Toxínas Bacterianas de importancia en Medicina Veterinaria
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jueves, 24 de julio de 2014 1
EXOTOXINAS
• Producidas y excretadas por G- y G+
• Polipeptidos
• Inestables
• Altamene antigenicas
• Convertida en toxoide
• Suele unirse a receptores especificos
• Generalmente controladas por genesextracromosomicos
• Específicos a ciertas funcionescelulares
ENDOTOXINAS
• Parte integral de la pared celular debacterias G-
• liberadas en la lisis bacteriana y duranteel crecimiento
• LPS complejos (lipido A)
• Estables
• Débiles inmunogenos
• No se transforman en toxoide
• Síntesis dirigida por genescromosómicos
• Sintomas de choque generalizado ohipersensibilidad
CONTENIDO
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Toxinas bacterianas
Exotoxinas
G+
BacilosToxinas cloatridiales
Toxina antracica
Cocos
Estreptolisina
Leucocidina
Enterotoxinaestafilocicica B
Alfa/beta/delta toxina
ActinobacteriaToxina de la difteria
G- Toxina Shiga
Enterotoxinatermoestable de E.coli
ColeratoxinaEndotoxinas LPS
BoNT
• Permanece en el nervio terminal
TeNT
• Transporte axonal retrogrado (dineina)e intercambio transinaptico a lasterminales de celulas de Renshaw(glicina)
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• El género Clostridium comprende un número de bacilos formadores de esporas grampositivas.
• Pertenece al grupo de las metzicinas (metaloproteasas dependientes de Zn)
TOXICOCINETICA
Esporas en un ambiente anaerobio, germinan, se replican y producen la
toxina
La toxina es absorbida por cualquier superficie
mucosa, generalmente en el tracto gastrointestinal y
heridas. Existe solo un tipo de presentación
clínica, sin importar la vía de exposición
Desaminacon oxidativa por L-glutamato deshidrogensas α-
cetoglutarato y amoníaco Urea
Sus mecanismos de biotransformacion, distribución cinética, y excreción son
desconocidos (Peterson y Talcott, 2006)
NEUROTÓXICA BOTULÍNICA
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(Lacy, et al. 1998)
10402 aminoácidos
100-kDa heavy chain
disulfide bond
50-kDa light chain
TOXICODINAMIA
La escisión de cualquier proteína SNARE resulta en la inhibición de la liberación de acetilcolina
las proteínas SNAP-25, sintaxina y VAMP (sinaptobrevina), componen el aparato responsables de la exocitosis de acetilcolina
la cadena ligera es una proteinasa dependiente de zinc que escinde diferentes componentes de la familia (SNARE) –
La cadena pesada facilita la unión a gangliósidos de membrana. Endocitosis mediada por receptor protonacion del endosoma.
NEUROTÓXICA BOTULÍNICA
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jueves, 24 de julio de 2014 8
(Lalli et al, 2003)
Dineina, F-actina (rojo),microtubulos (marron)
Sitios de acción de TeNT y BoNT en la uniónneuromuscular
Molecular targets of clostridial neurotoxins (CNTs). (Y Tambe, 2007)
Mode of action of botulinum toxin type A :
©2014 Lindsey Pionek Designs
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BoNT (Neurotoxina Botulinica )Pertenece al grupo de lasmetzicinas (metaloproteasasdependientes de Zn), Existen8 tipos (A, B, C-1, C-2, D, E, F, yG).
Esta categorizada como agentede amenaza tipo A, dentro delos agentes de bioterrorismo(CDC).
Crystal structure of Botulinum Neurotoxin Serotype A. (Lacy et al, 1998)
• 150 kDa• DL50 = 1.3–2.1 ng/kg
(Stephen, 2001)
• Clostridium botulinum
• C. butyricum (tipo E)
• C. baratii (tipo F)
• C. argentinense
C. botulinum se encuentranormalmente en suelos ysedimentos acuiferos de lamayoria de regiones delmundo.
Regiones deficientes enfosforo (“pica”), gestación ylactancia.
