Vibrio cholerae Caracterización fenotípica y molecular
Programa de Microbiología y Micología ICBM-Facultad de Medicina Universidad de Chile María Teresa Ulloa Flores TM. MsCs, Ph.D (c). Profesor Asistente
Vibrio cholerae
Taxonomía Características fenotípicas
Taxonomía Microbiana: clasificación filogenética
Dominios de seres vivos Bacteria
Eukarya Archaea
Phylum Proteobacteria
Woese et al, 1990
Taxonomía Microbiana: Phylum Proteobacteria Vibrio cholerae Escherichia coli
Clase GammaProteobacteria
Pseudomonas aeruginosa
Taxonomía Microbiana: familia Vibrionaceae
Familia Vibrionaceae Número especies 1981: 20 spp 2002: 47 spp 2004: 63 spp
coral
peces peces
humanos humanos humanos humanos/peces humanos humanos camarones
simbionte
Epidemiología de Vibrio cholerae
•Transmisión: Ingestión de comida o agua contaminada •Reservorio: Agua. Se sabe que persiste en ambientes acuáticos, especialmente en estuarios. Vive asociado a animales, algas y plankton
Epidemiología de Vibrio cholerae
1866 1912
2010 Haitì. Brote epidémico. Pacientes en el CTC de MSF en el Hospital Choscal del barrio de Cité Soleil, Puerto Príncipe.
Epidemiología de Vibrio cholerae
•Patrón estacional ( [Tº]) •Epidemias y pandemias (7)
Trends in Microbiology, 2009. Vol.18 No.1
Características de Vibrio cholerae
♦ Bacilo Gram negativo corto y curvo, 0.5 a 0.8 um
de diámetro , 1.4 a 2.6 um de largo. ♦ Mótil, flagelo polar cubierto por membrana externa ♦ Oxidasa positivo ♦ Halofílicos (1-3%) ♦ Reduce nitrato
V. cholerae
Crece en la mayoría de los Medios de Cultivo
Agar T.C.B.S. Medio selectivo para el aislamiento y cultivo de Vibrio spp Inhibidor para la mayoría de las enterobacterias. Esta inhibición se basa en las altas concentraciones de tiosulfato y citrato, la presencia de las sales biliares y un pH fuertemente alcalino.
Colonias amarillas
V.cholerae V. alginolyticus V. fluvialis V. Furnisii V. metchnikovii
Colonias verde-azules
V. mimicus V. hollisae V. parahaemolyticus V. damsela V. vulnificus
V. cholerae
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Identificación bioquímica V. cholerae
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Diagnóstico de Vibrio spp: Batería Bioquímica
Especie
TSI
V. cholerae
A/A-,- K/K-,- +++ + K/A K/A-,- K/K-,- ++(+/-) -
V. parahaem
LIA
MIO
VP
Cit
Arab
Sac
+
-
+
-
+
-
V. cholerae, características antigénicas Lipopolisacárido
V. cholerae, características antigénicas
A
B
C
Antígeno O Ág. A (+) Ag. A (-) Ag. O
Cepas O1 Lipopolisacárido
Ag. B Ag. C Ag. B+C
Serogrupos O1 y O139 No O1-No 0139
Serotipo Ogawa Inaba Hikojima
Caracterización serológica de V. cholerae
V. cholerae: Biotipo V. cholerae O1
Biotipo CLÁSICO Biotipo EL TOR CLÁSICO (mod – severo)
EL TOR (asintom – leve)
Hemólisis sangre de cordero
-
+
Hemaglutinación GR de pollo
-
+
Voges Proskauer
-
+
Sensibilidad Polimixina B
S
R
Sensibilidad a Fago IV
S
R
Sensibilidad a Fago V
R
S
Características de Vibrio cholerae: biotipos y serotipos 1. Serogrupos: O1, O139 y [no-O1, no-O139]
Phylogenetic relationship of Vibrio cholerae strains
More than 200 serogroups (O1–O200) of Vibrio cholerae exist in aquatic environments. Only a subset of O1 and O139 serogroup strains are toxigenic (Tox+) and therefore capable of causing cholera Other strains are non-toxigenic (Tox–) and are selected against. Different O antigen types are indicated by the colour of the outer membrane and sheathed flagellum (the periplasmic space and the inner membrane are not shown). Capsules are present in a subset of strains. Different strain genotypes are indicated by the colour of the cytoplasm; note that Tox+ O1 and O139 have essentially the same genotype, with the exception of the O antigen genes. OCTOBER 2009 | vol7 www.nature.
