Características y Transmisión de Virus Clínicos: Parvovirus B19, Hepadnaviridae y Picornav, Apuntes de Microbiología

¡Descarga Características y Transmisión de Virus Clínicos: Parvovirus B19, Hepadnaviridae y Picornav y más Apuntes en PDF de Microbiología solo en Docsity! PARTE 1: ESTRUCTURA, CRECIMIENTO Y CONTROL DE MICROORGANISMOS INDICE - Tema 2: Metodologías de observación y estudio morfológico de los microorganismos - Tema 3: Estructura de la célula procariótica - Tema 4: Otras estructuras externas - Tema 5: Membrana citoplasmática - Tema 6: Esporas bacterianas - Tema 7: Estructura de los microorganismos eucarióticos - Tema 8: Naturaleza de los virus - Tema 9: Nutrición microbiana - Tema 10: Metabolismo microbiano - Tema 11: Factores ambientales que afectan al crecimiento microbiano - Tema 12: Crecimiento microbiano - Tema 13: control del crecimiento microbiano - Tema 14: Esterilización, higienización, desinfección y antisepsia 1 PARTE 1: ESTRUCTURA, CRECIMIENTO Y CONTROL DE MICROORGANISMOS TEMA 2: METODOLOGÍA DE OBSERVACIÓN Y ESTUDIO MORFOLOGICO DE LOS MICROORGANISMOS. Criterios de utilización de la microscopía óptica y electrónica. Tinciones paralestudio de los microorganismos El primer microscopio fue fabricado por un comerciante habilidoso Anthony Van Jeemenheeck permite observar lo que no es visible al ojo desnudo, debido a q es una ciencia q se ocupa de organismos tan pequeños q el ojo humano no los puede ver a simple vista Conceptos De Microscopia: Resolución: la distancia mínima entre 2 objetos q los revela como identidades separadas, es “d” en la ecuación de Abbe d = 0,5λ/n sen θ Donde: λ es la longitud de la onda de la radiación, n es el índice de refracción θ es la mitad del ángulo del cono de luz q entra en un objetivo La resolución depende del tipo de fuente luminosa. La apertura numérica del condensador depende del índice de referencia. Las limitaciones que tiene es q la λ tiene que estar dentro de la zona del visible 540nm, si el objetivo esta separado del objeto x el aire n = 1 Mejoras: no se puede utilizar luz de λ menor, si se puede aumentar la apertura numérica, utilizando aceite de inmersión, el objetivo recupera la radiación que se pierden mejorando así la resolución. El máximo poder de resolución en ópticos es 0,2μm y en electrónicos 0,2*103μm. Componentes: Ocular: se compone de 2 lentes separados x un diafragma Lentes de objetivos: amplían el tamaño de las preparaciones, pueden ser objetivos en seco o de inmersión q necesita líquidos incoloros del mismo índice de refracción que el cristal M. Ópticos: Campo claro: Es el más utilizado por su versatilidad y disponibilidad. El condensador va a encargarse de que la luz incida sobre la muestra. Un microscopio ordinario forma una imagen oscura sobre un fondo claro Se puede utilizar sobre muestras teñidas y sin teñir. La observación es directa sobre un porta y un cubre. Para aumentar la visibilidad, acentuar sus características morfológicas y su conservación, es necesario la fijación y la tinción. Fijación: proceso por el cual se conservan y fijan en su posición, estructuras externas e internas de las células. La fijación puede ser por calor (solo estructuras externas) o con fijadores químicos Colorantes: compuestos con distintos grupos cromóforos (con enlaces dobles), q se unen a las células x enlaces iónicos, covalentes o hidrofóbicos. Los colorantes ionizables pueden ser básicos o ácidos:  Básicos: se unen a moléculas cargadas negativamente, como ácidos nucleicos y polisacáridos ácidos. Se suele usar el azul de metileno, fuosina básica…  Ácidos: se une a moléculas cargadas positivamente. Se suele usar eosina, rojo de bengara… Tinciones:nos van a dar información adicional  Simples: se usa un solo colorante para ver formas sencillas 2 PARTE 1: ESTRUCTURA, CRECIMIENTO Y CONTROL DE MICROORGANISMOS Apéndices cortos, finos, similares a pelos, mas delgados q los flagelos y mas numerosos. No participan en la movilidad celular. están compuestos por una proteína PILINA, en disposición helicoidal Siempre peritricos Carecen de sistema de anclaje No están presentes en todas las bacterias (son mas frecuentes en las Gram -) no están presentes tampoco en células eucariotas Presentan una función de adhesión, se adhieren de forma especifica a un receptor, para las bacterias patógenas los receptores están en nuestras células, tienen especificidad x lo q según la célula se unirá una bacteria u otra Hay bacterias con fimbrias q reconocen manosa pero q no son patógenas Hay 2 tipos de fimbrias con funciones diferentes: Implicados en adhesión: paso previo a la colonización Los “pili” sexuales: unión de células previo a transferencia de ADN, permiten la unión para el cambio genético Flagelos: Largo apéndice filamentoso, están formados por proteínas; la diferencia con las fimbrias, a parte de la función, es q presentan una estructura mas grande y mas compleja. También se disponen en forma helicoidal La unidad básica es la flagelina (proteína) Son demasiado finos para ser vistos al microscopio óptico, determinadas tinciones aumentan su diámetro Son frecuentes en los bacilos y raros en los cocos Se pueden encontrar en las eucariotas (pero su estructura es mas compleja) Son responsables del movimiento bacteriano, consumen para ello ATP Estructura del flagelo: El filamento: región mas externa, formada x subunidades de flagelina, es una estructura semirigida, no puede flexionarse El gancho: región de la base del flagelo, une el filamento con la parte motora, movimiento rotacional del filamento sobre el cuerpo basal Cuerpo basal: es la parte motora del flagelo, sirve de anclaje a la pared celular y membrana citoplasmática. Esta compuesta x una serie de anillos proteicos. El flagelo se adapta a la estructura de la pared y será diferente en Gram + y - Se pueden alterar la dirección y la velocidad de rotación, pueden dar distintas formas de movilidad Se pueden presentar en 4 disposiciones diferentes q se pueden utilizar como criterios de clasificación: Monotrico: un solo flagelo Anfitrico: un flagelo en cada extremo con disposición polar en cada extremo Lofotrico: 2 o mas flagelos en uno o ambos extremos de la célula Peritricos: todos los flagelos distribuidos por toda la superficie de la célula Dependiendo de la disposición de los flagelos van a tener un movimiento u otro y una velocidad u otra, el movimiento de la bacteria va a ser contraria al movimiento del flagelo. Movimiento del flagelo: Las bacterias con flagelos peritricos alterna carreras y volteretas en ausencia de estímulos de movimientos al azar  Carreras: la bacteria se mueve en una dirección durante un cierto periodo de tiempo 5 PARTE 1: ESTRUCTURA, CRECIMIENTO Y CONTROL DE MICROORGANISMOS  Tumbos o volteretas: la bacteria cambia de forma brusca y al azar de dirección La movilidad de las bacterias es una ventaja evolutiva Taxis aproximación o alejamiento de una bacteria con respuesta a un estimulo, movimiento positivo o negativo dependiendo del estimulo son los taxis.  Fototaxis: respuesta a la luz  Quimiotaxis: respuesta a señales químicas Para las bacterias la presencia de flagelos es un carácter taxonómico Diferencias entre fimbrias y flagelos:  Los pili no están implicados en el movimiento sino q están implicados en la adhesión y en la conjugación bacteriana ): También están implicados en el movimiento, es otro tipo de locomoción exclusivo de un grupo de bacterias, las espiroquetas, son bacterias Gram negativas. Son extremadamente finos y con disposición helicoidal Las espirotecas tienen una morfología característica: un cilindro protoplásmico central. Tienen 2 (o varios) flagelos periplásmicos (filamentos axiales) q van de un extremo a otro y q en ocasiones se superponen rodeando a la célula debajo de la membrana externa La rotación de los flagelos hace q la célula gire en dirección opuesta avanzando como un sacacorchos. También la rotación flagelar podría flexionar o doblar a la célula y ser responsable del movimiento reptante. TEMA 3: ESTRUCTURA DE LA CÉLULA PROCARIOTA. Diferencias entre bacterias y arqueas. Pared celular: composición y funciones. Protoplastos y bacterias sin pared Pared Celular: Estructura semirigida y compleja, responsable de la forma de la célula. Rodea a la membrana y la protege, esta presente en “casi” todas las procariotas Funciones de la pared celular: Confiere la morfología característica a la célula Papel importante en patogénesis Impide la rotura de la célula bacteriana cuando la presión interior es mayor a la exterior Necesaria para el crecimiento y la división celular Barrera selectiva: Escape de enzimas Previene entrada de toxinas Composición de la parecelular: Bacterias: Se clasifican las bacterias en función a sus diferencias en la composición de la pared celular. Según esto diferenciamos ente Gram + y gran - Su diferencia radica en el peptidoglicano (red macromolecular de la q depende la rigidez de la pared), composición base de la pared Las Gram + presentan una red mas compacta, mas densa comparado con las Gram -, a mayor compactación mayor rigidez Composición del peptidoglicano: La columna vertebral es una cadena de glucano, un disacárido formado x unidades alternantes de β 1,4. A cada disacárido esta unido un tetrapeptido, los aminoácidos q componen este tetrapeptido son aminoácidos básicos 6 PARTE 1: ESTRUCTURA, CRECIMIENTO Y CONTROL DE MICROORGANISMOS (alanina, glutámico, lisina y diaminopinélico). La alanina puede ser D y L, pero la lisina siempre es L. La alternancia de los aminoácidos es D y L, estos aminoácidos se unen por enlaces peptídico. El n-acetilglucosamina (NAG) y n-acetilmuranico (NAM) son los q forman el dimero Se forman uniones entre cadenas q se forman por puentes peptídico cruzados, se realiza entre cadenas paralelas. Esta unión la realizan las enzimas fundamentales, estas son las transpeptidasas, esto da lugar a los antibióticos β-lactamicos q actúan a este nivel Gram positivas: Las paredes son mas rígidas, hay mayor número de uniones y puentes con varios aminoácidos, son puentes intercaternarios, mediante una cadena peptidica de glicina, es un puente de 5 glicinas Gram negativas: Menor número de uniones y los puentes son directos, no existen los puentes de glicina. El peptidoglicano es el 10% de la pared celular La solidez del peptidoglicano se debe a varios factores: Estabilidad del enlace β 1-4 de la cadena de glucano Gran cantidad de enlaces de H entre cadenas paralelas Entrecruzamiento de las cadenas por enlaces peptídico (a mayor número de uniones intercatenarias mayor rigidez) La alternancia de aminoácidos L y D forman polímeros mas compactos q solo con uno de los isomeros Biosíntesis del peptidoglicano: Durante los procesos de crecimiento o división celular, las autolisisomas abren poros para insertar nuevos fragmentos de peptidoglicano. Es una diana selectiva. La síntesis tiene 4 fases.  Biosíntesis de UDP-n-acetilmuranoilpeptapéptido: esta etapa tiene lugar en el citoplasma y en esta etapa actúan los fármacos fosfomicina y d- cicloserina  Formación de la unidad básica del peptidoglicano: se produce la salida al exterior  Polimerización: en esta etapa actúan los fármacos vancomicina y bacitracina A  Formación de puentes cruzados: donde actúan los β- lactamicos Todos estos antibióticos solo actúan sobre células en crecimiento, la actuación de estos provoca la formación de peptidoglicanos incompletos y mas débiles Métodos de diferenciación entre Gram positivas y Gram negativas: La composición de la pared celular queda diferenciada con la tinción de Gram, mediante la adición secuencial de colorantes y reactivos nos permite diferenciarlas El mordiente retiene al colorante  El alcohol no va a diferenciarlas  En las Gram negativas la formación de poros permite salir al colorante  El colorante q se utiliza es un colorante de contraste Estructura de la pared de Gram positivas: Tiene proteínas asociados y ácidos teicoides con peptidoglucano y ácido lipoteicoicos. El peptidoglicano representa el 90%, presenta varias capas con 7 PARTE 1: ESTRUCTURA, CRECIMIENTO Y CONTROL DE MICROORGANISMOS En bacterias: no existen esteroles (excepto en micoplasmas) algunas bacterias poseen hopanoides Tanto en bacterias como en eucariotas los enlaces entre glicerol y ácidos grasos son enlaces tipo ester En arqueas: el enlace es de tipo ester, le hace más resistente, no poseen ácidos grasos sino isopreno. Lo q existe es una monocapa lipidica (tetraéteres) mas estables y resistentes (bacterias hipertermófilas) Función: Interviene en el transporte de sustancias debido a q presenta una permeabilidad selectiva Este transporte puede ser:  Las células pueden requerir o no energía  Si la molécula se modifica en su transporte  Si la molécula pasa directamente a vía proteínas de membrana  Transporte pasivo: no requiere energía; difusión simple, facilitada y osmosis  Transporte activo: requiere energía, utiliza proteínas. A través de uniportadores, simcoportadores y antiportadores Procesos metabólicos generadores de energía Enzimas encargadas de la degradación de nutrientes Enzimas encargadas de la síntesis de componentes celulares Participa en:  Secreción y ensamblaje de proteínas extracitoplasmáticas  Replicación del ADN  Recepción de estímulos Transporte exclusivo en bacterias: translocación de grupos; la sustancia es químicamente alterada y requiere energía Translocación de grupos: El compuesto se va a transportar sufre una modificación a su paso x la membrana, x lo q tendremos 2 productos diferentes dentro y fuera de la célula Supone un ahorro de energía para la célula respecto al transporte activo, tiene importancia en bacterias fermentadoras. No se encuentra en las bacterias de metabolismo respiratorio Transporte a través de la membrana + modificación química Citoplasma Bacteriano: - Esta formado por un 50% de