Especificidad.Mecanismos de reconocimiento e invasin. Colonizacin y crecimiento.

Nature Reviews Immunology 4, 812-823 (October 2004)

www.kimicontrol.com/edu-e.html

Microorganismos y patogenia

Exposicin al patgeno

Adherencia a la piel o a la mucosa

Invasin a travs del epitelio

Dao tisular y enfermedad

Toxicidadlas toxinas afectan el entorno donde se producen y de forma

sistmica

Colonizacin y crecimiento Produccin de factores de virulencia

Invasividad tanto en el sitio de entrada como en

otros sitios

Nueva exposicin

Nueva exposicin en el sitio de entrada

La presencia de microorganismos en el hospedero no siempre produce enfermedad.

Vectores

Contacto

Vectores animados

InsectosAnimalesHumanos

Vectores inanimados

VientoAguaSecreciones

Un microorganismo patgeno es aqul que tiene la capacidad de producir enfermedad.

Los factores o determinantes de virulencia son caractersticas genticas, bioqumicas, estructurales de las bacterias que interactan con factores del hospedero y causan dao.

Cualquier bacteria puede ser patgena. Existen bacterias patgenasprimarias y organismos oportunistas, entre ellos algunos componentes de la microbiota normal.

http://www.facmed.unam.mx/deptos/microbiologia/bacteriologia/patogenicidad.php

Interaccin patognica entre hospedero y microorganismo

Infeccin La infeccin es la entrada, establecimiento y propagacin de un agente causal en otro organismo. No todos los organismos que colonizan una superficie corporal son capaces de invadir y daar los tejidos del hospedero.

La Infeccin puede adquirir varios grados:

Colonizacin: grado mnimo de infeccin. Las bacterias colonizan las mucosas y se multiplican sin que haya una respuesta clnica o inmune por parte del husped.

Infeccin inaparente: en la que el husped no muestra una respuesta clnica especfica, pero s se observa una respuesta inmune.

Enfermedad infecciosa: en la que se producen sntomas clnicos y respuesta inmune.

La presencia de signos y sntomas implica enfermedad.

Patogenicidad y virulencia se relacionan con la capacidad de un organismo para causar dao a un hospedero susceptible.

La patogenicidad se refiere a los mecanismos de infeccin y desarrollo de la enfermedad; la virulencia es la medida (grado) de patogenicidad.

Patogenicidad y virulencia

Factores de virulencia

Las fimbrias, promueven la colonizacin, ya que se adhieren a receptores en clulas y blanco e impiden la fagocitosis.

Las adhesinas, protenas estructurales diferentes a los pili, presentes en una gran proporcin de bacterias.

La cpsula, polmero extracelular, generalmente polisacrido, protege contra la fagocitosis.

El hierro es esencial tanto para bacterias como para el hospedero. Los microorganismos, entre otras estrategias, sintetizan quelantes de hierro (compuestos que se unen al Fe), denominados siderforos.

Factores enzimticos (invasinas).

Algunas bacterias dependen de un solo factor de virulencia, como Clostridium tetani y Corynebacterium diphteriae, que producen toxinas.

Interaccin hospedero-microorganismo

La relacin entre el hospedro y el microorganismo depende de:

Nmero de organismos presentes.

Virulencia del organismo.

Sistema inmune del hospedero.

La colonizacin depende de:

Capacidad del patgeno de competir con la microbiota normal del hospedero por los nutrientes esenciales.

Estructuras especializadas de adhesin

Qu hace que un microorganismo comensal

se vuelva patgeno?Los microorganismos comensales en un momento dado pueden bloquear la respuesta inmune del husped (inflamacin) ante su presencia.

Para un patgeno, el paso siguiente despus de la colonizacin es la entrada del microbio o de productos microbianos (exotoxinas) a travs de la superficie epidermal o clulas epiteliales para accesar a tejido profundo ms vascularizado. (Excepcin: microorganismos transmitidos por artrpodos y jeringas contaminadas).

