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Plagas del S. XXI: neumococo

El neumococo

El neumococo, Streptococcus pneumoniae, es un microorganismo patógeno capaz de causar diversas infecciones y procesos invasivos severos en los seres humanos y que fue calificado, en 1901 por William Osler (médico canadiense considerado como el padre de la medicina moderna) como “el capitán de los hombres de la muerte”. Es una bacteria Gram positiva de alrededor de micrómetro de longitud, que presenta una forma cocoide con los extremos lanceolados. Es inmóvil, no forma endosporas y es un miembro alpha-hemolítico del género Streptococcus. Generalmente, se presenta en forma de diplococo, por lo que hasta los años setenta, fue denominado Diplococcus pneumoniae, aunque existen algunos factores que pueden inducir la formación de cadenas. Neumococo es un patógeno casi exclusivamente humano causante de un gran número de infecciones (neumonía, sinusitis, otitis media, etc) y de procesos invasivos severos (meningitis, septicemia, etc), particularmente en ancianos, niños y personas inmunodeprimidas. El hábitat natural de neumococo es la nasofaringe humana y la colonización puede tener lugar poco después del nacimiento.

Metabólicamente hablando, neumococo es un microorganismo microaerófilo, catalasa negativo, que se encuentra dentro del grupo de las bacterias del ácido láctico, ya que este compuesto es el principal producto resultante de la fermentación de los carbohidratos.

La variante morfológica más frecuentemente aislada en personas infectadas con neumococo es la forma “lisa” de Griffith, que se presenta encapsulada, con los márgenes lisos y cuyas colonias pueden tener una apariencia mucosa. Fue precisamente Griffith quien, en 1928, puso de manifiesto que la cápsula es el principal factor de virulencia. Mediante la inoculación de neumococos encapsulados (estirpe lisa) y no capsulados (estirpe rugosa) a ratones, encontró que los animales tratados con la forma encapsulada morían, mientras que la inyección de la estirpe rugosa era inocua. Además, Griffith observó que si se inyectaban simultáneamente a los ratones, neumococos rugosos vivos y neumococos lisos muertos por calor, los ratones morían y de su sangre podían aislarse neumococos lisos del mismo tipo capsular que el de las bacterias muertas previamente inoculadas. Años más tarde, en 1944, Avery y colaboradores descubrieron que “el principio transformante” capaz de cambiar la herencia genética de los neumococos era el ADN.


Neumococos observados al microscopio electrónico de barrido

Características específicas

A pesar del nombre, este organismo causa varios tipos de infección distintas de la neumonía, incluyendo sinusitis, otitis media, meningitis, osteomielitis, artritis séptica, endocarditis, peritonitis, pericarditis, celulitis, y abscesos cerebrales.

Cápsula

La cápsula es la estructura más externa y el principal factor de virulencia de neumococo. Está compuesta, principalmente, por polisacáridos que se mantienen unidos a la superficie de la bacteria, en la mayoría de los casos, mediante enlaces covalentes posiblemente, mediante enlaces covalentes. Existen 91 serotipos capsulares distintos conocidos hasta el momento con una composición química compleja y variable. La cápsula es esencial para la virulencia de la bacteria debido a su capacidad para bloquear el reconocimiento de neumococo por parte del sistema inmunológico del huésped, impidiendo la fagocitosis del microorganismo. Existen variantes morfológicas de cepas de neumococo con diferente capacidad de unión a las células de la nasofaringe, que se clasifican en función del fenotipo que presentan (variación de fase) sobre placas transparentes de agar. Las variantes se denominan opacas o transparentes. Las primeras presentan mayor cantidad de cápsula polisacarídica, menor contenido de ácidos teicoicos en la pared celular, y su mayor virulencia se ha asociado a un incremento de la supervivencia en la sangre. Las variantes transparentes poseen menor cantidad de cápsula y mayor contenido de ácidos teicoicos, lo que aumenta su capacidad para colonizar la nasofaringe.

Pared celular

La pared celular rodea a la membrana citoplasmática y confiere a la bacteria una morfología típica. La adquisición de este tipo de estructuras, a modo de exoesqueleto, ha servido a las bacterias como mecanismo de adaptación al medio externo, protegiéndola de su posible lisis, ya sea osmótica o mecánica. Además de ser el medio de intercambio de solutos entre el exterior y el interior celular, la pared bacteriana sirve de punto de unión para toda una batería de proteínas implicadas en procesos de crecimiento y división celular y en las interacciones de la célula con el medio exterior. De hecho, la pared desempeña un papel importante en los procesos de colonización, adherencia, inflamación e invasión bacteriana, ya que neumococo modula, a través de la variación de fase, la distribución de subcomponentes de la pared relacionados con la internalización de la bacteria o la inducción de la respuesta inflamatoria durante el proceso de infección.

