Felipe del Canto

CONCEPTO
EXISTEN MICROORGANISMOS
BENEFICIOSOS O DAÑINOS TANTO PARA
EL MEDIO AMBIENTE Y PARA OTROS
SERES VIVOS
Los microorganismos pueden ser beneficiosos o dañinos tanto para
el medio ambiente como para otros seres vivos.
Contenidos teóricos:
- Asociaciones simbióticas de los microorganismos con sus hospederos
Micorrizas-Ciclo nitrógeno
Microbiota normal
- Microorganismos patógenos
Patógeno primario
Patógeno oportunista
- Microorganismos beneficiosos
Probióticos
SIMBIOSIS: INTERACCIÓN ENTRE SERES VIVIENTES (Simbiontes)
TIPOS DE SIMBIOSIS
MUTUALISMO: los organismos interactúan recibiendo beneficios mutuamente.
COMENSALISMO: uno de los organismos involucrados obtiene beneficios sin ocasionar daño al otro.
PARASITISMO: un organismo resulta beneficiado de la interacción y el otro se ve afectado.
MICROORGANISMOS DAÑINOS PARA EL AMBIENTE
• Marea roja
• Alexandrium catenella (Microalga, Protozoo)
• Se reduce el contenido de oxígeno disuelto en agua.
• Se reduce la cantidad de luz solar que se filtra en el agua.
Imposibilita la fotosíntesis de otras algas y plantas
acuáticas.
• Pueden taponar las estructuras respiratorias de peces y
otros animales.
• Pueden provocar la muerte por envenenamiento.
“MICROORGANISMOS” DAÑINOS PARA EL AMBIENTE
• Armillaria ostoyae (hongo)
• Organismo viviente más grande sobre la tierra: 8,9 km2
(Oregon, EEUU)
• Parásito de árboles y otras plantas
BACTERIAS BENEFICIOSAS PARA EL AMBIENTE
MICROORGANISMOS - BIOTECNOLOGÍA
BIOLIXIVIACIÓN
BIORREMEDIACIÓN
MICROORGANISMOS - BIOTECNOLOGÍA
PRODUCCIÓN DE INSULINA HUMANA
(Escherichia coli)
PRODUCCIÓN DE ANTIBIÓTICOS
TRIADA EPIDEMIOLÓGICA
LA OCURRENCIA DE UNA ENFERMEDAD INFECCIOSA
DEPENDERÁ DE LA INTERACCIÓN ENTRE EL HOSPEDERO,
EL AGENTE Y EL MEDIO AMBIENTE.
Por ejemplo:
Agente: grado de patogenicidad (virulencia)
Hospedero: genotipo, inmunocompetencia
Medio ambiente: condiciones que favorezcan la
transmisión y proliferación del agente, como la
estacionalidad.
SIMBIOSIS: INTERACCIÓN MICROBIOS ENTRE SERES VIVIENTES
TIPOS DE SIMBIOSIS
MUTUALISMO: los organismos interactúan recibiendo beneficios mutuamente.
COMENSALISMO: uno de los organismos involucrados obtiene beneficios sin ocasionar daño al otro.
PARASITISMO: un organismo resulta beneficiado de la interacción y el otro se ve afectado.
EN UN HOSPEDERO, LOS MICROORGANISMOS PUEDEN COLONIZAR O INFECTAR:
1. COLONIZACIÓN: Establecimiento de un microorganismo o una comunidad de microorganismos, en un
tejido del hospedero sin ocasionar daño.
2. INFECCIÓN: Vulneración de barreras físicas y/o inmunológicas por parte del agente microbiano, causando
daño al hospedero. No siempre conduce a la manifestación de enfermedad. La infección deriva de una
colonización.
3. PORTACIÓN: el agente reside en el hospedero sin manifestación sintomática y este último puede actuar
como fuente de contagio. La portación puede ser transitoria o permanente.
N. meningitidis
C. diphteriae
MICROORGANISMOS PATÓGENOS
1- PATÓGENOS PRIMARIOS: Agentes que pueden ocasionar un daño en el hospedero inmunocompetente, por
acción directa, determinada por su virulencia.
Ejemplo: Neisseria meningitidis (Meningitis, Meningococcemia)
Corynebacterium diphteriae (Difteria)
2- PATÓGENOS OPORTUNISTAS: Agentes que pueden ocasionar daño al hospedero ante un compromiso
previo del sistema inmunológico. Pueden ser parte de la microbiota normal.