agua, contiene principalmente proteínas (enzimas), azúcares, lípidos, iones inorgánicos y muchos compuestos de bajo peso molecular. - A diferencia del citoplasma eucariótico, no posee citoesqueleto y red de fibrillas q son responsables de la forma celular Región nuclear: Región clara q destaca sobre un fondo mas denso q es el citoplasma. Ausencia de membrana (Contorno irregular y difuso), la región nuclear no está separada del citoplasma. Contiene una única molécula de ADN bacteriano circular, larga y cerrada. Cromosoma bacteriano o genóforo. Excepciones: Cromosoma lineal Dos cromosomas 10 PARTE 1: ESTRUCTURA, CRECIMIENTO Y CONTROL DE MICROORGANISMOS Cromosoma bacteriano: el ADN esta superenrrollado (1mm lineal), no esta unido a histonas (proteínas responsables en eucariotas del plegamiento) sino a proteínas parecidas, poliaminas y a magnesio La forma de división es x fisión binaria: proceso x el q la célula se divide para producir 2 células hijas iguales Duplicación del ADN Formación del “septo” separa el contenido citoplasmático Dotación a cada célula hija de una copia completa del cromosoma bacteriano Formación de la pared celular Separación de las células hijas La diferencia con la célula eucariota es q no hay aparato mitótico ni ciclo celular Plasmidos: elementos genéticos extracromosomicos, tienen una replicación autónoma, no son esenciales, se encuentran en algunos microorganismos, les aporta resistencia a antibióticos y factores de patogenidad Ribosomas: Estructura donde se lleva a cabo la síntesis de proteínas, se denominan 70S, esta compuesto x 2 subunidades q contienen ARN ribosómico y proteínas (30S y 50S) la diferencia del tipo de ribosoma hace q sean una diana para los antibióticos Inclusiones o cuerpos de inclusión: Son depósitos o gránulos de reserva q se encuentran en el citoplasma bacteriano, su función es almacenar energía o material estructural Algunas inclusiones son comunes a una amplia variedad de bacterias, mientras q otros están limitados a un pequeño número de especies: criterio de clasificación Gránulos rodeados de una fina membrana lipidica (sin la estructura típica de membrana lipidica) Se observan bien al microscopio electrónico, se puede también observar mediante tinciones al microscopio óptico Estos gránulos de reserva pueden ser: inclusiones orgánicas:  inclusiones polisacaridicas: el glucógeno es un polímero de subunidades de glucosa parecido al almidón, es una reserva de carbona para obtener energía gránulos lipidicos  Polímeros de ácido poli β-hidroxibutirato. Reservas de C para obtener energía. Presentes en Bacillus y Pseudomonas Inclusiones inorgánicas:  gránulos de polifosfato  Gránulos de azufre: reserva de energía para las bacterias q obtienen energía al oxidar el azufre. Thiobacillus  Corpúsculos metacromáticos (gránulos de volutina): formas de reserva de fosfato inorgánico, tinción especial x colorantes básicos (azul de toluidina) y cambio de color (violeta) fenómeno de metacromasia. Ejem: Corynebacterium y Lactobacillus Orgánulosespecials: Confieren características especificas a la bacteria: Magnetosomas: acumulo de oxido férrico, permiten a la bacteria responder a campos magnéticos. Ejem: Aquaspirillum magnetotacticum Vesículas de gas: cavidades huecas q se encuentran en muchas procariotas acuáticas. Habbacterium. Permiten la flotabilidad de forma selectiva. 11 PARTE 1: ESTRUCTURA, CRECIMIENTO Y CONTROL DE MICROORGANISMOS TEMA 6: ESPORAS BACTERIANAS. Estructura, composición y propiedades de resistencia. Diferencias entre endosporas y exosporas. Esporulación y germinación Endosporas: Son formas de resistencia, les va a permitir vivir en condiciones adversas. (Muchas especies del suelo) generalmente se encuentran en: - Las Gram positivas, Bacillus, Clostridium - Gram negativas Oscillospira (menor las bacterias q forman esporas) Las esporas no son formas de reproducción, sino q es una forma de mantenerse una estructura criptobiótica a lo largo del tiempo Son cuerpos deshidratados con una pared gruesa, con capas adicionales. Se forman en el interior de la célula y se liberan al medio ambiente donde sobreviven en condiciones adversas. Tienen gran importancia en microbiología alimentaría, industrial y medica. Algunas especies son patógenos peligrosos La situación de la espora en la célula madre o esporangio difiere según la especie. Criterio de clasificación: - Central - Subterminal - Terminal - Terminal con esporangio hinchado Estructura: Exosporio: capa mas externa, no siempre está presente, presenta naturaleza proteica Cubierta: capas de proteínas especificas de la espora (tipo queratinas ricas en Cys, abundancia de puentes disulfuro, es la responsable de la resistencia a muchos compuestos químicos : capas de peptidoglicano, poco entrecruzado y distinto al de la pared celular Núcleo o protoplasto: Core o pared celular de la espora Centro de la espora: membrana plasmática, ácido β dipicolínico (único en esporas, en las células vegetales no existe) Resistencia: Estabilización del ADN x dipicalinato calcico (DPC) y proteínas ácido-solubles. La importancia del DPC es q es el 15% del peso seco de la célula. El DPC es: Una reserva de calcio Durante la esporulación secuestra calcio Durante la germinación libera calcio Deshidratación del protoplasto, el cortex puede eliminar osmóticamente el agua del protoplasto Proteínas celulares adaptadas a vivir en condiciones adversas Tipos de resistencias: Resistencias al calor: gracias al bajo contenido en agua y al contenido del DPC Resistencia a radiaciones: x los puentes disulfuro Resistencia a productos químicos: impermeabilidad de la cubierta de la espora Esporulación, eporogénesis o formación de esporas: Se lleva a cabo cuando la célula detecta una condición adversa. En la fase 0 se duplica el material genético Fase 1: se produce la condensación del ADN. Formación de filamentos axiales 12 PARTE 1: ESTRUCTURA, CRECIMIENTO Y CONTROL DE MICROORGANISMOS Envoltura: Estructura membranosa, bicapa lipidica con proteínas - Glicoproteínas espiculas En general: - Las proteínas son codificadas por genes víricos - La bicapa lipidica procede de la célula hospedadora Los virus una vez multiplicados, mediante una exocitosis adquieren la envoltura q es la membrana celular del hospedador a la q se le han unido proteínas codificadas por el virus Otros Componentes Víricos: Importantes en el proceso infeccioso: - Enzimas: lisozimas (rompe pared bacteriana), polimerasas, neurominidasa (degrada unos componentes de la membrana animal) Clasificación De Los Virus: Según: - Tipo de acido nucleico: ADN, ARN, monocatenario, bicatenario, fragmentado - La estrategia de replicación - Morfología o simetría de la cápsida Multiplicación De Los Virus: Fijación: Requiere q el virus se encuentre con receptores específicos en el hospedador, receptores específicos de superficie Bacterias: Proteínas (fimbrias, flagelos), LPS sirve como receptores de la célula hospedadora, fibras de la cola del fago Células animales: proteínas glico o lipo son receptores de la célula, proteínas o espículas Penetración: El fago no entra, sino q una vez q el fago se ha fijado inyecta su material genético en las bacterias. En las células animales los virus desnudos entran x endocitosis formando una vesícula. Pero en la mayoría de los casos los virus entran por fusión de la envoltura del virus y la membrana de la célula animal, de esta manera entra la nucleocapsida en el interior Liberación del materialgenético: Por acción de enzimas proteolíticas de la célula hospedadora (en membrana, vesícula endociticas, citoplasma o núcleo) Una vez q el virus pierde la cápsida se entra en un periodo de eclipse, no hay virus, sino que esta el acido nucleico del virus La célula se puede defender de estos fases iniciales Defensa del hospedador: inexistencia de receptor o x enzimas de restricción (bacterias, sistemas de restricción/modificación) Biosintensis de componentes virales: Modificación del metabolismo celular en beneficio del virus Destrucción del ADN celular Inhibición de la síntesis de macromoléculas No transcripción: por lo q no hay síntesis de proteínas celulares y los ribosomas se encontraran libres Síntesis de proteínas tempranas: Modificación de metabolismo celular Replicación del ácido nucleicovirico: polimerasas 15 PARTE 1: ESTRUCTURA, CRECIMIENTO Y CONTROL DE MICROORGANISMOS Replicación del ácido nucleico Síntesis de proteínas tardías: Cápsida Envoltura Lisozimas, etc. Para la síntesis de proteínas tempranas necesita la síntesis de ARNm x lo q necesitan transcriptasas: ARN polimerasa ARN o ADN dependiente. Estos es necesario en todos los virus excepto en los ARN positivos Para la replicación del ARN o ADN necesita de replicasas: ARN pol, ADN pol ARN o ADN dependiente víricas: Cápsida más acido nucleico Esto puede ocurrir en distintas partes de la célula, en el núcleo, citoplasma o membrana Con esta etapa se llega al fin del periodo de eclipse q va desde la descapsidación al ensamblaje Liberación del virus: Virus con envoltura: exocitosis o gemación, previamente el virus ha sintetizado una serie de proteínas q se unen a la membrana. Sin lisis celular, al liberarse pueden provocar la lisis por otros mecanismos pero no por la liberación. Hay virus q adquieren su envoltura en el núcleo pero lo normal es q adquieran su envoltura en la membrana celular Virus desnudos: lisis celular (virus liticos). Proteínas q lisan la pared o q desestabilizan la membrana. En el caso de bacteriófagos: Por lisis celular (la mayoría) virus líticos Salida a través de la membrana (en lisis celular) Si nosotros vemos en conjunto desde cuando entra el virus hasta q sale: Bacteriófagos: Clasificación: Por material genético: ARNmc, ARNbc, ADNmc o ADNbc, lineal, circular Por la morfología Icosaédricos Helicoidales (filamentosos) Complejos Ciclo de vida de los bacteriófas: La mayoría de ellos realizan el mismo ciclo de multiplicación general estudiado, pero algunos son capaces de tener otros ciclos no líticos y se denominan ciclos lisogénicos. Un ciclo lisogénico consiste en q las fases se mantienen latentes en la bacteria sin multiplicarse, se encuentra en fase de profase y las cepas son cepas lisogenicas. El fago se une al cromosoma bacteriano sin alterarlo, pero en determinadas circunstancias se induce la vía lítica, se separa del cromosoma bacteriano y comienza el ciclo lítico 16 PARTE 1: ESTRUCTURA, CRECIMIENTO Y CONTROL DE MICROORGANISMOS La lisogenia es integrativa (el ADN del fago se inserta en el cromosoma) produce una integrasa y corta el DN para introducirlo, o no integrativa (el profago se queda como una molécula circular fuera del cromosoma bacteriano) se multiplica, no se integra en el cromosoma El ADN lineal del fago cuando entra en la célula se circularías, y expresa una integrasa q le permite introducirse en el ADN de la célula. Además tiene partes q favorecen la vía lítica y otras q favorecen la lisogénica. Dos proteínas regulan q se produzca una u otra vía. La proteína Cro (lisis) y la proteína CI (favorece la integración) lisogenia. Cuando el fago entra en una bacteria puede expresar CI y se favorece la lisogenia, pero hay factores q aumentan CI y se favorece la lisogenia, pero hay factores q disminuyen CI, se produce la vía lítica. Se puede inducir el ciclo lítico por factores como luz UV, rayos X… q cambian el ADN de la célula, se expresa Rec A, actividad proteasa q provoca la lisis del virus La inducción mágica: por disminución de niveles de represión CI (espontáneo o provocado) Interés de los fagos: Conversión mágica o lisogénica: Tienen genes q codifican proteínas con diversas actividades, como confieren propiedades factores de virulencia, Son codificadas x fagos, x tanto la bacterias es mas patógena si tiene el fago q sino lo tienen  Toxina exofoliactivo  Toxina eritrogenica  Toxina difterica  Toxina botulinica  Toxina colerica Transducción (transferencia genética): sirven de vectores de inserción de genes en bacterias. Es un mecanismo de variabilidad genética en bacteriales cuando el fago no solo lleva sus genes sino q también lleva los genes bacterianos Uso de ingeniería genética: sirven de vectores para la clonación Cultivo de bacteriófagos: Nosotros muchas veces lo q queremos conocer es el número de fagos existentes en una muestra, para poder contar los fagos lo vamos hacer contando las unidades formadoras de calvas, de lisis de bacterias Ej: nosotros tenemos un número de células de Escherichia Coli en un tubo y otra suspensión con un número de fagos q queremos saber. Los juntamos, algunas de las células se infectan x el fago. Lo ideal es q haya mas células q fagos. Utilizaremos una placa de cultivo q lleva un medio de nutrientes q la célula necesita solidificados con un agar. Mezclamos el cultivo infectado y lo tendremos con el agar en la placa a una determinada temperatura. Las bacterias no infectadas crecerán y las infectadas van a lisar, los fagos se iran transmitiendo a células cercanas infectándolas, formándose calvas debido a la lisis, proviene de una célula original q fue infectada x un fago Otras entidades infecciosas acelulares: Virones: moléculas de ARNmc circular (200-400nt) no codificante, no provocan la expresión de ninguna proteína, sin cápsida. Son patógenos en plantas donde interfieren en la expresión génica de las células Pirones: moléculas proteicas. Patógenos de animales y humanos. Modificación del plegamiento de proteínas de la célula hospedadora, provocando la 17 PARTE 1: ESTRUCTURA, CRECIMIENTO Y CONTROL DE MICROORGANISMOS H+ + NO3- NO2- + H2O H2 + fumarato2- succinato2- En el ciclo de Krebs se obtiene más energía Ciclo de Krebs:es un ciclo en el q se forma AcetilCoA molécula de 6C: piruvato AcetilCoA En el ciclo de Krebs salen 2 moléculas de CO2 por vuelta (1AcetilCoA) da 1 molécula de GTP ATP, 3NADH, FADH2 En