Salmonella

Características de Salmonella

• Bacilo G (-) móvil.• Patologías en humanos: gastroenteritis (S.

thyphimurium) y fiebre tifoidea (S. thyphi).• Virulencia: está relacionada con la capacidad

de invadir enterocitos y macrófagos.• Reservorios: humanos y animales.• Modelos: S. thyphimurium en ratón da cuadro

similar a S. thyphi en humanos. S. thyphi es exclusivamente humana.

Ingestión de bacterias (>105)

Invasión de células de la mucosa

Respuesta inflamatoria: dolor y liberaciónde prostaglandinas

Prostaglandinas aumentan cAMP

Se inhibe la captación de Na y se estimulala secreción de K

Pérdida de agua, diarrea

Entrada de bacteriasa circulación

Shock séptico

PASOS IMPORTANTES EN INFECCIÓN CON S. thyphimurium

Ginocchio et al, 1994

Mecanismos moleculares

• Adhesión

• Ruffling de la membrana: es un efecto tipo « splash »

• Invasión

Adhesión

• Fimbrias tipo I

• Fimbrias codificadas en plásmidos: genes pef en plásmido pSLT imprescindible para virulencia

• Fimbrias largas polares (genes lpf)

• Fimbrias agregantes o curli (genes agf)

Ruffling

• El efecto es como el « splash » de una gota cayendo en una superficie sólida.

• Involucra una profunda reorganización del citoesqueleto y luego se vuelve a la normalidad y la bacteria queda en una gran vacuola.

Clusters de genes de virulencia

• Islas de patogenicidad (SPI): SPI1 a SPI5• Fagos lisogénicos: Gifsy-1 y Gifsy-2• Plásmido de virulencia: pSLT

SPI1

• Tiene importancia en las fases iniciales de la infección.• Contiene los genes inv (ruffling).• Junto con spa, prg y org codifican para sistema de

secreción tipo III.• sptP: codifica para una tirosinfosfatasa que semeja las

del hospedador y es inyectada por sistema de secreción tipo III.

• SipA y SopE también son inyectadas e inducen el ruffling. SipA inhibe despolimerizacón de actina. SopE activa proteínas G del hospedador tales como Cdc42 y Rac.

• hilA, invF, sirA y phoPQ intervienen en la regulación.

SPI2

• Codifica para un sistema de secreción tipo III importante para evitar la fusión del fagosoma con el lisosoma.

SPI3

• Codifica para un transportador de Mg de alta afinidad. El fagosoma es deficiente en Mg.

SPI4 y SPI5• Se desconoce su función.

Gifsy-1 y Gifsy-2

• Gifsy-2 lleva el gen sod de una superóxido dismutasa que convierte superóxido en peróxido. Importante para contrarrestar la acción de polimorfonucleares y macrófagos atraídos hacia el sitio de la infección.

• También en Gifsy-2 está el gen grvA que cuando es inactivado da lugar a aumento de la virulencia.

Plásmido de virulencia (pSLT)

• Puede ser transferido como si fuera el factor F (plásmido autotransmisible).

• Lleva genes pef, rck y spv. Estos últimos son los más importantes.

• spv son importantes para supervivencia dentro del macrófago.

• spvB codifica para una toxina ADP-ribosilante que modifica la red de actina.

• Expresión de genes spv se desencadena por baja concentración de oxígeno y nutrientes.

Tolerancia a la acidez

• Le permite resistir el pasaje por el estómago.• Crecida a pH 7 no resiste menos que pH 4 pero

crecida a pH 6 puede resistir a pH 3.• La tolerancia está relacionada con la proteína

Fur que también regula los genes de transporte de hierro. También con el sistema PhoPQ que controla la expresión de la mayoría de los genes de virulencia de este microorganismo.

Prevención y tratamiento

• Control en alimentos

• S. thyphimurium: antibióticos sólo para la infección sistémica.

• S. thyphi: antibióticos para curar pacientes y descolonizar portadores. Hay vacunas

Shigella

Especies

• Shigella dysenteriae

• Shigella flexneri

• Shigella boydii

• Shigella sonnei

Disentería bacilar

• Diarrea sanguinolenta y purulenta lo cual refleja la capacidad de invadir y de atraer leucocitos.

