Mycobacterium tuberculosis

Géneros de bacterias que no toman la coloración de Gram:
Mycobacterium, Chlamydia, Mycoplasma,Treponema
Microbiología I – PRIMERA CATEDRA
Departamento de Microbiología, Parasitología e Inmunología
Tuberculosis
Género
Mycobacterium
Micobacteriosis
Lepra
Géneros
Treponema y
Leptospira
Sífilis
Leptospirosis
Neumonía
Género
Mycoplasma
Géneros
Chlamydia y
Chlamydophila
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
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
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)
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 37oC
• Mycobacterium leprae no es cultivable in vitro
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
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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
3) Arbinogalactano
4) Peptidoglicano
5) Membrana citoplásmica
6) Lipoarabinomanano (LAM)
7) Fosfatidilinositol-manósido
8) Esqueleto de la pared celular
9) Proteínas de la pared
9
9
Mycobacterium
Macrófago
Activación sistema del C’
MASP-1
MASP-2
Endocitosis
RRPs
TLR2 (LAM)
Señales
(NF-κB)
Secretados: MBL (lectina
de unión a manosa)
Endocíticos: RM
(receptor de manosa)
De señalización:
TLRs
LAM
(manosa)
(PAMP)
M. tuberculosis
Lipoarábidomanano (LAM)
Núcleo
Citocinas
Quimiocinas
Otros (TGFα)
•ManLAM (anti-inflamatorio)
Presente en micobacterias patógenas
•PILAM (inflamatorio; en no patógenas)
•CheLAM (inflamatorio)
Mycobacterium:
eventos intracelulares
Núcleo
Macrófago
X
X
Fagosoma
Amoníaco (NH3)
producido por acción
de ureasa, arginasa,
glutaminasa y
asparaginasa
Lisosomas
( EEA1: Ag
endosomal
específico)
Sulfátidos
M. tuberculosis
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
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
Th1
Factor es que alteran el equilibrio:
Cantidad de antígeno
Virulencia de la cepa bacteriana
Estado inmunitario del huésped
(enfermedades de base)
Otros
Th2
Equilibrio inmune
en la tuberculosis
IFN-
Inmunidad defensiva
IL4
IL-10
Hipersensibilidad
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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 1.500 a 2.300 millones de infectados
• Argentina: 12 a 14.000 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
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
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
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 1.000 habitantes en el área endémica
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
MAGNITUD DE LAS
LESIONES CUTANEAS
INMUNIDAD
CELULAR
ANTICUERPOS
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
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
T. pallidum: esquema de sus envolturas
Ca Anf Ext
Me Lip
Par Cel
Pe Muc
Me Cit
•Los endoflagelos proporcionan
un endoesqueleto
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
0 días
Penetración
Tiempo
Sífilis: formación del chancro de inoculación
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)
Chancro de inoculación (sífilis primaria)
Posteriormente sífilis secundaria y sífilis terciaria
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.
Leptospira interrogans y leptospirosis
•Aerobias estrictas
•Crecen en medios enriquecidos (Fletcher)
•Crecimiento lento (hasta 12 semanas)
•Temperatura óptima de desarrollo: 28-30oC
•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)
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.
Leptospira interrogans y leptospirosis
Fase I: aguda o septicémica.
• 1a semana: fiebre alta ondulante, cefalea, mialgias,
inyección conjuntival.
• Existe leptospiremia.
Fase II: fase secundaria o inmunitaria.
• 2a 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.
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
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
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
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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
cilia
Mycoplasma pneumoniae: adherencia
íntima al epitelio respiratorio
•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
Membrana celular
del micoplasma
Ribosomas
Nucleoide
Microvellosidad
Membrana de la
célula epitelial
Proteína P1 de la
organela de adhesión
Epitelio Traqueal
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
Uretritis no gonocóccica
Prostatitis
Epididimitis
Vaginosis (G. vaginalis)
Cervicitis
Enf. Inflam. Pélvica
Infertilidad
U. urealyticum
M. hominis
M. genitalium
+
+/+/+/+/-
+/+
-
+
+/+
+
+/-
• 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)
Chlamydia y Chlamydophila: taxonomía
Géneros Chlamydia y Chlamydophila
•Metabólicamente dependientes
•Carecen de citocromos, no pueden sintetizar ATP
•Parasitismo energético
•Bacterias intracelulares obligadas
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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.
Célula
epitelial
Cuerpo
elemental (CE)
Núcleo
Inclusión
Cuerpo reticulado
(CR) en replicación
Horas
Cuerpo
reticulado (CR)
Envolturas de Chlamydia y Chlamydophila
MOMP
LPS
MOMP
•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
Membrana
externa
OmcA
Proteínas ricas en cisteína
Espacio
periplásmico
OmcB
Membrana
citoplásmica
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
Célula
epitelial
Cuerpo
elemental (CE)
Núcleo
Inclusión
Inhibición de
la fusión de
los lisosomas
y endosomas,
alteración de
señales
Horas
Síntesis tardía
de OmcA
Síntesis
de MOMP
Cuerpo
reticulado (CR)
Modificación del entorno
intracelular (diversas proteínas)
Escasa OmcA, mayor
funcionalidad de MOPM
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)
1
2
3
4
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
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
Muchas gracias!
Bibliografía de respaldo: no reemplaza los contenidos de la clase.
Murray PR y col. Microbiología Médica, Ed. Elsevier-Mosby, 6ª ed., 2009.
Basualdo JA y col. Microbiología Biomédica. Ed. Atlante, 2006.
Sordelli DO y col. Bacteriología Médica. Ed. La Librería de las Ciencias, 2006.