Géneros de bacterias que no toman la coloración de Gram: Mycobacterium, Chlamydia, Mycoplasma,Treponema Microbiología I PRIMERA CATEDRA

Transcripción

1 Géneros de bacterias que no toman la coloración de Gram: Mycobacterium, Chlamydia, Mycoplasma,Treponema Microbiología I PRIMERA CATEDRA Departamento de Microbiología, Parasitología e Inmunología

2 Género Mycobacterium Géneros Treponema y Leptospira Género Mycoplasma Géneros Chlamydia y Chlamydophila Tuberculosis Micobacteriosis Lepra Sífilis Leptospirosis Neumonía ITS Tracoma ITS Linfogranuloma Neumonía Psitacosis Mycobacterium tuberculosis Mycobacterium bovis Otras 3 especies Especies de crecimiento rápido (avium-intracellulare, marinum, etc) Especies de crecimiento lento (fortuitum, chelonae) Mycobacterium leprae Treponema pallidum Leptospira interrogans Mycoplasma pneumoniae Mycoplasma hominis Otras especies de Mycoplasma Ureaplasma urealyticulm Chlamydia trachomatis Chlamydophila pneumoniae Chlamydophila psittaci

3 Objetivos de la clase Describir las principales especies de los géneros Mycobacterium, Mycoplasma, Chlamydia, Chlamydophila, Treponema y Leptospira. Reconocer las principales estrategias que utilizan las bacterias de los géneros Mycobacterium, Mycoplasma, Chlamydia, Chlamydophila, Treponema y Leptospira para causar enfermedad. Proveer el contexto dentro del cual se inscribe el conocimiento de los mecanismos de patogenia para el hombre de estas bacterias. Departamento de Microbiología, Parasitología e Inmunología, Facultad de Medicina, UBA

4 Mycobacterium: morfología y tinción Más de 130 especies M. tuberculosis descubierto por Robert Koch en 1882 Bacilos inmóviles, delgados, rectos o ligeramente curvos No presentan cápsula ni esporas Envolturas contienen alta proporción de lípidos (60% en peso) Bacilo ácido-alcohol resistentes (tinción de Ziehl-Neelsen) (BAAR)

5 Mycobacterium: cultivo e inactivación Aerobias estrictas Requerimientos nutricionales diversos Crecen lentamente en medios selectivos sólidos (tiempo medio de generación de 12 a 24 horas) Las especies patógenas crecen mejor a 37 o C Mycobacterium leprae no es cultivable in vitro

6 Mycobacterium: resistencia a agentes físicos Resisten ácidos, álcalis y a la mayoría de los desinfectantes. Inactivados por formaldehído, glutaraldehído, fenol, etanol al 70% y parcialmente por hipocloritos Resisten la desecación Son sensibles a la luz solar Departamento de Microbiología, Parasitología e Inmunología, Facultad de Medicina, UBA

7 Mycobacterium: envolturas Estructura de la pared semejante a las Gram (+) Pared celular con alto contenido lipídico (60% de su peso seco) Contenido proteico de la pared aprox. 15% (dan origen al PPD de M. tuberculosis) Comparar con Staphylococcus 1) Lípidos exteriores 2) Acido micólico 9 3) Arbinogalactano 4) Peptidoglicano 5) Membrana citoplásmica 6) Lipoarabinomanano (LAM) 7) Fosfatidilinositol-manósido 8) Esqueleto de la pared celular 9) Proteínas de la pared Mycobacterium 9

8 Macrófago Endocitosis MASP-1 MASP-2 TLR2 (LAM) Señales (NF-κB) RRPs Activación sistema del C Secretados: MBL (lectina de unión a manosa) Endocíticos: RM (receptor de manosa) De señalización: TLRs LAM (manosa) (PAMP) M. tuberculosis Núcleo Citocinas Quimiocinas Otros (TGFα) Lipoarábidomanano (LAM) ManLAM (anti-inflamatorio) Presente en micobacterias patógenas PILAM (inflamatorio; en no patógenas) CheLAM (inflamatorio)