• Dosis muy bajas (100) son capaces de producir infección.

• La bacteria ingresa por un proceso similar a Salmonella que implica ruffles e importantes reorganizaciones del citoesqueleto.

Factores de virulencia

• Están codificados en un plásmido de virulencia que codifica para sistema de secreción tipo III.

• Proteínas de invasión (Ipa: invasion plasmid antigen): IpaA, IpaB, IpaC e IpaD.

• Beta-integrinas de la célula eucariótica están involucradas en la interacción.

• Invade macrófagos, escapa de la vacuola y por medio de IpaB activa caspasa I que procesa pro IL-1beta a su forma madura (interleuquina proinflamatoria).

IL-1β

IL-1R

Cascada inflamatoria(TNF-α, IL-1, IL-6, IL-8)

Shigella

Shigella: Expresión diferencial de fenotipo invasivo según la célula

Sansonetti, 2001

Sansonetti, 2001

Sansonetti, 2001

Escherichia coli productoras de diarrea

NATARO AND KAPER CLIN. MICROBIOL. REV., 1998

NATARO AND KAPER CLIN. MICROBIOL. REV., 1998

A: localizada (ej. EPEC)B: agregativa (ej. EAEC)C: difusa (ej. DAEC)

Células Hep-2

ETEC

• Diarrea sin mayores cambios histológicos. Diarrea infantil con alta mortalidad.

• Factores de virulencia: adhesinas y enterotoxinas.

Adhesinas de ETEC

• CFA I, II, III y IV (colonization factor antigen) asociados a fimbrias finas y largas

Enterotoxinas

• LT (termolábil): similar a toxina colérica en estructura y modo de acción (aumenta cAMP). Subunidad B se une a GM1 tal como la toxina colérica.

• ST (termoestable): aumenta cGMP que da el mismo efecto que el aumento de cAMP.

EAggEC

• Diarrea persistente en niños.

• No es invasiva y no causa cambios histológicos. Forma agregados bacterianos en la mucosa.

• Factores de virulencia: adhesinas y toxinas

• Toxinas: ST enteroagregativa (similar a ST de ETEC) y hemolisina.

EPEC

• Diarrea a menudo fatal en bebés y niños

• Lesión A/E (attaching and effacing)

EPEC – factores de virulencia

• Tres etapas: adhesión no muy fuerte (mediada por pili Bfp), unión fuerte y formación de pedestal.

• No hay ninguna toxina identificada hasta el momento.

Goosney et al, 1999

Goosney et al, 1999

Azul: E. ColiAmarillo: Tir fosforiladoVerde: actina

Rosenshine, I. et al. (1996)

EHEC

• O157:H7 coloniza intestino de ganado.

• Factores de virulencia: adhesinas codificadas por el gen eaeA. Dan lesión similar a EPEC.

• Toxinas Shiga (Stx) codificadas en un fago atemperado: receptores en intestino y riñón. Da síndrome urémico hemolítico (SHU)

Campylobacter spp

• Han sido tradicionalmente asociados a diarreas en ganado vacuno y abortos en ovejas. Colonizan el tracto digestivo de aves de corral.

• C. jejuni y C. coli son termófilos y responsables del 95 % de los casos debidos a Campylobacter.

• Generalmente no crecen en el alimento debido a su carácter termófilo.

• Móviles con movimiento de sacacorchos.• No fermentan ni oxidan carbohidratos. Necesitan

aminoácidos o intermediarios del ciclo de Krebs.• Son microaerófilos

Patogénesis

• Dosis infectiva: 500 – 10000 organismos.

• Incubación: 1-7 días

• Usualmente el cuadro dura hasta 7 días y se autolimita.

• Puede cursar asintomático o dar lugar a una sepsis fulminante. Raramente desenlace fatal.

Factores de virulencia

• Penetra la capa mucosa que recubre los enterocitos gracias a su movimiento de sacacorchos.

• Adhesión e invasión dependen de la movilidad y la presencia de flagelos.