fermentación (anaeróbica 2ATP) Condiciones Aceptor final de Tipo de electrones fosforilación Respiración Aeróbica O2 libre Acoplada a sustrato aeróbica (máx. y oxidativa 38ATP) Respiración Anaeróbica Inorgánico Acoplada a sustrato anaeróbica (ATP (nitratos, sulfatos, y oxidativa variable) carbonatos), organico (fumarato) Fermentación (máx. Anaeróbica No aceptor externo Acoplado a sustrato 2ATP) Fotosíntesis:para captar energía de la luz y energía química (ATP) Fotofosforilación cíclica: hay un pigmento fotosintético q al incidir la luz transmite electrones a la cadena transportadora de electrones (en la membrana del cloroplasto en eucariotas, en bacterias en membrana celular) da ATP, finalmente el aceptor es la clorofila Fotofosforilación no cíclica: la base es la misma q la cíclica pero en este caso los electrones en vez de volver a la clorofila, va a haber un donador externo de electrones q repone los electrones pérdidas. Los electrones del agua (fotolisis) pasan a la clorofila y los H quedan libres y dan lugar al poder reductor (NADP NADPH + H) Cuando el donador es el agua se le denomina fosforilación oxigénica. Se da en cianobacterias (Con clorofila a) El producto final es el oxigeno Cuando el donador es hidrogeno o sulfuro es fosforilación anoxigénica. Ej. Bacterias rojas y verdes (tienen bacterioclorofila como aceptor primero de electrones) Las fotoautótrofos necesitan fijar CO2. esto se hará por el ciclo de calvin Ciclo de calvin: Gasta mucho ATP y NAD(P)H q se produce en la fotofosforilación Quimioorganotrofo:metabolismo respiratorio Quimiolitrofos 20 PARTE 1: ESTRUCTURA, CRECIMIENTO Y CONTROL DE MICROORGANISMOS TEMA 11: FACT ORES AMBIENTALES QUE AFECTAN AL CRECIMIENTO MICROBIANO . Papel del oxígeno en el crecimiento microbiano. Cultivo de microorganismos. Diseño de medios y condiciones de cultivo División celular binaria: a partir de una célula original tenemos 2 células hijas. La descendencia de una bacteria es genéticamente idéntica a la célula parental; es un clon. Obtenemos con el tiempo colonias q se pueden observar microscópicamente Cultivo de microorganismos: En placas petri ponemos un medio de cultivo q contiene todos los nutrientes se solidifican con agar (masa gelatinosa) al disminuir la temperatura También tubos con agar, agar inclinado o en medio líquido Las bacterias al multiplicarse dan aspecto colonial Medio completo Medio definido Fuente de carbono Melazas Glucosa Extracto de carne Sacarosa Extracto de levadura Almidón Infusión cerebro-corazón Celulosa Metanol Fuente de nitrógeno Pentonas Sulfato amónico Macerado de maíz Fuente de fósforo Fosfatos (buffer) Otros elementos, iones Sales (NaCl, CaCl2) Sales (NaCl, CaCl2) Factores de crecimiento Aminoácidos y vitaminas Sirven en muchos casos para identificar microorganismos: Medio de enriquecimiento:si nosotros partimos de una muestra q existe ciertas bacterias elegimos un medio en el cual potenciamos el crecimiento de una especie o familia bacteriana Medio selectivo:nos permite seleccionar una especie o familia frente a otros, no solo lo enriquecemos sino q los seleccionamos frente a otras. Se utiliza mucho utilizando antibióticos, o antimicrobianas de esta manera algunos sobreviran y otros mueren por estar inhibidos su crecimiento : Crecen todos pero nos permite determinar alguna de las propiedades bioquímicas. Ej: fermentación de lactosa, o la hemólisis de glóbulos rojos Influencia de factores físico-químicos en el crecimiento: El O2 es un elemento muy importante, en el aire hay 21%, en el caso de las bacterias para algunos es importante y para otras no tantos, siempre las bacterias va a necesitar O2 para crear sus estructuras pero este no solo depende del oxigeno del aire Si nosotros usamos un medio semisólido con trioglicolato (reductor) favorece q no haya O2, también lo calentamos para evaporar el agua haciendo que el oxigeno salga y además lleva un indicador redox q es la resazurina q se pone rosa cuando hay oxigeno; este tipo de obtener en el mismo tubo zonas anaeróbicas, aeróbicas y con oxigeno intermedio. De esta manera diferente: Microorganismos aerobicos obligados Micrococcus, este estará realizando un metabolismo respiratorio. Tendrá catalasa y superoxido Microorganismo anaeróbico estricto, el oxigeno le es toxico. Bacteroides, realiza un metabolismo anaeróbico. No tiene ninguna enzima para eliminar las formas toxicas del oxigeno Microorganismos anaeróbicos facultativo: no le es toxico el oxigeno, crece mejor en el, crecerá mejor en contacto con el oxigeno ya q x la respiración se obtiene mas energía q en la fermentación. E. Coli + SOD + catalasa 21 PARTE 1: ESTRUCTURA, CRECIMIENTO Y CONTROL DE MICROORGANISMOS Microorganismos microaerófilo: crecen a concentraciones de oxigeno menores q las del aire (2-10%) Compylobactor (+SOD +/- catalasa) Microorganismo anaerobio aerotolerante: el oxigeno no le es toxico pero no lo esta utilizando ya q crecen igual con oxigeno que sin él. Enterococus El oxigeno es toxico porque cuando esta en las células de los microbios va a sufrir una serie de reacciones que va a generar una serie de productos tóxicos para el organismo: O2 + e- O2- superoxido O2- + e- + 2H+ H2O2 H2O2 + e- + H+ H2O + OH· hidroxilo radical OH· + e- + H+ H2O Si la célula es capaz de eliminar estas formas toxicas va a ser capaz de sobrevivir en el oxigeno, para eliminar estas formas, las células tienen catalasas q eliminan el H2O2 H2O2 + H2O2 2 H2O + O2 La peroxidasa también elimina el H2O2 pero necesita de NADH gastando poder reductor: H2O2 + NADH + H+ 2 H2O + NAD+ La superoxido dismutasa (SOD) elimina el O2-, liberando H2O2, si esta enzima actúa en combinación con una catalasa se libera H2O + O2 O2- + O2- +2H+ H2O2 + O2 4 O2- + 4H+ 2 H2O + 3O2 Cuando los organismos son anaeróbicos estrictos para su cultivo se utilizan Jarras de anaerobiosis (anóxico) Gaspakponemos un sistema químico q cuando nosotros ponemos el agua se genera hidrogeno molecular, dióxido de carbono y catalizador, el agua con el oxigeno forma agua Cuando queremos microorganismos microaerofilia se puede hacer metiendo una vela q queme el oxigeno, también existen mecanismos industriales, estufas de CO2, sobre generador de CO2… Cuando el microorganismos es muy anaeróbico lo q se hace es cultivarlo dentro de una cámara anóxica, atmósfera libre de oxigeno, nitrógeno y dióxido de carbono La temperatura: realmente lo q hace es utilizar todas sus vías metabólicas para su crecimiento, para q sus enzimas actúan necesitan una temperatura adecuada, x lo q la temperatura va a influir en las enzimas Por debajo del mínimo la membrana se gelifica; el transporte a través de ella es tan lento q no hay crecimiento. Según va aumentando la temperatura las reacciones enzimáticos tienen lugar a velocidades en constante aumento. A una temperatura optima: las enzimas tienen lugar a la máxima velocidad posible, multiplicación de microorganismos, mayor número de células A una temperatura máxima: se produce la desnaturalización proteica, colapso de la membrana, y lisis ermica. Según las temperaturas podemos distinguir distintos microorganismos: Psicrófitos: optima 10 maximo 20, temperaturas frias (-10-20) 22 PARTE 1: ESTRUCTURA, CRECIMIENTO Y CONTROL DE MICROORGANISMOS Los parámetros q nos interesa son: - Velocidad de movimiento (v) - Tasa especifica de crecimiento (μ) constate que define la capacidad del microorganismo para multiplicarse - Tiempo de generación (g, tg): tiempo q tarda para dar una generación, constantes y específicos según: o Microorganismos o Condiciones de cultivo N= NO * 2n = NO *2 t/tg representación exponencial CULTIVOS: Curvas de crecimiento en medio no renovado: tenemos un cultivo con una concentración de nutrientes Tiempo de latencia: tiempo q tarda un microorganismo en dividirse fase exponencial de crecimiento dN/dt=μN hasta llegar a una fase estacionaria donde no hay crecimiento, y finalmente se llega a una fase de muerte; va a depender de los nutrientes iniciales. Va a existir una fase de aceleración y una fase de deceleración, esto pasa xq la concentración de nutrientes iniciales va a influir en la tasa especifica de crecimiento q va a seguir una cinética micaliana, a concentraciones muy bajas del nutriente no hay saturación de células, x lo q las células crecen menos de lo q pueden llegar a crecer. A concentraciones altas se satura, y las células crecerán según la tasa de crecimiento no va a influir en el crecimiento la concentración del nutriente. Pero si estamos a concentraciones menores de la tasa de crecimiento, el crecimiento dependerá de la concentración del nutriente 25 PARTE 1: ESTRUCTURA, CRECIMIENTO Y CONTROL DE MICROORGANISMOS Fase de aceleración: la concentración de nutriente es muy superior, no va a depender de la tasa del nutriente, para el nutriente hay entrada, x lo q va entrando aumentando la concentración del nutriente en el interior aumentando la tasa de crecimiento hasta llegar a su máximo y no dependerán del nutriente Fase de deceleración: va depender lo mismo pero pasando de la tasa máxima o la menor La concentración de nutriente va ha influir en la biomasa total y en la tasa especifica de crecimiento, solo a concentraciones bajas Puede ocurrir también q quede nutriente pero q se pare el crecimiento x lo aparición de sustancias toxicas Comparación de 2 microorganismos x métodos directos o indirectos A mayor pendiente mayor tiempo de generación xq tiene mayor tasa de crecimiento CULTIVOS CONTINUOS EN QUIMIOSTATO: Cultivos x el q se tiene el microorganismo en crecimiento durante un tiempo indefinido. En este tipo de cultivos vamos añadiendo medio de cultivo fresco sin células, es la manera de ir añadiendo más nutriente Para mantener un volumen constante y eliminar los productos tóxicos voy eliminando cultivo también salen células a la misma velocidad q voy añadiendo medio de cultivo. En el medio no tengo las mismas células pero si el mismo número. En este medio no se llega a una fase estacionaria - So: concentración de sustrato en el medio fresco - F: velocidad de entrada y salida - N: numero de células en el medio de cultivo Para q este medio funcione μ=D así obtengo el mismo numero de células en el quimiostato 26 PARTE 1: ESTRUCTURA, CRECIMIENTO Y CONTROL DE MICROORGANISMOS FERMENTACIONES INDUSTRIALES: Hay muchos microorganismos q producen elementos beneficiosos para el hombre, estos pueden ser explotados industrialmente. Se conocen como “fermentaciones industriales” aunque no todo son fermentaciones bioquímicas. Los productos q nos interesa: - Células: - Bioconversion. Solo buscamos una etapa de una ruta metabólica concreta - Productos del metabolismo: antibióticos, aminoácidos, alcohol, acido cítrico, enzimas… Para ello se usan fermentadores o biorreactores Tipos de fermentación o cultivo: - Discontinuo o de cargas - Discontinuo alimentado: puedo añadir nutriente pero sin quitar medio, no es de tiempo indefinido - Continuo Son cubetas q permiten la agitación del medio para mantenerlo continuo, tiene sistemas de refrigeramiento o calentamiento…sistemas para controlar el medio…en definitiva se puede controlar el medio TEMA 13: CONTROL DEL CRECIMIENTO MICROBIANO. Cinética de -químicossobre los microorganismos. Parámetros que definen la letalidd El interés de controlar el crecimiento microbiano es: - Evitar la transmisión de enfermedades infecciosas - Evitar el deterioro de: o Alimentos (pan con moho) o Medicamentos o Materiales: material óptico, pinturas, edificios, tejidos… o Medio ambiente Agentes y técnicas microbianas, podemos buscar: - Destruir o inactivar los microorganismos - Inhibiendo su crecimiento - Eliminación de microorganismos. Eliminación física (filtración de agua…) Según el tipo de acción que haga el agente hablaremos de: - Microbicida: mata al microorganismo (bactericida, esporicida, fungicida, viricida…el número de celulas vivas desciende - Microbiostatico: inhibe el crecimiento (bateriostatico, fingiostatico, viristatico..el número de celulas vivas y muertas no varian Cinética de muerte microbiana: - Muerte: perdida irreversible de la capacidad de reproducirse 27 PARTE 1: ESTRUCTURA, CRECIMIENTO Y CONTROL DE MICROORGANISMOS Otra técnica de calor húmedo es la uperisación: 140-150ºC, esterilización se utiliza para alimentos Pasteurización: Radiaciones:en microbiología nos interesan las de mayor energía y menor longitud de onda Las fuentes de radiaciones ionizantes son: Electrones acelerados Rayos x Rayos γ Las aplicaciones son la esterilización de material termosensible en envase final (esterilización fría) Prótesis, jeringuillas, catéteres… Placas de petri, filtros… Alimentos Ventajas: Penetración Temperatura ambiente Limitaciones Caro Peligroso Las radiaciones no ionizantes: son de menor energía pero bastante potentes. El efecto máximo es a 260nm q es cuando el ADN absorbe esta radiación y se daña cuando la luz UV incide sobre el ADN se producen procesos mutagénicos. Provoca dimeros de timina, error en la replicación La aplicación es con lámparas germicidas. Sirve para aire y superficies, industrias alimentarías, restaurantes, quirófanos, salas de envasado estéril. Tratamiento de aguas… Inconvenientes: Poca energía Poca penetración Cierto peligro: ojos y piel Sistema de reparación SOS: corrige el error con una polimerasa q también comete errores y x eso se producen las mutaciones Desecación, liofilización: eliminación de agua, inhibe el crecimiento pero no destruye a las bacterias Aumento de la presión osmótica: Salazones, jarabes: microbiostatico Conservación de alimentos, medicamentos Filtración: Levadura Bacterias Tenemos 3 tipos: Filtros de profundidad; retención + adsorción fibra de vidrio Filtros de membrana: acetato de celulosa retención Filtros nucleoporeo: retención 30 PARTE 1: ESTRUCTURA, CRECIMIENTO Y CONTROL DE MICROORGANISMOS La filtración se utiliza