13].

Εφαρμογή στη Βιοτεχνολογία

Η P. aeruginosa όπους και πολλά άλλα βακτήρια του γένους Pseudomonas, μπορεί να υποβαθμίσει τους αρωματικούς υδρογονάνθρακες, όπως τις μεθυλοβενζίνες, που είναι τα υποπροϊόντα του πετρελαίου και χρησιμοποιούνται συνήθως ως διαλύτες για σμάλτα και χρώματα, καθώς και στην παραγωγή φαρμάκων και χημικών ουσιών. Οι μεθυλοβενζίνες θεωρούνται περιβαλλοντικοί ρύποι που τις συναντάμε στην ατμόσφαιρα, στα υπέδαφος, στα εδάφη, και στα επιφανειακά ύδατα. Η P. aeruginosa μπορεί να διασπάσει το τολουόλιο, που είναι η απλούστερη μορφή του μεθυλοβενζολίου. Αυτό γίνεται με την οξείδωση μεθυλίου σε αλδεΰδες, αλκοόλη και οξύ το οποίο στη συνέχεια μετατρέπεται μετατρέπεται ασε κατεχολαμίνες. Ως εκ τούτου, η P. aeruginosa μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο της ρύπανσης [13].