Mycobacterium leprae es una bacteria que causa la lepra , también conocida como " enfermedad de Hansen" , que es una enfermedad infecciosa crónica que daña los nervios periféricos y ataca la piel, los ojos, la nariz y los músculos. [1] La lepra puede ocurrir en todas las edades, desde la infancia hasta la vejez, pero es curable y los tratamientos pueden evitar discapacidades. [2] Fue descubierto en 1873 por el médico noruego Gerhard Armauer Hansen , que buscaba la bacteria en los nódulos cutáneos de pacientes con lepra. Fue la primera bacteria en ser identificada como causante de enfermedades en humanos. [3]
Mycobacterium leprae | |
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Microfotografía de Mycobacterium leprae , las pequeñas varillas de color rojo ladrillo en racimos, tomadas de una lesión cutánea. Fuente: CDC | |
clasificación cientifica | |
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Género: | |
Especies: | M. leprae |
Nombre binomial | |
Mycobacterium leprae Hansen , 1874 |
Microbiología
Es una intracelular, pleomórfico , acidorresistentes , bacteria patógena . [4] M. leprae es un bacilo aeróbico (bacteria en forma de bastón) con lados paralelos y extremos redondos, rodeado por la capa cerosa característica exclusiva de las micobacterias . En tamaño y forma, se parece mucho a Mycobacterium tuberculosis . Esta bacteria a menudo se presenta en grandes cantidades dentro de las lesiones de la lepra lepromatosa que generalmente se agrupan como haces de puros o se disponen en una empalizada. [5] Debido a su espesa capa cerosa, M. leprae se tiñe con carbol fucsina en lugar de con la tinción tradicional de Gram . El cultivo tarda varias semanas en madurar.
Microscopía
La microscopía óptica muestra M. leprae en grupos, masas redondeadas o en grupos de bacilos uno al lado del otro, y que varían de 1 a 8 μm de longitud y de 0,2 a 0,5 μm de diámetro. [6] [ verificación necesaria ] [7] [8] El investigador Arvind Dhople ha hecho crecer con éxito el organismo en un medio de cultivo celular artificial sobre una base muy limitada. [4] Esto puede usarse como una prueba de diagnóstico para la presencia de bacilos en lesiones corporales de pacientes sospechosos de lepra. La dificultad para cultivar el organismo parece deberse a que es un parásito intracelular obligado que carece de muchos genes necesarios para la supervivencia independiente. La pared celular compleja y única que hace que los miembros del género Mycobacterium sean difíciles de destruir es aparentemente también la razón de la tasa de replicación extremadamente lenta. Los factores de virulencia incluyen un revestimiento exterior ceroso, formado por la producción de ácidos micólicos exclusivos de Mycobacterium .
Cultivo
Dado que el cultivo in vitro generalmente no es posible, se ha cultivado en almohadillas de patas de ratón y, más recientemente, en armadillos de nueve bandas porque, al igual que los humanos, son susceptibles a la lepra. Dado que los armadillos tienen una temperatura corporal mucho más baja que la mayoría de los mamíferos, esto permite que la bacteria crezca a menudo en sus pulmones, hígado y bazo. Se sabe que los armadillos han infectado a humanos en el sureste de los Estados Unidos, aunque el alcance geográfico de la enfermedad y su complejidad se ha ido extendiendo. [9]
Patogénesis
El período de incubación de M. leprae puede oscilar entre 9 meses y 20 años. [10] Se replica intracelularmente dentro de los histiocitos y las células nerviosas y tiene dos formas. Una forma es "tuberculoide", que induce una respuesta mediada por células que limita su crecimiento. A través de esta forma, M. leprae se multiplica en el sitio de entrada, generalmente la piel, invadiendo y colonizando las células de Schwann . Luego, el microbio induce linfocitos T auxiliares, células epitelioides e infiltración de células gigantes en la piel, lo que hace que los individuos infectados muestren grandes parches aplanados con bordes rojos elevados y elevados en la piel. Estos parches tienen centros secos, pálidos y sin pelo, acompañados de una pérdida de sensibilidad en la piel. La pérdida de sensibilidad puede desarrollarse como resultado de la invasión de los nervios sensoriales periféricos. La mácula en el sitio de entrada cutáneo y la pérdida de la sensación de dolor son indicaciones clínicas clave de que un individuo tiene una forma tuberculoide de lepra.