para compuesto termolabiles, para aire (campanas, quirófanos, salas de envasado estéril…) AGENTES QUÍMICOS: Esterilizantes, antisépticos, desinfectantes, conservantes… Dentro de los esterilizantes los más importantes son: Oxido de etileno: es el más utilizado q produce una desnaturalización de proteínas x alquilacciones. Es muy penetrante y sirve para esterilización a baja temperatura. o Inconvenientes. Toxico y explosivo, requiere instalaciones especiales se usa para material termosensible empaquetado o Validación de los procesos de esterilización Necesidad de comprobar la eficacia Tipos:  Físicos: medida de temperatura, presión y radiación  Químicos: cambio de color  Microbiológicos: crecimiento microbiano Conviene la utilización de los 3 criterios Existen también indicadores biológicos Formaldehído: es líquido y en líquido no esterilizamos pero si desinfectamos, sin embargo si en vapor. Glutaraldehido: a bajas concentraciones desinfecta. A alta concentración y tiempo H2O2: ocurre lo mismo Esta serie de agentes actúan sobre proteínas, ácidos nucleicos, membranas por oxidaciones, alquilaciones Características requeridas por estos agentes: - Amplio espectro - Elevada actividad - No toxico - No corrosivo - No lesionan la piel - Estable - Sin olor / olor agradable - Poder de penetración elevada - Económico 31 PARTE 2: GENÉTICA MICROBIANA E INGENERIA GENÉTICA INDICE - Tema 15: El genoma microbiano - Tema 16: Variabilidad genética en microorganismos - Tema 17: Transmisión horizontal de caracteres entre bacterias - Tema 18: Conjugación bacteriana - Tema 19: Ingeniería genética de microorganismos - Tema 20: Manipulación genética de microorganismos y mejora de cepas industriales 1 PARTE 2: GENÉTICA MICROBIANA E INGENERIA GENÉTICA  Silenciosa: no hay una expresión en el fenotipo. Cambio de un triplete x otro q transcribe el mismo aminoácido  Cambio de función, estabilidad  Pérdida de función Modificación de la expresión del gen o Consecuencias fenotipicas: Mutación letal (genes indispensables) Mutación condicional: microorganismos termosensibles Mutación estructural (cápsula, movilidad, etc.) Mutación q afecta al aspecto de la colonia: morfología, color… Resistencia / sensibilidad a agentes antimicrobianos Nutricional  Biosíntesis (auxotrofos/prototrofos)  Degradación Mutantes superproductos: de algo interesante para el hombre  antibióticos  Aminoácidos  Acetona  Alcoholes Obtención, detección y selección de mutantes: - Interés: o Estudio de la función de los genes o Herramienta en ingeniería genética o Uso industrial - Obtención o espontánea o Inducidos: mutagenesis, mutagenos - Detección y selección: entre toda la población microbiana o Directa: cambio en la morfologia de la colonia Aspecto morfológico Uso de colorantes o reactivos Resistencia a antibióticos, inhibidores químicos…  Fácil  Dificultad: encontrar la condición optima del agente o Indirecta: Ej. Auxotrofos, condicionales, resistentes a varios antibióticos Requiere replica en placa del crecimiento microbiano  Primero crecimiento en medio o condiciones no selectivas  Segundo replicación: crecimiento en medio o condiciones selectivas Examen de un gran numero de colonias, en genera Recuperación del fenotipo silvestre: Una segunda mutación puede provocar q el microorganismo recupere el fenotipo silvestre. Reversión:se recupera el genotipo silvestre y x tanto el fenotipo, esto tiene lugar x sustitución: UUA (Leu) UUC (Phe) UUA(Leu) El microorganismo genéticamente es idéntico al silvestre (revertiente=silvestre) Cuando esa segunda mutación produce el producto = al producto original, es decir, no es la misma secuencia pero sintetizan para el mismo aminoácido. Supresión:recupera el fenotipo silvestre pero sin recuperar el genotipo 4 PARTE 2: GENÉTICA MICROBIANA E INGENERIA GENÉTICA - Intragénica: la segunda mutación se produce en el mismo gen o TAC CAT ACT TAG ACT CAT TAG o TAC CAA CTT AGA CTC ATT AG o TAC CAA ACT TAG ACT CAT TAG - Extragénica: la segunda mutación se produce en diferente gen o TAC CAT ACT TAG ACT CAT TAG o TAC CAA CTT AGA CTC ATT AG o TAC CAA CTT AAG ACT CAT TAG - Inserciones y deleciones principalmente Complementación:se complementa la actividad de ese gen x la copia de este gen. Esta segunda copia silvestre q recibe le permite recuperar su fenotipo, a través de un plasmido puede recibir esta copia del gen silvestre. Recombinación:Combinación de 2 secuencias de material genético originando: - Intercambio, sustitución - Unión o en una única secuencia Los q se obtiene es un ADN (ARN) recombinante, x lo q se obtienen microorganismos recombinantes. Tipos de recombinación: - Recombinación homóloga o general: cuando entre las 2 secuencias q se van a recombinar hay una semejanza o Reciproca: interviene una serie de proteínas de forma q se produce ese intercambio, produciéndose ese entrecruzamiento o No reciproca (transformación, conjugación y transducción): adquieren una cadena de material genético exógeno q presenta algo de semejanza el resto del material genético se pierde no hay entrecruzamiento - Cuando no existe homologa o especificidad de sitio o Especifica de sitio: interviene la recombinasa q reconoce una secuencia específica en cada uno de las secuencias de material genético produciendo la unión de las 2 secuencias. Esto es lo q hace la integrasa vira, también de plasmidos Recombinasa: transposasa, integrasa Secuencia en el elemento genético móvil Secuencia diana La recombinación se puede producir en: - Virus: recombinación entre genomas víricos o Una bacteria se infecta x 2 virus, x lo q dentro de la bacteria se replican ambos, lo q puede suceder es q tengan una cierta homologia y se recombinen saliendo 2 virus distintos - Bacterias: transferencia horizontal de genes (unidireccional) o Pueden adquirir material genético extraño. Cuando hay transferencia horizontal de genes lo q sucede es q la bacteria se recombina con material genético de otra bacteria. La mayoría de las veces es x recombinación homologa no reciproca - Hongos o Recombinación mitótica o Ciclo sexual (meiosis): entre cromosomas homólogos puede haber recombinación Elementosgenéticosmóvileso transponibles: - Secuencias de inserción - Transposones - Algunos virus 5 PARTE 2: GENÉTICA MICROBIANA E INGENERIA GENÉTICA - Retrotrasposones Son secuencias de material genético q pueden cambiar de sitio dentro de la propia molécula cromosomica o dentro del mismo plasmido o de un microorganismo a otro La transposición puede ser de 2 tipos: - Replicativa: la recombinasa reconoce una secuencia diana donde se produce la entrada del elemento genético móvil. Aparece una nueva copia del elemento móvil - Conservativa: se conserva el número de copias, cambia de sitio desapareciendo el sitio original Secuencias de inserción:son secuencias nucleotidicas, relativamente pequeñas de aproximadamente 1000pb, estos presentan secuencias especificas en los extremos, estas serán reconocidas x la recombinasa. Entre estas secuencias lo único q hay es el gen q codifica a la transposasa Transposones: Simples: son aquellos q son parecidos a las secuencias de inserción pero q contienen un gen mas q no interviene en la recombinación. Los primeros q se descubrieron son los q transportaban un gen de resistencia a antibióticos, también puede llevar genes metabólicos, de virulencia… Compuestos: su estructura lleva a cada extremo una secuencia de inserción entre ambas secuencias pueden llevar distintos genes Virus: hay algunos como el fago μ (binario) a parte de tener toda la información necesaria para su replicación tiene también una serie de genes q son los implicados en la transposición y también presenta esa secuencia especifica para la transpasasa Retrotransposones:son secuencias q pueden estar incluidas en el genoma de microorganismos, las características es q la transposición es a través de una retrotranscripción. Utilizando el ARNm sintetiza el ADN en el nuevo sitio Integrones:no son elementos genéticos móviles, son secuencias de material genético q permiten la incorporación de nuevos genes (de resistencia) en transposones, plasmidos y cromosomas x recombinación específica de sitio. Pueden incorporar parte de la información genética de otro material genético; los primeros q se descubrieron son los de resistencia a antibióticos. Presentan una secuencia especifica y una secuencia q sintetiza integrasa q llevara a cabo la recombinación q será especifica de sitio. La integrasa reconoce una determinada secuencia dentro del integro q es donde se integrará el material genético, también tiene q reconocer una secuencia especifica del otro material genético. La introducción de este material se realiza después de un promotor. Se han detectado integrones hasta con 7 genes de 6 PARTE 2: GENÉTICA MICROBIANA E INGENERIA GENÉTICA la conjugación se suele interrumpir, x tanto se transfiere una parte del material genético. La variación puede ser ventajosa y sobrevive o desventajosa y muerte Otra forma de conjugación puede ser x transferencia de genes cromosómicos células F. el plasmido puede desintegrarse de una forma errónea con un trozo cromosómico, es x tanto un plasmido F-. F+ entra en contacto con F- y se transfiere. El resultado es una célula F’ primaria a la q le falta un trozo de cromosoma y una F’ segunda con el cromosoma intacto mas 1 hora de la bacteria donadora. Transducción bacteriana: Puede ser generalizada o especializada. Una partícula vírica transfiere el material genético, partícula transductora. La generalizada (+/- dependencia del empaquetamiento y tamaño del ADN, requiere recombinación para mantenerse estable, no forma parte de un fago inferior) es cuando se transfiere cualquier gen, la especializada cuando se transfieren determinados genes Al final el ciclo lítico del virus, este incorpora material genético bacteriano en lugar de su material genético. A continuación invade otra bacteria e inyecta el material genético a la misma produciéndose una recombinación. En la transducción especializada el virus lleva a cabo un ciclo lisogenico, fagos integrativos, se incorpora al virus un fragmento de ADN bacteriano adyacente al punto de integración, el fago se desintegra arrastra un trocito de cromosoma +/- dependencia del empaquetamiento y tamaño del ADN. Se transmiten los genes q otras a un lado o a otro del punto de integración. Los 3 procesos transformación, conjugación y transducción, suponen intercambios genéticos entre bacterias de la misma especie, especies diferentes o géneros diferentes. La variación genética puede ser ventaja selectiva, adaptación, evolución… genes de resistencia, de virulencia con importancia en clínica TEMA 19: INGENIERÍA GENÉTICA DE MICROORGANISMOS. Conceptos básicos y sistemas microbianos utilizados Ingeniería genética de microorganismos: - Aislamiento, manipulación y expresión de ADN - Técnicas de ADN recombinante - Clonación de genes o Aislamiento del fragmento de ADN (gen) q nos interesa estudiar; inserto o Unión a un vector de clonación: ADN recombinante o Incorporación a un microorganismo adecuado o Detección del clon o Aislamiento del gen Clonación de genes Aislamiento del fragmento de ADN (gen) obtención del inserto partiendo de: cromosómico: x lisis ADNc ARNm transcriptaza inversa ADN complementario, q lleva la información codificarte (no lleva la de los intrones solo exones) Obtención a partir de la proteína Secuenciación y a partir de ahí: Síntesis del gen Síntesis de olidos (olgonucleótidos = secuencias homólogas a ese ADN) Northem blot: hibridación con ARNm Southern blot: hibridación con ADN PCR Problema: código genético degenerado, casi universal Unión a un vector de clonaciónO btención de una molécula de ADN recombinante Vectores de clonación: Plasmidos: características q deben de tener: 9 PARTE 2: GENÉTICA MICROBIANA E INGENERIA GENÉTICA  Capacidad de replicación autónoma  Tienen q tener un marcador de selección. Pueden ser de resistencia a antibióticos  Deben tener puntos de corte único para una o muchas enzimas de restricción. Así obtenemos el ADN recombinante Fagos:  Ejemplo el fagos λ es un virus q lleva a cabo un ciclo lítico y ciclo lisogénico. Se ha manipulado el fago λ quitándole genes para introducirle el material genético inserto que nos interese y así obtenemos el ADN recombínate Incorporación a un microorganismo adecuado: Según el tipo de vector de clonación: Plasmados, minicromosomas:  Bacterias, levaduras o mohos  Transformación (artificial) la bacteria, levadura o moho tienen q entrar en un estado de competencia para poder adquirir ese ADN recombinante Fagos, cosmidos:  Provocamos la encapsidación del ADN recombinante y ensamblaje de la partícula vírica in vitro Microorganismo ideal: No patógeno, microorganismo “GRAS” Crecimiento rápido en un medio barato Conocido bioquímica y genéticamente Capaz de aceptar y mantener ADN extraño Uso de microorganismos de acuerdo con el marcador de selección del vector de clonación: sensibles al antibiótico, mutantes… Entonces podemos usar: Ventaja Escherichia coli Muy conocido, fácil de cultivar Bacillus subtilis No patógeno, fácil de cultivar, secreción de proteínas: evita rotura para la recuperación, facilita la purificación del producto y evita la acumulación en forma insoluble Microorganismos eucarióticos Desventajas: crecen mas lentamente Desventaja Patógeno oportunista. No secreción de proteínas (espacio periplasmico) “inclusiones” Menos conocido Ventajas: son mas parecidos a las células superiores y x eso el procesamiento de proteínas va a ser parecido al de las células superiores Son eucariotas y x tanto mas parecidas a las células animales y plantas Procesamiento del ARN Modificaciones postraducionales de tipo eucariótico (glicosilación, formación de puentes disulfuro…) Experiencia industrial y se consideran muy seguras Crecimiento en fermentaciones rápidas