View
223
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
Alicia FarinatiLicenciatura en Ciencias Ambientales
2008
Saprofitismo Parasitismo
Comensalismo Simbiosis Patógenos
oportunistas Patógenos
obligados
Antagonismo del huésped Antagonismo microbiano
hacia el microorganismo hacia el huésped
Número de microorganismos X Número de microorganismos X VirulenciaVirulencia
Defensa del huéspedDefensa del huésped
Factores de virulenciaFactores de virulencia
• Adhesinas : adhesión bacteriana• Agresinas: dañan las células o los blancos
moleculares en el huésped• Invasinas: permiten la entrada del
microorganismo en el huésped• Modulinas: disparan la producción de
citoquinas o moléculas bioactivas similares• Impedinas: limitan la efectividad de los
factores de defensa del huésped
BACTERIA FACTORES FUNCIONESE.coli enteropatógena
E.coli enteroinvasiva y Shigella
B.anthracis
S.aureus C.tetani
Toxinas termolábil y termostable
Genes que codifican para la invasiónHemolisinaFactores edema , letal y Ag protectivoExfoliatina Neurotoxina
Activa la adenilato y guanilato ciclasaInduce la internalización de la bacteria
Necrolisis de la epidermisTétanos
C.diphteriaeS.pyogenes E.coli enterohemorrágica C.botulinumV.cholerae
Toxina diftéricaToxina eritrogénicaToxina Shiga-likeNeurotoxinaToxina colérica
Inhibe la síntesis de proteína RashInhibe la síntesis de proteínasInhibe la liberación de acetilcolina Estimula la adenilciclasa
AdhesinasAdhesinas
• Fimbrias (Ng, Ec)
• Proteínas de la membrana externa (Ng, Hi)
• Otras proteínas
• Acido lipoteicoico (Str)
• Otras (Gv, Mobiluncus)
E.coli
Identificar adhesinas en los MO
Desarrollo de ensayos que midan la adherencia a sustratos fisiológicos relevantes
Inhibir esa adherencia con azúcares o con fragmentos Fab de Ac directos contra el MO
Demostrar la actividad del receptor con el uso de adhesinas (putativas) y demostrar que el exceso de adhesinas bloquea la adherencia de MO intactos
Provocar la mutación del gen de la adhesina y demostrar que se produce un cambio en el fenotipo de la adherencia del MO
InvasinasInvasinas
• Ocurre a nivel:
*histológico
*celular
fagocitosis
endocitosis
coilocitosis
• Gen inv
Organización de fimbrias P
Agresinas y toxigenicidadAgresinas y toxigenicidad
• Agresinas: acción directa sobre las células y tejidos
• Generalmente son exotoxinas : tétanos
• Metabolitos : ácido succínico
• LPS agresina y modulina
Modulinas y superantígenosModulinas y superantígenosInductoras de citoquinasInductoras de citoquinas
• LPS• Porinas• Proteínas asociadas
al Lípido A• Proteínas
estafilocócicas de superficie
• Proteína A de Staphylococcus
• Lipoproteínas y glicoproteínas
• Exotoxinas• Lipoarabinomanan
de Mycobacterium• Peptidoglican• Acido teicoico• Superantígenos• HSP
Impedinas y evasiónImpedinas y evasión
• Actúan sobre sustancias que hacen efectiva la fagocitosis (Lm, Gv)
• Reducción de la inmunogenicidad por unión a proteínas (Str a fibronectina)
• Unión a fracción Fc de la IgG• IgA proteasa• Moléculas transportadoras de hierro vs
sideróforos
TransmisibilidadTransmisibilidad
• Avidez por las mucosas (ETS)
• Formación de endosporas (Clost)
• Capacidad de sobrevida en condiciones adversas de pH y osmolaridad
AdaptaciónAdaptación
• Atenuación de la virulencia
• Evasión
• Competencia por nutrientes
• Sistema de señales (2) para activar o regular genes apropiados
ProliferaciónProliferación
• A mayor capacidad de proliferación, menor capacidad defensiva del huésped
Virulencia en la vida realVirulencia en la vida real
Postulados de koch:
• Un organismo específico se encuentra en todos los afectados por la enfermedad
• Se aísla en cultivo puro del sitio infectado• Es capaz de originar la misma enfermedad
en un animal de experimentación• El aislamiento a partir del animal es
idéntico al aislado del huésped original
Islas de patogenicidadIslas de patogenicidad
Factores de virulencia desarrollados por la bacteria en un solo paso
Genes de virulencia asociados
plasmídicos
cromosómicos Transferencia horizontal de esas regiones
entre diferentes especies y entre géneros
Temperatura Concentración de hierro Acido nicotínico pH Osmolaridad Densidad bacterina Calcio
MO Genes reguladores
Estímulo ambiental
Funciones
E.coli
B.pertussis
Vibrio cholerae
Shigella spp
S.aureus
drdXfur
bvgAS
toxR
VirR
agr
Temperatura[Fe]
Temperatura, a.nicotínico
Temperatura, osmolaridad,pH, AATemperatura
Densidad celular
PielonefritisToxina Shiga like, sideróforos Toxina pertussis
Toxina colérica, PMEInvasividad
TSST-1; α- y β-hemolisina
Ejemplos de sistemas regulatorios de los factores de virulencia
Islas de patogenicidadIslas de patogenicidad
• La asociación con genes tARN y la presencia de fagos crípticos en la cercanía de los tARN podrían indicar que la IP o parte de ellas son elementos derivados de fagos.
