sábado, 16 de enero de 2021

Práctica hongos patógenos

 Se inyecta un té de hongos alucinógenos, le crecen hongos en las venas y se salva

Los microorganismos fúngicos presentan una diferencia biológica notable con bacterias y parásitos. La micología médica se enfoca en el estudio de los micromicetos dentro de los cuales las estructuras básicas en el sentido microbiológico nos interesan las levaduras, los filamentos (que se conjunto forma un micelio) y los hongos dimórficos. Los cuales pueden infectar a los humanos, con una prevalencia e incidencia menor en comparación a otros microorganismos, sin embargo, las infecciones micótica se asocian a una mortalidad notablemente más alta.

Los blastoconidios son las estructuras principales de una levadura

Figura 57-2A, Murray, (8ed)

Las hifas representas a los hongos filamentosos,

 Figura 57-2B, Murray, (8ed)

además las levaduras como Candida spp, pueden presentar estructuras semejantes a hifas llamadas pseudohifas y blastoconidios en una misma muestra independientemente de la temperatura fenómeno conocido como pleomorfismo. Por otro lado, podemos encontrar los hongos dimórficos que son aquellos que a temperatura ambiental expresan su forma filamentosa y a temperatura corporal de los humanos (37°C) se observan estructuras levaduriformes. Estos hongos pueden infectar a los humanos, por ejemplo, las levaduras representadas por diversas especies de Candida, o causar las dermatofitosis por hongos filamentosos producida por varios dermatofitos como Trichophyton rubrum. Finalmente, los hongos dimórficos clásicamente representados por Histoplasma capsulatum causante de histoplasmosis. Las infecciones fúngicas se pueden diagnosticar por medio de métodos directos e indirectos, para la micología médica son importantes tinciones como azul de lactofenol y los cultivos como agar Sabouraud, agar Mycosel, agar cromogénico para Candida.

Una vez que el médico ha identificado un cuadro clínico compatible con una infección micótica se enviarán al laboratorio muestras clínicas representativas según el sitio de infección, donde deberán realizarse tinciones y cultivos para la identificación del patógeno fúngico productor de la enfermedad. Una vez identificado el hongo se proceden a pruebas fenotípicas para la confirmación de género y especie, por ejemplo, el tubo germinal que será abordado en esta práctica.

Los hongos pueden tener reproducción sexual, asexual y parasexual como es el caso de Aspergillus.

Objetivos de la práctica

1. Identificar las formas biológicas básicas de un hongo (levaduras y mohos).

2. Conocer las tinciones y medios de cultivos más usados en micología médica.

3. Identificar cepas de las especies de Candida más frecuentes en micología médica.

Alcance

Esta práctica cubre desde el reconocimiento por microscopia de las estructuras fúngicas hasta la asociación con el cultivo de la colonia.

Previo a la realización de la práctica el estudiante deberá:

Revisar la guía de la práctica y recursos que se encuentran en aula virtual.

Conocer la biología de los hongos (capítulo 57, Murray, Microbiología Médica, 8ed).

Diagnostico en micología médica (capítulo 60, Murray, Microbiología Médica, 8ed). 

Aparatos, equipos e instrumentos

Materiales y reactivos

Recursos adicionales

Cultivos micóticos en agar Sabouraud de Candida albicans, Candida krusei 

Cultivos micóticos en agar Sabouraud de Aspergillus spp. y Penicillium spp

Cultivo micótico en agar cromogénico Candida de C. albicans y C. krusei 

Métodos de diagnóstico en microbiología

Revista iberoamericana diagnóstico microscópico micosis pdf

Revista iberoamericana identificación de levaduras

Diagnósticomicrobiológico de lasmicosis y estudios desensibilidad a losantifúngicos

Descripción del procedimiento

SESIÓN 1

Identificar morfología de las colonias de levaduras Candida albicans y Candida krusei (forma, borde, elevación, humedad, etc.).

Tubo germinativo

Permite diferenciar las especies de Candida albicans de las no albicans.

1. Se toma una pequeña porción de la colonia con un asa de platino esterilizada y se siembra en 0,5 ml de suero humano o de conejo.

2. Incuba a 37ºC por 2 horas.

3. Colocar 2 ó 3 gotas de la suspensión en una lámina portaobjeto y cubrir con lámina cubreobjetos y observar al microscopio con objetivo de 40X.

Interpretación: La prueba es positiva al visualizar una estructura elongada que se origina a partir de la levadura.

Figura 1. Tubo germinal positivo

Hidróxido potásico (KOH)

Es el medio de montaje de las muestras clínicas más universalmente aceptado. Permite clarificar todo tipo de muestras clínicas con abundantes células y restos celulares y observar la morfología y la pigmentación fúngica.

1. Se deposita el material a examinar en una placa portaobjetos y se añade una gota de la solución de KOH, se homogeniza la suspensión y se coloca el cubreobjetos.

2. Tras un período de tiempo para permitir la clarificación de la muestra por el KOH, la preparación se examina a 10 x, 40x y 100x.