Vibrio cholerae
Características Moleculares y patogenicidad
Características de Vibrio cholerae: genoma
2
1
TC
Chromosoma I: •DNA replicación •División celular •Transcripción genes •Tradución de proteínas •Biosíntesis de pared celular Chromosoma II Proteínas ribosomales •Transporte de azucares, iones metalicos y aniones. •Metabolismo de azúcares •DNA reparación n engl j med 364;1 nejm.org january 6, 2011
Two Vibrio cholerae chromosomes EPS, a protein-secretion system that is required for the export of CTX, cholera toxin and several proteases
VPI-2
hlyU, which encodes a transcriptional regulator that controls the expression of the haemolysinen coding gene hlyA
VPI encodes toxincoregulated pilus and a virulence regulator, ToxT7,8
VP2
bacteriophage CTXf4
The integron island is a gene-capture system yet to be associated with virulence.
Principales factores de virulencia de V.cholerae
•Enterotoxina (CT) •Factor de colonización (TCP)
Características de Vibrio cholerae: Fago lisogénico CTX
Bacteriofagos • Partículas virales que infectan bacterias • Genoma DNA o RNA, encapsulado por proteínas • Absorción: unión a receptores específicos de la pared celular
• Pueden establecer un ciclo lítico o lisogénico • Para integrarse reconocen secuencias específicas en el genoma bacteriano • Pueden transferir plásmidos, transposones y genes bacterianos
Patogenicidad de Vibrio cholerae: mecanismo de toxigenicidad
Si el fago integrado cambia el fenotipo de la bacteria, dicho fenómeno se denomina: conversión lisogénica
Patogenicidad de Vibrio cholerae: mecanismo de toxigenicidad
Vibrio cholerae posee un fago lisogénico en su genoma que codifiaca para la toxina colérica
Patogenicidad de Vibrio cholerae: adherencia y colonización: pilus TcpA
•Confiere la habilidad de colonizar el intestino delgado. •Receptor para el fago ctxφ, que contiene los genes para la síntesis de CT. •La proteína estructural de la fimbria TCP está codificada en el gen tcpA, que presenta alta variabilidad •Esta hipervariabilidad en la superficie de la bacteria le permite escapar del reconocimiento por el sistema inmune del huésped.
V. Cholerae CT y TCP
In response to undefined stimuli during colonization, two membrane-associated transcriptional activator complexes, ToxRS and TcpPH, initiate transcription of the toxT gene. The ToxT protein is a transcriptional activator of the AraC family that directly activates the transcription of the genes responsible for the production of cholera toxin (CT) and the toxin-coregulated pilus (TCP). The TCP is a type IV bundleforming pilus that is essential for colonization of the intestinal tract. CT is an A-B type enterotoxin that is responsible for the profuse diarrhea that is characteristic of cholera. Collectively, this regulatory system has been called the ToxR regulon.
Acción de la Toxina de V. cholerae
Manifestaciones clínicas de Vibrio cholerae
Barrera pH ácido
Dosis infectante 105-106
Intestino delgado
Ciclo de vida de V. cholerae
Vibrio cholerae gene expression patterns at different stages of the life cycle Establishment in the aquatic environment by finding suitable nutrient sources such as chitin
V. cholerae alters its gene expression again in order to detach from the epithelium — the ‘escape response’ and to prepare for transmission to another host (for example, household spread) or entry into the aquatic environment.
decay into an ‘active but nonculturable
On ingestion, Vibrio cholerae uses motility and mucinases to penetrate the mucus gel and Nacetylglucosamine-binding protein A (GbpA) and other factors to colonize the small intestine epithelium
Características de Vibrio cholerae ambientales 1. Casos clínicos Vc no-O1, no-O139: Chile
Características de Vibrio cholerae no-O1, no-O139: isla de patogenicidad
Vibrio cholerae • • • • • • • •
Gamma Proteobacteria Posee 2 cromosomas Actualemente se describen 200 serogrupos A la fecha,sóloV.c 01 y 0139 son toxigénicos El cólera es una infección por Vc toxigénico TC y TCP son los principales factores de virulencia y están corregulados La TGH es muy importante (presencia de fagos, islas e integrones ) V. cholerae presenta diversos patrones de expresión génica (ambiental o Intestino del hombre)
Gracias MTU
