Shigella flexneri es una especie de bacterias Gram-negativas bacterias del género Shigella que puede causar diarrea en los seres humanos. Sedescribenvarios serogrupos diferentesde Shigella ; S. flexneri pertenece al grupo B . Las infecciones por S. flexneri generalmente se pueden tratar con antibióticos, aunque algunas cepas se han vuelto resistentes . Los casos menos graves no suelen tratarse porque se vuelven más resistentes en el futuro. [1] Shigella está estrechamente relacionada con Escherichia coli , pero se puede diferenciar de E. colibasado en patogenicidad, fisiología (falta de fermentación de lactosa o descarboxilación de lisina) y serología. [2]
Shigella flexneri | |
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Shigella flexneri | |
clasificación cientifica | |
Reino: | |
Filo: | |
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Pedido: | |
Familia: | |
Género: | |
Especies: | S. flexneri |
Nombre binomial | |
Shigella flexneri Castellani y Chalmers 1919 |
Descubrimiento
La especie recibió su nombre del médico estadounidense Simon Flexner ; el género Shigella lleva el nombre del médico japonés Kiyoshi Shiga , quien investigó la causa de la disentería. Shiga ingresó en la Escuela de Medicina de la Universidad Imperial de Tokio en 1892, durante la cual asistió a una conferencia del Dr. Shibasaburo Kitasato. Shiga quedó impresionado por el intelecto y la confianza del Dr. Kitasato, así que después de graduarse, fue a trabajar para él como asistente de investigación en el Instituto de Enfermedades Infecciosas. En 1897, Shiga centró sus esfuerzos en lo que los japoneses denominaron un brote de "Sekiri" (disentería). Estas epidemias fueron perjudiciales para los japoneses y se produjeron a menudo a finales del siglo XIX. La epidemia de sekiri de 1897 afectó a más de 91.000, con una tasa de mortalidad de> 20%. [3] Shiga estudió a 32 pacientes con disentería y utilizó los Postulados de Koch para aislar e identificar con éxito la bacteria que causa la enfermedad. Continuó estudiando y caracterizando la bacteria, identificando sus métodos de producción de toxinas, es decir, la toxina Shiga , y trabajó incansablemente para crear una vacuna para la enfermedad.
Taxonomía
Reino: | Bacterias |
Filo: | Proteobacterias |
Clase: | Gammaproteobacteria |
Pedido: | Enterobacterales |
Familia: | Enterobacterias |
Género: | Shigella |
Especies: | S. flexneri |
Caracterización
Morfología
S. flexneri es una bacteria no flagelar en forma de varilla que se basa en la motilidad basada en actina. Produce la proteína actina de manera rápida y continua para impulsarse hacia adelante dentro y entre las células del huésped. [4] Esta bacteria es Shigella gramnegativa y no formadora de esporas del serogrupo B. Hay 6 serotipos dentro de este serogrupo. [2]
Serotipo
S. flexneri pertenece al grupo B (es decir, se aglutina con antisueros B) que además se subclasifica en seis antisueros específicos de tipo y cuatro antisueros específicos de grupo. Hasta ahora se han identificado y notificado al menos 23 subserotipos diferentes. [5] Actualmente se dispone de técnicas de determinación de serotipos moleculares basadas en PCR que se dirigen a los genes wzx1-5 (todos excepto el serotipo 6) y gtr o wzx6 (solo el serotipo 6). [6]
Serotipo | Nombre previamente designado | Tipo de antisuero específico de antígeno (MASF) | MASF | Antisueros específicos de antígeno de grupo (MASF) | ||||||||
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I | II | IV-2 | V | VI | Ic | B | Y-5 | 6 | 7,8 | IV-I | ||
S. flexneri 1a | 1a | + | + | + | ||||||||
S. flexneri 1b | 1b | + | + | + | ||||||||
S. flexneri 1d | 1d | + | + | + | ||||||||
S. flexneri 2a | 2a | + | + | + | ||||||||
S. flexneri 2b | 2b | + | + | + | ||||||||
S. flexneri 3a | 3a | + | + | + | ||||||||
