Sesión del día 29 de Abril del 2003 - La adherencia bacteriana en la patogenia de las infecciones urinarias

"La adherencia bacteriana en la patogenia de las infecciones urinarias",

 

 

 

 

por el Excmo. Sr. D. Gonzalo Piédrola Angulo,

Catedrático de Microbiología y Parasitología
Universidad de Granada

Académico de Número
Real Academia Nacional de Medicina

Sillón nº 43 -Epidemiología Hospitalaria-

 

RESUMEN

Las infecciones urinarias son el resultado de la interacción de la virulencia de las bacterias y una serie de factores específicos e inespecíficos de las defensas del hospedador. La posibilidad de una colonización y posterior infección se debe a un primer contacto entre una serie de estructuras de la bacterias, denominadas adhesinas (fímbricas o no-fímbricas) y unos receptores o ligandos de la superficie del epitelio urinario.

De todas las bacterias uropatógenas, continúa siendo la más frecuente, y por ello, la mejor estudiada Escherichia coli, donde se han descrito hasta siete tipos de fimbrias distintas, destacando el papel de las del tipo 1 en la colonización y el de las fimbrias tipo P en la patogenia de los cuadros de cistitis y pielonefritis. Las fimbrias son unas organelas filamentosas que surgen de la membrana externa de las bacterias y que poseen 2 a 8 nm de diámetro y hasta 15 nm de longitud, encontrándose colocadas alrededor de toda la bacteria, en un número de 100 a 1.000 por célula microbiana. Están constituidas por unidades proteicas, colocadas helicoidalmente a lo largo de una estructura cilíndrica, y codificadas por el ADN cromosómico bacteriano. Por su morfología y estructura al microscopio electrónico, sus funciones y aglutinación de hematíes se han identificado hasta siete tipos de fimbrias, agrupadas en dos grandes apartados, según que la adherencia a los receptores del urotelio sea inhibida o no por la manosa: MS (manosa sensibles) y MR (manosa resistentes).

Las fimbrias tipo 1 están codificadas por un conjunto o clouster de nueve genes, denominados pil o fim. El gen fim A codifica la subunidad proteica base de la fimbria, que puede expresarse independientemente del fim H que codifica la proteína H, que es la que se adhiere a la célula hospedadora.

Las fimbrias P están constituidas por nueve proteínas distintas, que de la membrana externa de E. coli al exterior son: la H de anclaje a dicha membrana, la proteína polimerizada principal A, la K, la E, la F y la G, que es la verdadera adhesina. Además existen las proteínas D y J que actúan como chaperoninas, y la proteína C o acomodadora De todas ella s se conocen perfectamente los genes que las codifican, la muy compleja regulación de cada una de ellas, y su capacidad de sufrir mutaciones, hecho de gran interés en la patogenia del cuadro y en la dificultad de la producción de vacunas eficaces.

Los genes de la síntesis y ensamblaje de las fimbrias P manosa-resistentes se encuentran en un cluster muy cercano a los de la síntesis y excreción de la hemolisina HlyA, el factor 1-necrotizante y la aerobactina (un sideróforo), importantes factores de virulencia de las cepas de E. coli pielonefritógenas. A las regiones que contienen estos clusters de genes, se les ha denominado bloques de genes de virulencia, y son prototipo de los actualmente llamados islotes de patogenicidad asociada (PAI), que están ausentes en Escherichia coli fecales no uropatógenos. Están flaqueados por segmentos repetitivos de DNA y pueden ser transferidos en bloque a otras bacterias, mediante elementos genéticos móviles, como los transposones. Se está desarrollando una sonda genética conjunta que reconozca estas cepas, lo que clínicamente constituiría una herramienta muy útil en la adopción de una actitud terapéutica y en el establecimiento de pautas terapéuticas. Así, el aislamiento de cepas de Escherichia coli portadoras de PAI en mujeres adultas o ancianos con bacteriuria asintomática podría sentar una base razonable para que estos casos fuesen tratados con antibióticos.

La mayoría de las cepas uropatógenas de E. coli se unen de forma muy específica a receptores, que son carbohidratos residuales de la estructura de glicoproteínas o glicolípidos. Las fimbrias de tipo 1 tienen como receptores glicoproteínas con residuos de manosa, mientras que los receptores de las fimbrias P son glicoesfingolípidos con globotriosilceramida, las fimbrias tipo F1C galactosil-ceramida, y las tipo S tienen como receptores residuos de sialil-galactósido.

Las adhesinas no fímbricas son proteínas bacterianas superficiales no fibrilares, que se unen fuertemente, y a diferencia de las fimbrias, a estructuras proteicas o hidrocarbonadas de la superficie de la célula del hospedador. Su conocimiento es escaso y un ejemplo de ellas son las adhesinas proteicas no fímbricas AFA-I, AFA-III y Dr de E. coli que reconocen un receptor común, el antígeno del grupo sanguíneo Dr, las adhesinas proteicas de Pseudomonas aeruginosa o la proteína Ipa (antígeno del plásmido de invasión) de Escherichia coli.

En la adherencia bacteriana de las infecciones urinarias, intervienen otros factores, tanto del microorganismo, como los flagelos, la producción de ureasa, el antígeno polisacárido capsular K, hemolisinas, sideróforos y las endotoxinas o lipopolisacárido de la pared de las bacterias gramnegativas, como del hospedador, entre los que se encuentran el pH y la osmolaridad de la orina, la importantísima acción del arrastre, los inhibidores de la adherencia (PTH, mucopolisacárido de la vejiga, oligosacáridos de bajo peso molecular, IgAs, lactoferrina), la fagocitosis y ciertas linfoquinas, elaboradas precisamente en los fenómenos de la adherencia bacteriana, y por los propios lipopolisacáridos de la pared microbiana.

ABSTRACT

The possibility of a colonization and later urinary infection is due to a first contact among a series of structures of the bacterium, denominated adhesins (frimbica or no-fimbrica) and some receivers or ligands of the surface of the urinary epithelium. The bacterial fimbriae of Escherichia coli, of those that have been studied up to seven different types, are protean structures coded by the chromosomal DNA, being the most important those of type 1, in connection with the colonization of the low roads, and the type P, with the cystitis and pyelonephritis. They are studied with detail their different protean components and the very complex genetic regulation of their production, made of great interest in the pathogeny of these infections and in the possibility of their prevention. The receivers of each fimbriae type are also chemically different, and their knowledge would explain important clinical data.