El arte de guerra bacteriana ¿Cómo invaden el organismo las bacterias patógenas?

   Ensayo “El Arte de la Guerra Bacteriana”

Angie Camila Lopez Sanchez

Universidad Colegio Mayor de Cundinamarca

Facultad de Ciencias de la Salud

Bacteriología y Laboratorio Clínico

Bogotá

2017

Contenido

Introducción        3

El arte de guerra bacteriana        4

¿Cómo invaden el organismo las bacterias patógenas?        5

Primera etapa:        5

Segunda etapa        5

Tercera etapa        6

¿Cómo evaden las bacterias patógenas a las defensas del huésped?        6

Sistema inmunitario innato        6

El sistema de inmunidad adaptativa o específica        7

Inutilizar la maquinaria        8

Destruir los anticuerpos        8

Desencadenar la autodestrucción        8

Resistencia a los antibióticos        9

Competencia con las bacterias beneficiosas        9

Ideando nuevas terapias        10

Vacuna contra la E. coli O157        10

Desactivar los patógenos        11

Moléculas que bloquean a adhesión del patógeno        11

Inferir en la capacidad de comunicarse de las bacterias entre si        11

Procedimiento indirecto        12

Sobre el autor: B. Brett Finlay        12

Conclusiones        13

Referencias bibliográficas        14

Introducción

     Las bacterias son los organismos más abundantes del mundo; tenemos entre 5000 y 3500 en el intestino, entre 300 y 500 en la boca y aproximadamente 120 en la piel, además existen 100 especies bacterianas patógenas para el hombre. Aunque la mayoría de bacterias sean beneficiosas o inofensivas existen Bacterias que nos causan enfermedades infecciosas, un ejemplo claro es la tuberculosis, causada por la bacteria Mycobacterium tuberculosis, causante de aproximadamente más de 2 millones de muertes de personas, en un año, mayoritariamente en la región del África sub-Sahariano. Estas bacterias patógenas contribuyen a otras enfermedades globales importantes, tales como la neumonía, la cual puede ser causada por bacterias como Streptococcus y Pseudomonas, y enfermedades asociadas con alimentos, que pueden ser causadas por bacterias como Shigella, Campylobacter y Salmonella. Las bacterias patógenas también causan infecciones tales como el tétanos, fiebre tifoidea, difteria, sífilis y lepra, han evolucionado bastante, aprendiendo así nuevos métodos de como apoderarse de la célula del huésped y a demás burlar las células inmunitarias y anticuerpos. Muchos de estos patógenos han evolucionado a partir de microorganismos inofensivos mediante la adquisición de genes que les confieren nuevas propiedades.

El arte de guerra bacteriana

     Brett Finlay con su artículo “El arte de la guerra bacteriana” nos plantea una pregunta muy interesante e importante para la evolución de medicina; ¿Cómo podemos utilizar en contra de las bacterias patógenas lo métodos que usan ellas mismas para evitar las defensas del cuerpo en el que se hospedan? Ya que las bacterias patógenas han descubierto con el paso del tiempo a como evadir los anticuerpos y defensas de su hospedador, los microbiólogos buscan la manera de usar esto en contra de las bacterias misma. La hipótesis que plantea Finlay afirma que esto es totalmente posible y además nos aclara que los científicos ya están mejorando el conocimiento sobre la inmunidad para remplazar y/o mejorar los antibióticos que hemos usado por más de cien años para controlar estas bacterias patógenas.

     Los mecanismos que se han creado hasta ahora para defendernos de estos patógenos son gracias al trabajo de los microbiólogos quienes realizaban un cultivo de estos en un medio nutritivo para así extraer sus secreciones y estudiarlos. Por esta razón se ha sabido como caracterizar las diversas toxinas bacterianas. Aunque la mayoría de tales investigaciones han ignorado las interrelaciones entre los patógenos bacterianos y sus huéspedes como nos afirma Brett Finlay en su artículo. Con el paso de los años esto ha cambiado un poco y se ha descubierto que las bacterias infecciosas se comportan en un medio de cultivo de forma muy distinta de como lo hacen en el interior de un huésped. Las bacterias patógenas son muy astutas a la hora de hospedarse en un cuerpo ya que estas se apoderan de la célula y su sistema de comunicación, además, se le suma a esto que también evolucionan para burlar los sistemas de defensa de la célula, sin embargo, podemos usar esto en su contra, partiendo del hecho de que podemos identificar estas armas ingeniosas de las bacterias patógenas, para así diseñar armas en contra de ellas con las mismas estrategias que usas estos patógenos.  