S. flexneri 3b | 3b | + | + | |||||||||
S. flexneri 4a | 4a | + | + | + | ||||||||
S. flexneri 4b | 4b | + | + | + | ||||||||
S. flexneri 4c | 4c | + | + | + | ||||||||
S. flexneri 4d | type4 | + | + | + | ||||||||
S. flexneri 4e | 4a, 4av | + | + | + | + | |||||||
S. flexneri 5a | 5a | + | + | + | ||||||||
S. flexneri 5b | 5b | + | + | + | ||||||||
S. flexneri 6a | tipo 6 | + | + | |||||||||
S. flexneri 6b | tipo 6 | + | + | + | ||||||||
S. flexneri 7a | 1c | + | + | |||||||||
S. flexneri 7b | 1c + 6 | + | + | + | ||||||||
S. flexneri Xa | X | + | + | |||||||||
S. flexneri Xb | Xv | + | + | + | ||||||||
S. flexneri Ya | Y | + | + | |||||||||
S. flexneri Yb | Yv | + | + | + | ||||||||
S. flexneri Z | 4X, 4s | + | + |
Invasión
S. flexneri es una bacteria intracelular que infecta el revestimiento epitelial del tracto intestinal de los mamíferos. Esta bacteria es tolerante a los ácidos y puede sobrevivir a condiciones de pH 2. Por lo tanto, puede entrar en la boca de su huésped y sobrevivir al paso a través del estómago hasta el colon. [7] Una vez dentro del colon, S. flexneri puede penetrar el epitelio de tres formas: 1) La bacteria puede alterar las uniones estrechas entre las células epiteliales, lo que le permite cruzar hacia la submucosa. 2) Puede penetrar las células M altamente endocíticas que se encuentran dispersas en la capa epitelial y atravesar la submucosa. 3) Después de alcanzar la submucosa, las bacterias pueden ser fagocitadas por macrófagos e inducir apoptosis, muerte celular. Esto libera citocinas que reclutan células polimorfonucleares (PMN) hacia la submucosa. S. flexneri todavía en la luz del colon atraviesa el revestimiento epitelial cuando los PMN cruzan hacia el área infectada. [8] S. flexneri utiliza estos tres métodos para llegar a la submucosa y penetrar en las células epiliteliales desde el lado basolateral. La bacteria tiene cuatro antígenos plasmídicos invasores conocidos: IpaA, IpaB, IpaC e IpaD. Cuando S. flexneri entra en contacto con el lado basolateral de una célula epitelial, IpaC e IpaB se fusionan para formar un poro en la membrana de la célula epitelial. Luego utiliza un sistema de secreción de tipo III (T3SS) para insertar las otras proteínas Ipa en el citoplasma de la célula epitelial. [8] S. flexneri puede pasar a las células epiteliales vecinas mediante el uso de su propia proteína de la membrana externa, IcsA, para activar la maquinaria de ensamblaje de actina del huésped. La proteína IcsA se localiza primero en un polo de la bacteria donde luego se unirá con la proteína del huésped, la proteína del síndrome de Wiskott-Aldrich neural (N-WASP) . Este complejo IcsA / N-WASP luego activa el complejo de proteínas relacionadas con actina (Arp) 2/3 . El complejo Arp 2/3 es la proteína responsable de iniciar rápidamente la polimerización de actina e impulsar a las bacterias hacia adelante. [8] [2] [9] Cuando S. flexneri alcanza la membrana contigua, crea una protuberancia en el citoplasma de la célula vecina. La bacteria queda rodeada por dos capas de membrana celular. Luego usa otro complejo IpaBC para hacer un poro y entrar en la siguiente celda. VacJ es una proteína que también necesita S. flexneri para salir de la protuberancia. Su función exacta aún se está estudiando, pero se sabe que la propagación intercelular se ve muy afectada sin ella. [8] [10] La replicación bacteriana dentro de la célula epitelial es perjudicial para la célula, pero se propone que la muerte de las células epiteliales se debe en gran medida a la propia respuesta inflamatoria del huésped. [8]
Genética
