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Bordetella pertussis y tosferina (página 1)
(Este capítulo tiene 3 páginas)
© Kenneth Todar, PhD
Bordetella pertussis, el agente de la tos ferina o pertussis. Tinción de Gram. (CDC)
Bordetella pertussis
La tos ferina (pertussis) está causada por la bacteria Bordetellapertussis. B. pertussis es un cocobacilo muy pequeño, gramnegativo, que aparece de forma individual o en parejas. Su metabolismo es respiratorio, nunca fermentativo, y desde el punto de vista taxonómico, la Bordetella se sitúa entre los «bacilos y cocos aerobios gramnegativos» en el manual de Bergey. Las bacterias son nutricionalmente fastidiosas y normalmente se cultivan en medios ricos complementados con sangre. Sin embargo, pueden cultivarse en un medio sintético que contenga tampón, sales, una fuente de energía de aminoácidos y factores de crecimiento como la nicotinamida (para la que existe un requisito estricto). Incluso en agar sangre el organismo crece lentamente y requiere de 3 a 6 días para formar colonias puntuales.
Bordetella pertussis coloniza los cilios del epitelio respiratorio de los mamíferos (Figura 1). En general, se cree que B. pertussis no invade los tejidos, pero algunos trabajos recientes han demostrado que la bacteria está presente en los macrófagos alveolares. La bacteria es un patógeno para los humanos y posiblemente para los primates superiores, y no se conoce ningún otro reservorio. La tos ferina es una enfermedad relativamente leve en los adultos, pero tiene una tasa de mortalidad significativa en los bebés. Hasta que se introdujo la inmunización en la década de 1930, la tos ferina era una de las enfermedades más frecuentes y graves de los bebés en los Estados Unidos.
Patogénesis
La enfermedad de la tos ferina tiene dos etapas. La primera etapa, la colonización, es una enfermedad de las vías respiratorias superiores con fiebre, malestar y tos, que aumenta en intensidad durante un período de 10 días. Durante esta etapa, el organismo puede recuperarse en gran número a partir de cultivos faríngeos, y la gravedad y la duración de la enfermedad pueden reducirse mediante un tratamiento antimicrobiano. Los mecanismos de adhesión de B. pertussis implican una «hemaglutinina filamentosa» (FHA), que es una estructura similar a una fimbria en la superficie bacteriana, y la toxina de la tos ferina unida a las células (PTx). Los efectos de corto alcance de las toxinas solubles también juegan un papel en la invasión durante la etapa de colonización.
Figura 1. Colonización de las células del epitelio traqueal por Bordetella pertussis
La segunda fase o fase toxémica de la tos ferina sigue a los síntomas relativamente inespecíficos de la fase de colonización. Comienza gradualmente con una tos prolongada y paroxística que a menudo termina con un grito inspiratorio característico (whoop). Para escuchar el sonido característico de la tos ferina, haga clic en whoop.wav (whoop.wav es copyright del Dr. DougJenkinson, Nottingham, Inglaterra. www.whoopingcough.net). Durante esta segunda etapa, B. pertussis rara vez puede recuperarse, y los agentes antimicrobianos no tienen ningún efecto sobre el progreso de la enfermedad.Como se describe a continuación, esta etapa está mediada por una variedad de toxinas solubles.
Colonización
Los estudios sobre B. pertussis y sus adhesinas se han centrado en el cultivo de células mamíferas que carecen de la mayoría de las características de las células epiteliales ciliadas.Sin embargo, se han extraído algunas generalidades. Los dos factores de colonización más importantes son la hemaglutinina filamentosa (FHA) y la toxina pertussis (PTx). La hemaglutinina filamentosa es una proteína grande (220 kDa) que forma estructuras filamentosas en la superficie celular. La FHA se une a los residuos de galactos en un glicolípido sulfatado llamado sulfátido que es muy común en la superficie de las células ciliadas. Las mutaciones en el gen estructural del FHA reducen la capacidad de colonización del organismo, y los anticuerpos contra el FHA proporcionan protección contra la infección. Sin embargo, es poco probable que la FHA sea la única adhesina implicada en la colonización. El gen estructural de la FHA se ha clonado y se ha expresado en E. coli, lo que plantea la posibilidad de su producción para su uso en un componente de la vacuna.
Una de las toxinas de B. pertussis, la toxina pertussis (PTx), también participa en la adhesión al epitelio traqueal. La pertussistoxina es una proteína de 105 kDa compuesta por seis subunidades: S1, S2, S3, (2)S4 y S5. La toxina se secreta en el líquido extracelular y se une a la célula. Algunos componentes de la toxina unida a la célula (S2 y S3) funcionan como adhesinas y parecen unir la bacteria a las células del huésped. S2 y S3 utilizan diferentes receptores en las células del huésped. La S2 se une específicamente a un glicolípido llamado lactosilceramida, que se encuentra principalmente en las células epiteliales ciliadas. S3 se une a una glicoproteína que se encuentra principalmente en las células fagocíticas.
La subunidad S1 de la toxina pertussis es el componente A con actividad ADPribosilada, y se supone que la función de S2 y S3 está implicada en la unión de la toxina intacta (extracelular) a su superficie celular objetivo. Los anticuerpos contra los componentes de la PTx impiden la colonización de las células ciliadas por la bacteria y proporcionan una protección eficaz contra la infección. Por lo tanto, la toxina pertussis es claramente un importante factor de virulencia en la fase inicial de colonización de la infección.
Dado que la subunidad S3 de la toxina pertussis es capaz de unirse a la superficie de los fagocitos, y dado que la FHA se unirá a la integrina CR3 en la superficie de los fagocitos (el receptor del complemento C3b), se ha especulado que la bacteria podría unirse preferentemente a los fagocitos para facilitar su propio engullimiento. La función de esta fagocitosis autoiniciada no está clara, ya que las bacterias captadas por esta vía anormal podrían evitar la estimulación de la explosión oxidativa que normalmente acompaña a la captación fagocítica de las células bacterianas opsonizadas por anticuerpos o complemento C3b. Una vez dentro de las células, las bacterias podrían utilizar otras toxinas (por ejemplo, la toxina de la adenilato ciclasa) para comprometer las actividades bactericidas de los fagocitos. En cualquier caso, hay indicios de que la Bordetella pertussis puede utilizar este mecanismo para entrar y persistir en los fagocitos como parásito intracelular. Si B. pertussis es un parásito intracelular, explicaría por qué la inmunidad a la tos ferina se relaciona mejor con la presencia de células T citotóxicas específicas que con la presencia de anticuerpos contra productos bacterianos.
B. pertussis produce al menos otros dos tipos de adhesinas, dos tipos de fimbrias y una proteína de superficie no fimbrial llamada pertactina, pero su papel en la adherencia y la patogénesis no está bien establecido.
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