UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO
FACULTAD DE CIENCIAS BIOLÓGICAS- MICROBIOLOGÍA MICROBIOLOGÍA Y PARASITOLOGÍA TEMA:
FAMILIA AEROMONADACEA CURSO:
BACTERIOLOGÍA PROFESORA:
M. Sc. OLGA FRANCIA ARANA
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Contenido FAMILIA AEROMONADACEAE………………………………………………………3 I.INTRODUCCION……………………………………………………………………….3 II.CARACTERISTICAS GENERALES DE LA FAMILIA…………………………...4 III.CLASIFICACION…………………………………………………………………….5 IV.GENERO AEROMONAS…………………………………………………………….6
Morfología y estructura:…………………………………………………………6
Características de su cultivo……………………………………………………...7
Condiciones de crecimiento………………………………………………………………………..8
Metabolismo……………………………………………………………................9
Factores de Virulencia……………………………………………………………10
Lipopolisacárido…………………………………………………………………..10
Cápsula…………………………………………………………………………….11
Lamina S………………………………………………………………………......12
Adhesinas………………………………………………………………………….13
Flagelos…………………………………………………………………………….14
Sistemas de captación de Hierro…………………………………………............15
Secreción de exotoxinas…………………………………………………………..16
Hemolisinas………………………………………………………………………..17
Toxinas asociadas al sistema de secreción tipo III (T3SS)………… ..................18
BIBLIOGRAFIA………………………………………………………………………….19
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FAMILIA AEROMONADACEAE AEROMONADACEAE I. INTRODUCCIÓN •
La taxonomía del género Aeromonas es compleja y ha experimentado cambios continuos.
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En 1891, Sanarelli realizó lo que se considera la primera descripción de un aislamiento de Aeromonas con el nombre de Bacillus Bacillus hydrophilus fuscus, a partir de una rana infectada.
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Posteriormente, varios autores describieron cepas similares aisladas de diferentes animales y su nomenclatura fue cambiando progresivamente.
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En 1936, Kluyver y van Neil propusieron su asignación a un nuevo género, Aeromonas, Aeromonas, nombre que deriva de las palabras griegas griegas aer, que significa aire o gas, y monas, que significa unidad, es decir, unidades productoras de gas.
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Aunque durante muchos años fue clasificado dentro de la familia Vibrionaceae, Vibrionaceae, junto con los géneros Vibrio, Photobacterium Photobacterium y Plesiomonas, Plesiomonas, investigaciones investigaciones filogenéticas filogenéticas posteriores posteriores indicaron indicaron que debería formar parte de una familia propia: Aeromonadaceae.
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En la primera edición del Manual de Bergey de Bacteriología Sistemática, el género
se dividió en dos grupos principales: uno constituido por las especies psicrófilas psicrófilas e salmonicida; y otro otro por por las las espe especi ciees mesófi inmóviles: A. salmonicida mesófilas las y móvile móviless: A. hydrophila, A. caviae y A. sobria sobria.
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II. CARACTERISTICAS GENERALES DE LA FAMILIA •
El orden Aeromonadales Aeromonadales contiene una sola familia, Aeromonadace Aeromonadaceae ae, con Aeromonas Aeromonas como genero tipo.
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Son bacilos Gram-negativos, rectas, rígidos, no generadoras de esporas. esporas.
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Se las encuentra aisladas, ocasionalmente en pares, o formando cadenas cortas.
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Anaerobias facultativas, y quimiorganotróficas.
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Oxidasa positivo con raras excepciones (Tolumonas) y catalasa positiva.
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Motilidad por medio de flagelos polares con una cierta evidencia de flagelos laterales; algunas especies son consideradas no móviles A. (A. salmonicida salmonicida y A. media media).
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La mayoría de las especies son mesofilicas, pero si existen especies psicrofilicas. Oceanimonas requiere NaCl. NaCl.
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Metabolismo Fermentativo u Oxidativo con oxígeno como aceptador universal del electrón.
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Reduce los nitratos, pero no los desnitrifica. Se utiliza sales del amonio por la mayoría de los aislantes como fuente única del nitrógeno.
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Principalmente habitan en ambientes de agua dulce, marinas, y especialmente de estuarios, asociados a menudo a los animales acuáticos.
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Algunas ciertas especies son patógenos oportunistas en seres humanos, así como una variedad de otros animales e invertebrados de sangre caliente y sangre fría.Los patógenos patógenos más destacados destacados son Aeromonas Aeromonas hydrophila, hydrophila, Aeromonas Aeromonas caviae y Aeromonas Aeromonas veronii veronii biovariante biovariante sobria. sobria.
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Las dos principales enfermedades asociadas a Aerom gastroent roenterit eritis is y la Aeromonas onas son la gast infección de heridas (con o sin bacteriemia).