Ejemplo: Pseudomonas aeruginosa
FACTORES DE VIRULENCIA
MICROBIOTA
Población microbiana que habita un nicho en particular. Puede ser un organismo, un órgano, un tejido, un sitio
geográfico, etc.
LOCALIZACIÓN DE LA MICROBIOTA NORMAL HUMANA
SITIOS ANATÓMICOS COLONIZADOS POR MICROBIOTA NORMAL
- Piel y cabello
- Vías respiratorias altas (nasofaringe)
- Boca
- Esófago
- Tracto genitourinario inferior (porción distal de la uretra, vagina y glande)
- Tracto gastrointestinal (Muy abundante en el cólon)
PRINCIPALES PHYLA (phyla: plural de phylum)
•
•
•
•
Bacteroidetes
Firmicutes
Actinobacteria
Proteobacteria
LOS MICROORGANISMOS DE LA MICROBIOTA PUEDEN OCASIONAR INFECCIONES
1- CAMBIO DE NICHO
EJEMPLO:
• Infección urinaria ocasionada por Escherichia coli
Farmacia profesional, Vol. 27, Núm. 2, Marzo-Abril 2013
LOS MICROORGANISMOS DE LA MICROBIOTA PUEDEN OCASIONAR INFECCIONES
2- PRODUCTO DE LA DISBIOSIS (desbalance en composición de microbiota)
EJEMPLO:
• Clostridium difficile forma parte de la microbiota
intestinal.
• Su proliferación se encuentra controlada por parte de
otros microorganismos
• Como consecuencia de tratamiento antibiótico, la
diversidad de la microbiota se ve afectada y C. difficile
profilera descontroladamente ocasionando diarrea
(diarrea pseudomembranosa).
CAMBIOS O ALTERACIONES EN LA COMPOSICIÓN DE LA MICROBIOTA
ASOCIACIÓN CON PATOLOGÍAS
LA COMPOSICIÓN DE LA MICROBIOTA PUEDE VERSE ALTERADA
EN PATOLOGÍAS COMO:
• ENFERMEDADES INFLAMATORIAS INTESTINALES CRÓNICAS
• DIABETES TIPO 2
• DIARREA
• OTRAS
EJEMPLO: INFLUENCIA DE LA MICROBIOTA INTESTINAL SOBRE EL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL (SNC)
COMUNICACIÓN SNC-MICROBIOTA INTESTINAL
- Existe inervación en el intestino.
- Compuestos producidos por bacterias
pueden ser reconocidos por receptores
nerviosos o células endocrinas intestinales
pueden sensar y responder a alteraciones en
la composición de la microbiota.
SE HAN ASOCIADO CAMBIOS EN LA
MICROBIOTA A ANSIEDAD Y DEPRESIÓN
PRINCIPALES PROBIÓTICOS
- Bacterias género Lactobacillus (Phylum
Firmicutes)
- Bacterias género Bifidobacterium
(Phylum Actinobacteria)
TRANSPLANTE FECAL
TRANSPLANTE DE MUESTRA FECAL DE UN DONANTE SANO A UN
PACIENTE ENFERMO. SE HA UTILIZADO CON ÉXITO EN EL TRATAMIENTO
DE LA INFECCIÓN CON Clostridium difficile, BACTERIA QUE CAUSA
DIARREA PSEUDOMEMBRANOSA ASOCIADA A TRATAMENTO
ANTIBIÓTICO.
VÍAS DE ADMINISTRACIÓN: - Sonda nasogástrica
- Enema
- Cápsulas
Los microorganismos pueden ser beneficiosos o dañinos tanto para
el medio ambiente como para otros seres vivos.
Contenidos Prácticos
Agentes beneficiosos y dañinos
Observación de la Microbiota Normal
- Observar las placas sembradas el primer día (microbioma).
- Identificación de bacterias patógenas.
- Realizar PCR de genes de virulencia desde placas crecidas en el día uno (tener preparado lisado de cultivo de
patógenos).
- Realizar PCR a partir de una muestra de saliva para identificar presencia de bacterias beneficiosas y dañinas
mediante amplificación del gen 16S (genes “especie-específicos”).
- Comparar in silico, de genomas de bacterias beneficiosas y dañinas. Analizar el ejemplo de Escherichia coli O104 en
brote de Alemania.
•
Observación microscópica
y macroscópica.
-Observar examen al fresco y
tinciones de hongos y bacterias.
-Cultivar muestras de ambiente y
ser humano (piel, mucosas, saliva)
(COMUNIDADES).