Crecimiento del microorganismo. Obtención de clones: 10 PARTE 2: GENÉTICA MICROBIANA E INGENERIA GENÉTICA En bacterias, hongos y levaduras tendremos colonias de ADN recombinado, clones. En fagos tendremos placas de lisis donde tendremos clones de fagos recombinantes (césped bacteriano) Detección del clon q ha recibido el vector con inserto Siembra en medio o condiciones selectivas  Según el gen buscado  Según marcador de selección (plasmado, cosmido…) solo crecerán los microorganismos recombinantes: vector con o sin inserto Detección del clon de interés  Hibridación de ácidos nucleicos  Sondas marcadas: ADN homologo, oligo, ARNm Detección del producto genico  Complementación de una mutación  Actividad enzimatica  Con AC Aislamiento del gen: Aplicaciones: Analisis genetico  Secuenciación: comparación con bases de datos  Análisis funcional: mutagenesis dirigida  Expresión del gen Mejora de cepas industriales Biorremediación (recuperación del medio ambiente a través de organismos) En medicina:  Detección de enfermedades genéticas  Terapia génica  Vacunas microorganismos atenuados Biotecnología: producción de proteínas  Diagnóstico  Uso medico: hormonas, interferón, vacunas… TEMA 20: MANIPULACIÓN GENETICA DE MICROORGANISMOS Y MEJORA DE CEPAS INDUSTRIALES . Métodos clásicos: mutagenesis, recombinación y selección. Utilización de la ingeniería genética. Expresión heterologa. Ingeniería metabólica Utilización: Biorremediación Mejora de cepas microbianas industriales Hiperproductores Mejor crecimiento Biotecnología. Producción de proteínas Diagnostico Uso médico: hormonas, interferón, vacunas… Microorganismos atenuados: vacunas Métodos clásicos: mutagenesis y recombinación Utilización de la ingeniería genética Métodosclásicos: recombinación Virus: recombinación entre genomas Bacterias: 11 PARTE 3: INTERACCIÓN MICROORGANISMO -HOSPEDADOR TEMA 21: INTERACCIÓN MICROORGANISMO -HOSPEDADOR. La microbiota del cuerpo humano. Conceptos de infección y enfermedad infecciosa. Estudio experimental de las enfermedades infecciosas. Modelos animales y celulares. Postulados de Koch El microorganismo se encuentra con una serie de barreras físicas, químicas y con el sistema inmunitario. Nos aíslan y nos protegen para q no establezcan una patología Los procesos infecciosos dependen de los factores de virulencia de los microorganismos y la respuesta inmunitaria del hospedador, del equilibrio entre los mismos depende la enfermedad o la salud Simbiosis:es la relación biológica q se establece entre 2 seres vivos, según la naturaleza de las asociaciones simbióticas: Mutualismo Comensalismo Parasitismo. Los microorganismos q producen enfermedad y muerte es un % bajo. La mayoría de los microorganismos pertenecen al mutualismo. Infecciones sintomáticas: relación con el hospedador en un pequeño periodo de tiempo sin daños Individuos comensales:son aquellos q pueden establecerse en la superficie o en el interior del hospedador sin causarle daños. Los microorganismos obtienen beneficios: Soporte donde multiplicarse Temperatura estable Aporte de nutrientes Microorganismos oportunistasson aquellos microorganismos q solo producen enfermedad en los pacientes q tienen sus defensas debilitadas. En estas circunstancias se comportan como patógenos (superan las defensas del hospedador) suelen ser miembros de la microbiota normal. Microorganismos patógenos:son aquellos microorganismos q producen enfermedad en el hospedador (superan las defensas) la relación biológica entre el patógeno y el hospedador es de parasitismo. El patógeno obtiene beneficio causando daño en el hospedador Clasificación de los microorganismos patógenos: Según la relación con las células del hospedador 2 PARTE 3: INTERACCIÓN MICROORGANISMO -HOSPEDADOR  Extracelulares  Intracelulares facultativas  Intracelulares obligados: VIRUS Virulencia: capacidad del microorganismo de producir enfermedad grave (incluso muerte) y dependiendo de la gravedad de la patología se clasifican en: Mas virulento Menos virulento La microbiota del cuerpo humano: Siendo feto no tenemos biota, somos estériles; salvo cuando la madre adquiere una patología capaz de atravesar la placenta. Durante el parto se empieza a desarrollar la biota q la adquiere de: - Canal del parto y vagina - Contacto superficial, tragando o inhalando - Objetos y personas - Leche Cada parte del cuerpo humano tiene su propia composición de microorganismo. La naturaleza de esta microbiota: depende de distintos factores: dieta, prácticas de higiene... La composición va ha ir cambiando en función de la edad, nutrición y entorno. En individuos sanos: fluidos corporales, sangre y tejidos están libres de microorganismos Piel: en la piel se producen procesos de deshidratación periódica con un pH ácido y el sudor provoca q el medio ser hiperosmótico, además presenta enzimas q inhiben la síntesis del péptido glicano Tipos: Staphylococcus, Micrococus y Corynebacterium Glándulas sebáceas bacterias anaeróbicas: Propionibacterium acnes También Staphylococcus aureus Tracto respiratorio: Alto: sitio difícil para la colonización por la presencia del moco (lisozima) expulsión. Las bacterias atrapadas y tragadas son destruidas x el HCl del estómago. Además el movimiento epitelial impide la unión. Aun así hay microorganismos muy adherentes al epitelio como: “Staphylococcus epidermis” y “Staphylococcus aureus”. 3 PARTE 3: INTERACCIÓN MICROORGANISMO -HOSPEDADOR Bajo: no hay microbiota porque la eliminan cilios en la traquea y mediante la fagocitosis con los macrófagos Boca:el ambiente ideal para el crecimiento microbiano: ingesta de nutrientes, humedad, ambiente neutro…lo único que tienen q ser es muy adherentes por el flujo continuo de saliva; microorganismos se tragan y se destruyen con el HCl del estomago. Los dientes: formación de la placa dental; bacterias + materia orgánica. La caries esta iniciada x “Streptococcus mutans” q hidrolizan la sacarosa q se polimeriza a un glucano q cementa las bacterias. La fructosa se hidroliza a ácido láctico q las destruye al ser abrasivo. Además hay otras bacterias como “Lactobacillos” y “Actynimucis”. La microbiota normal de las encías consiste en bacterias Gram + S. sanguis y especies de Actinomices Conjuntiva y oído externo:es esporádica, principales microorganismos son “Staphylococcus epidermidis” “S. aureus”… Tractogastrointestinal: la mayor concentración de microbiota normal. El pH ácido del estómago hace q haya poca variabilidad, poca colonizada, menos de la bacterias viables/ml Intestino delgado: Duodeno: pocas bacterias x la bilis cocos y bacilos Gram + Yeyuno: enterococos, lactobacilos, corinebacterias, la levadura candida albicans Ileon: bacterias como E. coli Intestino grueso: En el colón esta la mayor población de bacterias: un adulto excreta 30 billones de bacterias al día y alrededor de 300 especies diferentes. Anaerobias (bacteroides y fusobacterium), anaerobias facultativas (escherichia, proteus, enterobacter) también la levadura candida albicans. La terapia antimicrobiana elimina microbiota normal intestinal, crecimiento de especies resistentes a los antibióticos (diarreas) administración Lactobacillus acidoplilus. Tracto genito-urinario: en individuos sanos riñones, uréteres y vejigas son estériles. Existen bacterias en la parte inferior de la uretra (hombres y mujeres) Staphylococcus epidermidis, Streptococcus faecalis y corinebacterias. 4 PARTE 3: INTERACCIÓN MICROORGANISMO -HOSPEDADOR Estudio experimental: Enfermedades infecciosas “in vivo”: Se busca reproducir la patología observada en la infección humana. Se ha de determinar la dosis letal y la dosis infecciosa Los animales q mas se utilizan son ratones, ratas, cobayas y conejos. Se utilizan cepas consanguíneas con uniformidad genética, también cepas consanguíneas modificadas con deficiencias genéticas, cepas transgenicas o genes deleccionados. Otra forma es el estudio “in vitro” mediante cultivos celulares, se utilizan células inmortalizadas q proceden de virus, tumores o mutaciones y permiten ver la respuesta celular a un patógeno. Por otro lado se pueden hacer cultivos primarios, se obtienen a partir del animal. Mueren al cabo de un número determinado de generaciones Postulados de Koch: Conjunto de criterios para demostrar la etiología de las enfermedades infecciosas - El microorganismo debe aislarse de todos las casos de enfermedad - El microorganismo debe aislarse en cultivo puro - Al inocularse en el animal de experimentación reproduce la enfermedad - El microorganismo debe re-aislarse del animal de experimentación Limitaciones: - Enfermedades provocadas x microorganismos q no se pueden aislar - Enfermedades de tipo polimicrobiano - Patógenos oportunistas - Microorganismos capaces de producir mas de una enfermedad La alteración, identificación del agente etiológico, son métodos etiológicos o inmunológicos, de Ac frente a los patógenos y mediante métodos genéticos 7 PARTE 3: INTERACCIÓN MICROORGANISMO -HOSPEDADOR TEMA 22: TRANSMISIÓN DE LAS ENFERMEDADES INFECCIOSAS. Vías de entrada y salida. Vías de transmisión. Reservorios. Infecciones nosocomiales. Control sanitario de las enfermedades infecciosas Para la transmisión tiene q haber un foco de contacto, tiene q haber un portador q puede ser sano o asintomático, también hay reservorios, depósitos de la enfermedad en un lugar ajeno al hombre Zoonosis en enfermedades infecciosas q se transmite x animales enfermos. También puede ser x agua, alimentos, el suelo… El sujeto susceptible se transforma en sujeto enfermo, solo las enfermedades q pasan de persona a persona son enfermedades contagiosas. Las enfermedades no contagiosas no se transmiten de unas personas a otras causadas x microorganismos del propio paciente en inmunodeprimidos; o bien q proceden de determinados microorganismo del suelo (tétanos), agua (cólera)… Epidemiología: Es la ciencia q estudia las circunstancias en q tienen lugar los brotes de la enfermedad, el tipo de población afectada, las vías de transmisión y las medidas de prevención y control Parámetros epidemiológicos: cuantifican los efectos de las enfermedades infecciosas contagiosas sobre la población Incidencia: nuevos casos de enfermedad en una población en un periodo de tiempo determinado Prevalecía: incluye nuevos casos y los ya existentes Tasa de mortalidad: incidencia de una enfermedad durante un año/105 habitantes Epidemia: Es la aparición de un número de casos de enfermedad anormalmente elevado dentro de la población. Pueden estar causados por patógenos q se transmiten x un origen común, brote explosivo, holomianticas Causadas x patógenos q se transmiten de persona a persona, epidemias lentas, prosodemicas Si aumenta el número de casos la epidemia es muy rápida La rapidez con q se desarrolla una epidemia depende de: - La vía de transmisión (es más rápida la vía aérea q la sexual x ejemplo) - El % y distribución de individuos susceptibles - Potencial de transmisión del microorganismo q a su vez depende de: 8 PARTE 3: INTERACCIÓN MICROORGANISMO -HOSPEDADOR o Número de microorganismo liberados x el foco infectivo o Duración del periodo infectivo o Facilidad con la q el sujeto es susceptible se expone al contagio o Dosis infecciosa (número mínimo de microorganismo para q se desarrolle la enfermedad) La inmunidad de grupoevita la epidemia, xq el potencial de transmisión del patógeno es tan bajo q no encuentra los individuos susceptibles - Si se introduce un patógeno con elevado potencial de transmisión en una población susceptible: EPIDEMIA - Si la población adquiere inmunidad de grupo (pasado enfermedad o inmunización) desciende el potencial de transmisión del patógeno (dificultad de encontrar individuos susceptibles) Víasde entrada: Superficie corporal: zonas de infección y diseminación del medio externo, salvo por lesiones o picaduras de artrópodos. También puede ser x quemaduras, jeringuillas, catéteres… Tracto digestivo: portal de entrada (boca) y salida (ano). Es la principal vía Vias uro-genitales: actúan como vias de entrada o salida Vias respiratorias: actuan como vias de entrada o salida Via conjuntiva El potencial de transmisión depende de: - Grupo de microorganismos diseminados - Capacidad de sobrevivir en el ambiente: formación de esporas, resistente a desecación… - Número de microorganismos necesarios para producir enfermedad: dosis infecciosa, vía de infección - Otros factores: genéticas, actividad hospedador infectado Formas de transmisión: - Transmisión horizontal: puede ser directa persona-persona o animal-persona, indirecta, vehículo de transmisión el aire, agua, alimentos… - Transmisión vertical: de madre a hijo. Se produce a través de espermatozoides, óvulos, leche materna, placenta, canal del parto… - La de la leche se denomina postnatal. Por otro lado la q se produce a través de secuencias víricas de ADN se denomina línea germinal. 