La segunda forma de lepra es la forma "lepromatosa", en la que los microbios proliferan dentro de los macrófagos en el sitio de entrada. También crecen dentro de los tejidos epiteliales de la cara y los lóbulos de las orejas. Las células T supresoras que se inducen son numerosas, pero las células epitelioides y gigantes son raras o están ausentes. Cuando la inmunidad mediada por células está alterada, aparecen grandes cantidades de M. leprae en los macrófagos y los pacientes infectados desarrollan pápulas en el sitio de entrada, marcadas por un pliegue de la piel. La destrucción gradual de los nervios cutáneos conduce a lo que se conoce como " cara de león clásica ". La penetración extensa de este microbio puede provocar graves daños corporales; por ejemplo, la pérdida de huesos, dedos de manos y pies.
Genoma
M. leprae tiene el tiempo de duplicación más largo de todas las bacterias conocidas y ha frustrado todos los esfuerzos de cultivo en el laboratorio. [11] La comparación de la secuencia del genoma de M. leprae con la de M. tuberculosis proporciona explicaciones claras para estas propiedades y revela un caso extremo de evolución reductiva . Menos de la mitad del genoma contiene genes funcionales . La deleción y descomposición de genes parece haber eliminado muchas actividades metabólicas importantes , incluida la producción de sideróforos , parte de las cadenas respiratorias oxidativas y la mayoría de las microaerófilas y anaeróbicas , y numerosos sistemas catabólicos y sus circuitos reguladores. [12]
La primera secuencia del genoma de una cepa de M. leprae se completó en 1998. [12] La secuencia del genoma de una cepa originalmente aislada en Tamil Nadu , India, y denominada TN , se completó en 2013. La secuencia se obtuvo mediante un enfoque combinado , empleando análisis de secuencia de ADN automatizado de cósmidos seleccionados y clones de "escopeta" de genoma completo. Después del proceso de acabado, se encontró que la secuencia del genoma contenía 3.268.203 pares de bases (pb), y un contenido promedio de G + C de 57,8%, valores muy inferiores a los valores correspondientes para M. tuberculosis , que son 4.441.529 pb y 65,6 % G + C. [13]
Evolución y pseudogenes
M. leprae ha sufrido una reducción espectacular del tamaño del genoma con la pérdida de muchos genes. Esta reducción del genoma no es completa y numerosos genes todavía están presentes como pseudogenes no funcionales. La reducción de un genoma de 4,42 Mbp, como el de M. tuberculosis , a uno de 3,27 Mbp explicaría la pérdida de unas 1200 secuencias de codificación de proteínas . Alguna evidencia muestra que muchos de los genes que estaban presentes en el genoma del ancestro común de M. leprae y M. tuberculosis se han perdido en el genoma de M. leprae . [14] 1500 genes siguen siendo comunes tanto para M. leprae como para M. tuberculosis .
Aplicaciones
La información del genoma completo puede ser útil para desarrollar pruebas cutáneas de diagnóstico, comprender los mecanismos del daño nervioso y la resistencia a los medicamentos, e identificar nuevos objetivos farmacológicos para el diseño racional de nuevos regímenes terapéuticos y medicamentos para tratar la lepra y sus complicaciones.
M. leprae antiguo
Se obtuvieron secuencias casi completas de M. leprae de esqueletos medievales con lesiones osteológicas sugestivas de lepra de diferentes orígenes geográficos europeos utilizando técnicas de captura de ADN y secuenciación de alto rendimiento. Las secuencias antiguas se compararon con las de cepas modernas de biopsias de pacientes con lepra que representan diversos genotipos y orígenes geográficos, lo que proporcionó nuevos conocimientos sobre la comprensión de su evolución y curso a lo largo de la historia, la filogeografía del bacilo de la lepra y la desaparición de la lepra en Europa.
Verena J. Schuenemann y col. demostró una notable conservación genómica durante los últimos 1000 años y una estrecha similitud entre las cepas modernas y antiguas, lo que sugiere que la repentina disminución de la lepra en Europa no se debió a una pérdida de virulencia, sino a factores extraños, como otras enfermedades infecciosas, cambios en la inmunidad del huésped o mejora de las condiciones sociales. [15]
Las ocurrencias geográficas de M. leprae incluyen: Angola, Brasil, República Centroafricana, República Democrática del Congo, Estados Federados de Micronesia, India, Kiribati, Madagascar, Nepal, República de las Islas Marshall y República Unida de Tanzania. [dieciséis]
Evolución
El pariente más cercano a M. leprae es M. lepromatosis . [17] Estas especies divergieron hace 13,9 millones de años (95% de densidad posterior más alta hace 8,2 millones de años - hace 21,4 millones de años ) Se calculó que el ancestro común más reciente de las cepas de M. leprae existentes vivió hace 3.607 años [95% más alto densidad posterior hace 2204–5525 años]. La tasa de sustitución estimada fue de 7,67 x 10 −9 sustituciones por sitio por año, similar a otras bacterias.