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Aeromonas Aerom onas es re resi sist sten ente te a la lass pe peni nici cili lina nas, s, la ma mayo yorí ríaa de ce cefa falo losp spor orin inas as y a
eritromicina. •
El mol% mol% G - C del DNA es: 57–63%.
III. III.. CLASIFICACIÒN:
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Según el Manual Determinativo de Bergey : •
Grupo 5: Bacilos Anaerobios Facultativos Gram negativos
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Subgrupo 2: Familia Vibrionaceae
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Género: Aeromonas
Según el Manual Sistemático Bacteriológico de Bergey : •
Dominio : Bacteria
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Phylum B XII : Proteobacteria
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Clase III : Gammaproteobacteria
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Orden XII : Aeromonadales
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Familia I : Aeromonadaceae
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Género I : Aeromonas
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Especie : Aeromonas Aeromonas hydrophi hydrophila la A. allosacchar allosaccharophila ophila A. bestiarum bestiarum A. caviae A. culicicola A. encheleia encheleia A. enteropelog enteropelogenes enes A. eucrenophila eucrenophila A. ichthiosmi ichthiosmia a A. jandaei jandaei A. media media A. popoffii popoffii A. punctata punctata A. salmonicid salmonicida a A. schubertii schubertii A. sobria sobria A. simiae simiae A. trota trota A. veronii
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Género II : Oceanimonas
Especie : O. doudoroffii O. baumannii •
Género III : Oceanisphaera
Especie : Oceanisphaera litoralis •
Género IV : Tolumonas
Especie : Tolumonas auensis
IV. GENERO AEROMONAS
Características generales: Morfología y estructura: •
Son células rectas cocobacilares a bacilares, con extremos redondeados.
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Gram-negativos. No generadoras generadoras de esporas. esporas. Su Su tamaño va desde 0.3– 1.0 x 1.0–3.5 μm.
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Se las las pue puede de encont encontrar rar aisla aisladas das,, en pares o formando formando cadenas cadenas cortas.
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En su mayoría, móviles por flagelación polar, a excepción de A.salmonicida A.salmonicida y A. media. media.
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Características de su cultivo:
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El género Aeromonas Aeromonas tradicionalmente se ha divi dividi dido do en dos dos grand randes es gru grupos pos de especies, es decir, móviles versus especies no móvil móviles es y mesóf mesófil ilas as versu versuss espec especie iess psicrofilicas. psicrofilicas.
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Colonias Colonias mesófilas móviles son de 1-3mm en diám diámet etro ro,, lisa lisa,, circ circul ular ares es,, conv convex exo, o, tran transl slúc úcid ido, o, y blan blanco co gris grisác ácea ea con con una una consistencia consistencia mantecosa después 24–48 h de incubación 35 °C. Apariencia física: Agar sangre con ampicilina
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Las Las colo coloni nias as más más ant antigua iguass pued pueden en desarrollar desarrollar un matiz verdoso, similar a lo visto con ciertas especies de Vibrio y un olor bastante fuerte. Las Las cepa cepass de A. media cepas cepas pued pueden en producir un pigmento pigmento marrón difusa sobre agar tripticasa soja (TSA). Colo C oloni nias as psic psicro rofi fillicas icas no móvil óviles es,, subespecies de A. salmonicida salmonicida son del tamaño de una punta de alfiler después de 18–24 h a 20–22 °C, pero después de 4 días días de incu incuba baci ción ón son son circ circul ular ares es,, convexo, bordes enteros, de 1 – 2 mm de diámetro.
B-hemólisis de A.hydrophila
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Varias de las subespecies A. salmonicida producen un pigmento marrón, difuso después 5 días, especialmente en medios de cultivo que contienen tirosina. La La presencia de encapsulación notoria entre varias de las especies da como resultado la apariencia perlada a las colonias mucoides Existe Existe variabilidad en la producción hemolisinas tanto dentro como entre las especies. Así como diferencias en la presencia o tipo de hemólisis según el tipo de células rojas utilizadas. En un estudio de eritrocitos, de nueve especies de animales probados, el medio de agar sangre más sensible lo tuvo los eritrocitos del ratón, y los eritrocitos de la oveja estaban entre los menos sensible para la detección de β -hemólisis. A.hydrophila A.hydrophila y A. veronii veronii son dos de las especies más comúnmente aisladas son fuertemente β -hemolíticas en agar sangre de oveja. Esta β -hemólisis pueden ser una zona amplia, una doble zona de hemólisis parcial, o una zona estrecha de β -hemólisis justo por debajo del borde de Colonia. Muchos Muchos aislamie aislamientos ntos de A. caviae son parcial parcialment mentee hemolí hemolítica ticas, s, mostrando mostrando αhemólisis, pero también puede mostrar estrechas zonas de β -hemólisis. Sobre Agar MacConkey, la mayoría de las especies mesófilas crecen como no fermentadoras de lactosa, pero un buen número de aislamientos de A. caviae puede ferme fermenta ntarr lact lactosa osa.. Esto Esto pue puede de llev llevar ar a confu confusió siónn cuand cuandoo se hace hace prueb pruebas as para para coliformes de fuentes de agua, que son también a la lactosa fermentadores.
