Streptococcus pyogenes, soms Strep pyogenes genoemd, kan worden opgesplitst in “strepto”, dat keten betekent, “coccus”, dat verwijst naar ronde vorm, “pyo” dat pus betekent, en “genen” dat verwijst naar vormen.
So, Strep pyogenes zijn ronde bacteriën die in ketens groeien, verantwoordelijk voor een aantal infecties die zich vaak presenteren met pus. Strep pyogenes worden ook wel Groep A Strep – GAS – genoemd in de Lancefield classificatie, ontwikkeld door de Amerikaanse microbiologe Rebecca Lancefield.
Ok nu, Strep pyogenes heeft een dikke peptidoglycan celwand, die paarse kleurstof opneemt wanneer Gram-gekleurd – dus dit is een gram-positieve bacterie.
Het is niet beweeglijk en vormt geen sporen, en het is ook een facultatieve anaerobe, wat betekent dat het kan overleven in zowel aërobe en anaërobe omgevingen.
Ten slotte is Strep pyogenes katalase-negatief, wat betekent dat het geen enzym maakt dat katalase heet.
In tegenstelling tot andere gewone cocci zoals Enterococcen, is Strep pyogenes echter pyrrolidonyl arylamidase-positief, omdat het een enzym maakt dat L-pyrrolidonyl arylamidase wordt genoemd.
Om hierop te testen, wordt een klein monster genomen van een verdachte bacteriekolonie, en dan geënt op een schijfje dat is ingebed met pyrrolidonyl beta naphthylamide – nog zo’n leuk woord.
Bij Strep pyogenes hydrolyseert pyrrolidonyl arylamidase pyrrolidonyl bèta-naftylamide om bèta-naftylamide te produceren.
Probeer dat 3 keer snel te zeggen! Tenslotte wordt een ander reagens genaamd N-methylamino-cinnamaldehyde toegevoegd aan de schijf, en het reageert met beta-naftylamide, wat resulteert in een helderrode kleur die bevestigt dat Strep pyogenes pyrrolidonyl arylamidase positief is.
Wanneer gekweekt op een medium genaamd bloed agar, veroorzaken Strep pyogenes kolonies beta-hemolyse, ook wel volledige hemolyse genoemd. Dat komt doordat Strep pyogenes toxinen maakt die bekend staan als streptolysinen, die de hemoglobine in rode bloedcellen hydrolyseren tot doorzichtig geel gekleurde bijproducten.
Maar sommige andere Streptococcus-soorten, zoals Strep agalactiae, zijn ook beta-hemolytisch. Dus wordt een bacitracine-test gedaan om Strep pyogenes te onderscheiden.
Dat is wanneer een schijfje bacitracine wordt toegevoegd aan de bloed agar. Strep pyogenes is gevoelig voor bacitracine, zodat de kolonies afsterven, terwijl bij Strep agalactiae de kolonies intact blijven.
Nu, Strep pyogenes heeft een aantal virulentiefactoren, die als aanvalswapens helpen de gastheercellen aan te vallen en te vernietigen, en het immuunsysteem te omzeilen.
Dus ten eerste, Strep pyogenes is ingekapseld, wat betekent dat het is bedekt met een polysaccharide laag die een capsule wordt genoemd.
En op de capsule zijn er hechtingseiwitten zoals lipoteichoïnezuur, Streptococcus fibronectine bindend eiwit – of kortweg Sfbl, en M-eiwit, die helpen Strep pyogenes te hechten aan de gastheercellen, zoals die in de huid of het faryngeale slijmvlies.
Daarna gebruikt Strep pyogenes toxinen zoals hyaluronidase, dat hyaluronzuur vernietigt, een cementstof die cellen van het bindweefsel en de bloedvaten stevig aan elkaar houdt.
De vernietiging van hyaluronzuur leidt tot plaatselijke ontsteking, en stelt de bacterie in staat zich naar de bloedbaan te verspreiden.
In de bloedbaan gebruikt Strep pyogenes streptolysine O en S, dat zijn toxinen die hemolyse veroorzaken, oftewel vernietiging van rode bloedcellen.
Hij gebruikt ook erythrogene toxinen, die ook Streptokokken Pyrogene Exotoxinen worden genoemd, of kortweg Spe, die in 3 smaken bestaan: SpeA, SpeB, en SpeC.
Dit leidt tot verhoogde hemolyse in de dermale en submucosale bloedcapillairen. Bovendien zijn SpeA en SpeC superantigenen, wat betekent dat zij niet hoeven te worden opgegeten en verwerkt door een antigeen-presenterende cel zoals een macrofaag om een immuunrespons van T-cellen op te wekken.
In plaats daarvan interageren zij onmiddellijk met het klasse II MHC-molecuul op het oppervlak van de macrofaag, waarbij een superantigeen-MHC-complex wordt gevormd, dat vervolgens interageert met de T-celreceptor en tot 30% van de gehele T-celpopulatie stimuleert.
Dit is 300 maal krachtiger dan conventionele antigenen, en het stimuleert het vrijkomen van een hele reeks ontstekingsbevorderende cytokinen.
Specifiek wordt dit een cytokine storm genoemd, en het kan resulteren in toxisch shock syndroom of TSS, wat gebeurt wanneer een dergelijke cytokine storm wijdverspreide systemische vasodilatatie triggert, waardoor de bloeddruk daalt, wat leidt tot slechte perfusie van vitale organen.
Vanuit de bloedbaan kunnen strep pyogenes-bacteriën zich verspreiden naar andere organen, zoals de longen, waardoor longontsteking of longabcessen ontstaan, of het hart, waar ze klonters vormen die vegetaties worden genoemd op de hartkleppen, waardoor infectieuze endocarditis ontstaat.
Aternatief, als ze zich verspreiden naar het centrale zenuwstelsel, kunnen ze hersenabcessen veroorzaken, of meningitis.
Verrassend genoeg, ondanks al dat krachtige arsenaal, kan Strep pyogenes eigenlijk vreedzaam de huid, het slijmvlies van de keelholte of keel, de vagina, en het rectum koloniseren.
Het kan geen kwaad zolang het immuunsysteem ze in toom houdt, hun groei beperkt en voorkomt dat ze zich ergens anders in het lichaam verspreiden.
Problemen ontstaan bij mensen met een zwakker immuunsysteem, zoals zuigelingen en ouderen. Andere immuunverzwakkende aandoeningen zijn HIV-infectie, diabetes, of een maligniteit.
In deze gevallen komt Strep pyogenes meestal in de bloedbaan door een breuk in de huid, een slijmvliesscheurtje, of na een operatie.
Strep pyogenes veroorzaakt meestal strep pharyngitis ook wel strep throat genoemd, dat is de ontsteking van het faryngeale slijmvlies en de amandelen.
Strep faryngitis kan ook geassocieerd worden met roodvonk, wat is wanneer intracapillaire hemolyse resulteert in een helderrode huiduitslag.
Wanneer Strep pyogenes de opperhuid infecteert, veroorzaakt het impetigo, dit zijn oppervlakkige huidlaesies die eruit zien als honingklontjes.