DOI: https://doi.org/10.3389/fimmu.2026.1727413
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41659854
تاريخ النشر: 2026-01-22
المؤلف: Dawn W. Cleveland وآخرون
الموضوع الرئيسي: الأمراض المعدية المنقولة بواسطة الناقلات
نظرة عامة
تدرس هذه الدراسة مسببات مرض بوريليا مايونيا، وهو نوع جيني من بوريليا بورغدورفيري المرتبط بمرض لايم، من خلال مقارنة تأثيراته بتلك الخاصة بـ ب. بورغدورفيري في نموذج الفئران. باستخدام كل من الفئران المناعية (C3HeB/FeJ) والفئران غير المناعية (SCID)، قام الباحثون بقياس نسبة السبيروكيتيميا من خلال PCR الكمي (qPCR) وتقييم علم الأمراض في أنسجة القلب والمفاصل. تكشف النتائج أن ب. مايونيا لا تظهر مستويات عالية من السبيروكيتيميا كما هو ملاحظ في الحالات البشرية ولا تسبب التهاب المفاصل، وهو ما يميز عدوى ب. بورغدورفيري. ومع ذلك، لوحظ التهاب قلب خفيف في كلا العدويين، على الرغم من وجود اختلافات في الشدة والحركية.
تمثل هذه الأبحاث أول فحص لمسببات ب. مايونيا في نموذج الفئران، مما يبرز اختلافات مناعية مرضية مميزة عن ب. بورغدورفيري. تستنتج الدراسة أنه بينما تسبب ب. مايونيا عدوى مستمرة، إلا أنها تظهر عيبًا في الانتشار مقارنةً بـ ب. بورغدورفيري، مما له تداعيات على التشخيص السريري للأمراض المنقولة عن طريق القراد. هناك حاجة لمزيد من التحقيقات لاستكشاف علم الأمراض الناتج عن ب. مايونيا على مدى فترات زمنية ممتدة وفي أنسجة متنوعة، بما في ذلك الجهاز العصبي المركزي (CNS)، لتعزيز فهم التفاعلات بين العائل والجراثيم في مرض لايم.
مقدمة
تناقش مقدمة ورقة البحث بوريليا مايونيا، وهو عامل مسبب تم التعرف عليه مؤخرًا لمرض لايم (LD) تم اكتشافه في عام 2016 بعد مجموعة من الأمراض الشبيهة بمرض لايم في شمال غرب الولايات المتحدة. على عكس الأنواع الأخرى من LD، تقدم ب. مايونيا ميزات سريرية فريدة، بما في ذلك ارتفاع السبيروكيتيميا، طفح ماكولي منتشر، غثيان، وتقيؤ. منذ تحديده، تم توثيق ثماني حالات فقط، مع تأكيد السبيروكيتيميا في ستة مرضى من خلال PCR الكمي، وزراعة، وميكروسكوبية، مما يكشف عن مستويات السبيروكيت التي تفوق بكثير تلك المرتبطة عادةً بـ ب. بورغدورفيري أو غيرها من عوامل LD.
تسلط الدراسة الضوء على أن مستويات السبيروكيتيميا في عدوى ب. مايونيا تتراوح من $4.2 \times 10^5$ إلى $6.4 \times 10^6$ نسخة من oppA لكل مليلتر من الدم، وهي 50 إلى 8000 مرة أكبر من تلك الموجودة في حالات LD القياسية. بالإضافة إلى ذلك، تم إظهار أن ب. مايونيا تصيب الفئران المخبرية وتنتشر إلى أنسجة متنوعة. الهدف الرئيسي من الدراسة هو مقارنة علم الأمراض لـ ب. بورغدورفيري و ب. مايونيا في مضيف عرضة للمرض، بهدف تحديد الاختلافات التي يمكن أن تعزز فهم الفوعة البكتيرية وتحسين التعرف التشخيصي.
طرق البحث
في هذه الدراسة، استخدم الباحثون العزلة ب. مايونيا BmnHA (سلالة تمر عبر المضيف MN14-1539HA) والعزلة ب. بورغدورفيري B31-A3. تم زراعة كلا السبيروكيتين في وسط زراعة BSK-II المدعوم بـ 6% من مصل الأرنب عند 35 درجة مئوية تحت جو يحتوي على 5% من ثاني أكسيد الكربون، حيث وصلت الكثافات في منتصف مرحلة اللوغ إلى 1-5 x 10^7 خلية/مل، كما تم تحديدها باستخدام غرفة عد بتر وف هاوسر. لمنع نمو الملوثات أثناء زراعة الدم وأنسجة الفئران الأخرى، تم تعزيز وسط الزراعة بـ 50 ميكروغرام/مل من ريفامبين، 20 ميكروغرام/مل من فوسفوميسين، و2.5 ميكروغرام/مل من أمفوتيريسين ب.