9 Núcleo Mycobacterium: eventos intracelulares X X Fagosoma Macrófago Amoníaco (NH 3 ) producido por acción de ureasa, arginasa, glutaminasa y asparaginasa Sulfátidos Lisosomas ( EEA1: Ag endosomal específico) M. tuberculosis

10 M. tuberculosis: otros factores de virulencia y patogénesis Factor cuerda (dimicolato de 6,6'-trehalosa) Presente en micobacterias patógenas Inductor de la producción de citoquinas Intensa actividad proinflamatoria Potente inductor de granuloma Inhibe la fusión de vesículas intracelulares Las micobacterias no producen exotoxinas

11 M. tuberculosis: enfermedad de larga evolución Evasión El huésped se daña a si mismo Respuesta inmune adaptativa contra antígenos micobacterianos Hipersensiblidad del tipo IV (retardada) Estadío III tardío

12 Th1 Th2 Factor es que alteran el equilibrio: Cantidad de antígeno Virulencia de la cepa bacteriana Estado inmunitario del huésped (enfermedades de base) Otros Equilibrio inmune en la tuberculosis IFN- IL4 IL-10 Inmunidad defensiva Hipersensibilidad Departamento de Microbiología, Parasitología e Inmunología, Facultad de Medicina, UBA

13 Micobacterias tuberculosas y tuberculosis (TB) Mycobacterium tuberculosis Mycobacterium bovis Mycobacterium africanum Mycobacterium canetti Mycobacterium microti Enfermedad crónica, ampliamente diseminada Incidencia anual mundial: 8-12 millones Prevalencia mundial: 20 millones Muertes por TB: 3 millones al año De a millones de infectados Argentina: 12 a nuevos casos al año 50% de los casos en área metropolitana Bs. As. Co-infección con VIH. Hacinamiento M. bovis: <1% de los casos de TB pulmonar

14 Micobacterias tuberculosas y tuberculosis (TB) Transmisión aerógena (la más frecuente) Muy baja dosis infectante (aprox. 10 bacterias) No existen portadores sanos de M. tuberculosis M. tuberculosis: reservorio humano M. bovis: reservorio bovino

15 Micobacterias no tuberculosas Causan micobacteriosis (muy frecuentemente pulmonares) Estructura similar a la de M. tuberculosis Diferenciables por velocidad de crecimiento y pigmentación (antigua clasificación de Runyon) Crecimiento lento: oacromógenas (no pigmentadas): avium-intracellulare, terrae, etc. opigmentadas: Fotocromógenas (por exposición a la luz) (marinum, simiae, etc.) Escotocromógenas (en ausencia de luz) (scrofulaceum, xenopi, etc.) Crecimiento rápido (fortuitum, chelonae, etc) (siempre mucho más lento que la mayoría de las bacterias) Menos virulentas que M. tuberculosis Oportunistas Coinfección con HIV

16 Mycobacterium leprae y lepra (Enfermedad de Hansen) Bacilo alcohol-ácido resistente M. leprae no crece en medios de cultivo Infección crónica de la piel, membranas mucosas, nervios periféricos, sistema respiratorio superior. Período de incubación prolongado (hasta 30 años, promedio 5-7 años) Area endémica: Chaco, Santa Fe, Formosa, Buenos Aires, Corrientes, Entre Ríos, Misiones. Incidencia: de 400 a 500 nuevos casos por año Prevalencia: entre 1,5 a 2 por cada habitantes en el área endémica

17 Tipos de lepra: Clasificación de Ridley y Jopling (1966) Tuberculoide (LT) Borderline (BB) Lepromatosa (LL) Borderline tuberculoide (BT) Borderline lepromatosa (BL) Manifestaciones clínicas: varían ampliamente entre dos formas polares Espectro clínico refleja el grado de IMC a M. leprae BACILOS EN LAS LESIONES INMUNIDAD CELULAR MAGNITUD DE LAS LESIONES CUTANEAS ANTICUERPOS