Adherencia/Colonizacin

Fimbrias

Nature Reviews Microbiology 4, 509519 (July 2006)

Islas de Patogenicidad

Las islas de patogenicidad son fragmentos de 35 a 200 kilobases flanqueados por secuencias de insercin repetitivas, y con una composicin en nucletidos muy diferente al ADN cercano.

Son transferibles como una unidad a diferentes zonas del cromosoma o a otras bacterias.

Codifican sistemas especializados de secrecin, adhesinas, enzimas, porinas, toxinas y protenas diferentes. Nature Reviews Microbiology 4, 509519 (July 2006)

E. coli uropatgena (UPEC)

Nature Reviews Microbiology 6, 17-27 (January 2008)

Modelo de adherencia de Streptococcus

Nature Reviews Microbiology 4, 509519 (July 2006)

Adherencia/Colonizacin

Adhesinas no fimbriales.

Contribuyen a la tarea de adherirse al epitelio ciliado en vas respiratorias o de otro tipo de clulas. Factor de hemaglutinacin filamentosa (FHA), pertactina, toxina pertusis, protena BrkA.

Bordetella pertussis. Tosferina

Molculas que se unen a la fibronectina asociada a clula del husped

Yersinia enterocoltica, YadA.

Streptococcus pyogenes, Protena F (importante para colonizar el epitelio nasofarngeo) y complejo Protena M/cido lipoteicoico (LTA) (unin a clulas de la piel).

Staphylococcus aureus, LTA.

EspecificidadLas interacciones especficas adhesina-receptor del husped son lo que controlan el que una bacteria pueda adherirse o colonizaruna clula o todo un tejido. En bacterias entricas la produccin de diferentes pili o fimbrias determina la regin del tracto gastrointestinal al que se van a adherir.

Helicobacter pylori es capaz de colonizar el estmago a pesar de su bajo pH. Se une a antgenos que se expresan en el epitelio de la mucosa gstrica.

Especificidad

Vibrio cholerae, E. colienteropatgena (EPEC) y enterotoxignica (ETEC), se adhieren y colonizan el epitelio de la mucosa del dudeno y el yeyuno proximal.

V. cholerae requiere del pili co-regulado por toxina (TCP) que es codificado cromosomalmente.

ETEC requiere fimbrias codificadas por plsmidos conocidas como factores de colonizacin antignicos (CFAs), y en becerros y lechones pilis K88.

Vibrio cholerae

Especificidad

EPEC forma microcolonias llamadas LA (localized adherence) y as producen lesiones.

LA requiere la formacin de pilis formadores de paquetes (BFP= Bundle forming pili) codificados en un plsmido.

Invasividad

Colonizacin

Adhesin, adaptacin y multiplicacin.

Interaccin ligando-receptor (especificidad).

Factores de adherencia (adhesinas): fimbrias, LPS, cidos teicoicos y lipoteicoicos, otros componentes de pared celular, glicocalix.

Produccin de protenas extracelularesque promueven la invasin (invasinas)

Enzimas que aslan a la bacteria de la respuesta inmune: coagulasa.

Factores de diseminacin: hemolisinas, lecitinasas, etc.

Evasin de las respuestas del hospedero

Defensas fagocticas: evitando el contacto con los fagocitos, sobreviviendo en los fagocitos, productos bacterianos que daan o matan a los fagocitos.

Defensas inmunes: disfraz antignico, el patgeno en sitios orgnicos inaccesibles, variacin gentica.

Cpsula.

Toxicidad

Asociadas con la envoltura celular.

Solo presentes en Gram negativas.

Actividad biolgica: Lpido A (toxicidad) y antgeno O (inmunogenicidad).

Son menos potentes.

Estables al calor.

Se liberan por lisis bacteriana.

Lipopolisacridos (endotoxinas)

ToxicidadProtenas (exotoxinas)

Extracelulares.

Solubles

Especficas.

Gram positivas y Gram negativas.

Potentes a bajas concentraciones.

Sitio blanco especfico: neurotoxinas, citotoxinas, leucocidinas, hemolisinas.

Buenos inmungenos (toxoide).