Condiciones De Crecimiento • •
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Las aeromonas crecen en una gama amplia de temperatura 0–45°C. Las cepas mesófilas crecen entre 10 y 42 °C, la temperatura óptima es 22–37°C dependiendo de la cepa. Aunque estudios anteriores informaron que 28°C es la temperatura óptima para a aeromonas móviles. Las cepas psicrofílicas en la subespecie de A. salmonicida salmonicida crece a temperaturas generalmente desde 2 hasta 30°C. Aislamientos clínicos son generalmente incubados a 37°C, y aislamientos ambientales son incubados a menudo a 22–30°C, así que las comparaciones entre laboratorios de las reacciones bioquímicas son difíciles de hacer. Algunas cepas mesófilas parecen ser bioquímicamente más activas a 22°C que a 37°C. Hay incluso casos de algunas pruebas bioquímicas en que los resultados son muy diferentes a las dos diferentes temperaturas para la misma cepa. En medio de infusión de cerebro – corazón a 28°C, el rango de crecimiento para A. hydrophila es de entre 4,5 y 9.0 pH y 0–4 % NaCl. Incapaces para crecer en caldo con cloruro de sodio al 6,5 %.
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Metabolismo • •
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Aeromonas son anaerobias facultativas. Capaces de fermentar tanto la glucosa como numerosos carbohidratos con producción de ácidos y, frecuentemente, gas. Reductores de nitratos a nitritos (aunque no tienen actividad desnitrificante) Son oxidasa y catalasa positivo. Son enzimaticamente muy activas. Ellos han reportado la producción de amilasa amilasa,, DN DNasa, asa, quitinas quitinasa, a, elastas elastasa, a, esteras esterasas, as, peptidas peptidasas, as, arilami arilamidasa dasass y otras otras enzimas hidroliticas. Son resistentes al agente vibriostático O/129 (2,4-diamino-6,7-diisopropilpteridina). Numerosos Numerosos estudios bioquímicos bioquímicos a gran escala fenotípicas sobre Aeromonas Aeromonas han sido publicados. publicados. Ambos Ambos aeromonas aeromonas móviles móviles y no moviles moviles Utilizan otros carbohidratos además de glucosa.
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FACTORES DE VIRULENCIA •
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La virulencia, en este género, es dependiente de la cepa bacteriana, de la ruta de infección y del animal utilizado como modelo. Los Los prin princi cipa pale less fact factor ores es de viru virule lenc ncia ia desc descri rito toss en Ae Aero romo mona nass spp, spp, son son el : lipo lipopo poli lisa sacá cári rido do,, la cáps cápsul ula, a, la lámi lámina na S, las las fimb fimbri rias as y otra otrass adhe adhesi sina nass no filamentosas, la flagelación polar y lateral, los sistemas de captación de hierro, el sistema de secreción de tipo III y la secreción de otras exotoxinas y enzimas extracelulares.
LIPOPOLISACARIDO •
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El El lipopolisacárido (LPS), también conocido como endotoxina, es una molécula gluco glucoli lipíd pídica ica que repre represen senta ta la estru estructu ctura ra mayo mayorit ritari ariaa de la cara cara exte externa rna de la membrana externa de la mayoría de las bacterias Gram negativas.
