Una infección vital…

Euprymna scolopes

Existe muchos ejemplos de casos de asociaciones bacterianas a otros organismos superiores donde ejercen una relación mutualistas donde organismos de diferentes especies se benefician y mejoran su aptitud biológica.

El mejor ejemplo de estas relaciones es la simbiosis  que es un tipo de mutualismo en que una de las partes es estrictamente dependiente de la otra.

El intercambio suele ser a nivel trófico y en algunas especies esta simbiosis puede convertirse en una simbiosis obligada, no pudiendo susbsisitir una especie en ausencia de la otra.

Muchas relaciones de simbiosis se ilustran perfectamente entre organismos superiores y bacterias, donde observamos que en algunos casos nos proporcionan vitaminas y nos ayuda a digerir alimentos.

Incluso algunas investigaciones sugieren que pueden influir en el desarrollo de algunos órganos entre ellos está el ejemplo sobre la relación entre un calamar y las bacterias luminosas que viven en su órgano emisor de luz que fue estudiado por la bióloga Margaret McFall-Ngai de la Universidad de Hawai.

Los organismos involucrados en esta peculiar relación simbiótica son el calamar rabo cortado llamado Euprymna

Vibrio fischeri, observado en la oscuridad

scolopes y la bacteria Vibrio fischeri. Millones de bacterias emisoras de luz se acomodan dentro del calamar,  actuando como una especie de protección de los depredadores ya que funciona como un disfraz luminoso que evade la vista de los depredadores. Curiosamente esta luz que emiten la bacterias poseen una misma longitud de onda que la luna y las estrellas.

Dentro de esta relación observamos un tipo de mutualismo donde una parte recibe protección en este caso el calamar y las bacterias reciben nutrientes. Al nacer los calamares carecen de bacterias, pero las adquiere rápidamente del agua del mar. Anatómicamente cuenta con unos apéndices cubiertos de cilios que empujan las bacterias a través de los poros hacia el órgano emisor de luz, donde se multiplican. A medida que pasa el tiempo las bacterias penetran en el calamar, las células que se encuentran ubicadas en la superficie de los brazos cubiertos por cilios mueren y posteriormente desaparecen.

 En los estudios de la Dra.  McFall-Ngai se hizo la observación de que los calamares criados en agua libre de V. fischeri no pierden los brazos recolectores de bacterias y los órganos emisores de luz no se desarrollan.  Una de las causas posibles según la investigadora está que las bacterias causan una explosión respiratoria en las células del calamar ya que podría crear residuos tóxicos que provocan la muerte celular de los brazos, próximos a las bacterias.

Pero hay que mencionar que las células cercanas al parecer están protegidas por los efectos de las toxinas. Los calamares cubren con una enzima tóxica a las bacterias para impedir su crecimiento. Esta respuesta es similar a la respuesta del  sistema inmune de mamíferos, donde se convierten los iones de peróxido de hidrógeno y cloruro en hipoclorito.

La mayoría de las bacterias no resisten esta forma de defensa pero en cambio la Vibrio fischeri si es capaz de resistir por una proteína protectora similar a la producida por el Vibrio cholerae que impide la explosión respiratoria con la cual su portador intenta eliminarlo. Esto muestra como la evolución ha desarrollado mecanismos para permitir relaciones simbióticas complejas donde se  logra la cooperación entre estos dos organismos.

Fuente:

Glausiusz J (1998) Importancia de una Infección, Revista Discover en Español, Edición  de Abril 1998.

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¡Brote de E. coli en Europa!

En estas semanas se han emitido constantes reportes en noticiarios y medios escritos sobre el brote de E. coli que afecta actualmente a Europa.  En Alemania este brote ha causado 18 muertes y se ha expandido a otros 11 países.

Escherichia coli

Escherichia coli

La Organización Mundial de la Salud (OMS) ha reportado que se ha identificado una mutación en la cepa de E. coli causante de los brotes.

Según el portavoz de la OMS Aphaluck Bhatiasevi:  “Esta mutación nunca ha sido vista anteriormente en un brote”. Este nuevo brote de E. coli ha enfermado alrededor de 1.600 personas dentro de las cuales 499 sufrieron alguna complicación.

La Escherichia coli, ha sido parte de un sin numero de ensayos de más de un estudiante de pregrado, es parte de nuestra flora normal y no deja de ser interesante el hecho de que ante ciertas circunstancias logre volverse en un asesino potencial.

El género Escherichia se compone de cinco especies, de la cual la E. coli, es la más conocida y más relevante a nivel clínico. Esta bacteria es asociada a varias enfermedades como septicemias, meningitis y gastroenteritis.

Se han descrito un gran número de antígenos como: O, H y K, los cuales se utilizan para clasificar a las cepas con fines epidemiológicos. Algunos serogrupos presentan una mayor virulencia.

