Sesión del día 29 de Abril del 2003
"La adherencia bacteriana en la patogenia de las infecciones urinarias",
por el Excmo. Sr. D. Gonzalo Piédrola Angulo,
Académico de Número.
"Variabilidad genética del virus de la hepatitis C y su relación con la clínica y el tratamiento",
a cargo de la Excma. Sra. D.ª M.ª del Carmen Maroto Vela,
Académico de Número.
"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.
"Viariabilidad genética del virus de la hepatitis C y su relación con la clínica y el tratamiento",
por la Excma. Sra. D.ª M.ª del Carmen Maroto Vela,
Catedrática de Microbiología y Parasitología
Universidad de Granada
Académico de Número
Real Academia Nacional de Medicina
Sillón nº 33 -Microbiología y Parasitología Médica-
RESUMEN
En esta comunicación se hace un estudio del genoma del virus de la hepatitis C con especial hincapié en determinadas estructuras que pueden tener implicaciones de tipo clínico o de tratamiento, tales como el IRES (zona de unión del virus al ribosoma de la célula), el HVR1, situado entre los genes estructurales E1 y E2 por su alta capacidad de replicación vírica, o los sitios de unión de la proteína PKR inducida por interferón, a la zona NS5-A. Así mismo en esa zona se valora el ISDR (Región Determinante de la Sensibilidad a Interferón).
Se definen los conceptos de genotipo, subtipo y cuasiespecie, y se valora la acción de estas variabilidades genéticas en función de diferentes aspectos de gran transcendencia. Las implicaciones de dichas variabilidades se han dividido en varios apartados:
1.- Aspectos relacionados con la mayor o menor patogenicidad, demostrando que el genotipo 1b evoluciona más fácilmente a cirrosis, es más frecuente encontrarlo en coinfección con hepatitis B oculta (DNA positivo, HBsAg negativo) y que en las hepatitis agudas resolutivas el número de cuasiespecies es menor. Se cuestiona el papel de la variabilidad en su relación con las manifestaciones extrahepáticas, y se profundiza en la asociación de los genotipos 1b con el hepatocarcinoma a través de su interacción con PKR, que sería inactivada y no podría desarrollar su acción controladora de la homeostasis y el crecimiento celular. En este aspecto se estudian además, las mutaciones surgidas en diferentes aminoácidos codificados por el genoma vírico, o de la proteína F presente en algunas cepas 1b y cerca de distintos codones (11 o 45).
2.- Aspectos relacionados con la resistencia al tratamiento con interferón, bien a través de la vía NS3 y aparición de distintos aminoácidos en el residuo 450 según fueran respondedores pertenecientes al genotipo 2a (isoleucina), o no respondedores pertenecientes al genotipo la y 1b (treonina), bien a través de la vía NS5 por fijación a PKR o a las mutaciones surgidas en ISDR.
3.- Por último se realiza un estudio sobre las principales localizaciones geográficas de los genotipos, su dificultad de utilización como marcadores epidemiológicos para comprobar la contaminación entre individuos, y la necesidad de estudios filogenéticos para demostrar la transmisión nosocomial, sexual o maternofilial. Se revisa la gran dificultad de la puesta a punto de vacunas debido precisamente a esa gran variabilidad, a la ausencia de un animal de experimentación adecuado (salvo el chimpancé), así como de medios de cultivo idóneos.
Como conclusiones, se establece la existencia de una gran variabilidad genética que influye en múltiples aspectos, pero difícil de conocer a fondo por tres principales razones: la diferente metodología empleada por los diversos autores, las diferentes zonas estudiadas del genoma, así como las también diferentes muestras de las que se puede partir para los correspondientes estudios.
ABSTRACT
The main characteristics of the genome of the virus of the hepatitis C is studied, especially those such parts as the IRES for its capacity of union to the ribosome of the cell, the HVR1 for its high capacity of viral replication, as well as the place of union to the PKR or the ISDR, inside the protein NS5. They are defined the genotype concepts, subtype and quuasispecies, and their implications in different such aspects as: 1) pathogenicity (in the severity of the infectious process, in the extrahepatic manifestations and in the appearance of the hepatocarcinoma); 2) in the biggest or smaller sensibility in the diagnostic techniques; 3) in the resistance to the treatment with interferon (well through the road NS3 or NS5, so much through the changes in PKR or the mutations in ISDR), and 4) in the epidemiology (changes of geographical variability, use of that variability like epidemic marker and obtaining difficulty of vaccines).