9 PARTE 3: INTERACCIÓN MICROORGANISMO -HOSPEDADOR Alimento en manipulación Multiplicación del microorganismo en alimentos Conservación de los alimentos: desecación, salazón, conservantes y frío (días de permanencia) Infecciones nasocomiales:es la infección adquirida x un paciente con posterioridad al ingreso en un hospital. Es un gran problema en hospitales: Mayor la mortalidad Aumento de los costes de tratamiento Brotes epidémicos, situaciones endémicas Alargan el tiempo de permanencia Influye también q los hospedadores suelen ser inmunodeprimidos y es susceptible al ataque de patógenos oportunistas (vías de transmisión: aire, fomiles y personal afectado) Los factores de riesgo son: - Intrínsecos (pacientes): patológicas: cáncer, desnutrición, cirrosis, diabetes, obesidad… - Extrínsecos (tratamiento): o Catéteres o Respuesta asistida o Inmunosupresión, sondas urinarias Los microorganismos q causan con mas frecuencia infecciones nasocomiales son pseudomonas, Escherichia Coli (gram positivas) y candida (hongos) y bacterias Gram - Medidas sanitarias: - Identificación de reservorios - vías de salida - vías de entrada - vías de transmisión - Contacto con vectores - Pautas de inmunización Todos los microorganismos de hospitales son multiresistentes 12 PARTE 3: INTERACCIÓN MICROORGANISMO -HOSPEDADOR TEMA 23: INTERACCIÓN DE LOS MICROORGANISMOS CON LAS DEFENSAS EXTERNAS. Colonización de lapiel y las mucosas. Adhesinas microbianas. Respuesta inmunitaria local TEMA 24: INFECCIÓN DE LOS TEJIDOS DEL HOSPEDADOR. Infección vírica de las mucosas. Producción de interferón y activación de células NK. Respuesta citotóxica. Invasividad bacteriana. Activación de macrófagos y parasitismo intracelular TEMA 25: DISEMINACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS EN EL CUERPO HUMANO. Actividad del complemento, célulasfagocitaríasy anticuerpos. Resistencia al suero y a la fagocitosis. Captación de nutrientes. Mecanismos de evasión de la respuesta inmunitaria Interacción microorganismo-hospedador; colonización/invasión y diseminación: se han de producir los pasos, colonización, invasión y diseminación. A partir de los portales de entrada los microorganismos colonizan, se multiplican y esto puede ser el objetivo final de la infección. En otros casos suceden nuevos procesos: invasión y diseminación. Para colonizar han de pasar las barreras físico-químicas o las mecánicas. Para ello los microorganismos poseen adhesinas, toxinas, proteasas bacterianas… Cuando los microorganismos pasan al organismo a través de la piel o mucosas y se denomina invasión; previamente ha tenido q haber colonización. Crean reacciones infecciosas en la piel como forúnculos o impétigos. A veces hay una rotura tras una quemadura, una herida; mecanismos q presenta estas invasiones Para al final diseminan necesitan toxinas como colagenasas, elastasas o fosfolipasas, citolisinas… A través de mucosas entran directamente, interaccionan con receptores de membrana, se invaginan y forman una vacuola fagocítica. Luego pueden multiplicarse intravascularmente, otras intracitoplasmaticamente y luego salen x exocitosis. Virus y bacterias intracelulares penetran en las células del hospedador, se multiplican, no producen síntomas pero matan la célula En cuanto a la diseminación si produce cuando se comienzan x propagarse a lugares intracorporeos cercanos o lejanos, x afinidad. Invaden los ganglios linfáticos en caso de los q entran x mucosas; la sangre en el caso de las q entran x la piel. 13 PARTE 3: INTERACCIÓN MICROORGANISMO -HOSPEDADOR De la sangre o a través del sistema sanguíneo llegan a los distintos órganos, hígado, bazo, piel, SNC. La presencia de microorganismos en sangre se llama viremia, bacteriemia o fungemia Los microorganismos q llegan al SNC como Neisseria meningitidis pasan la barrera hematoencefálica a través de los lexos coroideos. Otros microorganismos atraviesan la barrera transplacentaria produciendo infecciones, entran aprovechando la inmunosupresión materna y la inmadurez inmunológica del feto. Respuesta inmunitaria innata y adaptativa: La respuesta innata: se consideraba inespecífica pero hoy se sabe q es específica, siempre hay una fase de reconocimiento de microorganismos Componentes de la inmunidad innatb:arreras, células efectoras circulantes, proteínas efectoras circulantes Las células en epitelio tienen cilios q impiden la entrada de microorganismos, también la saliva, secesiones mucosas, pHs ácidos. También la piel es una buena barrera, la presencia del sudor la hace hiperosmótica, también la espermita en el semen También hay células efectoras monocitos y neutrofilos, también hay macrófagos distribuidos x todo el cuerpo La fagocitosis puede ser directa o a través de oxoninas. Además hay proteínas efectoras circulantes; proteínas del complemento, proteínas de unión a la manosa (reconoce manosa), proteínas de unión a LPS (lipopolisacáridos) y proteína C reactiva (reconoce polisacáridos), son proteínas de acción en cascada. Todas 14 PARTE 3: INTERACCIÓN MICROORGANISMO -HOSPEDADOR Toxinas microbianas: Toxina es cualquier mecanismo microbiano q daña al hospedador, endotoxinas (la propia bacteria) y exotoxina (proteínas liberadas x la bacteria). El LPS es la endotoxina x excelencia, aumenta la temperatura corporal, también fragmentos del peptidoglicano actúan como endotoxinas. La endotoxina origina inflamación, vasodilatación y acaba en el shock séptico o endotoxico q es la respuesta a la liberación de endotoxinas producidas x Gram -. La toxina se libera tras la muerte de la célula bacteriana; hipotensión, fallo sistémico e incluso muerte del hospedador. Los toxoides son derivados de toxinas pero sin acción enzimática. Importante en las vacunaciones. Algunas toxinas actúan a nivel de membrana, de poros, canales, intracelulares…. Mecanismos de virulencia de virus: - Evasión o Respuesta humoral o Respuesta celular o Interferones - Se mantienen latentes - Variación antigénica - Degradan el complemento x proteínas secretadas x ellos - Inhiben síntesis o transcripción de interferones α/β - Los anticuerpos son imprescindibles para eliminar virus, la invasión también activa la respuesta celular cuya función es alterada x los virus: o Secretan factores inmunosupresores q inhiben células T o Inhiben la función de LT o Bloquean la presentación de antígenos o Inhiben inflamación debido a inhibición de Interleucina interferón 17 PARTE 3: INTERACCIÓN MICROORGANISMO -HOSPEDADOR TEMA 27: INMUNIZACIÓN. Conceptos generales. Inmunización pasiva. Antisueros e inmunoglobulinas. Inmunización activa. Tipos de vacunas Los factores de virulencia del microorganismo induce a una respuesta inmunitaria en el hospedador, una vez q se ha establecido la respuesta inmunitaria se forman células de memoria, q permanecerán circulando x el organismo e impiden q en un contacto siguiente con el patógeno se produzca la enfermedad. Para q se produzca esto es necesario la respuesta adaptativa del primer contacto Observación:las personas q ya han padecido una patología infecciosa ya no vuelven a padecer la enfermedad Explicación: tras un proceso infeccioso, se produce una respuesta inmunitaria específica frente al patógeno; generación de clones de células de memoria especificas. Esto es la base de la vacunación Inmunización: es cualquier proceso destinado a proporcionar protección inmunitaria frente a una enfermedad infecciosa; patógena Formas de inducir: - De forma pasiva: x transmisión de la protección - De forma activa: el sujeto es el q genera mediante estimulación clones de células de memoria Esta protección puede ser: - Natural: el sujeto de forma natural se le transmite protección; pero este sujeto es pasivo no presenta contacto con el patógeno o bien puede ser activa el hospedador q x estimulación x contacto con el patógeno. Una inmunización natural es x ejemplo la madre al feto le transmite determinados anticuerpos IgG e IgA o Pasiva: x la transmisión durante el embarazo y lactancia de anticuerpos (IgG e IgA) de la madre q le protegen frente a determinadas enfermedades infecciosas. A medida q el sistema inmunitario del niño va madurando, los anticuerpos maternos van siendo sustituidos x los producidos x el sistema inmunitario del niño. Durante los primeros meses de vida los anticuerpos de la madre siguen circulando. La vacunación infantil hace q durante estos primeros meses de vida están protegidos o Activa: después de una enfermedad infecciosa x la estimulación de células de memoria (LT y LB) frente a determinados antígenos 18 PARTE 3: INTERACCIÓN MICROORGANISMO -HOSPEDADOR microbianos, se adquiere protección frente a esa infección. Hay determinadas enfermedades infecciosas q no generan células de memoria. No existe protección natural - Artificial: proporciona al individuo protección sin necesidad de sufrir patologías infecciosas (INMUNIDAD NATURAL) o Pasiva: no contacto con el patógeno; transmisión Utilización de sueros inmunes (AC) para prevenir enfermedades, la procedencia puede ser:  De sueros animales q han padecido la enfermedad (primero suero antidiftérico). Problemas derivados de la utilización de antisueros animales  Corta duración de sus efectos (anticuerpos heterólogos rapidamente degradadas, unas 3 semanas de vida) Utilización de sueros humanos inmunoglobulinas hiperinmunes: vacunadas frente a una determinada enfermedad  Administración intramuscular  Problemas derivados de la manipulación de sangre humano  Hoy en día todavía no se han implantado en la terapéutica la utilización de anticuerpos monoclonales o Activa: vacunación Vacunación: consiste en administrar antígenos microbianos al organismo con la finalidad de q el S.I. genere una respuesta específica, sin provocar una patología infecciosa Objetivo de la vacunación: conseguir una respuesta inmunitaria semejante a lo q produce la inmunidad natural, lo mas duradera posible y con las mínimos efectos secundarios. Debe estimular la respuesta inmunitaria para generar células de memoria especificas Cada vacuna esta diseñada para inducir una repuesta inmunitaria protectora humoral y celular Las vacunas no impiden la infección, lo controlan evitando la clonación y x tanto q se desarrolle la enfermedad infecciosa 19 PARTE 3: INTERACCIÓN MICROORGANISMO -HOSPEDADOR Vivas Muertas Seguridad Puede revertir a virulencia Dolor x la inyección Termolabilidad al calor Requiere cadena del frío Satisfactoria (para uso tropical) Coste Bajo Alto Preparación Atenuación (no siempre Inactivación factible) Administración Puede ser x vía natural Inyección Adyuvante No necesario necesario Vacunas acelulares o de antígenos purificados: - Ventajas: o Combinación de las 2 anteriores Mayor seguridad q las vivas atenuadas Mayor eficacia q las muertas inactivadas Menor incidencia de efectos secundarios - Inconvenientes o Para su diseño es necesario conocer q antigeno estimulan respuesta protectora y cuales son los factores de virulencia Mayor coste económico Mayor dificultad de obtención Los posibles candidatos son; adhesinas, invaginas, toxinas, cápsulas…obtención de toxoides: - La vacuna antitetánica: compuesto proteico obtenido a partir de la toxina tetócnico y modificado x la acción del calor y del formol Vacunas conjugadas: Los polisacáridos son timoindependientes x lo q no generan respuesta inmunitaria. Los polisacáridos inducen una respuesta timo-independiente, son incapaces de activar los LT, x lo q se unen a proteínas transportadoras y se consigue así una respuesta timo- dependiente. Otros tipos de vacunas: - Recombínate: obtención del antigeno a través de ingeniería genética usando levadura o células de mamífero. Se pasan en la manipulación génica de 22 PARTE 3: INTERACCIÓN MICROORGANISMO -HOSPEDADOR microorganismo pero q expresen antigeno procedentes de otro. Se utilizarían como vectores de vacunación atenuados - Vacunas de ADN: o Inmunización con ADN o Infección intramuscular en un ratón de un gen microbiano clonado en un plásmido y con un promotor, adecuado, expresión del antigeno en las células del músculo y producción de respuesta inmunitaria: celular y humoral: todavía en estudio Ventajas: - El ADN es barato de obtener, fácil de manipular y muy estable al calor. - Al utilizarse genes del microorganismo, no hay riesgo de infección - Pueden prepararse vacunas para microorganismos peligrosos difíciles o imposibles de cultivos Inconvenientes: - Lesión inflamatoria en el tejido muscular - Posible integración del ADN en los cromosomas de las células (desarrollo de cáncer) Perspectivas de futuras: - Se necesita disponer de vacunas mejoradas, cada vez mas seguras, mas eficaces, de costes económicos aceptables y mas fáciles de aplicar - Vacunas contra enfermedades sin vacuna: SIDA… - Vacunación individual: prevención personal - Vacunación social: erradicación de enfermedades - Vacunas para adultos: o Gripe o Rabia - Viajeros: o Fiebre amarilla o Hepatitis A o Fiebre tifoidea o Encefalitis japonesa Para conseguir los objetivos de control, es preciso vacunar de forma coordinada en todo el país, para conseguir una inmunización uniforme; calendarios de vacunación Inmunización para la erradicación: 23 PARTE 3: INTERACCIÓN MICROORGANISMO -HOSPEDADOR - Cuando se logra la inmunidad de grupo frente a una enfermedad en un país se habla de eliminación - En la inmunidad de grupo se logra a escala mundial, la enfermedad esta erradicada (viruela) - Para q se pueda erradicar el microorganismo debe: o El hombre único hospedador o Que no haya variación antigénica o Vacunas seguras, estable, barata y fácil de administración o Inmunidad prolongada 24 PARTE 4: VIRUS DE INTERÉS CLÍNICO Y OTROS AGENTES INFECCIOSOS Estrategias de producción de ARN mensajero: 3 PARTE 4: VIRUS DE INTERÉS CLÍNICO Y OTROS AGENTES INFECCIOSOS Consecuencias de la infección vírica en las célulanimales - Si el virus no es capaz de entrar en la célula se produce una infección abortiva - Si el virus es capaz de entrar y multiplicarse o Si produce un montón de virus provocando finalmente una lisis celular producen una infección lítica o La multiplicación es mas lenta y la salida es sin muerte celular, estos virus provocan una infección persistente o crónica o En determinadas circunstancias quedan latentes en la célula, sin causar daño sobre esta, estas infecciones latentes pueden pasar a una infección activa o Son capaces de transformar a las células en células tumorales, virus oncogénicos - Efectos citopaticos: o Inhibición de la síntesis de las proteínas y ADN celular o Alteración de la membrana celular Inserción de glicoproteinas (virus con envuelta) Formación de sincitios (fusión celular; elementos multinucleados) Cambios de la permeabilidad (viroporinas) o Formación de estructuras membranosas (complejos replicativos) Cuerpos de inclusión (cuerpos de Negri, rabia) o Alteración del citoesqueleto