Escherichia coli
Escherichia coli (zkráceně E. coli) je gramnegativní, fakultativně anaerobní tyčinka, která netvoří spory a pohybuje se pomocí bičíků. Žije v tlustém střevě teplokrevných živočichů včetně člověka, kde patří k běžné mikroflóře – podílí se na trávení a tvoří vitamin K. Popsal ji roku 1885 německo-rakouský pediatr Theodor Escherich.
Protože pochází téměř výhradně ze střeva, slouží její nález ve vodě nebo potravinách jako spolehlivý ukazatel čerstvého fekálního znečištění (viz Koliformní bakterie). Většina kmenů je neškodná; některé však získaly geny pro toxiny či faktory přilnavosti a působí nemoci.
Patogenní kmeny E. coli
Střevní (průjmové) kmeny
- Enteropatogenní (EPEC) – vodnaté průjmy kojenců a malých dětí, dříve příčina novorozeneckých epidemií; hrozí dehydratace.
- Enterotoxigenní (ETEC) – nejčastější původce „cestovatelského průjmu“; toxiny podobné choleratoxinu vyvolají vodnaté průjmy u dětí i dospělých.
- Enteroinvazivní (EIEC) – pronikají do buněk střevní sliznice a množí se v nich, podobně jako shigely; horečka a krvavý průjem.
- Enterohemoragické (EHEC/STEC) – tvoří shiga toxin (verotoxin). Nejznámější sérotyp O157:H7 působí krvavé průjmy a u dětí hemolyticko-uremický syndrom se selháním ledvin. Zdrojem je nedovařené hovězí, nepasterované mléko a kontaminovaná zelenina; velká epidemie v Německu 2011 (sérotyp O104:H4) měla přes 50 obětí. Antibiotika se u této formy nepodávají, mohou uvolnit více toxinu.
- Enteroagregativní (EAEC) – vytrvalé průjmy u dětí v rozvojových zemích a u lidí s oslabenou imunitou.
Mimostřevní kmeny (ExPEC)
Uropatogenní E. coli (UPEC) způsobují 75–90 % zánětů močových cest; z konečníku se dostanou do močové trubice a měchýře. Další kmeny působí novorozeneckou meningitidu (NMEC), záněty žlučových cest, pobřišnice a sepsi. Nemocniční kmeny často tvoří enzymy ESBL, které rozkládají většinu penicilinů a cefalosporinů.
Prevence střevních infekcí
Rizikové jsou syrové a nedostatečně tepelně upravené maso, nepasterované mléko a výrobky z něj, klíčky a nemytá zelenina. Prevencí je důkladná tepelná úprava, oddělené zpracování syrového masa, mytí rukou a uchovávání potravin do 5 °C. Inkubační doba bývá 1–3 dny, u EHEC až 10 dní. U dětí probíhá onemocnění těžší, s vodnatými průjmy, zvracením a rizikem dehydratace; u dospělých převažují horečka, průjem a bolesti břicha.
E. coli ve výzkumu a biotechnologii
E. coli je nejdůležitější modelový organismus genetiky a molekulární biologie – rychle roste, je nenáročná a její genom (asi 4 600 genů) je do detailu prozkoumaný. Používá se ke klonování DNA, jako „nástroj“ pro přenos rekombinantní DNA do jiných organismů a hlavně jako expresní systém pro výrobu bílkovin: geneticky upravená E. coli dokáže produkovat cizí bílkovinu v množství až 30 % všech svých proteinů. Naráží však na to, že neumí bílkoviny glykosylovat ani vždy správně vytvořit disulfidové můstky, takže složitější lidské proteiny se vyrábějí v kvasinkách nebo savčích buňkách.
Výroba inzulinu
Prvním rekombinantním lékem byl v roce 1982 lidský inzulin vyráběný v E. coli. Předtím se používal inzulin z prasečích slinivek, který se od lidského liší jednou aminokyselinou a u části pacientů vyvolával alergie; ještě dříve inzulin hovězí. Dnes se gen pro lidský inzulin vloží do E. coli nebo do kvasinky Saccharomyces cerevisiae, mikroorganismus se pomnoží v tancích a z kultury se izoluje čistý hormon. Stejným postupem se vyrábí růstový hormon, interferony a řada dalších léčiv – více v článku Bakterie v lékařství.
Zdroje
- WHO: E. coli – fact sheet
- ECDC: Escherichia coli (E. coli)
- Wikipedie: Escherichia coli