Las moléculas de LPS extraídas a partir de un mismo cultivo celular muestran heterogeneidad en sus tamaños. LPS que presentan el antígeno O unido al núcleo, con diversas longitudes de cadena, conocidas como LPS de tipo S (Smooth). Sin embargo, también se pueden encontrar algunas moléculas que sólo contienen el lípido A y el núcleo, completo o truncado, denominadas LPS de tipo R (Rough). El LPS es un importante factor de virulencia en bacterias Gram negativas patógenas. Página 10
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Por un lado, el lípido A, la única región del LPS reconocida por el sistema inmune innato, es el responsable de la actividad actividad endotóxica del LPS (Rietschel et al., 1996) y puede llegar a provocar una importante importante inflamación inflamación sistémica conocida como shock séptico o endotoxemia. Por otro lado, la presencia de las cadenas polisacarídicas del antígeno O facilita el proceso inicial inicial de adhesión adhesión y colonización colonización de las las mucosas. Además, Además, actúa de barrera física impidiendo la correcta activación del complemento. El El antígeno O es la parte más externa, inmunogénica y variable del LPS. Se trata de un importante factor de virulencia que proporciona a la bacteria una capa super superfic ficial ial hidró hidrófil filaa que pue puede de enmasc enmascara ararr impor importa tante ntess epíto epítopos pos antig antigéni énico coss conservados de la membrana externa y que es capaz de conferir resistencia a la actividad bactericida del complemento. Por Por otro otro lado lado,, tamb tambié iénn se ha desc descri rito to,, el pape papell qu quee jueg juegaa como como adhe adhesi sina na y, consecuentemente, su importancia en la colonización de las mucosas del organismo hospedador. En A. hydrophila AH-3 (serotipo O:34), se han observado cambios en el LPS, como consecuencia de una adaptación térmica, que implican la presencia o ausencia de antígeno O. Las moléculas de LPS de las bacterias crecidas a 20ºC, o a 37ºC y elevada osmolaridad, son de tipo S, mientras que las crecidas a 37ºC en condiciones de baja osmolaridad son de tipo R. Dentro Dentro de las Aeromonas mesófilas, se definieron 44 serotipos O , que fueron ampliados posteriormente a 97, entre los cuales, O:11, O:16 y O:34 destacan por su inci incide denc ncia ia en infe infecc ccio ione ness en huma humano noss y, junt juntoo con con el sero seroti tipo po O:18 O:18,, está estánn relacionados con más del 60% de los casos de septicemia. El El LPS de tipo S proporciona a las bacterias una mayor actividad hemolítica, un aumento de la virulencia en peces y ratones, un incremento de la adhesión a células epiteliales humanas y resistencia a la actividad bactericida del suero no inmune. El núcleo del LPS es un oligosacárido heterogéneo unido al lípido A en la posición 6’. En bacterias que producen LPS de tipo S, se encuentra dividido en dos regiones: el núcleo interno, próximo al lípido A, y el núcleo externo, donde normalmente se une el antígeno O.
CÁPSULA •
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La cápsula es una estructura polisacarídica que recubre la membrana externa de la bacteria. bacteria. Está altamente hidratada (aproximadamente, un 95% es agua) Se compone de repeticiones de monosacáridos unidos entre sí mediante enlaces glic glicos osíd ídic icos os,, dand dandoo luga lugarr a poli polisa sacá cári rido doss caps capsul ular ares es (CPS (CPS)) qu quee pued pueden en ser ser homopolímeros o heteropolímeros. Frecuentemente, esta estructura constituye la capa más externa de la célula y, como tal, participa en la interacción de la bacteria con el ambiente.
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Se ha descrito como un factor de virulencia importante importante en diversos patógenos, patógenos, ya que cont contrib ribuy uyee a la resis resiste tenci nciaa a la activi activida dadd bacte bacteric ricid idaa del del compl complem ement entoo y a la fagocitosis. •
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Favorece la adherencia a otras bacterias o tejidos del hospedador, y actúa como barrera frente frente a moléculas moléculas hidrofóbicas hidrofóbicas tóxicas. tóxicas. La cápsula puede impedir el acceso de los componentes del complemento a la superficie celular y, por otro lado, algunos CPS contienen componentes que inactivan al factor C3b, de manera que se impide la formación del complejo de ataque a la membrana. La cápsula, además, se ha utilizado para la clasificación dentro de un mismo género debido a sus propiedades antigénicas (antígenos K). salmonicida, se había documentado la capacidad de formar cápsula tanto in En A. salmonicida vitro (en un medio rico en glucosa) como in vivo, y el papel de esta estructura como factor de virulencia, ya que su presencia reducía la opsonización, impidiendo la fagocitosis, y favorecía la invasión en líneas celulares de peces.