La composición de la pared varía de unas especies de bacterias a otras. Como en otras bacterias Gram-positivas, en el caso de neumococo la pared celular está constituida por un entramado de cadenas de peptidoglicano (mureína) y los ácidos teicoicos y lipoteicoicos asociados a ellas, formando este conjunto una estructura multilaminar con un espesor comprendido entre 15 y 40 nanometros. El peptidoglicano de neumococo está formado por un entramado tridimensional de cadenas glicánicas constituidas por residuos alternantes de ácido N-acetilmurámico y N-acetilglucosamina unidos mediante enlaces glicosídicos β1→4, que se entrecruzan mediante cortos segmentos peptídicos. Cada cadena glicánica posee alrededor de unos 35 disacáridos, lo que supone, en su conformación más extendida, una longitud media de 35 nanómetros. El crecimiento de la pared se realiza intercalando nuevos anillos de peptidoglicano entre los ya existentes.
Tras su incorporación a la pared celular se produce una desacetilación de los azúcares de tal manera que, en la pared madura del neumococo, sólo el 16% de los residuos N-acetilglucosamina (pero el 90% de los de ácido N-acetilmurámico) permanecen acetilados. La desacetilación de los residuos constituye, posiblemente uno de los mecanismos de virulencia de la bacteria, al hacerla resistente a la acción hidrolítica de las lisozimas del huésped.

Neumococo como agente infeccioso

Las enfermedades infecciosas son en la actualidad las causantes de, aproximadamente, el 25% de los 57 millones de fallecimientos que ocurren cada año en el mundo estimándose que, en particular, las infecciosas respiratorias (principalmente neumonías) son responsables de la muerte de 4 millones de personas anualmente (entre ellos, dos millones de niños menores de 5 años) y siendo neumococo la especie predominante en estas infecciones. En conjunto, se considera que la tasa de mortalidad causada por este microorganismo es mayor que la originada por cualquier otra bacteria patógena. Desde hace varias décadas, el problema se ha agravado, además por la emergencia imparable de las resistencias antimicrobianas que están haciendo que estas infecciones sean cada vez más difíciles de tratar habiéndose incluido recientemente a neumococo entre los denominados “supergérmenes”. Así, un estudio reciente ha mostrado que, globalmente, el 14% de los neumococos de origen respiratorio muestran una resistencia intermedia a la penicilina (MIC= 0,12-1 microgramos/mililitro) y el 22% poseen resistencia de alto nivel (MIC mayor o igual a 2 microgramos/mililitro) aunque los valores varían notablemente de unos países a otros, dependiendo asimismo de la edad. Por ejemplo, datos recientes indican que, en individuos menores de 18 años, un 11% de los aislados en Europa occidental son resistentes a penicilina con rangos de variación de entre más de un 39% en España y 1-2% en los países escandinavos.

Fuentes:
1. Wikipedia
2. Ernesto García López. Profesor de Investigación del CSIC

Comentarios

1. Plagas del S. XXI: neumococo « Un planeta con canas - junio 20, 2008

[…] Plagas del S. XXI: neumococo […]

2. Paulo Arieu - junio 20, 2008

“son responsables de la muerte de 4 millones de personas anualmente (entre ellos, dos millones de niños menores de 5 años) y siendo neumococo la especie predominante en estas infecciones.”
Tremendo, un desastre hace esta bacteria en la humanidad, es un flagelo.¿Esas muertes, se dan en todos los sectores de la sociedad, o solo en las clases mas bajas?
Se están haciendo resistente a la penicilina!! Increible. Tremendo articulo,muy interesante.Y con tu profesión lo que haces e investigar para encontrar mejores antibióticos

3. Manuel - junio 21, 2008

La neumonía afecta a todas las capas de la sociedad, las enfermedades infantiles tipos meningitis y otitis abundan más en paises menos desarrollados. La neumonia es llamada a veces la “muerte dulce” ya que afecta a personas mayores, que suelen tener alguna otra dolencia. Muchas veces esta enfermedad ataca justo tras una gripe, cuando el virus ha dañado tanto el sistema de defensa como las mucosas que infecta neumococo (garganta, bronquios, etc).

La resistencia a antibióticos está siendo un grave problema y será mucho peor dentro de unos años. Hay una lucha constante para descubrir nuevos fármacos.

Estamos ante un fenómeno de coevolución huésped/parásito: las bacterias se adaptan para sobrivivir en todos los hábitats, incluso en aquellos que le son tóxicos. Hay que buscar fármacos contra aquellas funciones que sean más estables a lo largo de la evolución, que estén más conservadas.

Hay varias líneas de actuación que esperamos que den frutos en poco tiempo: antibióticos contra los RNAs de transferencia, antibióticos contra los enzimas implicados en la síntesis de lípidos y terapia fágica. De esto último hablaré pronto en otro artículo.

Saludos

4. pauloarieu - junio 21, 2008

Es una batalla a muerte contra la microevolución de estos organismos infecciosos. El tiempo juega en contra, ya que avanzan las enfermedades mas rápido de lo que logran hallar cura.
“Hay que buscar fármacos contra aquellas funciones que sean más estables a lo largo de la evolución, que estén más conservadas.” Podrias explicarme por favor, esta expresión que no la entendi muy bien que significa.
“La resistencia a antibióticos está siendo un grave problema y será mucho peor dentro de unos años.” Porque va a ser peor,Manuel, a que se debe esto , podrías explicarmelo?
Gracias,un abrazo.
Paulo

5. Manuel - junio 21, 2008

¿Por qué dices.. “Es una batalla a muerte contra la microevolución de estos organismos infecciosos”..?. ¿Tu religión te impide reconocer la evolución en las bacterias?, ¿también habla la Biblia de las bacterias?.