Un estudio de genomas aislados de casos medievales estimó que la tasa de mutación era de 6,13 × 10 −9 . [18] Los autores también demostraron que el bacilo de la lepra en las Américas fue traído desde Europa.
Se estima que los antepasados de M. leprae y M. tuberculosis se separaron hace 36 millones de años . [19]
Otro estudio sugiere que M. leprae se originó en África Oriental y desde allí se extendió a Europa y Medio Oriente inicialmente antes de extenderse a África Occidental y América en los últimos 500 años. [20] Las estadísticas mundiales muestran que 199.992 (94%) de los casos nuevos de lepra se notificaron en 14 países que notificaron más de 1.000 casos nuevos cada uno y solo el 6% de los casos nuevos se notificaron en el resto del mundo. [21]
Síntomas de M. leprae
Los síntomas de M. leprae , también conocida como lepra, son llagas en la piel poco atractivas que son de color pálido, bultos o protuberancias que no desaparecen después de varias semanas o meses, daño a los nervios que puede provocar complicaciones con la capacidad de sentir la sensación en brazos y piernas, así como debilidad muscular. Los síntomas suelen tardar de 3 a 5 años desde que se exponen hasta que se manifiestan dentro del cuerpo. Sin embargo, algunas personas no comienzan a mostrar síntomas hasta 20 años después de la exposición a la enfermedad. Este largo período de incubación, como se le llama, dificulta enormemente la capacidad de poder diagnosticar correctamente cuándo un individuo entró en contacto con la enfermedad. [22]
Criterios de diagnóstico de lepra
El diagnóstico de lepra es principalmente clínico. En un estudio de Etiopía, los siguientes criterios tenían una sensibilidad del 94% con un valor predictivo positivo del 98% en el diagnóstico de lepra. El diagnóstico se basó en uno o más de tres signos:
- Parches cutáneos hipopigmentados o rojizos con pérdida definitiva de la sensibilidad.
- Nervios periféricos engrosados
- Bacilos acidorresistentes en frotis de piel o material de biopsia
Medicamentos
Mycobacterium leprae era sensible a la dapsona (diaminodifenilsulfona, el primer tratamiento eficaz que se descubrió para la lepra en la década de 1940), pero la resistencia a este antibiótico comenzó a desarrollarse en la década de 1960. La terapia con dapsona sola ahora está fuertemente contraindicada. Actualmente, la Organización Mundial de la Salud recomienda un tratamiento con múltiples fármacos (MDT) , que incluye dapsona, rifampicina y clofazimina (las dos últimas se descubrieron en la década de 1960). [23] En los pacientes que reciben el MDT, una alta proporción de los bacilos muere en un corto período de tiempo sin un alivio inmediato de los síntomas. Esto sugiere que muchos síntomas de la lepra deben deberse en parte a la presencia de células muertas.
Tratamiento
La terapia con múltiples fármacos (MDT) utiliza combinaciones de antibióticos que matan a M. leprae, incluidos: dapsona , rifampicina , clofazamina , fluoroquinolonas, azitromicina y minociclina. Se deben tomar antibióticos con regularidad hasta que se complete el tratamiento debido al hecho de que M. leprae tiene la capacidad de volver a crecer. [24]
Una medida preventiva de M. leprae es evitar el contacto cercano con personas infecciosas que no reciben tratamiento. [25] La ceguera, el tullido de las manos y los pies y la parálisis son todos efectos del daño nervioso causado por M. leprae no tratado . El tratamiento no revierte el daño nervioso causado, por lo que se recomienda recibir tratamiento lo antes posible. [24] La vacuna Bacillus Calmette-Guérin ofrece una cantidad variable de protección contra la lepra además de su principal objetivo de tuberculosis . [26]
Referencias
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enlaces externos
- El genoma de Mycobacterium leprae
- " Mycobacterium leprae " . Navegador de taxonomía NCBI . 1769.