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FUENTES U ORIGEN
(J. Craig Venter Institute, 2009)
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SIGNOS CLÍNICOS
Muerte
Parálisis muscular flácida progresiva
Disfagia
Falla respiratoria
Disminución en la producción de lagrimas ,
saliva
Disminución del reflejo palpebral (queratitis y conjuntivitis )
Midriasis
NEUROTÓXICA BOTULÍNICA
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DIAGNOSTICO NEUROTÓXICA BOTULÍNICA
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DIFERENCIALES
• Miastenia gravis• Rabia• Fiebre de leche
El ensayo tradicional (prueba de seroneutralización en ratón), depende dela adquisición de 4mL de suero o 50gde vómito, Heces o muestras dealimento, Secreciones nasales
ELISA
Cultivo del microorganismo a partirde los tejidos afectados
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TERAPIA
• Los cuidados de soporte: consisten en el mantenimiento de la hidratación ysoporte nutricional, Oxigenoterapia en los casos que sea necesario,alimentación por tubo nasogástrico, Reposicionamiento, ungüento oftálmico,enemas con agua tibia (Plumlee, 2004).
• Inmunoterapia pasiva mediante antitoxina botulínica trivalente (A, B y E), einmunoterapia activa con toxoide (Madsen, 2001). La recuperación puede tomarde 2 a 8 semanas y depende de la regeneración de la unión neuromuscular(Salzman, Madsen, & Greenberg, 2006)
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NEUROTÓXICA BOTULÍNICA
1. Manejo de la dieta2. Cuidados de soporte, lavado gástrico, debridar heridas3. Toxoide (inmunización)4. Antitoxina (Dosis de 30.000 IU, IV), ha tenido éxito en potros
TETANOSPASMINA (Toxina tetánica )
Clasificacion: DLminima de 2.5 ng/kg
El gen estructural para TeNT, tent, se encuentra enun plásmido grande en C. tetani. Es precedido portetR, y la proteína reguladora TetR, activa laexpresión de tent (Marvaud et al. 1998).
La producción de toxina está regulada en últimainstancia por los factores nutricionales ymicroambientales, pero los mecanismosmoleculares son desconocidos (Gyles, Prescott,Songer, & Thoen, 2010).
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Transporte axonal retrogrado(dineina) e intercambiotransinaptico a las terminales decelulas de Renshaw (glicina)
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(Gonzales et al, 2005)
SIGNOS CLÍNICOS
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CUATRO TIPOS DE TÉTANO
GENERALIZADO
involucra los músculos respiratorios
inestabilidad cardiovascular
interferir con la respiración.
SEVERO
marcado por disfunción autonómicaespasmo muscular
ESPASMO MUSCULAR
opistotonos
risa sardónica
presión sanguínea labil.
Tetano cefalico
Tétano local
OTRAS
Neonatal (cordonumbilical )
(Salzman et al, 2006)
DIAGNOSTICO Toxina tetánica
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Akbulut, Grant, y McLauchlin (2005),describen un analisis por PCR para detectarfragmentos geneticos de la neurotoxina
Los ensayos de laboratorio para la detecciónde tetanospasmina no están ampliamentedisponibles, y C. tetani sólo se recupera apartir de cultivos de la herida en el 30% delos casos (Salzman, Madsen, & Greenberg,2006).
Se basa en los hallazgos clínicos DIFERENCIALES
Intoxicación por estricninaHipocalcemia en neonatosRabia
(Rejas, 2007)
TERAPIA
Diazepam (0.1 mg/kg),
Vencuronio (100 µg/kg)
Ventilación asistida
Debridar herida, minimizar estimulos
metronidazol IV (10–15 mg/kg)
Toxoide tetánico e Ig específica
Toxina tetánica
21(Goonetilleke & Harris, 2004)
TOXINA COLÉRICA
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Clasificación: es producido por serogrupos de V. choleraeO1, O139 , O141 y Se trata de una subunidad A de 28 kDacon dos dominios estructurales, en donde A1 tiene actividadADP-ribosiltransferasa, y A2 se une a la subunidad B.
La porción B de la toxina es un oligómero de 12 kDa con 5subunidades que se unen con alta afinidad a gangliósidoGM1.
FUENTE U ORIGEN
Vibrio choleraePor la ingestión
de agua de contaminada
comida contaminada con materia
fecal
Con crustáceos contaminados
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TOXINA COLÉRICA
(Touluse, 2001)
TOXICODINAMIA
Las subunidades B se unen a los receptores
del gangliosido GMt en las células epiteliales de
la mucosa intestinal.