Hay estructuras muy conservadas en la evolución. Su función es esencial para la vida del organismo, eso hace que si se produce una mutación no conservativa en ella el organismo muera o al menos compita peor. Esas estructuras han perdurado durante mucho tiempo a lo largo de la evolución sin apenas cambios. Ejemplos: los ARN ribosomales, los ARN de transferencia, enzimas encargados de la respiración, etc. Otros sin embargo pueden variar mucho por mutación sin provocar efectos letales, como por ejemplo la ARN polimerasa, o proteínas de membrana, etc. Estos varían mucho en la escala evolutiva. Un fármaco contra estructuras muy conservadas tendrá más éxito que contra estructuras no conservadas, ya que cualquier variación en esas estructuras provocará la muerte del organismo. Y eso lo hemos aprendido gracias a entender la evolución molecular de los seres vivos.

Las bacterias están generando nuevas resistencias a cada uno de los antibióticos que fabricamos. En la naturaleza están apareciendo constantemente genes nuevos. Da igual lo que los antievolucionistas opineis, la naturaleza no tiene oidos para lo que los humanos digan o dejen de decir. El caso es que aparecen y se diseminan rápidamente entre muchas especies bacterianas, por diversos mecanismos. Ya lo explicaré a fondo en algún artículo. El caso es que ya contamos con toda una serie de patógenos que son resistentes a prácticamente toda la bateria de antibióticos que conocemos. Una infección por uno de esos organismos es peligrosísima, nos hace retroceder a la era pre-antibiótica. De ahí los grandes esfuerzos que se están haciendo para desarrollar nuevas medicinas para pararlas. Sabemos, la propia evolución lo dice, que esa batalla será para siempre, porque la vida se abre camino, y lo que hoy inventemos, mañana no servirá.

Un saludo

6. pauloarieu - junio 21, 2008

Manuel,no es microevolucion lo de las bacterias?
Yo no lo niego.Digo es una batalla a muerte contra estos procesos a fin de encontrarle solución,pero no dije nada en contra, creo yo.
¿Si fuera macroevolución, como sería? Deberriamos reconocer que adquirio organos nuevos o que paso de bacteria a algu modo de vida superior,no es así?
Yo no dudo de la existencia de las bacterias, me parece que o me explique mal o me entendiste mal.
Que te pareció mi exposición en club de perlas, mi hipotesis creacionista-evolucionista?
Lee la respuesta que le di a la hermana y decime tu opinión
Saludos
Saludos

7. Manuel - junio 21, 2008

Será micro- porque las bacterias son pequeñas😉

Bromas aparte, el término microevolución/macroevolución se lo sacaron de la manga los antievolucionistas. En términos evolutivos no hay diferencias, sólo se habla de evolución. Ellos definen microevolución como pequeños cambios (mutaciones) que afectan a funciones existentes, variándolas y macroevolución a grandes cambios, aparición de genes nuevos, etc. Los antievolucionistas afirman que no hay macroevolución.

Pero la hay, la vemos todos los días. Se generan genes y funciones nuevas y por fin entendemos como éstas se producen a nivel molecular. Por ejemplo se han generado rutas completas de degradación de compuestos orgánicos que no existían anteriormente.

Me gustó tu réplica en el Club, dentro de un rato entraré para añadir alguna cosilla.
Un saludo

8. carlos - octubre 22, 2008

hay que tener cuidado con esta bacteria…creo que si continua cresiendo la cantidad de inmunodeprimidos debido a la cantidad de factores depresores sociales, continuara el ataque de este microorganismo con mayor fuerza y tal vez haciendo mas fuertes antes sus enemigo.

9. Joaquincito =) - julio 19, 2012

Bueno, no hay mucho que hacer al respecto… soy un investigador de este enemigo y el uso indiscriminado de antibioticos ha permitido que genere prevalencia de las enfermedades neumococicas en la sociedad y se establezca con exito en la epidemiologia mundial.
Es un microorganismo complejo, su estructura es dificil de abordar y ademas es naturalmente competente a los fenomenos de transformacion… es decir, adquiere y transmite genes de resistencia naturalmente y de forma facil…
Por otra parte, al existir mas de 90 serotipos capsulares, cada uno de ellos puede considerarse potencialmente patogeno, por lo que un individuo puede presentar hasta 90 infecciones a lo largo de su vida (hipoteticamente hablando pues…). Lo que si es una realidad, es que en Chile hay un estudio que indica que niños de guarderias infantiles pueden ser portadores de hasta cuatro serpotipos distintos a la vez. Por ultimo, hay que reconocer que gracias a las vacunas, la incidencia de Streptococcus pneumoniae ha disminuido de forma considerable.
Espero que esta informacion sirva de ayuda.-


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