Vibrio cholerae

Vibrio cholerae
Caracterización
fenotípica y molecular
Programa de Microbiología y
Micología
ICBM-Facultad de Medicina
Universidad de Chile
María Teresa Ulloa Flores
TM. MsCs, Ph.D (c).
Profesor Asistente
Vibrio cholerae
Taxonomía
Características
fenotípicas
Taxonomía Microbiana: clasificación filogenética
Dominios de seres vivos
Bacteria
Eukarya
Archaea
Phylum
Proteobacteria
Woese et al, 1990
Taxonomía Microbiana: Phylum Proteobacteria
Vibrio cholerae
Escherichia coli
Clase
GammaProteobacteria
Pseudomonas aeruginosa
Taxonomía Microbiana: familia Vibrionaceae
Familia Vibrionaceae
Número especies
1981: 20 spp
2002: 47 spp
2004: 63 spp
coral
peces
peces
humanos
humanos
humanos
humanos/peces
humanos
humanos
camarones
simbionte
Epidemiología de Vibrio cholerae
•Transmisión: Ingestión de comida o agua contaminada
•Reservorio: Agua. Se sabe que persiste en ambientes
acuáticos, especialmente en estuarios.
Vive asociado a animales, algas y plankton
Epidemiología de Vibrio cholerae
1866
1912
2010
Haitì. Brote epidémico. Pacientes en el CTC de MSF en el
Hospital Choscal del barrio de Cité Soleil, Puerto Príncipe.
Epidemiología de Vibrio cholerae
•Patrón estacional ( [Tº])
•Epidemias y pandemias (7)
Trends in Microbiology, 2009. Vol.18 No.1
Características de Vibrio cholerae
♦ Bacilo Gram negativo corto y curvo, 0.5 a 0.8 um
de diámetro , 1.4 a 2.6 um de largo.
♦ Mótil, flagelo polar cubierto por membrana
externa
♦ Oxidasa positivo
♦ Halofílicos (1-3%)
♦ Reduce nitrato
V. cholerae
Crece en la mayoría de los Medios de Cultivo
Agar T.C.B.S.
Medio selectivo para el aislamiento y cultivo de Vibrio spp
Inhibidor para la mayoría de las enterobacterias.
Esta inhibición se basa en las altas concentraciones de tiosulfato y citrato, la
presencia de las sales biliares y un pH fuertemente alcalino.
Colonias amarillas
V.cholerae
V. alginolyticus
V. fluvialis
V. Furnisii
V. metchnikovii
Colonias verde-azules
V. mimicus
V. hollisae
V. parahaemolyticus
V. damsela
V. vulnificus
V. cholerae
http://quimicosclinicosxalapa04.spaces.live.com/
Identificación bioquímica V. cholerae
http://quimicosclinicosxalapa04.spaces.live.com/
Diagnóstico de Vibrio spp: Batería Bioquímica
Especie
TSI
V. cholerae
A/A-,- K/K-,- +++ +
K/A
K/A-,- K/K-,- ++(+/-) -
V. parahaem
LIA
MIO
VP
Cit
Arab
Sac
+
-
+
-
+
-
V. cholerae, características antigénicas
Lipopolisacárido
V. cholerae, características antigénicas
A
B
C
Antígeno O Ág. A (+)
Ag. A (-)
Ag. O
Cepas O1
Lipopolisacárido
Ag. B
Ag. C
Ag. B+C
Serogrupos O1 y O139
No O1-No
0139
Serotipo Ogawa
Inaba
Hikojima
Caracterización serológica de
V. cholerae
V. cholerae: Biotipo
V. cholerae O1
Biotipo CLÁSICO
Biotipo EL TOR
CLÁSICO
(mod – severo)
EL TOR
(asintom – leve)
Hemólisis sangre de cordero
-
+
Hemaglutinación GR de pollo
-
+
Voges Proskauer
-
+
Sensibilidad Polimixina B
S
R
Sensibilidad a Fago IV
S
R
Sensibilidad a Fago V
R
S
Características de Vibrio cholerae:
biotipos y serotipos
1. Serogrupos: O1, O139 y [no-O1, no-O139]
Phylogenetic relationship of Vibrio cholerae strains
More than 200 serogroups (O1–O200) of Vibrio cholerae exist in aquatic environments.
Only a subset of O1 and O139 serogroup strains are toxigenic (Tox+) and therefore capable of causing cholera
Other strains are non-toxigenic (Tox–) and are selected against.
Different O antigen types are indicated by the colour of the outer membrane and sheathed flagellum
(the periplasmic space and the inner membrane are not shown).