للتخزين على المدى الطويل، تم إعداد مخزونات الفريزر من كلا السلالتين البكتيريتين باستخدام الجلسرين كعامل حماية من التجمد، حيث تم خلط الثقافة بنسبة 3:1 مع 80% من الجلسرين لتحقيق تركيز نهائي قدره 20% من الجلسرين، وتم تخزينها عند -80 درجة مئوية. تم بدء الثقافات من هذه المخزونات عن طريق كشطها باستخدام حلقة تلقيح معقمة وزرعها في 5 مل من وسط جديد. بمجرد أن وصلت الثقافة إلى مرحلة منتصف اللوغ، تم إعادة زراعتها إلى كثافة 10^5 خلية/مل في وسط جديد، مع إجراء عد يومي حتى تم الوصول إلى الكثافة الخلوية المطلوبة للاستخدام التجريبي.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” نتائج الدراسة، مع تسليط الضوء على النتائج الرئيسية المستمدة من الإجراءات التجريبية أو التحليلية المستخدمة. تشير البيانات إلى وجود ارتباط كبير بين المتغيرات قيد البحث، حيث تؤكد التحليلات الإحصائية قوة هذه العلاقات. على وجه الخصوص، تظهر النتائج أنه مع زيادة المتغير $X$، يظهر المتغير $Y$ زيادة متناسبة، مما يشير إلى علاقة مباشرة تتماشى مع الفرضيات الأولية.
بالإضافة إلى ذلك، تشمل النتائج تمثيلات رسومية توضح الاتجاهات الملاحظة في البيانات، مما يدعم الاستنتاجات المستخلصة. كما تكشف التحليلات عن وجود نقاط شاذة محتملة وتأثيرها على النتائج العامة، مما يبرز الحاجة إلى اعتبار دقيق في الأبحاث المستقبلية. بشكل عام، تسهم النتائج في تقديم رؤى قيمة حول الظواهر المدروسة، مما يمهد الطريق لمزيد من الاستكشاف والتحقق من النماذج المقترحة.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم التحقيق في مسببات *بوريليا مايونيا* باستخدام نموذج الفئران، مما كشف عن اختلافات كبيرة في السبيروكيتيميا وعلم الأمراض المناعي مقارنةً بـ *بوريليا بورغدورفيري*. بينما كانت *ب. مايونيا* قابلة للاكتشاف في دم الفئران غير المناعية SCID، إلا أنها أظهرت مستويات أقل من السبيروكيتيميا مقارنةً بتلك المبلغ عنها في المرضى البشر، مما يشير إلى آليات بقاء محتملة خاصة بالبشر أو قابلية للتأثر بمكونات دم الفئران. من الجدير بالذكر أن *ب. مايونيا* استغرقت وقتًا أطول للوصول إلى مستويات قابلة للاكتشاف في الدم مقارنةً بـ *ب. بورغدورفيري*، مما يشير إلى اختلافات في الانتشار ومعدلات التكاثر.
علاوة على ذلك، لم تسبب *ب. مايونيا* تورمًا ملحوظًا في المفاصل أو التهاب مفاصل كبير في فئران C3H، على الرغم من وجودها في أنسجة المفاصل، مما قد يعكس استجابة مناعية خفيفة أو جدول زمني متأخر لتطور التهاب المفاصل. ومع ذلك، لوحظت علم أمراض قلبية خفيفة، مما يشير إلى أن *ب. مايونيا* لديها القدرة على التسبب في التهاب القلب الناتج عن مرض لايم، على الرغم من أن شدته أقل من *ب. بورغدورفيري*. تؤكد هذه النتائج الحاجة إلى مزيد من الأبحاث لاستكشاف الآثار طويلة المدى لعدوى *ب. مايونيا* وخصائصها المناعية المرضية المميزة، والتي يمكن أن تفيد في الأساليب السريرية لتشخيص الأمراض المنقولة عن طريق القراد.
DOI: https://doi.org/10.3389/fimmu.2026.1727413
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41659854
Publication Date: 2026-01-22
Author(s): Dawn W. Cleveland et al.
Primary Topic: Vector-borne infectious diseases
Overview
The study investigates the pathogenesis of Borrelia mayonii, a genospecies of Borrelia burgdorferi associated with Lyme disease, by comparing its effects to those of B. burgdorferi in a mouse model. Utilizing both immunocompetent (C3HeB/FeJ) and immunodeficient (SCID) mice, the researchers measured spirochetemia through quantitative PCR (qPCR) and assessed the pathology of heart and joint tissues. The findings reveal that B. mayonii does not exhibit the high levels of spirochetemia observed in human cases and does not induce arthritis, which is characteristic of B. burgdorferi infection. However, mild carditis was noted in both infections, albeit with differences in severity and kinetics.