• La internalización depende de microfilamentos y microtúbulos de la célula eucariótica.

• Pasa de célula a célula por cara basolateral.• Produce una toxina (CDT: cytolethal-distending

toxin) que da lugar a muerte celular y respuesta inflamatoria.

Tratamiento

• Sintomático: hidratación y reposición de electrolitos.

• En casos especiales (ej. HIV, mujeres gestantes) se requiere el uso de antibióticos.

• Aparecen cepas resistentes a antibióticos asociadas a la administración de antimicrobianos a las aves (ej: fluoroquinolonas).

• La eritromicina es el antibiótico de elección.

Aeromonas y Plesiomonas

• Las aeromonas son microorganismos G(-), oxidasa (+) que se incluyen en la familia Vibrionaceae junto con Vibrio y Plesiomonas.

• Aeromonas pueden ser aisladas de agua y suelos y la concentración aumenta en meses cálidos.

• Son introducidas en alimentos (productos cárneos y lácteos) por agua contaminada.

• Producen patologías en peces y provocan grandes pérdidas en criaderos de salmones.

Especies de Aeromonas asociadas a gastroenteritis

• A. hydrophila

• A. caviae

• A. veronii

• A. jandaei

• A. trota

Patogénesis

• Está asociada a episodios en niños menores de 3 años.

• Posee pili que podrían estar asociados a adhesión.

• Produce aerolisina.

• Es capaz de invadir células en cultivo (Hep-2)

Cuadro clínico

• Comparte síntomas con otras gastroenteritis.

• Tres síndromes: diarrea acuosa aguda (usualmente se autolimita), disentería (asociada a otras patologías) y diarrea subaguda o crónica (episodios esporádicos que pueden persistir por meses o años).

Tratamiento

• Los casos agudos en general se autolimitan.

• En casos crónicos se justifica la antibioticoterapia.

• La asociación trimetoprima-sulfametoxazol es la combinación de elección aunque también pueden usarse otros antimicrobianos.

Plesiomonas

• Plesiomonas shigelloides es la especie más común asociada a gastroenteritis.

• Puede cruzar antigénicamente con Shigella sonnei.• Asociado al consumo de moluscos.• No están bien definidos sus factores de virulencia: se ha

demostrado invasión a células HeLa y producción de una hemolisina.

• El cuadro dura entre 2 y 14 días con dolores abdominales severos, calambres, náuseas y vómitos.

• Tratamiento: trimetoprima-sulfametoxazol o quinolonas.

Edwardsiella

• Principal especie: E. tarda.• Aislada de agua, peces y otros animales

acuáticos (anfibios, reptiles).• E. tarda tiene características bioquímicas

similares a Salmonella.• Es capaz de invadir células no fagocíticas

(HeLa, Hep-2). Produce una β-hemolisina que podría relacionarse con la invasión y podría tener actividad enterotoxigénica.

Edwardsiella- cuadro clínico y tratamiento

• Dos formas: diarrea secretoria benigna o disentería.

• Sensible a beta lactámicos, aminoglucósidos y quinolonas.

Staphylococcus spp.

• Coagulasa (+): S. aureus

• Coagulasa (-): S. epidermidis y S. saprophyticus

• S. aureus habita en la nariz y la piel.

Patologías asociadas a Staphylococcus aureus

• Enfermedad transmitida por alimentos• Infección de tejidos blandos• Impétigo• Shock tóxico• Septicemia• Neumonía• Osteomielitis• Infección de implantes.

Factores de virulencia de Staphylococcus aureus

• Proteínas de superficie• Cápsula• Toxinas: ETA, TSST (superantígeno), SE

(staphylococcal enterotoxin, superantígeno)• Acido lipoteicoico• Alfa-toxina• Leucocidina• Enzimas hidrolíticas

Proteínas de superficie de Staphylococcus aureus

• Proteína A: une IgG

• Factor de clumping: es responsable de la coagulasa. Une fibrinógeno.

• Proteína que une fibronectina.

• Proteína que une colágeno.

Patogénesis

• La SE es codificada en el gen entA que es llevado por un bacteriofago.

• En el estómago la SE estimula terminales del nervio vago que controla el reflejo de vómito.

