IRA-Bacteriologia medica

ACTIVIDAD DE TEORIA – INFECCIONES RESPIRATORIAS ALTAS (IRA)

• Alumna: Vargas María Cecilia
• Legajo: BI02698

De acuerdo con las explicaciones dadas en la videoclase de Teoría–IRA Infecciones Respiratorias Altas, realice y envíe la siguiente tarea:

1. Desarrolle el camino al daño de Corynebacterium diphteriae y de Bordetella pertussis.

• Camino al daño de Corynebacterium diphteriae:

C. diphtheriae son bacilos grampositivos, aerobios o anaerobios facultativos, no esporulados, no capsulados, inmóviles, catalasa positivos; contienen gránulos de polimetafosfato. Son microorganismos resistentes a la luz, la desecación y el congelamiento  En cultivos normales crecen de forma irregular, generando colonias pequeñas, blanco grisáceas brillantes; en medios selectivos con telurito se ven grisáceas o negras. Para la óptima producción de la toxina, el medio debe ser suplementado con aminoácidos y ser deficiente en Fe. Después de la división celular se separan parcialmente, lo que conduce a que se agrupen de manera característica, semejando letras chinas o empalizadas al observarse con la coloración de Gram.

C. diphtheriae posee diferentes factores de virulencia. Entre los más importantes se encuentran la DTx, moléculas de adhesión y la producción de sideróforos. La DTx es una exotoxina extraordinariamente potente, en especies sensibles como humanos, monos, conejos, conejillos de indias. Cumple el modelo AB y es el principal factor de virulencia de la bacteria; se compone de tres dominios estructurales/funcionales:

1. un dominio N-terminal de adenosín difosfato (ADP)-ribosiltransferasa (dominio catalítico, subunidad A);

2. una región que facilita el paso del dominio catalítico a través de la membrana de la célula (dominio transmembrana, segmento T);

3. un dominio T-terminal de unión al receptor específico de la células eucariotas (dominio de unión, subunidad B).

La intoxicación de la célula eucariota con la DTx implica al menos cuatro pasos distintos:

1. Unión de la toxina por medio de la subunidad B con el receptor específico HB-EGF (heparin-binding epidermal growth factor) en la superficie celular.

2. Internalización de la toxina por endocitosis mediada por receptor.

3. Posteriormente, la acidificación del endosoma genera el despliegue de la proteína y permite la inserción del dominio de transmembrana (segmento T) en la membrana del endosoma, que facilita el paso del dominio catalítico al citosol. Aparentemente, como resultado de esta inserción en la membrana, la subunidad A se escinde y se libera de la subunidad B. Una vez liberada, se inserta y pasa a través de la membrana endosomal al citoplasma de la célula.

4. Ya en el citoplasma, la subunidad A recupera su conformación y su actividad enzimática. El fragmento A cataliza la transferencia de ADP-ribosa del nicotinamida adenina dinucleótido (NAD) al factor de elongación 2 (EF-2) eucariota, generando el complejo ADP-ribosa diftamida-EF-2, residuos de nicotinamida, e hidrogeniones (H+). Cuando el factor EF-2 se encuentra haciendo parte de este complejo no ejerce su acción y se inhibe la síntesis de proteínas. En última instancia, la inactivación de todas las moléculas de EF-2 en las células del hospedero causa la muerte de las mismas. Se demostró que una sola molécula de la subunidad A en citoplasma es letal para la célula. [pic 1]

La capacidad de adherencia del patógeno es importante para la colonización y patogenicidad del mismo, y es una característica independiente de la producción de toxina. El bacilo diftérico tiene moléculas de adhesión, como hemaglutininas e hidrofobinas; asimismo, expone residuos de azúcar y posee enzimas trans-sialidasas, que cumplen la misma función.