18 Bacterias con morfología espiralada Géneros con importancia médica: Treponema, Borrelia, Leptospira Especies con importancia médica en Argentina: Treponema pallidum subesp. pallidum (sífilis) Leptospira interrogans (leptospirosis) Leptospira Otras con importancia médica (fuera de Argentina): Treponema pallidum subesp. epidemicum (bejel) Treponema pallidum subesp. pertenue (pian) Treponema carateum (pinta) Borrelia recurrentis y otras spp. (fiebre recurrente) Borrelia burgdorferi (enfermedad de Lyme) (?) Treponema Borrelia 1 m 1 m 1 m

19 Treponema pallidum: características Morfología helicoidal característica Muy finas, no toman la tinción de gram Móviles Contraste de fase Impregnación argéntica Inmunofluorescencia Metabolismo aerobio No pueden cultivarse en medios bacteriológicos Propagación en testículo de conejo Muy sensibles a antisépticos

20 T. pallidum: esquema de sus envolturas Ca Anf Ext Me Lip Par Cel Me Cit Pe Muc Los endoflagelos proporcionan un endoesqueleto

21 Virulencia de Treponema pallidum Alta motilidad Lipopolisacárido con muy baja actividad endotóxica No produce exotoxinas Produce hialuronidasa Adhesina apical: unión a fibronectina (expresión de ICAM-1 y adherencia de monocitos por CD43) Adherencia íntima de membranas celulares y envolturas del treponema Evasion de los mecanismos de defensa innata y adaptativa por enmascaramiento con: - fosfolípidos de huésped - proteínas del huésped Anticuerpos contra lípidos del huésped Endoarteritis obliterativa

22 Tiempo Sífilis: formación del chancro de inoculación 0 días Penetración Multiplicación Diseminación 3-90 días Media 30 días Daño (chancro) (sífilis primaria) Generación de anticuerpos: Contra antígenos proteicos (Ac treponémicos) Contra antígenos lipídicos (Ac no treponémicos)

23 Chancro de inoculación (sífilis primaria) Posteriormente sífilis secundaria y sífilis terciaria

24 Leptospira interrogans y leptospirosis Enfermedad zoonótica más ampliamente distribuida en el mundo y quizás la más prevalente. Enfermedad infecciosa emergente, según la OMS: recientes brotes en Nicaragua, Brasil, India, Malasia y EEUU. América Central y Sudamérica: brotes durante inundaciones por lluvias asociadas al fenómeno de la corriente de El Niño. Argentina: 50/100 casos esporádicos/año.

25 Leptospira interrogans y leptospirosis Aerobias estrictas Crecen en medios enriquecidos (Fletcher) Crecimiento lento (hasta 12 semanas) Temperatura óptima de desarrollo: o C Sobrevive varios días en agua a ph > 7 Pierden viabilidad en medios ácidos Sensibles a la desecación Sensibles a muchos desinfectantes Doce 12 especies y 7 genomoespecies Leptospira interrogans: especie prevalente en el hombre Especies y genomoespecies subclasificadas en serogrupos y serovariedades (>260)

26 Leptospira interrogans y leptospirosis Puertas de entrada más comunes: abrasiones cutáneas conjuntiva No se transmite por contacto interhumano Reservorio: aguas contaminadas con orina de animales enfermos huéspedes permanentes: roedores huéspedes accidentales: hombre, perro, animales de granja.

27 Leptospira interrogans y leptospirosis Fase I: aguda o septicémica. 1 a semana: fiebre alta ondulante, cefalea, mialgias, inyección conjuntival. Existe leptospiremia. Fase II: fase secundaria o inmunitaria. 2 a semana: complicaciones asociadas a la localización primaria de las leptospiras: vasculitis, infiltrados inflamatorios y daño endotelial (depósito de inmunocomplejos/ acción de LPS?). Nefropatía severa con insuficiencia renal. Existe leptospiruria.