• Llevan a menudo genes funcionales o crípticos que codifican factores de movilidad como integrasas, transposasas o SI.
• Suelen ser regiones inestables de ADN
Factores de virulencia en IPFactores de virulencia en IP
• Adhesinas: E.coli diarreogénica, Ec UP, V.cholerae, Listeria spp
• Toxinas: S.aureus, EcUP• Sideróforos: EcUP,S.flexneri,Yersinia spp• Invasión: E.coli diarreogénica, Salmonella
spp, Shigella spp, Listeria spp• Secreción tipo II: E.coli enterohemorrágica• Secreción tipo III: E.coli diarreogénica,
P.syringae, Erwinia spp, Yersinia spp, Salmonella spp, Shigella spp
• Secreción tipo IV: H.pylori
Rutas de invasiónRutas de invasión
1 2 3
+
+
1-Fagocitosis 2-Fagocitosis/endocitosis
inducida
3-Activa
+
+
Ingreso de patógenos a la Ingreso de patógenos a la célula I (célula I (invasióninvasión))
• 1-“Zipper” o cremallera
Listeria
Yersinia
Ingreso de patógenos a la Ingreso de patógenos a la célula II (célula II (invasióninvasión))
• 2-“Trigger” o gatillo
Shigella
Salmonella
Prevención de la invasión IPrevención de la invasión I
• Prevención de la fagocitosis
Yersinia: alteración del
citoesqueleto de actina
Prevención de la invasión IIPrevención de la invasión II
E.coli enteropatógena
Adherencia y formación
de pedestal
MovilidadMovilidad
• Movilidad intracelular y diseminación intercelular
Listeria
Shigella
Factores de virulencia Factores de virulencia asociados a instrumentaciones asociados a instrumentaciones
Cateteres urinariosCateteres urinarios
Receptores epitelialesReceptores epiteliales
invasina flagelos
internalina pilina LPS
integrina E-caderina CFTR Asialo-GM1
Mecanismos de adherencia
1-Biofilm coherente que asciende por la superficie intraluminal contracorriente
2-Biofilm por la superficie extraluminal3-Biofilm grueso en la porción intravesical4-Bacterias planctónicas en la orina entre el
catéter y la superficie vesical5-Bacterias en la pared (síntomas)6-Bacterias planctónicas desde la vejiga que
pueden incorporar otros grupos
Colonización Colonización microbiana de microbiana de
catéteres urinarioscatéteres urinarios
• Sección de un biofilm
polímero extracelular
antibiótico
Biofilm o film biológicoBiofilm o film biológico
Biofilm sobre un cateterBiofilm sobre un cateter
Biofilm sobre un cateter urinario
Desarrollo de un biofilm
Factores de virulencia que dañan al huésped
• Exotoxinas
• Enzimas hidrolíticas
• Productos bacterianos que provocan respuesta inmune
• Endotoxina y otros componentes tóxicos de la pared celular
Toxinas
• Tipo A-B (particuladas): Remoción del grupo ADP ribosil del NAD y se une a la célula
Difteria-Cólera-Shiga-Tétanos• De membrana: generación de poros
Listerolisina- alfa toxina-
• Superantígenos
TSS1
ADP ribosilacion de la proteína blanco
• NAD : Nicotinamida--ADP ribosa
TOXINA A-B
• Nicotinamida + Proteína “blanco”ADP-ribosa
Las lectinas Gal/GalNAc median la adherencia del parásito Entamoeba histolytica . De ello depende la muerte celular del huésped
B.anthracis
Reflexiones La aparición de este microorganismo
como consecuencia del bioterrorismo preocupa no sólo por la desvastación que puede producir sino que tiene un factor agregado que hay que considerar otro acto de terrorismo: la necesidad de utilizar antibióticos por largos períodos facilita la selección de cepas resistentes,
CDC Public Health Image Library).