LÁMINA S •
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La lámina S es una matriz proteica de naturaleza paracristalina, producida por una gran variedad de bacterias, que forma una envoltura externa a la pared celular. Debid De bidoo a su posic posició ión, n, cumpl cumplee disti distinta ntass funci funcione oness biol biológ ógica icas: s: está está impl implic icada ada en adhesión y protección frente a la fagocitosis. La lámina S de Aeromonas está constituida por subunidades de una única proteína que se autoensamblan de forma tetragonal y envuelven a la célula por completo, y constituye el antígeno superficial predominante de las células que la poseen. En A. salmonicida salmonicida, la lámina S facilita la unión a macrófagos, une porfirinas e inmunoglobulinas, protege de la acción de las proteasas, evita la activación del complemento y contribuye a la resistencia a la actividad bactericida del suero. Es capaz de unirse a una gran variedad de proteínas de la matriz extracelular, extracelular, como el colágeno IV y la laminina. La prese presenci nciaa de lámin láminaa S en las las Ae Aerom romona onass spp spp.. mesó mesófil filas as perte pertenec necien iente tess al incrementa la capacidad de adhesión de estas células, contribuyendo a la colonización de la mucosa intestinal. Adem Ad emás ás,, pare parece ce que que la lámi lámina na S prop propor orci cion onaa un unaa mayo mayorr resi resist steencia ncia a la opsonofagocitosis, hecho que podría facilitar la diseminación sistémica. Tanto en A. salmonicida salmonicida como en Aeromonas mesófilas, la pérdida de la lámina se ha asociado con la disminución de la virulencia. Hasta el momento, todas las cepas de Aeromonas que poseen lámina S tienen en común la presencia de un lipopolisacárido (LPS) que contiene polisacáridos O de longitud de cadena homogénea en su superficie celular, y este hecho ha llevado a especular sobre la posible implicación del LPS en la unión de la lámina a la superficie celular bacteriana.
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ADHESINAS •
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La capacidad de adhesión y colonización bacteriana de las mucosas es crítica para el desarrollo de la infección. Las Aeromonas Aeromonas spp. producen adhesinas que les permiten adherirse a receptores específicos que se encuentran en la superficie de células eucariotas. Muchos de estos receptores son carbohidratos que se expresan en eritrocitos. De manera que la hemoaglutinación se ha utilizado para la detección de adhesinas. Aunque no todas las adhesinas presentan la capacidad de hemoaglutinar. Se han descrito dos clases de adhesinas en Aeromonas, unas se han asociado con apéndices apéndices filame f ilamentosos ntosos (fimbrias o pili) y otras con proteínas de la membrana externa y otras estructuras.
Fimbrias o pili (adhesinas filamentosas) •
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Las Las fimbri fimbrias as son proye proyecc ccion iones es filam filament entosa osas, s, formad formadas as a parti partirr de subuni subunidad dades es proteicas proteicas denominadas denominadas pilinas, pilinas, que se encuentran encuentran en en lasuperficie lasuperficie bacteriana. bacteriana. En cepas aisladas, tanto clínicas como ambientales, de Aeromonas mesófilas, se han descr descrit itoo dos tipos tipos de fimbr fimbrias ias:: fimb Short/Rigid), fimbria riass corta cortass y rígi rígidas das (S/R, Short/Rigid), presentándose presentándose en un alto número por célula bacteriana; bacteriana; y fimbrias fimbrias largas y flexibles flexibles (L/W, Long/Wavy), que se encuentran en bajo número por célula. presentan una longitud de 0,6 a 2 μm, están altamente altamente distribuidas Las fimbrias S/R presentan entre las cepas ambientales. Es el tipo de fimbrias predominante entre las Aeromonas spp. que presentan una elevada cantidad de pili, como algunas cepas ambientales de A. veronii bv. Sobria. Pueden causar autoagregación de las bacterias, pero no hemoaglutinación, y no se unen a células intestinales En algunas cepas clínicas, este tipo de fimbrias se puede inducir bajo determinadas condiciones ambientales (22ºC, en medio líquido). Las fimbrias L/W se consideran hemoaglutininas. Son largas, finas (4-7 μm) y flexibles y son el tipo predominante en cepas aisladas a partir de heces, como las de A. veronii bv. sobria sobria que presentan un bajo número de pili (< 10 por célula). célula). El análisis de su secuencia aminoacídica indica que se corresponden con pili de tipo IV, reconocidos como estructuras importantes en la adhesión a células epiteliales y en la formación de “biofilms”, y relacionadas con el movimiento celular independiente de flagelo sobre superficies sólidas, conocido como twitching motility, actividades importantes en la colonización de las mucosas.
Adhesinas no filamentosas Página 13
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Las Aeromonas Aeromonas spp. presentan en su superficie otras estructuras no filamentosas que han sido consideradas adhesinas, como los monómeros monómeros constituyentes constituyentes de la lámina S, el lipopolisacárido y diferentes proteínas de membrana externa. Entre estas últimas, se ha descrito que las porinas podrían p odrían actuar como adhesinas tipo lectina para la unión de la bacteria a superficies ricas en carbohidratos, como los eritrocitos y, probablemente, las células del intestino humano. hydrophila, ha sido descrita una proteína de membrana externa (OMP) de 43 En A. hydrophila kDa con función adhesina, denominada Aha1p, y se ha planteado la posibilidad de utilizarla como vacuna en peces.