• Vómitos a chorros y dolores abdominales siguen a la ingestión de la toxina preformada en el alimento.

Listeria monocytogenes

• Bacilo G(+)• Móvil mediante flagelos a bajas temperaturas• Móvil dentro de la célula por polimerización

asimétrica de actina.• Se encuentra en suelo, agua e intestino de

animales (incluso el hombre).• Crece en amplio rango de temperatura.

Listeriosis

• Adquirida por alimentos contaminados

• Se necesita ingerir un gran número

• En inmunocomprometidos infección sistémica y meningitis.

• En embarazadas: atraviesa placenta y produce abortos.

Factores de virulencia

• Invasión: Internalinas A y B• Escape de la vacuola primaria: listeriolisina O

y PI-PLC.• Diseminación: ActA estimula la

polimerización de actina.• Escape de vacuola intercelular (doble

membrana): PC-PLC• Interferencia en señalización: PI-PLC y PC-

PLC

Prevención y tratamiento

• Evitar consumo de productos lácteos no pasteurizados.

• Cocinar bien los alimentos cárneos y recalentar bien luego de guardar en heladera.

• Antibióticos no son útiles a menos que se administren en etapas muy tempranas.

Yersinia spp.

• Pertenecen a la familia Enterobacteriaceae

• Las especies asociadas a diarreas son Yersinia enterocolitica y Yersinia pseudotuberculosis

• Tienen factores de virulencia parecidos pero Y. pseudotuberculosis es más invasiva en modelos animales.

Yersinia enterocolitica

• Está asociada a productos de origen porcino mal cocidos. También a productos lácteos.

• Reservorios: porcinos y bovinos. Se encuentra en aguas por contaminación fecal.

• Hay diferentes serotipos: O:8; O:9; O:3 etc.

Yersinia enterocolitica: factores de virulencia

• Codificados en cromosoma: invasina, Ail, fibrillas Myf, enterotoxina, sideróforo, proteínas reguladas por Fe, LPS.

• Codificados en plásmido: YadA, YpkA, YopB, YopD, YopE, YopH, YopM y antígeno V

Factores cromosomales

• Invasina: adherencia e invasión• Ail (Attachment invasion locus) :

adherencia e invasión. Resistencia a muerte por suero.

• Fibrillas Myf: adherencia• Enterotoxina: activa guanilato ciclasa• Sideróforo y proteína reguladas por Fe:

adquisición de hierro.• LPS: resistencia a acción del suero?

Factores plasmídicos

• YadA: inhibe activación de complemento. Adherencia e invasión.

• YpkA: protein quinasa• YopB (Yersinia outer membrane proteins): homología a

toxinas RTX• YopD: facilita la entrada de YopE en las células.• YopE: Citotoxina. Resistencia a fagocitosis.• YopH: Tirosinfosfatasa. Resistencia a fagocitosis.• YopM: une a alfa-trombina• Antígeno B: resistencia a defensas del hospedador.

Regulación de expresión de Yop.

Pasos principales

• La expresión de factores de virulencia depende de la temperatura. Inicialmente se expresan los factores codificados en cromosoma para establecer la colonización. Luego, a 37°C, se expresan los factores codificados en plásmido.

• Ingreso y adhesión al ribete en cepillo de los enterocitos y célula M. Preferentemente en intestino delgado distal y colon proximal.

• En esta etapa de adhesión interviene YadA que es producida a 37 pero no a 25°C.

• La invasión es un proceso multifactorial (Invasina, Ail, YadA).

• YopH desfosforila proteínas e interfiere en señalización (especialmente en macrófagos).

• YopB: suprime la producción de TNF-α por macrófagos.

Yersinia enterocolitica: manifestaciones clínicas

• Gastrointestinal: enterocolitis, pseudoapendicitis, ileitis terminal.

• Septicemia: especialmente en inmunosuprimidos.

• Infecciones metastásicas: hígado, bazo, riñones, pulmones, piel, meningitis, endocarditis, osteomielitis

• Secuelas post-infección: artritis, miocarditis, glomerulonefritis.

• Faringitis