Después de la unión, se separan la subunidad A y el componente A2, lo cual facilita la entrada
del componente Al en la célula.
EI componente Al estimula la produccion de la enzima adenilciclasa, la cual rige la
producción del monofosfato de adenosina
ciclico (AMPc).
Las altas concentraciones intracelulares de AMPcdan como resultado una alteración del transporte activo de los electrolitos a traves de la membrana
celular, lo cual impide la absorcion de líquido y conduce a su secrecion en el intestino delgado.
Cuando el volumen de líquido que entra en el colon
proveniente del intestino delgado es mayor que la
capacidad de reabsorción de aquel, se presenta la diarrea.
25
TOXINA COLÉRICA
SIGNOS CLINICOS
Se manifiesta dentro de 4 horas a
5 días
incluyendo dolor de cabeza
La fiebre de grado bajo o ausente.
vómito
diarrea que es característica la
apariencia de “agua de arroz ''.
Deshidratacion(Líquidos y
electrolitos )hipopotasemia
acidosis colapso
cardiovascular muerte
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TOXINA COLÉRICA
DIAGNOSTICO
Con base en los signos y síntomas (diarrea acuosa)
Agar Kligler hierro
Aislar de las heces o de hisopados rectales.
Enriquecimiento en caldo agua peptona alcalina,
Serología para el serogrupo O1 y sus serotipos Ogawa e Inaba y para el serogrupo O139
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TOXINA COLÉRICA
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TERAPIA
dirigido principalmente a la reposición de líquidos y
electrolitos ya sea por vía oral o intravenosa.
antibióticos como la ciprofloxacina, doxiciclina,
trimetoprima- sulfamethoxisole .30
TOXINA COLÉRICA
TRATAMIENTO
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Ciprofloxacina Tabletas Antibacteriano quinolónicoPerros: 5 a 15 mg/kg peso vivo cada 12 horasbacteremia y patógenos resistentes 10 - 15 mg/ kgGatos(anorexia ) 8 a 15 mg/kg peso vivo cada 12 horas
Doxicilina:perro :Infecciones intestinales : 5 a 10 mg/kg de peso corporal cada 24 hs, 10 a 15 días; 1/2 a 1 para cada 5 kg de peso (Doxilina 50 mg); 1 a 2 comp.cada 30 kg de peso (Doxilina 150 mg).Gatos: intestinales 5 a 10 mg/kg de peso corporal cada 24 horas, 7 a 14 días; 1 comp. cada 5 kg de peso (Doxilina 50 mg).
Trimetoprim-sulfametoxazol:Perros: 5 ml por cada 16 kg de peso cada 12 horas, tratamiento mínimo por 5 días.Gatos: 1.5 ml por cada 5 kg de peso cada 12 horas, tratamiento mínimo
por 5 días.
TERAPIA
jueves, 24 de julio de 2014 32MINISTERIO DE SALUD PUBLICO GUIA DE DIAGNOSTICO Y TRATAMIENTO DEL COLERA 2010
TOXINA LETAL ANTHRACICA
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La Toxina ántracica es una combinación de dos toxinasbinarias, la toxina letal ( LeTx - 90 kDa ) y la toxina deledema ( EdTx - 89 kDa ), y un antigeno protector (PA,83 kDa), (Young y Collier 2007 ).
(University of Toronto/Jeremy Mogridge)
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TOXICOCINETICA
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TOXICODINAMIA
Factor I o edematógeno: es una adenilciclasa que hace que losniveles de AMPciclico en el interior de la celula, aumenten lapermeabilidad y promueve los edemas, hemorragias, trombos yfallo cardiaco.
Factor II o antígeno protector: facilita la endocitosis de la toxinaen las células huésped.
Factor III o letal: es responsable de los efectos letales de latoxina, altera la integridad de la membrana de la celular,originando permeabilidad capilar, trombosis capilar, shocksecundario y asfixia.
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Mechanism of Anthrax Toxins
Protein Lounge animations @
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SIGNOS CLINICOS
SOBREAGUDA 4 -6 horas
Hipertermia /confusion,
Esplenomegalia
estreñimiento /diarrea
SUBAGUDA
muerte en 48-96 horas
AGUDO24 -48 horas
Congestión de mucosas
Temblor muscular
(suinos,equinos y caninos)
bazo de color rojo oscuro o negruzco
CRONICA
Descarga espumosa y sanguiolenta por la boca
Edema de faringe y lengua
Asfixia
septicemia generalizada
Disnea
Fiebre
Edemas
incoordinación de mvtos,.