o Desnaturalización de proteínas y degradación del ADN celular o Inducción de apoptosis (la célula dañada se sacrifica para favorecer la supervivencia del resto) o Importante de la respuesta inmune en la sintomatología Virus oncogénicos: - Virus con ADN o retrovirus (se integran en el ADN de las células) - Estimulan el crecimiento celular incontrolado, transformación o inmortalización o Diferentes mecanismos favorecen o proporcionan genes estimuladores del crecimiento o eliminación de genes de supresión de crecimiento o Rompen el equilibrio entre activadores y supresores del crecimiento; otros lo q hacen es estimular los activadores Integración vírica Transactivadores víricos Oncogenesis retrovirica Cultivo de los virus en el laboratorio: Cultivo de animales:ha de elegirse uno q sea susceptible al virus, entre los q se utilizan están los ratones, conejos, cobayas o monos Embrión de pollo:método muy conveniente y barato (vacunas), se obtiene gran cantidad de virus, crecimiento vírico: lesiones, muerte del embrión, el virus puede ser inoculado en distintas membranas del huevo Cultivo celular: utilizamos 2 posibilidades: 4 PARTE 4: VIRUS DE INTERÉS CLÍNICO Y OTROS AGENTES INFECCIOSOS Primarios: cogemos directamente las células de un animal y lo ponemos a crecer en un medio de cultivo, crecen en una monocapa y cuando ya confluyen se detiene su crecimiento, crecen en forma de monocapa cuando las células son de tejidos sólidos, en cambio los linfocitos forman suspensión Ventajas: podemos elegir el tejido q se infecta x el virus Inconvenientes: hay q extraerlos cada vez q se quieran Efectos citopáticos de las células en monocapa, el virus va a provocar:  Muerte celular: redondeamiento, perdida de adherencia lisis  Sincitios: células gigantes multinucleadas x fusión  Cuerpos de inclusión x su capacidad degradativa  Cambios en la superficie: expresión de antígenos víricos, hemoaglutinación Líneas celulares: son capaces de multiplicarse indefinidamente, son células inmortalizadas o células diploides. Las células inmortalizadas se pueden obtener de los tumores, también se pueden obtener x mutagenesis o x infección vírica Titulación de virus (infectividad): recuento de placas de lisis (PFU) o de ECPs en cultivo a partir de diluciones decimales, cada virus causa un foco histopatológico TEMA 30: FÁRMACOS ANTIVÍRICOS. Dianas víricas. Mecanismos de resistencia Fármacos antiviricos ideales: Inhibición de etapasesenciales para la multiplicación vírica: en las q no interviene el metabolismo de la célula hospedadora Espectro restringido. Hay una serie de etapas mas especificas del virus lo q disminuye la toxicidad, estas etapas son la fijación, penetración, perdida de la envoltura, ensamblaje y gemación y liberación Inhibición de replicación:toxicidad; para evitarlo: Enzimas víricas Fármacos activadas x enzimas víricas Esta inhibición se lleva a cabo en las fases de replicación, transcripción y síntesis de proteínas víricas Interferón: amplio espectro; moléculas q el organismo produce en respuesta a una infección vírica, si no es suficiente también se puede administrar interferón como medicamento Resistencia: modificación en la diana x mutación Fijación: Si impedimos la fijación, impedimos la infección vírica: - Anticuerpos neutralizantes de virión (inmunidad pasiva) se deja al virus incapaz de contactar con las células - Análogos de la proteína o el azúcar de adhesión o del receptor, bloqueo del virus o del receptor al q se adhiere el virus o Ej.: Palivizumab se utiliza en la profilaxis en niños de alto riesgo, lo q hace es bloquear una proteína del virus impidiendo así q se pueda unir al receptor, normalmente para 5 PARTE 4: VIRUS DE INTERÉS CLÍNICO Y OTROS AGENTES INFECCIOSOS  Muerte Inmunidad de larga duración Inmunización: Variolización (mortalidad de aproximadamente el 1%) forma de obtener inmunidad  China: inhalación de costras secas pulverizadas  Oriente próximo: escarificación con líquido de pústulas Vacunación: Edward Jenner (1796)  Las personas q habían padecido la viruela de las vacas (vacuna) nunca sufrían la viruela; inoculo el contenido de una pústula en el brazo de un niño sano Erradicación: Tras la introducción de la vacuna el número de casos fue descendiendo  En los años 1950 aproximadamente 50 millones de casos/año  En 1967: 10-15 millones En 1967 la WHO inicio la campaña para la erradicación  Vacunación  Aislamiento de enfermos El ultimo caso de viruela adquirida de forma natural se notifica en Somalia Vaccinia virus: virus de la vacuna Características: El hombre es el huésped exclusivo Un solo serotipo. Sin variación antigénica No produce infección persistente Se puede diagnosticar en un estadio temprano Las manifestaciones subclínicas no son fuente de contagio Los poxvirus animales y humanos comparten determinantes antigénicas: preparación de vacunas seguras a partir de virus animales Vacuna: estable, barata y fácil de administrar Inmunidad prolongada Vaccina virus: virus de la vacuna Existen diferentes cepas:  Derivadas de un Poxvirus animal  Derivados del variola virus? Lister Vacunación: administración x escarificación  La protección no es total: se puede sufrir la viruela pero menos severa (menor % de muerte)  Genera una protección alta de al menos durante 5-10 años  Complicaciones serias (eczema, encefalitis…) e incluso muerte (sobretodo en inmunodeprimidos) hoy día solo se administra a:  Personas q trabajan con Poxvirus  Ciertos militares 8 PARTE 4: VIRUS DE INTERÉS CLÍNICO Y OTROS AGENTES INFECCIOSOS  Contraindicado en embarazadas e inmunodeprimidos TEMA 32: FAMILIA HERPESVIRIDAE. Géneros Simplexvirus, Varicellovirus. Cytomegalovirus, Roseolovirus, Lymphocrytovirus (virus de Epstein-Barr) y Thadinovirus. Infecciones y procesos oncogénicos. Inmunización y terpia antiherpética Familia Herpesviridae: - 80 virus distintos, 8 capaces de infectar al hombre - Virus con ADN dc lineal (replicación nuclear) - Simetría icosaédrica - Envuelta Géneros: - Simplexvirus - Varicellovirus - Cytomegalovirus - Roseolovirus - Lymphocryptovirus - Rhadinovirus Producen: - Infecciones persistentes o líticas - Infecciones latentes (reactivación recurrencia) - En algunos casos producen inmortalización de las células infectadas - Enfermedades no muy graves, en general - Importancia de la inmunidad mediada x células: o Imprescindible para controlar la infección o Contribuye a los síntomas inmunopatologia - Importante en inmunodeprimidos (SIDA, transplantes, quiroterapia) - Los virus patógenos se diferencian en: o Tropismo celular o Efectos citopáticos o Manifestaciones de la enfermedad o Localización de la infección latente Género simplexvirus: Transmisión: Por contacto directo de persona-persona a través de las lesiones y secreciones (saliva y vaginales) VHS-1: vía oral o fómites VHS-2: vía sexual. Transmisión perinatal Patógena: Ambos pueden provocar lesiones orales y genitales VHS-1: herpes labial, gingivoestomatitis, faringitis, queratoconjuntivitis, encefalitis VHS-2: herpes genital, herpes neonatal, relacionado con el cáncer cervical 9 PARTE 4: VIRUS DE INTERÉS CLÍNICO Y OTROS AGENTES INFECCIOSOS Infectan células epiteliales (lisis celular) y presentan latencia en las neuronas q las inervan Provocan infecciones primarias y recurrentes Reactivación x estrés, inmunosupresión, luz UV, fiebre, estímulos hormonales… Forman sincitios: evitan la acción de los AC Importante de la inmunidad mediada x células: Imprescindible para controlar la infección Contribuye a los síntomas: inmunopatologia Lesiones cutáneas vesiculares: pústula ulcera costra Herpes neonatal: Septicemia Lesiones vesiculares Afectación del hígado, pulmón y otros órganos Afectación del SNC Secuelas: retraso mental, motor… Muerte Prevención: Educación sanitaria Evitar contacto con las lesiones y secreciones Personal sanitario: uso de guantes Pacientes con lesiones genitales deben prescindir de las relaciones sexuales Evitar transmisión perinatal: cesárea Quimioprofilaxis: aciclovir Tratamiento: Inhibidores de la ADN polimerasa vírica Impiden (prevención) o acortar la evolución de la enfermedad primaria o recurrente No eliminan la infección latente Fármacos antiherpeticos: Ánologos de nucleosidos: presentan modificaciones en el azúcar la primera fosforilación la lleva a cabo una enzima vírica x la q es especifica, la timidinquinasa vírica Foscarnet  Inhibidor de ADN polimerasa no análogos a nucleósidos  Nefrotoxico Género varicellovirus: Herpesvirus humano 3 (virus varicela-zóster), la infección primaria es la varicela y se produce reactivaciones ocasionales en adultos e inmunocomprometidos q son mas graves herpes zoster (culebrilla) Importante la inmunidad humoral Varicela: Transmisión: Vías de infección 10 PARTE 4: VIRUS DE INTERÉS CLÍNICO Y OTROS AGENTES INFECCIOSOS  Fanciclovir  Cepas resistentes foscarnet La varicela en España es una enfermedad de declaración obligatoria, esta incluida dentro de las enfermedades de transmisión respiratoria Género Lymphocryptovirus: herpesvirus humano 4 (virus de Epstein-Barr) - Linfotropicos - Infección persistente de LB y algunas células epiteliales de la oro y nasofaringe - Latencia en LB de memoria: la reactivación se produce tras la activación de estas células Transmisión: A través de la saliva Contacto directo Fómites: vasos 80-90% de personas infectadas asintomaticas Manifestaciones clínicas: Inmunocompetentes:  Niños: asintomático o síntomas leves  Adolescentes y jóvenes: mononucleosis infecciosa El VEB activa la proliferación policlonal de LB  Activación y proliferación de LT (linfocitosis) Adenopatías, faringitis, exudativa, esplenomegalia, acompañados de astenia, fiebre, cefalea +/- hepatomegalia Complicaciones: Meningoencefalitis, rotura de bazo… Inmunodeprimidos (deficiencias en LT, VIH, transplantados…) enfermedades linfoproliferativas (linfomas) de células B Virus oncogénico implicado en diversas neoplasias de:  LB linfoma de Burkitt (África)  Células epiteliales: carcinoma nasofaringeo (China) Prevención: Educación sanitaria Difícil de prevenir el contacto evitar el contacto de enfermos con inmunodeficientes Tratamiento: Sintomático, no hay tratamiento eficaz Género Cytomegalovirus:Herpesvirus humano 5 citomegalovirus - Infección persistente de células epiteliales, monocitos y linfocitos - Latencia en LT, monocitos, macrófagos…reactivación tras inmunosupresión (VIH, corticoides…) Transmisión x: Secreciones: saliva, leche, secreciones vaginales y semen (ETS)… Sangre: transfusiones, transplantes, jeringuillas… 13 PARTE 4: VIRUS DE INTERÉS CLÍNICO Y OTROS AGENTES INFECCIOSOS Transmisión vertical: congénita o perinatal (parto, lactancia) Enfermedades: Niños: infección asintomático Adultos: infección moderada (tipo mononucleosis) Neonatos (infección congénita) Hepatoesplenomegalia, microcefalia… Sordera, ceguera, neumonía, retraso mental Neonatos prematuros (infección perinatal, transfusión…) Neumonía, hepatitis Inmunocomprometidos: infección grave Corioretinitis, hepatitis, neumonía, encefalitis La inmunidad esta mediada x células Prevención: Educación sanitaria Control de sangre y órganos Evitar relaciones sexuales. Uso de preservativos Quimioprofilaxis ganciclovir en pacientes transplantados, enfermos de SIDA Tratamiento: Infección grave de inmunocomprometidos Ganciclovir (IV) fosforilado x quinasa vírica Género Roseolovirus:Herpesvirus humano 6 y 7 - Infectan LT, monocitos, células epiteliales y endoteliales - Multiplicación en glándulas salivares presencia en saliva - Latencia en LT y monocitos - Exantema súbito en niños (roseola) - La inmunidad mediada x células: o Fundamental para controlar la infección o Contribuye a los síntomas de la enfermedad Género Rhadinovirus: - Poco común en la población - Tiene tropismo x LB y otras células (epiteliales, endoteliales, monocitos) - Latencia en LB - Transmisión x contacto directo sexual, saliva? - Produce una infección inaparente pero puede convertirse en oncogénico en individuos inmunocomprometidos sida cáncer de piel (sarcoma de Kapasi) 14 PARTE 4: VIRUS DE INTERÉS CLÍNICO Y OTROS AGENTES INFECCIOSOS TEMA 33: FAMI LIA ADENOVIRIDAE. Género Mastadenovirus. Infecciones y procesos oncogénicos. FAMILIA PAPOVAVIRIDAE. Género papillomavirus. Infecciones y procesos oncogénicos. FAMILIA PARVOVIRIDAE. Género Erythrovirus. Infecciones que produce Familia Adenoviridae: Género Mastadenovirus Características generales: Virus con ADN bc (multiplicación nuclear) Cápsida icosaédrica, con fibras en los vértices (adhesión a la célula) Desnudos, sin envuelta, en general: Son relativamente resistentes en el medio ambiente Temperatura Desecación Detergentes y desinfectantes Ácidos… X ello es más fácil que se diseminen x el agua, alimentos, fómites, manos, polvo… En el ciclo de multiplicación son liberados x lisis celular (algunos x exocitosis) Los AC específicos pueden ser suficientes para controlar la infección y conferir protección Se han descritos 51 serotipos diferentes capaces de producir diferentes infecciones en el ser humano; presentan diferente tropismo celular (células epiteliales): Mucosa respiratoria Mucosa intestinal Conjuntiva… Diferente tipo de enfermedad Acceden al tejido linfoide donde producen una latencia Amígdalas La mayoría de las infecciones son asintomáticas Diseminación del virus x contactos Afectan sobretodo a lactantes y niños pequeños Suponen un % significativo de las infecciones respiratorias, sobretodo de vías altas Faringitis Faringe-conjuntivitis Resfriado común Laringitis Bronquitis Neumonía Gastroenteritis Inmunocomprometidos: X infección primaria o x reactivación:  Neumonía  Hepatitis  Cistitis hemorrágica aguda 15 PARTE 4: VIRUS DE INTERÉS CLÍNICO Y OTROS AGENTES INFECCIOSOS Por ello, parece q no son necesarias dosis de recuerdo La respuesta inmune esta inversamente correlacionada Tratamiento: En general las verrugas remiten espontáneamente Eliminación cirugía, cinoterapia, compuestos químicos Familia Parvoviridae: genero Erytrovirus Parvovirus humano B19 Características generales: Virus con ADN de cadena sencilla (multiplicación celular) Muy pequeños (18-26nm de diámetro) Cápsida icosaédrica Desnudos Se multiplican en células precursoras de la línea eritroide: Medula ósea hígado fetal… Infección cetolítica Infección asintomático en aproximadamente 20% casos Produce eritema infeccioso o “5º enfermedad” Enfermedad febril exantemática leve q afecta a niños y adolescentes Inoculación en el tracto respiratorio superior Replicación local en mucosa respiratoria eliminación de virus en gotas nasofaringeas antes de exantema Viremia Primera fase:  Síntomas inespecíficos fiebre, escalofrías, malestar, mialgias, cefalea…  Ligero descenso de eritrocitos Segunda fase exantema maculopapular “mejillas abofeteadas”  Mejillas tronco, brazos y piernas Produce antralgias y poliartritis aguda en adultos (+/- exantema): manos, muñecas, rodillas, tobillos… Produce crisis aplásico en personas con anemia hemolítica crónica riesgo de muerte Produce anemia severa en inmunocomprometidos Puede transmitirse congénitamente En madres seronegativas multiplicación en el hígado fetal Puede causar anemia severa en inmunocomprometidos Transmisión: A través de secreciones respiratorias saliva, moco nasal… Inhalación Manos contaminadas Fomites: vasos, juguetes… Prevención:medidas generales 18 PARTE 4: VIRUS DE INTERÉS CLÍNICO Y OTROS AGENTES INFECCIOSOS Educación sanitaria Evitar contacto: difícil evitar el contagio ya q el periodo contagioso precede a la aparición del exantema Higiene: lavar las manos, no compartir pañuelos… Tratamiento: Sintomático TEMA 34: FAMILIA HEPADNAVIRIDAE. Género Orthohepadnavirus. Estudio de la hepatitis B y procesos oncogénicos. Virus (Con ARN) de las hepatitis A, C, D y E. Inmunizaciónrattamiento Causas de la hepatitis: Hepatitis inflamación del hígado - Afectación del hepatocito - Liberación de enzimas hepáticas (ALT, AGT) - Ictericia (en general) Intoxicación Medicamentos Enfermedades no infecciosas Infecciones x: - Bacterias leptospirosis, listeriosis, fiebre Q, sífilis… - Virus rubéola, citomegalovirus, Epstein-Barr, fiebre amarilla, Marburg, ébola… Hepatitis vírica: - Hepatitis infecciosas o epidémica hepatitis A y E sin envuelta vía de transmisión agua - Hepatitis serica: principal vía de transmisión es la sangre. Hepatitis B; C y D (defectivo) con envuelta - Multiplicación en hepatocito activación del sistema inmune inflamación del hígado destrucción de hepatocitos infectados - La respuesta inmunitaria (Celular) es la principal responsable del daño tisular. Los síntomas y resolución de la infección - Cuando la respuesta inmune es insuficiente infecciones persistentes enfermedad hepática crónica Evolución del cuadro clínico - Infección o asintomático o subclínica resolución Elevado porcentaje de casos Importante en la diseminación del virus Sobretodo los niños o Hepatitis aguda sintomática Resolución Hepatitis fulminante, destrucción del hígado La severidad es mayor con la edad Hepatitis aguda: 19 PARTE 4: VIRUS DE INTERÉS CLÍNICO Y OTROS AGENTES INFECCIOSOS - Primera fase prodrómica o preicterica: o Fiebre o Perdida de apetito (anorexia) o Cansancio o Dolor abdominal o Nauseas, vómitos diarrea o Hepatomegalia o Aumento de transaminasas sericas - Segunda fase de icteria (a veces) - Tercera fase convalecencia recuperación En algunos casos después de sufrir una hepatitis aguda o asintomática puede dar lugar a una infección persistente (hepatitis crónica) - Portador crónico asintomático - Hepatitis crónica activa o Fallo hepático o Cirrosis o Hepatocarcinoma Hepatitis B: hepatitis serica Características generales: Pertenece a la familia Hepadnaviridae genero Orthahepadnavirus Presenta ADN, es una doble cadena parcialmente complementaria, una de las cadenas es mas corta Cápsula icosaedrica con envoltura Estructuras: Cuando se analiza la sangre de enfermos puede existir 3 formas x: Forma redondeada partícula DANE Partículas vacías alargadas y redondeadas, solo compuestas x envuelta Partícula DANE Mecanismo de acción: El ADN parcialmente bc se completa en citoplasma (propio ADN polimerasa del virus) Transcripción en el núcleo Síntesis del ADN en el citoplasma x la RT acoplado al ensamblaje Salida x exocitosis 20 PARTE 4: VIRUS DE INTERÉS CLÍNICO Y OTROS AGENTES INFECCIOSOS A través de sangre y hemoderivados Parenteral (inoculación indirecta)  Transfusiones  Hemodiálisis  Objetos punzantes contaminados jeringuillas, acupuntura…  Transplantes Sexual: menos eficiente q HBV Perinatal muy raro Para contraer la enfermedad es necesario la infección con el virus de la hepatitis B Coinfección: infección simultanea de ambos virus La evolución de la infección x HBV decidirá el destino de la infección x HDV Hepatitis aguda: puede ser mas severa q con solo HBV Mayor riesgo (2-20% de los casos) de hepatitis fulminante Bajo riesgo de evolución a infecciones crónicas tanto de HBV como de HDV Sobreinfección Puede dar lugar a hepatitis aguda grave o incluso fulminante Suele dar lugar a infección crónica x HDV (aproximadamente 80% de los casos) Elevado riesgo de evolución a hepatitis crónica severa q termina en cirrosis (79-80% de casos) con elevada letalidad Se le considera responsable del 40% de los casos de hepatitis fulminante con un 80% de muertes Se da en aquellos países en los q existe infección x virus B, aunque con diferente prevalecía. Se estima q hay aproximadamente 10 millones de personas infectadas Prevención: Mediadas generales: Educación sanitaria Evitar contacto con sangre de personas infectadas  Control de donantes de sangre y de órganos  Uso de material clínico desechable y en tatuajes, “piercing”, acupuntura…  No compartir jeringuillas, agujas, maquinillas de afeitar…  Precaución en el manejo de sangre y material contaminado  Evitar mantener relaciones sexuales con personas infectadas Prevención de la HBV-HDV coinfección Vacuna frente a virus B Inmunoglobulina especifica anti-HBSAg  Profilaxis pre o postexposición (en inoculación accidental y en niños nacidos de madres HBSAg +) Sobreinfección: educación sanitaria y evitar conductos de riesgo Tratamiento: No existe tratamiento eficaz para la HD Medidas sintomáticas. Reposo, dieta equilibrada 23 PARTE 4: VIRUS DE INTERÉS CLÍNICO Y OTROS AGENTES INFECCIOSOS Interferón α Hepatitis C: Familia Flaviviridae Género Hepacivirus Características: ARN mc + lineal Cápsida poliédrica Envueltas (esféricas-pleomorficos) Proteínas: Adhesión Inmunogenicos Afecta al hombre y experimentalmente al chimpancé Se le considera la principal causa de enfermedad hepática crónica Distribución mundial: Aproximadamente 200 millones de portadores en el mundo Según la OMS la prevalecía a nivel mundial se estima en alrededor del 3%, pero en poblaciones de riesgo se alcanzan valores q llegan al 90% Transmisión: A través de sangre y hemoderivados Parenteral (inoculación indirecta)  Transfusiones  Hemodiálisis  Objetos punzantes contaminados jeringuillas, acupuntura…  Transplantes Sexual: menos eficiente q HBV Perinatal muy raro Enfermedad: Periodo de inoculación 5 - 8 semanas Infecciones asintomáticas (aproximadamente 80% de infectados) H- aguda (=20% infectados) Recuperación (aproximadamente 15% infectados) H. fulminante (raro) muerte H. cronico (aproximadamente 70-90% infectados, sobretodo niños) Cirrosis (proporción 0 q en HB), carcinoma hepatocelulas muerte Prevención: Mediadas generales: Educación sanitaria Evitar contacto con sangre de personas infectadas  Control de donantes de sangre y de órganos  Uso de material clínico desechable y en tatuajes, “piercing”, acupuntura…  No compartir jeringuillas, agujas, maquinillas de afeitar…  Precaución en el manejo de sangre y material contaminado 24 PARTE 4: VIRUS DE INTERÉS CLÍNICO Y OTROS AGENTES INFECCIOSOS  Evitar mantener relaciones sexuales con personas infectadas Tratamiento: Medidas sintomáticas, reposo, dieta equilibrada H. crónico interferón α + ribovirina oral El periodo de tratamiento será de 6-12 meses Transplante de hígado Hepatitis A: Familia Picornaviridae Género Hepatovirus Características: Virus pequeños con ARN mc+ Simetría icosaedrica Desnudo En general son: Resistentes al pH acido (excepto Rhinovirus) Mas o menos resistentes a detergentes, cloro, calor, desecación Transmisión: Vía oral-fecal: entrada vía oral y atraviesa la mucosa intestinal sangre hígado heces Multiplicación en hepatocito activación del sistema inmunitario inflamación del hígado destrucción de hepatocitos infecciosos Epidemias: Agua y alimentos como almejas, ostras, mejillones, coquinas.. “infecciosa” o “epidémica” Esporádicos Contacto directo: manos sucias (niños) y fomites Sintomatología: Primera fase prodrómica o preicterica Segunda fase de ictericia Tercera fase convalencia recuperación; 1-9 meses 0-2% muertes, sobretodo 40 años Hepatitis fulminante No da casos de hepatitis cronica ni cancer ni cirrosis Inmunidad de larga duración Distribución: Distribución universal, con mayor incidencia en países en vías de desarrollo Se estima aproximadamente 1’4*106 casos/año Sobretodo en niños Prevención: Mediadas generales: Educación sanitaria Control de agua y residuos desinfección Higiene Control y cocinado adecuado de alimentos 25 PARTE 4: VIRUS DE INTERÉS CLÍNICO Y OTROS AGENTES INFECCIOSOS De soporte Rehidratación oral (intravenosa) Recuperación Familia Caliciviridae: Características generales: Con ARN mc+ lineal Simetría icosaédrica Desnudos Genero Norovirus virus Norwalk Causante de brotes de gastroenteritis (niños y adultos) Transmisión: Oral- fecal Agua, alimentos, fómites y persona-persona (manos) Brotes en escuelas, hospitales, residencia… Rara aerosoles de vómitos Distribución mundial Causante de brotes de gastroenteritis Infección del epitelio del intestino delgado Cambios de permeabilidad y histolisis 24-48h Deshidratación:  Diarrea acuosa  vómitos niños Prevención: Medidas generales: Educación sanitaria Control de agua y residuos. Desinfección Control y cocinado adecuado de los alimentos Higiene No hay vacuna Tratamiento: De soporte Rehidratación oral (intravenosa) recuperación Familia Picronaviridae: Características generales: Virus pequeño con ARN mc+ Simetría icosaédrica Desnudos En general, son: Resistentes el pH acido (excepto Rhinovirus) (más o menos resistentes a detergentes, cloro, calor y desecación) 28 PARTE 4: VIRUS DE INTERÉS CLÍNICO Y OTROS AGENTES INFECCIOSOS Género enterovirus: Características generales: Poliovirus (serotipos 1, 2 y 3) poliomelitis Virus coxsackie A y B Virus ECHO (enteric cytophatogenia human orphan) Enterovirus humanos serotipos 68-71 Sintomatologia: Puerta de entrada boca infectan el tubo digestivo del hombre (replicación) Tejido linfoide:  Heces (vía entrada-salida) oral-fecal  Transmisión: agua, alimentos, manos y fomites  Sangre diferentes tejido diana diferentes síndromes clinicos Puede infectar el tracto respiratorio (replicación en mucosa orofaringea tejido linfoide asociado ganglios cervicales)  Secreciones (contacto directo, transmisión aérea…) sobretodo virus Coxsackie y virus ECHO Poliovirus: Características generales: Hombre único hospedador natural Producen la poliomielitia o parálisis infantil 3 serotipos 1, 2 y 3 Transmisión: Oral-fecal Agua y alimentos Menos frecuente manos, fomites También a través de secreciones faringeas Mas frecuente en verano y en otoño Tipos de enfermedades: Infección asintomático (90%) infección orofaringea e intestinal diseminación de virus Abortiva o silenciosa (4-8%) viremia Fiebre ligera, dolor de garganta, cefalea, apatía, vómitos, nauseas, dolor abdominal, rigidez de nuca… Poliomielitis paralítica (0’1-2%) Destrucción de células nerviosas motoras atrofia muscular Espinal (medula espinal) parálisis q localiza asimétrica Bulbar (tronco cerebral): insuficiencia respiratoria y cardiaca Encefálica (corteza motora): confusión, ataques, alteración de consciencia… Produce inmunidad de x vida frente al mismo serotipo (no inmunidad cruzada) Prevención: Medidas generales: 29 PARTE 4: VIRUS DE INTERÉS CLÍNICO Y OTROS AGENTES INFECCIOSOS Educación sanitaria Control de agua y residuos. Desinfección Control y cocinado adecuado de los alimentos Higiene Vacunas: Vacuna Sabin(1963) VPO (virus vivos atenuados) Contiene los 3 serotipos Vía oral induce producción de IgM, IgG e IgA (impide la infección intestinal) Protección alto (95%) y duradera (toda la vida) Diseminación a contactos Riesgo mínimo: parálisis (1 x cada 5*106) Reversión del virus o externo sensibilidad del paciente No recomendado en mayores de 18 años e inmunodeprimidos Vacuna Salk(1955) VPI (virus inactivados) Contiene los 3 serotipos Vía parenteral induce producción de IgM e IgG No impide la infección intestinal Protección alta y duradera Recomendada para mayores de 18 e inmunodeprimidos Actualmente es la incluida en el calendario infantil Desde 1988 la OMS se ha propuesto erradicar la poliomelitis con el uso masivo de la vacunación Regiones de la OMS certificados “libres de polio” Región de las ameritas Región del pacifico occidental Región en Europa En España es de declaración obligatoria Notificación urgente de todo caso sospechoso de PFA en menores de 15 años Investigación rápida clínica, de laboratorio y epidemiológica Rápidamente descartar/confirmar el caso Rápidamente tomar las medidas oportunas Tratamiento: sintomático Coxsackie y ECHO Enfermedades: Infecciones del tracto respiratorio superior faringitis, resfriado común Infecciones del SNC meningitis asépticas Encefalitis consecuencias graves Conjuntivitis hemorrágica Enfermedad de la boca, mano y piel exantema vesicular (mas febricular Coxsackie) Herpangina fiebre, disfagia, vesicular y úlceras orales 30