FLAGELO •
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El flage flagelo lo bacte bacteria riano no es un apéndi apéndice ce larg largoo (15-20 (15-20 um de longi longitu tud) d) y delga delgado do (aproximadamente, 20 nm de diámetro), de naturaleza proteica, con capacidad de rotación y que permite la propulsión de la célula. Las Aeromonas mesófilas expresan un único flagelo polar de manera constitutiva y, en un 50-60% de las cepas asociadas a procesos diarreicos, el crecimiento en superficies induce la expresión de flagelos laterales. Así, las cepas de A. hydrophila hydrophila y de A. caviae producen un único flagelo polar sin vaina cuando crecen en medio líquido, y múltiples flagelos laterales, además del flagelo polar, también sin vaina, cuando crecen en medio sólido. permite la movilidad movilidad por natación natación (swimming (swimming)) en ambientes ambientes líquidos líquidos El flagelo polar permite responsable bless de la movilid movilidad ad colonial colonial observada observada en Los flagelo flageloss lateral laterales es son responsa crec crecim imie ient ntos os en medi medios os sóli sólido doss o semi semisó sóli lido dos, s, cono conoci cida da como como swar swarmi ming ng (“enjambrado”). La natación y la quimiotaxis son importantes en el contacto inicial con las superficies, mientras que el swarming permite a las bacterias avanzar sobre las superficies y facilitar el proceso de colonización. En consecuencia, la presencia del flagelo y también su movilidad participan en las fases fases inicial iniciales es del proceso proceso de infecci infección, ón, entre las que cabe destacar destacar la adhesión adhesión a células eucariotas, la colonización del hospedador y la formación de “biofilms”. f lagelada da e inmóvil, inmóvil, aunque en A. salmonicida salmonicida ha sido definida como una especie no flagela crec crecim imie ient ntos os en medi medios os líqu líquid idos os con con elev elevad adaa visc viscos osid idad ad y a temp temper erat atur uras as supraóptimas (30 a 37ºC), se ha observado que un 1% de la población presenta movilidad mediante flagelación polar.
SISTEMAS DE CAPTACIÓN DE HIERRO
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Numerosos Numerosos ambientes ambientes contienen contienen una concentración concentración de hierro libre inferior a 1 μM, que es la cons consid ider erad adaa indis ndispe pens nsab ablle para para el cre crecimi cimien entto ópt óptimo imo de los microorganismos. La baja disponibilidad de hierro libre dificulta, pero no impide, el crecimiento y la patogenicidad patogenicidad bacteriana. bacteriana. Los microorganismos han desarrollado una serie de mecanismos que les permiten extraer el hierro del hospedador y de los polímeros insolubles del ambiente: las modificaciones reductivas del hierro, los sistemas de transporte de iones ferrosos o los sideróforos. Debido a la presencia de las proteínas de unión a hierro del hospedador, como por ejemplo la hemoglobina (con sus grupos hemo), la transferrina, la lactoferrina o la ferritina, el hierro se encuentra poco accesible in vivo. En suero, las concentraciones de hierro libre están muy lejos de los mínimos mínimos requeridos para el crecimiento crecimiento durante la infección de muchas bacterias. Por lo tanto, los mecanismos para la captación de hierro que presentan las bacterias se consideran esenciales para su crecimiento y para la virulencia durante una infección. Se conoc conocen en dos siste sistema mass de capta captació ciónn de hierro hierro en cepas cepas de Ae Aerom romona onas, s, uno dependiente y otro independiente de sideróforo. Los Los sider siderófo óforos ros son molé molécu cula lass de bajo bajo peso peso mole molecul cular ar que presen presenta tann grupo gruposs funcionales con elevada afinidad y especificidad por el ión férrico. férrico. Algunas Aeromonas spp. también podrían adquirir el hierro in vivo mediante la unión de receptores de la membrana bacteriana con proteínas secuestradoras de hierro del hospedador. La mayoría de Aeromonas mesófilas producen sideróforos: enterobactina o amonabactina. Ambos sideróforos son de tipo catecolato, ya que están formados por ácido 2,3dihidróxidobenzoico (2,3-DHB) conjugado con aminoácidos. De este modo, en Aeromonas spp. la biosíntesis de 2,3-DHB está codificada por dos agrupaciones agrupaciones génicas diferentes: la agrupación agrupación amo,presente en las cepas productoras productoras de amonabactina, y la agrupación aeb (Aeromonad Enterobactin Biosynthesis), propia de las productoras de enterobactina. Se ha demostrado la capacidad de la amonabactina amonabactina en la adquisición de hierro a partir de la transferrina y de la lactoferrina y, por lo tanto, su importante papel en la patogénesis. patogénesis. Los sistemas de captación de hierro mediante sideróforos se componen, también, de un aparato asociado a la célula responsable de procesar el sideróforo unido a hierro con la finalidad de entregarlo al metabolismo bacteriano.Este sistema incluye un receptor, específico para el sideróforo, unido a la membrana. En A. hydrophila hydrophila, se ha descrito un único receptor y transportador de hierro en la membrana externa de la bacteria, que es dependiente de amonabactina. El transporte implica un proceso de intercambio de ligando, o mecanismo lanzadera, que tiene lugar en la superficie celular cuando el ferri-sideróforo transfiere el átomo de hierro a un apo-sideróforo, libre de hierro, previamente unido al receptor. Además, el receptor de amonabactina de A. hydrophila hydrophila presenta baja especificidad, especificidad, con capacidad de transportar un amplio rango de sideróforos.