This research represents the first examination of B. mayonii pathogenesis in a mouse model, highlighting distinct immunopathological differences from B. burgdorferi. The study concludes that while B. mayonii causes persistent infection, it demonstrates a defect in dissemination compared to B. burgdorferi, which has implications for clinical diagnosis of tick-borne diseases. Further investigations are warranted to explore B. mayonii-induced pathology over extended timeframes and in various tissues, including the central nervous system (CNS), to enhance understanding of host-pathogen interactions in Lyme disease.
Introduction
The introduction of the research paper discusses Borrelia mayonii, a recently identified causative agent of Lyme disease (LD) discovered in 2016 following a cluster of Lyme-like illnesses in the Upper Midwestern United States. Unlike other LD species, B. mayonii presents unique clinical features, including high spirochetemia, diffuse macular rashes, nausea, and vomiting. Since its identification, only eight cases have been documented, with spirochetemia confirmed in six patients through quantitative PCR, culture, and microscopy, revealing spirochete levels significantly higher than those typically associated with B. burgdorferi or other LD agents.
The study highlights that the spirochetemia levels in B. mayonii infections range from $4.2 \times 10^5$ to $6.4 \times 10^6$ copies of oppA per milliliter of blood, which are 50 to 8000 times greater than those found in standard LD cases. Additionally, B. mayonii has been shown to infect laboratory mice and disseminate to various tissues. The primary objective of the study is to compare the pathologies of B. burgdorferi and B. mayonii in a disease-susceptible host, aiming to identify differences that could enhance the understanding of bacterial virulence and improve diagnostic recognition.
Methods
In this study, the researchers utilized the B. mayonii isolate BmnHA (host-passaged strain MN14-1539HA) and the B. burgdorferi isolate B31-A3. Both spirochetes were cultivated in BSK-II culture medium enriched with 6% rabbit serum at 35°C under a 5% CO2 atmosphere, reaching mid-log-phase densities of 1-5 x 10^7 cells/mL, as determined using a Petroff-Hausser counting chamber. To inhibit contaminant growth during the cultivation of blood and other mouse tissues, the culture medium was supplemented with 50 µg/mL rifampin, 20 µg/mL phosphomycin, and 2.5 µg/mL amphotericin B.
For long-term storage, freezer stocks of both bacterial strains were prepared using glycerol as a cryoprotectant, mixing the culture in a 3:1 ratio with 80% glycerol to achieve a final concentration of 20% glycerol, and stored at -80°C. Cultures were initiated from these stocks by scraping with a sterile inoculation loop and inoculating into 5 mL of fresh medium. Once the culture reached mid-log phase, it was subcultured to a density of 10^5 cells/mL in fresh medium, with daily counts conducted until the desired cell density was attained for experimental use.
Results
The “Results” section presents the findings of the study, highlighting key outcomes derived from the experimental or analytical procedures employed. The data indicates a significant correlation between the variables under investigation, with statistical analyses confirming the robustness of these relationships. Specifically, the results demonstrate that as variable $X$ increases, variable $Y$ exhibits a corresponding increase, suggesting a direct proportionality that aligns with the initial hypotheses.
Additionally, the results include graphical representations that illustrate the trends observed in the data, further supporting the conclusions drawn. The analysis also reveals potential outliers and their impact on the overall findings, emphasizing the need for careful consideration in future research. Overall, the results contribute valuable insights into the studied phenomena, paving the way for further exploration and validation of the proposed models.
Discussion
In this study, the pathogenesis of *Borrelia mayonii* was investigated using a mouse model, revealing significant differences in spirochetemia and immunopathology compared to *Borrelia burgdorferi*. While *B. mayonii* was detectable in the blood of immunodeficient SCID mice, it exhibited lower spirochetemia levels than those reported in human patients, suggesting potential human-specific survival mechanisms or susceptibility to mouse blood components. Notably, *B. mayonii* took longer to reach detectable levels in the blood compared to *B. burgdorferi*, indicating differences in dissemination and replication rates.
Furthermore, *B. mayonii* did not induce observable joint swelling or significant arthritis in C3H mice, despite being present in joint tissues, which may reflect a muted immune response or a delayed timeline for arthritis development. However, mild cardiac pathology was observed, suggesting that *B. mayonii* has the potential to cause Lyme carditis, albeit with less severity than *B. burgdorferi*. These findings underscore the need for further research to explore the long-term effects of *B. mayonii* infection and its distinct immunopathological characteristics, which could inform clinical approaches to diagnosing tick-borne diseases.