¿Cómo invaden el organismo las bacterias patógenas?

      Es importante saber cómo la bacteria patógena se hospeda en el cuerpo: estas bacterias introducen al cuerpo toxinas, las toxinas son sustancias venenosas que favorecen a los procesos de infección. Pero esto no es lo único que provoca la enfermedad, además de las toxinas a esto se le añade que usan diferentes tácticas para mantenerse vivos dentro del cuerpo donde se hospedan y logran multiplicarse, conquistan un espacio de apoyo en el intestino, de esta manera intervienen en el sistema de comunicación de las células. El patógeno despoja al organismo de bacterias beneficiosas para así tener el control.

Primera etapa:

     Como primera etapa las bacterias patógenas se adhieren a la célula donde se hospedan, se unen específicamente a receptores presentes en epitelios de piel y mucosa e inyectan las toxinas. Un ejemplo es la bacteria Escherichia coli que utiliza lo que se piensa el método más sorprendente para adherirse a una célula huésped. En condiciones normales, el patógeno se contrae mediante la ingestión de alimentos infectados. Una vez en el interior del tracto gastrointestinal, se adhiere a las paredes del intestino y produce una toxina que provoca una diarrea sanguinolenta.

Segunda etapa

     La bacteria patógena se multiplicará, tomando nutrientes de la célula y adaptando el entorno para su beneficio, en algunos casos la bacteria tendrá que penetrar las células epiteliales como es en los casos de las especies del género Salmonella, que son estrechamente emparentadas con la bacteria E. coli. En otros casos como lo son Las bacterias E. coli y H. pylori no necesitan entrar en las células para causar enfermedades.

Tercera etapa

      Finalmente, cuando atraviesan las células, son transportados a otros órganos que se dispersan viajando en el interior de macrófagos, ingresando a vasos sanguíneos o linfáticos.

¿Cómo evaden las bacterias patógenas a las defensas del huésped?      

     Cuando las bacterias patógenas atacan un cuerpo existen anticuerpos y formas de defensa de este cuerpo para protegerse de estos patógenos el sistema inmunitario responde produciendo distintas sustancias y agentes diseñados para atacar al microorganismo invasor concreto.

Sistema inmunitario innato

    Si el microorganismo logra atravesar la piel y los epitelios, se pone en marcha el sistema de inmunidad natural (inespecífica o innata), en el que participan los siguientes elementos:

Células:

• Fagocitos (o sea, leucocitos del sistema retículo-endotelial, que se originan en la medula ósea): en la sangre: los PMN neutrófilos (de vida corta) y los monocitos; en los tejidos: los macrófagos, que se diferencian a partir de los monocitos. Todos ellos fagocitan y destruyen los agentes infecciosos que logran atravesar las superficies epiteliales.
• Células asesinas naturales (células NK): son leucocitos que se activan por interferones inducidos en respuesta a virus. Reconocen y lisan células "enfermas", infectadas por virus o malignizadas (cancerosas).

Factores solubles:

• Proteínas de fase aguda: aumentan su concentración rápidamente unas 100 veces ante una infección. Una de ellas (la proteína C-reactiva) se une a la proteína C de la superficie del neumococo, favoreciendo que éste sea recubierto por el sistema de proteínas del complemento (al que aludiremos enseguida), lo cual a su vez facilita la fagocitosis por los fagocitos.
• Sistema del complemento: se trata de un conjunto de unas 20 proteínas del suero que interaccionan entre sí y con otros componentes de los sistemas inmunes innato y adquirido. En el sistema de inmunidad innata el sistema se activa por la llamada ruta alternativa. He aquí un resumen de sus efectos:

     El complemento se activa por ruta alternativa al contacto con la superficie del microorganismo. El hecho de que el complemento quede activado tiene una serie de consecuencias:

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