Capsules are present in a subset of strains. Different strain genotypes are indicated by the colour of the cytoplasm; note that
Tox+ O1 and O139 have essentially the same genotype, with the exception of the O antigen genes.
OCTOBER 2009 | vol7 www.nature.
Vibrio cholerae
Características
Moleculares y
patogenicidad
Características de Vibrio cholerae: genoma
2
1
TC
Chromosoma I:
•DNA replicación
•División celular
•Transcripción genes
•Tradución de
proteínas
•Biosíntesis de pared
celular
Chromosoma II
Proteínas ribosomales
•Transporte de azucares,
iones metalicos y aniones.
•Metabolismo de azúcares
•DNA reparación
n engl j med 364;1 nejm.org january 6, 2011
Two Vibrio cholerae chromosomes
EPS, a protein-secretion
system that is required for
the export of CTX,
cholera toxin and several
proteases
VPI-2
hlyU, which encodes a
transcriptional regulator
that controls the expression
of the haemolysinen coding
gene hlyA
VPI encodes toxincoregulated pilus and a
virulence
regulator, ToxT7,8
VP2
bacteriophage CTXf4
The integron island is a
gene-capture system yet
to be associated with
virulence.
Principales factores de virulencia
de V.cholerae
•Enterotoxina (CT)
•Factor de colonización
(TCP)
Características de Vibrio cholerae: Fago
lisogénico CTX
Bacteriofagos
• Partículas virales que infectan bacterias
• Genoma DNA o RNA, encapsulado por
proteínas
• Absorción: unión a receptores específicos
de la pared celular
• Pueden establecer un ciclo lítico o
lisogénico
• Para integrarse reconocen secuencias
específicas en el genoma bacteriano
• Pueden
transferir
plásmidos,
transposones y genes bacterianos
Patogenicidad de Vibrio cholerae:
mecanismo de toxigenicidad
Si el fago integrado
cambia el fenotipo
de la bacteria, dicho
fenómeno se
denomina: conversión
lisogénica
Patogenicidad de Vibrio cholerae:
mecanismo de toxigenicidad
Vibrio cholerae posee
un fago lisogénico en su genoma que
codifiaca para la toxina colérica
Patogenicidad de Vibrio cholerae:
adherencia y colonización: pilus TcpA
•Confiere la habilidad de colonizar el intestino delgado.
•Receptor para el fago ctxφ, que contiene los genes para la síntesis de CT.
•La proteína estructural de la fimbria TCP está codificada en el gen tcpA, que
presenta alta variabilidad
•Esta hipervariabilidad en la superficie de la bacteria le permite escapar del
reconocimiento por el sistema inmune del huésped.
V. Cholerae CT y TCP
In response to undefined stimuli during colonization, two membrane-associated transcriptional activator
complexes, ToxRS and TcpPH, initiate transcription of the toxT gene. The ToxT protein is a transcriptional
activator of the AraC family that directly activates the transcription of the genes responsible for the
production of cholera toxin (CT) and the toxin-coregulated pilus (TCP). The TCP is a type IV bundleforming pilus that is essential for colonization of the intestinal tract. CT is an A-B type enterotoxin that is
responsible for the profuse diarrhea that is characteristic of cholera. Collectively, this regulatory system
has been called the ToxR regulon.
Acción de la Toxina de V. cholerae
Manifestaciones clínicas de
Vibrio cholerae
Barrera
pH ácido
Dosis infectante
105-106
Intestino
delgado
Ciclo de vida de V. cholerae
Vibrio cholerae gene expression patterns at different stages of the life cycle
Establishment in the
aquatic environment
by finding suitable
nutrient sources such
as chitin
V. cholerae alters its gene expression again in order to
detach from the epithelium — the ‘escape response’ and
to prepare for transmission to another host (for example,
household spread) or entry into the aquatic environment.
decay into an
‘active but
nonculturable
On ingestion, Vibrio cholerae uses motility and
mucinases to penetrate the mucus gel and Nacetylglucosamine-binding protein A
(GbpA) and other factors to colonize the small
intestine epithelium
Características de Vibrio cholerae
ambientales
1. Casos clínicos Vc no-O1, no-O139: Chile
Características de Vibrio cholerae no-O1,
no-O139: isla de patogenicidad
Vibrio cholerae
•
•
•
•
•
•
•
•
Gamma Proteobacteria
Posee 2 cromosomas
Actualemente se describen 200 serogrupos
A la fecha,sóloV.c 01 y 0139 son toxigénicos
El cólera es una infección por Vc toxigénico
TC y TCP son los principales factores de
virulencia y están corregulados
La TGH es muy importante (presencia de
fagos, islas e integrones )
V. cholerae presenta diversos patrones de
expresión génica (ambiental o Intestino del
hombre)
Gracias
MTU