• La hemaglutinación es un indicador de la capacidad de las bacterias para adherirse a las membranas de las células eucariotas. El bacilo de Loeffler posee estructuras similares a fimbrias, con actividad de hemaglutinación (comúnmente llamadas hemaglutininas), son proteínas de superficie no fimbriales, similares a lectina, que permiten a la bacteria unirse a diferentes células en el hospedero, facilitando el paso inicial en la patogénesis de C. diphtheriae. Son altamente antigénicas y la mayoría de interacciones entre hospedero y patógeno involucran la formación de un complejo adhesina-receptor.
• Por un lado, C. diphtheriae expresa asialoglicoproteínas, que son receptores con afinidad por la lectina existente en las células epiteliales que tengan residuos de ácido siálico, N-acetilglucosamina (NAG), N-acetilgalactosamina (D-GalNAc), galactosa (D-Gal) y residuos similares a manosa (D-Man-like). La expresión de receptores que exponen residuos de azúcar facilita la supervivencia bacteriana en los tejidos humanos; además, están implicados en la formación del biofilm (biopelícula). Por otro lado, el bacilo diftérico expresa glicoconjugados, similares a lectinas, con residuos de azúcar que expone ácido siálico; el residuo de ácido siálico se une a carbohidratos del hospedero. Estos dos tipos de uniones favorecen la adhesión y la colonización de las mucosas. Asimismo, la carga negativa del ácido siálico inhibe la activación de la vía alterna del complemento. En la adhesión de una bacteria patógena a la superficie de la célula hospedera actúan fuerzas electrostáticas que favorecen o evitan la adherencia. C. diphtheriae expresa, en la superficie, moléculas que promueven y reducen la hidrofobicidad, denominadas hidrofobinas e hidrofilinas, respectivamente.
• Las neuraminidasas bacterianas son un factor de virulencia en la mayoría de los microorganismos patógenos que colonizan las mucosas, como, por ejemplo, en Vibrio cholerae, Streptococcus pneumoniae, Bacteroides spp. y Porphyromonas spp. Esta enzima remueve el ácido siálico de las glicoproteínas de la superficie celular o del moco, facilitando la adherencia del microorganismo. La producción de neuraminidasa por C. diphtheriae es independiente de la producción de la DTx.
• La enzima trans-sialidasa cataliza la remoción de los residuos de ácido siálico de las glicoproteínas o glicolípidos del hospedero y los transfiere a un sacárido aceptor presente en la superficie bacteriana para generar asialoglicoconjugados. Estas moléculas están involucradas en la adherencia, y cuando son liberadas al medio, se unen a receptores que se hallan en las células involucradas en la inflamación y modifican sus funciones. C. diphtheriae expresa la enzima trans-sialidasa en la superficie celular;
• Además de las moléculas de adhesión, dentro de la estructura antigénica de C. diphtheriae se han caracterizado otras, como el antígeno K y el antígeno O. El antígeno K de C. diphtheriae son proteínas termolábiles, localizadas sobre la superficie, altamente inmunógenas y son las responsables de la especificidad de tipo. El antígeno K no está relacionado con el antígeno capsular de las enterobacterias. Por otro lado, el antígeno O es un polisacárido termoestable que contiene arabinogalactanos. Es el antígeno responsable de la reactividad cruzada con Mycobacterium spp. y Nocardia spp., y está implicado en la formación del factor cordón
• Por último, C. diphtheriae requiere Fe para su crecimiento, pero este no se encuentra disponible. La bacteria es capaz de superar las condiciones adversas que presenta el hospedero para su crecimiento, al producir sideróforos o expresar moléculas involucradas en la adquisición y captación de Fe, que le permite al microorganismo expresar otros factores de virulencia.

Patogenia

Los bacilos diftéricos no tienden a internarse en las células de los tejidos aledaños o lejanos, ni hacen bacteriemia; sin embargo, en el sitio local de la infección producen la DTx, que se absorbe y se difunde por los vasos linfáticos y sanguíneos a los órganos blancos, como corazón, músculo, nervios periféricos, glándulas suprarrenales, riñones, hígado y bazo. Los cambios degenerativos en estos tejidos dan lugar a la patología sistémica de la enfermedad. La patogenicidad de C. diphtheriae incluye dos fenómenos distintos, la colonización y la toxigénesis.

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