•
Caracterización fenotípica
de algunas especies
bacterianas.
-Cultivar bacterias en diferentes
medios de cultivo (FISIOLOGÍA).
-Realizar estudio de
susceptibilidad mediante difusión.
-Analizar el efecto de la presencia
de antibióticos en cultivos
bacterianos (GENERACIÓN DE
MUTACIONES).
-Inocular cepas de
Acidithiobacillus (At. ferrooxidans,
At. thiooxidans, At. caldus) y
Leptospirrillum ferroxidans en
medios energéticos distintos
(pirita, azufre).
Contenidos Prácticos
Quorum sensing
biopelículas
Contenidos Prácticos
Transferencia
horizontal de genes
Contenidos Prácticos
Observemos la
comunidad microbiana.
•
Observación de
fisiología bacteriana
- Observar diferencias
fenotípicas (lac +/-, hemólisis,
batería bioquímica, tubo
germinativo en Candida
albicans)
-Leer y analizar del estudio de
susceptibilidad a antibióticos.
•
Observación de la
plasticidad del genoma
bacteriano
-Analizar presencia de bacterias
resistentes al antibiótico
utilizado (MUTACIONES EN EL
GENOMA).
-Realizar ensayos de conjugación
con cepas resistentes a
antimicrobianos y relacionarlo
con la THG (como mecanismo de
adquisición de genes de
resistencia).
-Realizar comparación de
genomas bacterianos in silico
(análisis computacional)
•
Analizar los resultados
de THG
-Observar crecimiento de
bacterias que han adquirido el
gen que le confiere resistencia
mediante conjugación.
-Realizar PCR de genes de
resistencia en cepas controles y
resistentes.
•
Observación de la
comunicación entre los
microorganismos
-Visualizar el fenómeno de
“quorum sensing” utilizando
cepas reporteras.
-Diferenciar qué bacterias han
crecido en los diferentes medios
según su fuente energética
(pirita, azufre), mediante PCR
-Diferenciar qué tipo de
bacterias
forman parte de las
biopelículas.
-Evidenciar biopelículas en placa
dental usando revelador
Caristop dual tone.
Contenidos Prácticos
Agentes beneficiosos
y dañinos
•
Observación de la
Microbiota Normal
-Observar las placas sembradas
el primer día (microbioma).
•
Identificación de
bacterias patógenas
-Realizar PCR de genes de
virulencia desde placas crecidas
en el día uno (tener preparado
lisado de cultivo de patógenos).
- Realizar PCR a partir de una
muestra de saliva para
identificar presencia de
bacterias beneficiosas y dañinas
mediante amplificación del gen
16S.
- Comparar in silico, genomas
de bacterias beneficiosas y
dañinas. Analizar el ejemplo de
la E. coli de Alemania.
ACTIVIDAD PRÁCTICA
SE DEJARÁN EXPUESTAS AL AMBIENTE UNA PLACA DE AGAR SABOURAUD Y UNA DE AGAR SANGRE, Y SE
MANTENDRÁN PLACAS CERRADAS COMO CONTROL. ADEMÁS, SE SEMBRARÁN MUESTRAS DE UN
OBJETO A ELECCIÓN EN UNA PLACA DE AGAR SANGRE.
Placa Cerrada
(control)
Placa Abierta
- Agar Sabouraud
- Agar Sangre
Agar sangre
ACTIVIDAD PRÁCTICA
Agar sangre
SELECTIVO POR ALTA CONCENTRACIÓN DE
NaCl y ADEMÁS DIFERENCIAL. COLONIAS
DE Staphylococcus aureus SE VERÁN
AMARILLAS.
Agar manitol salado
LOS PRODUCTOS DE FERMENTACIÓN SUELEN EVIDENCIAR LA PRESENCIA DE DETERMINADAS BACTERIAS EN
CULTIVO!!!
EJEMPLOS:
Agar Manitol Salado
Fermenta
manitol
No fermenta
manitol
-
E. coli enteropatogénica (EPEC)
E. coli enterohemorrágica (EHEC)
E. coli enterotoxigénica (ETEC)
E. coli enteroagregativa (EAEC)
E. coli enteroinvasiva (EIEC)
E. coli de adherencia difusa (DAEC)
Cuadros más graves: EHEC
Biopelículas: EAEC
Identificación de antígenos idóneos para
el desarrollo de vacunas contra E. coli
uropatogénica (UPEC), en base a
genomas de 4 cepas