El genoma de S. flexneri y Escherichia coli es casi indistinguible a nivel de especie. S. flexneri tiene un cromosoma circular con 4.599.354 pares de bases. Es más pequeño que el de E. coli pero los genes son similares. S. flexneri tiene alrededor de 4084 genes conocidos en el genoma. Se propone que la gran similitud entre E. coli y S. flexneri se debe a la transferencia horizontal . Todos los genes necesarios para que S. flexneri invada el revestimiento epitelial del colon se encuentran en un plásmido de virulencia llamado pINV. El genoma de pINV está altamente conservado entre subespecies de S. flexneri . S. flexneri también tiene otros dos plásmidos multicopia pequeños, pero algunas cepas de S. flexneri tienen más plásmidos de los que se sospecha que confieren resistencia a los antibióticos. [11] Algunas cepas de S. flexneri tienen resistencia a los antibióticos estreptomicina, ampicilina o trimetoprima. [12] Se ha descubierto que el cloranfenicol, el ácido nalidíxico y la gentamicina siguen siendo antibióticos eficaces para algunas cepas. [13]
Metabolismo
S. flexneri es un heterótrofo . Utiliza Embden-Meyerhof-Parnas (EMP) , Entner-Doudoroff (ED) o la vía de las pentosas fosfato (PPP) para metabolizar los azúcares. Los productos de estas vías se incorporan al ciclo del ácido cítrico (TCA) . S. flexneri puede metabolizar glucosa y piruvato. El piruvato suplementado permite el mayor crecimiento y se cree que es la fuente de carbono preferida. El piruvato podría ser suministrado por el propio metabolismo de la célula o tomado de la célula huésped. S. flexneri es un anaerobio facultativo que puede realizar la fermentación ácida mixta de piruvato. [14] [2] S. flexneri no puede fermentar lactosa. [2] Esta bacteria crece de manera óptima a 37 ° C, pero puede crecer a temperaturas tan bajas como 30 ° C. [13]
ARN pequeño
Los pequeños ARN bacterianos juegan un papel importante en muchos procesos celulares. Los ARNs de RnaG y RyhB se han estudiado bien en S. flexneri . [15] Se demostró que el ARNs de Ssr1, que podría desempeñar un papel en la resistencia al estrés ácido y la regulación de la virulencia, existía solo en Shigella . [dieciséis]
Ecología
Ciclo infeccioso
S. flexneri contiene un plásmido de virulencia que codifica tres factores de virulencia: un sistema de secreción de tipo 3 (T3SS), proteínas antigénicas de plásmido de invasión (proteínas IPA) e IcsA (utilizado para la propagación de célula a célula). [17]
Tras la infección, S. flexneri inyecta el citoplasma de la célula huésped con proteínas ipa utilizando el T3SS, un aparato similar a una aguja y una jeringa común a muchos patógenos gramnegativos. Estas proteínas ipa inducen la "ondulación de la membrana" por parte de la célula huésped. La ondulación de la membrana crea bolsas de membrana que capturan y engullen a las bacterias. Una vez dentro, S. flexneri utiliza actina de la célula huésped para la propulsión para moverse directamente de una célula a otra utilizando un mecanismo celular conocido como paracitofagia , [18] [19] de manera similar al patógeno bacteriano Listeria monocytogenes .
S. flexneri es capaz de inhibir la respuesta inflamatoria aguda en la etapa inicial de la infección [20] mediante el uso de una proteína efectora, OspI, que está codificada por ORF169b en el plásmido grande de Shigella y secretada por el sistema de secreción de tipo III. Amortigua la respuesta inflamatoria durante la invasión bacteriana al suprimir la vía de señalización mediada por el factor 6 asociado al receptor TNF-α ( TRAF6 ). [20] OspI tiene actividad glutamina desamidasa y es capaz de desaminar selectivamente la glutamina en la posición 100 en UBC13 a glutamato , y esto da como resultado una falla en la actividad conjugadora de ubiquitina E2 que se requiere para la activación de TRAF6. [20]
Referencias
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enlaces externos
- " Shigella flexneri " . Navegador de taxonomía NCBI . 623.
- Tipo de cepa de Shigella flexneri en Bac Dive - la base de metadatos de diversidad bacteriana