Muerte
Convulsiones terminales
Hematuria
Cianosis de mucosas
Cese de alimentación y producción
Sangre sin coagular
DIAGNÓSTICO
39(Salinas, 2003)
1. Tinción de Gram2. Detección de la cápsula con tinta
china o la mancha M'Fadyean3. Fluorescencia directa ( DFA )4. Reacción en cadena de la polimerasa
(PCR).
(Salzman, 2006)
(Madar, 2005)
LISIS DEL FAGO GAMMA Y LA DE LA
SENSIBILIDAD A LA PENICILINA
sembrar en placamediante estría unalínea de la muestrasospechosa decontener B. anthracis
placa con agar sangreo nutriente, y colocaruna gota de 10–15 μlde la suspensión delfago sobre un lado dela zona
sembrada y undisco depenicilina de10 unidadesen el otrolado.
la gota de lasuspensión delfago penetre enel agar antes deincubar la placaa 37°C.
Si el cultivo problema contiene B.anthracis, en el área bajo el fago noaparecerá crecimiento bacteriano,debido a la lisis, y se podrá ver unazona clara alrededor del disco
Sensibilidad a la penicilina
algunas cepas de B.anthracis puede serresistentes al fago o ala penicilina.
Dado que el rendimiento de la prueba de la lisis del fagogama puede resultar afectada por la densidad del inóculobacteriano, Abshire et al. (2005)
40
TERAPIA
Algunos investigadores están investigando inhibidores del factor letal.Shoop et al (2005), han identificado un inhibidor del factor letal hidroximato que, en los animales, fue
protectora cuando se administra de forma profiláctica y curativa cuando se utiliza en combinación con la ciprofloxacina.
Curiosamente , la enfermedad puede progresar a pesar de la eliminación de las bacterias, porque las toxinas formadas continúan ejerciendo sus efectos devastadores incluso
después de la muerte de las células que las elaboran .
terapias bactericidas, tales como la ciprofloxacina o doxiciclina .
41
42
Penicilina e grandes dosis (10,0000 a 22,000 UI /Kg de peso ) IV iniciando con penicilia cristalina (luego
preparados de accion prolongada)
• Cada ml de producto contiene ≥a 1 x 107 esporas de Bacillusanthracis, en solución salina con glicerina y saponina.
• Dosificación: vía subcutánea Bovinos (región post - ecapular) 1,0 mLOvinos (cara interna muslo) 0,5 mL Generalmente basta una sola vacunación al año, La primera vacunación se efectúa a los 6 meses de
edad.
SHIGATOXINA (VEROTOXINA)
Clasificacion: Dentro de los dosprincipales subgrupos de Stx (Stx1 yStx2), Stx2 es de gran importanciaclínica, debido a que es responsable dela una mayoría de casos.
Posee una estructura AB, similar a la Coleratoxina, la subunidad A es una proteína de ~ 30kDa con actividad enzimática que se une nocovalentemente a la subunidad B, la cual estácompuesta por 5 proteinas idénticas de ~ 7kDa, (Obring , Louise, & Lingwood, 1993).
43
las toxinas Shiga (Stx) son producidas por dos diferentes bacterias gram-negativas y anaerobias, Shigella dysenteriae tipo 1 y,
Escherichia coli toxigenica conocidas por causar enterocolitis hemorrágica y síndrome urémico hemolítico.
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ORIGEN
Fuente Consumo de agua y alimento contaminado
TOXICOCINETICA
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TOXICODINAMIA
una vez formada, la subunidad B de la toxina, se una con gran afinidad areceptores Gb3 en las células endoteliales y epiteliales (Obring , Louise, &Lingwood, 1993).
La toxina intacta es endocitada y transportada al retículo endoplásmicopor medio de aparato de Golgi.
Allí la subunidad A es escindida en subunidad A1 y A2, la subunidad A1es liberada al citoplasma, donde inhibe la síntesis de proteínas pormedio de la ruptura de 28S rARN de la subunidad 60S ribosomal.
Adicionalmente a interrumpir la síntesis de proteínas, la Stx hademostrado inducir apoptosis y estimular la liberación de citoquinasproinflamatorias.