Dentro de los factores de virulencia  de las cepas de E. coli están:

  • Las adhesinas: Es la capacidad de adherencia a las células en ciertas localizaciones para evitar ser eliminado por el efecto de arrastre de la orina en el caso de que se encuentre dentro del aparato genitourinario. Las cepas de E. coli poseen una variedad de adhesinas especializadas como: factores de antígenos del factor de colonización,  fimbrias de adherencia y agregación, pili que forma haces, intimina, pili P, proteína Ipa y fimbrias Dr.
  • Las exotoxinas:  Entre las toxinas producidas por la E. coli podemos mencionar la Shiga Toxina, las toxinas termoestables y las toxinas termolábiles.  En el caso de las hemolisinas tienen una gran importancia en la patogenia de la enfermedad producida por la E. coli uropatógeno.

Cuando una persona adquiere una infección por E. coli puede sufrir algunos de los siguientes eventos clínicos:

  • Septicemia: en este caso tenemos infecciones que provienen del tracto gennitourinario o digestivo. Existe una alta mortalidad asociada a la septicemia en especial cuando esta afectada la inmunidad, o cuando está involucrado el abdomen o el sistema nervioso central
  • Infección del aparato urinario: Este tipo de infecciones se originan en el colon donde desciende y contamina la uretra y de ahí asciende hasta la vejiga, donde puede migrar hasta el riñón o la próstata. La mayoría de las cepas tienen el potencial de generar este tipo de infecciones, son ciertos serogrupos los que generan con mayor frecuencia este tipo de infección específicamente. Estos serogrupos tienen una mayor virulencia por su capacidad de producir adhesinas, las cuales se unen a las células que recubren la vejiga y el aparato urinario superior y por las hemolisinas que lisan las hematíes y otro tipos de células conllevando a una respuesta inflamatoria.
  • Meningitis neonatal: La E. coli  junto a los estreptococos del grupo B son los agentes causales de las infecciones del sistema nervioso central en los niños menores de 1 mes. Un porcentaje de las cepas de E. coli poseen el antígeno capsular K1. En mujeres embarazadas y en los recién nacidos este microorganismo está presente en el aparato digestivo, pero se desconoce el mecanismo por el cual este serogrupo ocasiona la enfermedad en los neonatos
  • Gastroenteritis: Las cepas que ocasionan la gastroenteritis se subdividen en:
    • E.coli enteropatógena (ECEP): Esta cepa afecta el intestino delgado. Es el gente causal de la diarrea infantil en países subdesarrollados; en este caso se observa una diarrea acuosa y vómitos. No hay heces sanguinolentas. La infección se caracteriza por la adhesión bacteriana a las células epiteliales del intestino delgado con la destrucción posterior de las microvellosidades (histopatología por unión/borrado [U/B]).
    • E. coli Enterotoxígena (ECET): Esta cepa afecta el intestino delgado. Esta cepa causa la conocida diarrea del viajero, diarrea infantil en países subdesarrollados, diarrea acuosa, vómitos, espasmos abdominales, náuseas, febrícula. Los mecanismos de patogenia de esta cepa  son las enterotoxinas termoestables y/o termolábiles, mediadas por plásmidos que estimulan la hipersecreción de líquidos y electrolitros.
    • E. coli Enterohemorrágica (ECEH): Esta cepa afecta el intestino grueso. Inicialmente causa una diarrea acuosa, seguida con una diarrea sanguinolenta (colitis hemorrágica) con espasmos abdominales; sin fiebre o con febrícula. Puede progresar a síndrome hemolítico urémico. En esta cepa la patogenia esta mediada por las Shiga Toxinas (Stx-1, Stx-2), que interrumpen la síntesis de proteínas. Causa las lesiones U/B en las células epiteliales y posee un plásmido de 60 MDa que transporta genes de otros factores de virulencia. Hay destrucción de la microvellosidad intestinal, que da lugar a la disminución de la absorción.
    • E. coli enteroinvasiva (ECEI): Esta cepa se aloja en el intestino grueso, es común en países subdesarrollados. Puede presentar fiebre, espasmos, diarrea acuosa, puede progresar a disentería con escasas heces sanguinolentas. En este caso la invasión esta mediada por un plásmido y destrucción de las células que recubren el colon.
    • E. coli enteroagregativa (ECEA): En esta cepa el lugar de acción es el intestino delgado. Causa diarrea infantil en países subdesarrollados, diarrea del viajero, diarrea acuosa persistente con vómitos, deshidratación y febrícula. La patogenia esta mediada por la adherencia agregativa de los bacilos por un plásmido con acortamiento de las microvellosidades, infiltración mononuclear y hemorragia; también se observa una  disminución en la absorción de líquidos.

Observando la gran variedad de cepas con alto grado de virulencia, es momento de analizar si el agente causal de la enfermedad en Europa será un candidato para pertenecer a esta lista de cepas con nuevas características en cuanto a inmunidad y patogenicidad.

 

Fuente:

Murray PR, Rosenthal KS, Pfaüer MA  (2006) Microbiología Médica, 5ta Ed., Madrid, España: Elsevier España S.A.

Xinhua (2011)  OMS indica que brote de E. coli en Europa es provocado por nueva mutación, La Estrella Online,http://www.laestrella.com.pa/online/al_minuto/2011/06/02/al_min_oms_indica_que_brote_de_e_coli_en_europa_es_provocado_por por_nueva_mutacion.asp, consultado el 7 de junio de 2011.