Inclusiones bacterianas
Inclusiones Where found Composition Function
glucógeno many bacteria e.g. E. coli Poliglucosa Reserva de carbón y fuente de energía
Polibetahidroxi-butirato
Pseudomonas y otras Hydroxyibutirato polimerizado
Reserva de carbón y fuente de energía
Gránulos de volutina (polifosfato)
Corynebacterium y otrasPolímeros de fosfato linear o cíclicos de PO4
Reserva de fosfato; posible a reserva de fosfato de alta energía
Sulfuro (globulos)
Bacterias fototróficas y litotróficas púrpuras y verdes
Sulfuro elementalReserva de electrones (fuente de reducción ) en fototrofos ; reserva de energía en litotrofos
Vesículas de gas
Cyanobacterium y otras bacterias acuáticas
Caparazón de proteína inflado
Flotación
Cristales parasporales
Bacillus) Proteina Tóxicos para varios insectos
Magnetosomes Ciertas bacterias acuáticasMagnetita (óxido de hierro) Fe3O4
Orientación y migración en las líneas geomagnéticas
Carboxisomas Varias bacterias autotróficasEnzimas para la fijación de CO2 autotrófico
Sitio de fijación de CO2
Ficobilisomas CianobacteriasFicobiliproteínas phycobiliproteins
Pigmentos para captación de luz
Clorosomas Bacterias verdes lípidos y proteinas y bacterioclorofila
Pigmentos para captación de luzy orientación
Presentación de Ag Endocitosis
E.coli enteropatógena
E.coli
Virus de la estomatitis
Conformación de la molécula de la hemaglutinina del virus de la influenza
Picornavirus
Adherence and fusion mechanisms of HIV gp120/gp41.
Gal/GalNAc adherence lectin of Entamoeba histolytica.
The Gal/GalNAc lectin mediates parasite adherence and is required for contact-dependent killing of host cells
Model for the organization of P fimbriae subunits.
Identificar adhesinas en los MO
Desarrollo de ensayos que midan la adherencia a sustratos fisiológicos relevantes
Inhibir esa adherencia con azúcares o con fragmentos Fab de Ac directos contra el MO
Demostrar la actividad del receptor con el uso de adhesinas (putativas) y demostrar que el exceso de adhesinas bloquea la adherencia de MO intactos
Provocar la mutación del gen de la adhesina y demostrar que se produce un cambio en el fenotipo de la adherencia del MO
Identificar receptores en las células
Clases de receptores para las adhesinasde Mos y virus
Azúcares: ácido siálico (ortomixovirus), galactosa (Entamoeba histolytica); grupo P sanguíneo:E.coli uropatógena)Superfamilia de Inmunoglobulinas: ICAM-1(intercellular adhesion molecule): (rinovirus); CD4 (VIH)Factor de crecimiento o receptor de factor de crecimiento (EGF: epidermal growth factor): (vaccinia); IL-6(virus de la hepatitis B)Integrinas: VLA-2 (echovirus)Componentes de la matriz extracelular: laminina (Toxoplasma gondii); Fibronectina (Streptococcus)Proteínas de transporte: AA básicos y transportadores de fosfato (ciertos retrovirus)Receptores del Complemento: CR2 (virus Epstein-Barr)AC o Complemento dependientes que aumentan la adherencia: el virus del dengue rodeado de AC entra en los macrófagos, el virus del Epstein Barr pegado a la IgA ingresa vía receptor IgA
Clases de adhesinas de MO para los receptores celulares Lectinas: se unen al ácido siálico, a la galactosa Fimbrias Adhesinas no fimbriadas: Yersinia (Inv y Ail proteínas);
Bordetella pertussis (pertactina), Treponema pallidum-proteína que se une a la fibronectina
Lípidos: Streptococcus pyogenes con su ácido lipoteicoico se une sa la fibronectina
Glicosaminoglican: Chlamydia trachomatis (tiene una adhesina heparinsulfato like-glicosaminoglican)
Proteínas de la cápside viral: rinovirus Mecánicas: Giardia lamblia (gripping disk)
Puntos clave en la interacción MO- célula
Actividad proteolítica de la adhesina
Hipótesis del bolsillo (canyon hypothesis): postula que el sitio activo de las adhesinas para la interacción con el receptor podrá residir en un bolsillo Inaccesible en la adhesina
Actividad de la adhesina puede estar controlada en forma conformacional, especialmente en el caso de las adhesinas que funcionan como proteínas de fusión
La misma adhesina puede unirse a múltiples receptores
AC anti adhesinas pueden aumentar la infección por alteración de la interacciónadhesina-receptor
Terapia basada en las adhesinas
MO asociados al “biofilm” en materiales médicos