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SIGNOS CLÍNICOS
dolor abdominal típico de cólico
vómito Diarrea sanguinolenta
El síndrome urémico hemolíticose puede desarrollar 2 a 14 díasdespues, caracterizado pornefropatia, anemia hemolítica, ytrombocitopenia.
hallazgos neurológicos tempranos(letargo y confusión, estossíntomas pueden progresar aconvulsiones, parálisis, coma yfinalmente la muerte. †
trombocitopenia
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DIAGNÓSTICO
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kits de ensayo enzimático ligado inmunoabsorbente (ELISA)
serotipificación con coprocultivo y análisis en agar sorbitol-MacConkey
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DIAGNOSTICO DIFERENCIAL • Diarreas por Rotavirus• Corona virus• Salmonelosis
TERAPIAGENTAMICINA Administrar por víaintramuscular o endovenosa lenta 1 a 2 mlcada 30 kg de peso vivo (2 a 4 mg/kg) cada 12horas durante 3 días.En terneros menores de 7días aplicar la mitad de la dosis.En equinos,administrar cada 8 horas.:
CIPROFLOXACINAPerros:5 a 15 mg/kg peso vivocada 12 horas Infecciones de vías urinarias: 5 - 8mg/kg óseas, sistémicas, bacteremia y patógenosresistentes (p.e. Enterobacter spp.): 10 - 15 mg/ kg
Gatos:8 a 15 mg/kg peso vivo cada 12 horasInfecciones del tracto urinario: 5 - 8 mg/kgjueves, 24 de julio de 2014 50
ENDOTOXINAS (LPS)
• Parte de la membrana celular debacterias Gram negativas
• La longitud del antigeno O se asociacon la morfologia de la cepa y supatogenisidad.
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Escherichia coli, Salmonella, Shigella, Pseudomonas, Neisseria, Haemophilus influenzae,
Bordetella pertussis y Vibrio cholerae.
Antigeno O
Nucleo
Lipido A
(Vickers, 2008)
Lisis bacteriana
Proteina de union a LPS de fase aguda
Celulas de Kupffer
Monocitos
CINETICA Y DINAMIA
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pro-inflammatory cytokines, nitric oxide, and eicosanoids.
(Hodgson, 2006)
DL50: 1,093 mg/Kg (Gallego, 1972)
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TNFIL-1BIL-6IL-8
IL-12IL-18
AnorexiaFiebreProteínas de fase agudaON (vasoldilatacion)InflamaciónInmunidad celular
(Lança, 2010)
SIGNOS CLINICOS
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ENDOTOXEMIA
Shock séptico (Haubro, 2003)
• Taquicardia• Taquipnea• Fiebre• Membranas
mucosas pálidas• Deshidratacion
Experimentalmente (Smith, 2010).1 µg/Kg linea toxica100 µg/Kg Transtornos hemostaticos
• Deshidratacion• Hipotermia• Baja produccion de
orina• Equimosis• Hipercoagulabilidad• Edema
DIAGNOSTICO
• Examen clínico
• Recuento sanguíneo
• Análisis de gases sanguíneos
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LeucopeniaNeutropeniaDesviación a la izquierda
Hipoxia arterialAcidosis metabólica
Lactato > 4mmol/L; >5 en neonatos
TERAPIA
1. Reanimacioncardiovascular
2. Prevencion de laminitis
Inhibir la inflamación
3. Eliminacion de las causas de endotoxemia
4. Neutralizacion de endotoxinas cirulantes
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1. -Suero compatible, 5L/caballo o 2L/neonato. Sln salina 0,9%. -2 mL dextrosa 5%/Kg/H para neonatos.
2. -Flunixin meglumina (0,25 mg/Kg IV C/8hPlasma (10ml/Kg)/heparina (4U/ml de plasma).
3. ANTIBIOTICOS RESTRINGIDOS4. Polimixina B (1mg/Kg C/ 8h-
12h)
Smith, 2010
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VIDEOS
• https://www.youtube.com/watch?v=NZZ9fI3U4k0
• https://www.youtube.com/watch?v=IDWeeAGRxvM
• https://www.youtube.com/watch?v=T1mlakCyscM
• https://www.youtube.com/watch?v=4_Mnn0NJErE
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