28 Géneros Mycoplasma y Ureaplasma Especies bacterianas más pequeñas con capacidad de replicación Genoma bacteriano pequeño (economía de genes)(58kb el más pequeño) Parentesco lejano con los Clostridium. Requerimientos nutricionales complejos (nucleótidos, aminoácidos, fosfolípidos, colesterol) Crecen lentamente en medios semisólidos (tiempo medio de generación de 1 a 6 hs) Anaerobios facultativos

29 Géneros Mycoplasma y Ureaplasma Atraviesan los filtros de esterilización Son pleomórficas: cocos (0,1-0,2 ) o bacilos (hasta 2 de largo) Sus envolturas contienen colesterol Carecen de pared bacteriana (no sintetizan peptidoglicano) Resistentes a antibióticos que interfieren con la formación de pared bacteriana

30 Mycoplasma pneumoniae: importancia médica Mycoplasma pneumoniae: Reservorio humano exclusivo Diseminación por aerosoles Dosis infectante muy baja Factor de riesgo: hacinamiento Neumonía (atípica) en huéspedes de la comunidad Grupo etario más afectado: 5-19 años Daño epitelial respiratorio Bacteria cultivable, lento desarrollo Departamento de Microbiología, Parasitología e Inmunología, Facultad de Medicina, UBA

31 Mycoplasma pneumoniae: organela de adherencia Formada por una red de proteínas que interaccionan entre si: Adhesinas (P1 y P30) y proteinas accesorias (HMW1, HMW2, A, B, C) que mantienen la distribución adecuada y disposición de las adhesinas Organela de adherencia Citoesqueleto Cuerpo Cola

32 Mycoplasma pneumoniae: adherencia íntima al epitelio respiratorio cilia Infección respiratoria baja Adhesina en posición apical Unión intima entre envoltura del micoplasma y las membranas celulares Intercambio de proteinas entre envolturas y membranas Daño oxidativo Homología entre proteínas del citoesqueleto y proteinas del huésped (miosina, fibrinógeno, queratina) Seroconversión contra proteínas del huésped Variación antigénica de lipoproteínas de membrana del micoplasma Desórdenes autoinmunes Manifestaciones extrapulmonares: exantemas y anomalías cardíacas Inmunosupresión transitoria Epitelio Traqueal Membrana celular del micoplasma Ribosomas Nucleoide Microvellosidad Membrana de la célula epitelial Proteína P1 de la organela de adhesión

33 Géneros Mycoplasma y Ureaplasma: importancia médica Mycoplasma hominis: presente como comensal en el tracto genital de aprox. 15% de hombres y mujeres sexualmente activos Ureaplasma urealyticum: coloniza el tracto genital de aprox. 60% de mujeres sexualmente activas asintomáticas y la uretra del 5 al 20% de los hombres asintomáticos sexualmente activos. Mycoplasma genitalium: no forma parte de la flora normal Patología U. urealyticum M. hominis M. genitalium Uretritis no gonocóccica Prostatitis +/- - +/- Epididimitis +/- - - Vaginosis (G. vaginalis) +/- +/- - Cervicitis Enf. Inflam. Pélvica Infertilidad +/- - +/- Transmisión vertical de U. urealyticum y M. hominis Ascendente: infección intrauterina y fetal (pulmón) Hematógena: corioamnionitis y neumonía del feto Perinatal: pueden causar neumonía y meningitis Trastornos de la inmunidad y otras complicaciones (artritis destructiva)

34 Chlamydia y Chlamydophila: taxonomía

35 Géneros Chlamydia y Chlamydophila Metabólicamente dependientes Carecen de citocromos, no pueden sintetizar ATP Parasitismo energético Bacterias intracelulares obligadas Departamento de Microbiología, Parasitología e Inmunología, Facultad de Medicina, UBA

36 Géneros Chlamydia y Chlamydophila Ciclo de replicación complejo con dos estadios: Cuerpo elemental (infeccioso): metabolicamente inactivo, pequeño, extracelular, no se replica, contenido ARN/ADN 1:1. Cuerpo reticulado (replicativo): metabolicamente activo, mayor tamaño, intracelular, replica por fisión binaria, contenido ARN/ADN 3:1. Cuerpo elemental (CE) Célula epitelial Núcleo Inclusión Cuerpo reticulado (CR) en replicación Horas Cuerpo reticulado (CR)