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Recientemente, ha sido descrita la agrupación génica implicada en la biosíntesis del sideróforo tipo catecolato de A. salmonicida producción es imprescindible imprescindible para salmonicida, cuya producción el crecimiento en condiciones limitantes de hierro, y que es capaz de obtenerlo de la transferrina.
SECRECIÓN DE EXOTOXINAS Y OTRAS ENZIMAS EXTRACELULARES • •
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Exotoxinas Se ha descrito que el género Aeromonas produce una gran variedad de exotoxinas. No obstante, no todas las cepas del género producen la totalidad totalidad de toxinas descritas y, aunque ciertas cepas posean los genes que codifican una toxina en concreto, éstos sólo se expresan en determinadas condiciones de crecimiento.
Enterotoxinas En Aeromonas spp., se han descrito dos tipos de enterotoxinas: Citotóxicas, que provocan importantes daños en el epitelio del intestino delgado, y citotónicas, que no producen degeneración del epitelio.
Enterotoxinas citotóxicas •
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Las enterotoxinas citotóxicas, también conocidas como enterotoxinas citolíticas, Bhemo hemoli lisi sinas nas o aerol aerolisi isinas nas,, pue puede denn lleg llegar ar a produc producir ir hemól hemólisi isis, s, citoto citotoxic xicida idadd y enterotoxicidad. Las cepas productoras se aíslan, frecuentemente, de enfermos diarreicos. Se sintetizan como preproproteínas preproproteínas que contienen una secuencia señal que se separa al atravesar la membrana. La proproteína inactiva pierde parte de su extremo C-terminal y, produciéndose su activación por proteólisis, es capaz de oligomerizar y formar poros en la membrana de la célula eucariota que pueden provocar un desequilibrio osmótico. A partir de A. hydrophila hydrophila, se purificó una hemolisina con actividad hemolítica, citotóxica y enterotóxica y capaz de provocar letalidad en ratones. Más tarde, dos grupos diferentes publicaron el clonaje de un gen aerolisina, aerA, a partir de A. trota y A. bestiarum bestiarum. Posteriormente, a partir de la cepa SSU de A. hydrophila, aislada de una muestra diarreica, fue purificada una nueva enterotoxina que pres presen enta taba ba acti activi vida dade dess simi simila lare ress a las las asoc asocia iada dass a las las citotóx citotóxica ica,, Act, que enterotoxinas descritas anteriormente. Estudios detallados de las funciones y estructuras de la aerolisina y la Act indicaron que que esta estaba bann ínti íntima mame ment ntee rela relaci cion onad adas as,, aunq aunque ue pres presen enta tann hete hetero roge gene neid idad ad amino aminoací acídi dica ca en algu algunas nas region regiones. es. Se ha demo demostr strad adoo la impor importa tanci nciaa de estas estas enterotoxinas en la patogénesis de enfermedades mediadas por Aeromonas. La aerolisina contiene dos lugares de unión a receptor, uno se une a proteínas ancl anclada adass al glic glicosi osil-f l-fos osfat fatidi idil-i l-ino nosit sitol ol y el otro, otro, a carboh carbohid idrat ratos os de super superfic ficie iess celulares.
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En este sentido, la aerolisina de A. bestiarum bestiarum puede unirse a la glicoforina glicoforina de la membrana de los eritrocitos, mientras que la Act no. Se han realizado estudios de las cascadas de señalización intracelular, inducidas por Act, que llevan a la producción de mediadores de la inflamación en macrófagos y en células epiteliales humanas. Además, se ha investigado el potencial papel de esta enterotoxina como inductora de la apoptosis.