37 MOMP MOMP Envolturas de Chlamydia y Chlamydophila Envolturas semejantes a gram (-), pero carecen de peptidoglicano LPS de muy baja toxicidad, común a todos los géneros MOMP (proteína principal de la membrana externa) Funcionalmente activa: actividad de porina Se unen a receptores de manosa y a heparina en la célula huésped Importante componente estructural de la membrana externa Definen las variantes serológicas (19 serovars) en C. trachomatis Interlazada con proteínas ricas en cisteína por puentes disulfuro para formar el complejo supermolecular OmcA y OmcB: proteínas de expresión tardía, interlazan MOMPs LPS Membrana externa OmcA OmcB Proteínas ricas en cisteína Espacio periplásmico Membrana citoplásmica

38 Géneros Chlamydia y Chlamydophila OmcB con alto entrecruzamiento. Con las MOMPs forma el complejo supermolecular a través de puentes disulfuro entre MOMP y OmcA Confiere estabilidad al CE en el medio extracelular (alta rigidez estructural) La MOMP es menos funcional Cuerpo elemental (CE) Célula epitelial Núcleo Inclusión Inhibición de la fusión de los lisosomas y endosomas, alteración de señales Horas Síntesis tardía de OmcA Cuerpo reticulado (CR) Modificación del entorno intracelular (diversas proteínas) Escasa OmcA, mayor funcionalidad de MOPM Síntesis de MOMP

39 Chlamydia trachomatis: biovars y serovars Tres biovariedades (se diferencian por el tropismo a tejidos): (biovar pneumonitis en ratón) biovar linfogranuloma venereo (LGV) biovar tracoma MOMPs definen 19 serovariedades Biovar LGV: 4 serovars (L1, L2, L2a y L3) Biovar tracoma: 15 serovars (A, B, Ba, C, D-K, Da, Ia y Ja) Biovar LGV: C. trachomatis L1-L3: linfogranuloma venéreo (ITS) (1) Biovar tracoma: C. trachomatis D- K: infecciones genitales: uretritis (2) y cervicitis (3), conjuntivitis e infecciones respiratorias en neonatos C. trachomatis A-C: Tracoma (endémico) (4)

40 C. trachomatis D- K: infecciones genitales y transmisión vertical (perinatal) En el hombre: Sindromes clínicos: uretritis (30-50% de todas las uretritis no gonocóccicas), epididimitis, proctitis, conjuntivitis Complicaciones: infertilidad, Síndrome de Reiter (uretritis, conjuntivitis, poliartritis, lesiones mucocutáneas) En la mujer: Sindromes clínicos: uretritis, cervicitis, bartolinitis, conjuntivitis Complicaciones: embarazo ectópico, infertilidad (10% después de un episodio, 30% después de 2, >50% después de 3), enfermedad inflamatoria pélvica (salpingitis, endometritis), diseminación sistémica: perihepatitis, artritis, dermatitis. En el recién nacido: Sindromes clínicos: conjuntivitis Complicaciones: neumonitis intersticial

41 Chlamydophila pneumoniae: importancia médica Una única serovar Reservorio humano exclusivamente (5% portadores sanos) Transmisión persona a persona por aerosoles Período de incubación de varias semanas Causa 8% de todas las neumonías atípicas en la comunidad, generalmente autolimitadas Asociada a enfermedades crónicas: asma intrínseca, sarcoidosis, arterioesclerosis y enfermedad de Alzheimer. Chlamydophila psittaci Ocho serovars (A: aves y humanos; CyD: hombre) Enfermedad infecciosa zoonótica: psitacosis. Enfermedad ocupacional Transmisión aerógena Período de incubación de varias semanas Neumonía atípica, luego diseminación sanguínea

42 Muchas gracias! Bibliografía de respaldo: no reemplaza los contenidos de la clase. Murray PR y col. Microbiología Médica, Ed. Elsevier-Mosby, 6ª ed., Basualdo JA y col. Microbiología Biomédica. Ed. Atlante, Sordelli DO y col. Bacteriología Médica. Ed. La Librería de las Ciencias, 2006.