Enterotoxinas citotónicas: •
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Las enterotoxinas citotónicas presentan un sistema de actuación similar al de la toxina colérica, aumentando los niveles de AMPc y prostaglandinas en las células del epitelio intestinal. En En el géner géneroo Ae Aerom romona onas, s, se han han descr descrit itoo dive diversa rsass enter enteroto otoxin xinas as que presen presenta tann diferentes pesos moleculares y una reactividad variable con la antitoxina colérica. Estas enterotoxinas se dividieron en dos tipos: termolábiles (56ºC durante 10 minutos) sin reactividad cruzada con la toxina colérica, y termoestables (100ºC durante 30 minutos) que reaccionan con la antitoxina colérica. La proteína Alt es una enterotoxina enterotoxina citotónica termolábil, termolábil, que fue purificada purificada a partir de A. hydrophila hydrophila y causa un incremento incremento de los niveles niveles de AMPc y de prostaglandinas en la mucosa intestinal de rata. En la misma cepa, fue identificada la enterotoxina citotóxica termoestable (56ºC durante 20 minutos) conocida como Ast y se ha demostrado, utilizando una rata como modelo animal, que provoca la secreción de fluido en el intestino delgado y un aumento de los niveles de AMPc en las células de la mucosa.
HEMOLISINAS •
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Las Aeromonas spp. producen al menos dos clases de hemolisinas: β- hemolisinas y α-hemolisinas. Además de la enterotoxina citotóxica con actividad β-hemolítica, las Aeromonas producen otras β-hemolisinas. β-hemolisinas. Provocan la formación formación de poros en las membranas membranas celu celula lares res produc producie iendo ndo una lisis lisis osmót osmótica ica y una destr destrucc ucció iónn comple completa ta de los los eritrocitos. Las β-hemolisinas son termolábiles (56ºC durante 5 minutos) y, generalmente, se forman durante la fase de crecimiento exponencial. Las α-hemolisinas producidas durante la fase estacionaria del crecimiento causan efectos citotóxicos reversibles y lisis incompleta de los eritrocitos, pero no se han relacionado con propiedades enterotoxigénicas.
OTRAS OTRAS ENZIMAS EXTRACELULARES
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Las Las cepa cepass de Ae Aero rom monas onas pued pueden en prod produc ucir ir un unaa gran gran vari varied edad ad de enzim nzimas as extracelulares como proteasas, lipasas, amilasas, quitinasas,nucleasas o gelatinasas, entre otras. Aunque en muchos casos su papel en la patogenicidad está todavía por determinar, representan un gran potencial en la adaptación a los cambios ambientales.
Proteasas •
Las proteasas pueden contribuir a la patogenicidad causando lesiones directas del tejido, potenciando la invasividad o mediante la activación proteolítica de toxinas. Además, también pueden contribuir al establecimiento de la infección ayudando a superar superar las defensas defensas del hospeda hospedador, dor, mediant mediantee inactiva inactivación ción del comple complement mento, o, y proporcionando proporcionando nutrientes nutrientes para la proliferación proliferación celular. celular.
Lipasas/Fosfolipasas •
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Muchas bacterias patógenas producen lipasas. En cepas de Aeromonas del serotipo O:34, se han descrito las fosfolipasas A1 y C. La fosfolipasa C muestra actividad lecitinasa y capacidad citotóxica, y se ha demostrado su papel como factor de virulencia. Las Aeromonas spp. también producen glicerofosfolípido colesterol aciltransferasas (GCAT), (GCAT), que funcionan como lipasas y pueden provocar lisis en eritrocitos eritrocitos mediante la digestión de sus membranas plasmáticas.
TOXINAS ASOCIADAS AL SISTEMA DE SECRECIÓN DE TIPO III •
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El El sistema de secreción de tipo III (T3SS) es un sistema de transporte de proteínas bacterianas, bacterianas, denominadas denominadas efectores, al citoplasma citoplasma de las células células hospedadoras. hospedadoras. Las moléculas efectoras llevan a cabo una amplia gama de actividades bioquímicas y modulan la función de moléculas reguladoras cruciales para la célula hospedadora, de manera que son capaces de alterar el citoesqueleto o interferir en las cascadas de señalización intracelular. Se han identificado cuatro proteínas efectoras de T3SS en A.salmonicida A.salmonicida, AexT, AopP, AopO y AopH. La proteína AexT es una que presenta actividad ADP-ribosiltransferasa y GAP (GTPase activating protein), AopP es miembro de la familia YopJ, un grupo de proteínas proteínas efectoras de T3SS que interfiere interfiere con vías de señalización señalización de proteínas proteínas quinasa activadas por mitógeno (MAPK) y/o con el factor nuclear kappa B (NFZB). Se ha demostrado que el T3SS es esencial, en A. salmonicida salmonicida, para establecer la infección sistémica en peces y que es importante en el proceso invasivo y de colonización. En A. hydrophila hydrophila AH-1, AH-3 y SSU, también se ha observado que es un factor importante para su patogenicidad, viéndose reducida su virulencia al inactivar algunos de los genes, tanto en modelos animales como en cultivos celulares.
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BIBLIOGRAFIA
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