3. Si fuera necesario, puede calentarse suavemente.

Azul de Lactofenol

El estudio microscópico de los organismos levaduriformes o microorganismos relacionados (género Prototheca) se puede llevar a cabo mediante tinciones, ya sea tinción simple (azul de lactofenol) o tinción de Gram.

1. Se deposita el material a examinar en una placa portaobjetos y se añade una gota de azul de lactofenol, se homogeniza la suspensión y se coloca el cubreobjetos.

2. Después de 2 minutos se examina la muestra a 10x, 40x y 100x.

Microcultivo de hongos filamentosos

Preparación de microcultivos de hongos filamentosos. Fuente

Esta técnica sirve para poder ver los conidios de Aspergillus spp y Penicillium spp. Si intentamos tomar conidios de una colonia crecida en una placa lo normal es que los destrocemos. Con esta técnica los conidios se quedan adheridos al cubreobjeto y de esa manera se pueden observar intactos al microscopio.

SESIÓN 2

1. Correlacionar en agar cromogénico para Candida las diferencias en el color de las colonias.

2. Observación de los resultados de siembra de tubo germinal. 

3. Observación de placas con cultivos de hongos filamentosos y detallar su morfología de colonias.

4. Observación de láminas con extendidos de mohos para la visualización de hifas y cuerpos fructíferos.

Datos a ser registrados y el método de análisis y de presentación de resultados.

Los estudiantes deben complementar los resultados de la práctica con la siguiente información para su discusión en el informe:

Rutas y modos de dispersión de mohos y levaduras estudiadas en el laboratorio.

Patologías asociadas.

Importancia de la adecuada identificación microbiológica para la instauración de una terapia antifúngica adecuada.

Fármacos usados para el tratamiento y su modo de acción en las levaduras y mohos estudiados en el laboratorio.

La presencia del tubo germinativo permite diferenciar C. albicans de otras Candidas. Ojo, el 5% de las C. albicans no desarrollan tubo germinativo. En la fotografía se observan varios tubos germinativos
La presencia del tubo germinativo permite diferenciar C. albicans de otras Candidas. 
Aspergillus spp en tinción con azul de lactofenol
Aspergillus spp en tinción con azul de lactofenol
                                           Penicillium spp en tinción con azul de lactofenol
 Penicillium spp  en tinción con azul de lactofenol

El diagnóstico de las micosis se pueden realizar mediante: 

Observación de fluorescencia al aplicar luz UV (luz de Wood) directamente sobre las lesiones

Ejemplo de pitiriasis versicolor producida por Malassezia furfur. Se tratan con azoles tópicos. Estas lesiones cutáneas hipo/hiperpigmentadas con pérdida de producción de melanina (debido al ácido acelaico producido por la levadura).

Observación microscópica:

    Tinta china sobre muestra de LCR

Cryptococcus neoformans produce una típica micosis oportunista en pacientes inmunodeprimidos. Se diagnostica después de su visualización de sus levaduras capsuladas obtenidas del líquido cefalorraquideo y teñidas con tinta china    

    Blanco de calco-fluor (requiere microscopio de fluorescencia)


Tinción con blanco de calco-fluor de Paracoccidioides brasilensis. Fuente    

    Tinción argéntica

    Tinción con azul de lactofenol

 Penicillium spp  en tinción con azul de lactofenol

Detección de Antígenos específicos

Cultivo en medios selectivos por ejemplo el agar Sabouraud-cloranfenicol, con o sin cicloheximida, un antibiótico que inhibe a los otros microorganismos saprófitos que pudieran crecer en el cultivo. En el caso concreto de Cryptococcus, ve inhibido su crecimiento por la cicloheximida, o lo que es lo mismo, actidiona, por lo que requerirá el agar Sabouraud-cloranfenicol exclusivamente.

Serología  es poco utilizada, tan solo en algunas micosis sistémicas, por ejemplo de Histoplasma

Tipos de micosis






martes, 12 de enero de 2021

Práctica de helmintos (gusanos)

                                                               Colección de la UDLA
Colección de la UDLA
Colección de la UDLA

En las Unidades Educativas del Cantón Chambo, Chimborazo, el 33% de los niños presentan parasitosis. La tabla 6.3 muestra el porcentaje de los parásitos más frecuentes. Fuente

¿Cómo podemos disminuir el porcentaje de parasitosis?

Exacto. Con agua limpia. Pincha aquí para ver sobre como los filtros de barro pueden ayudar a las comunidades Puruhuas del Chimborazo. Enseñando higiene en las escuelas infantiles.

Técnica de Diagnóstico Kato-Katz 

Realizar la determinación cuantitativa de huevos de helmintos por medio de la técnica de Kato-Katz modificada de acuerdo al siguiente procedimiento:

1. Rotular un portaobjetos

2. Depositar de 2 a 3 g de materia fecal sobre papel periódico y colocar encima la malla. 

Truco, para evitar el olor a heces, lo cual no es plato de gusto, se puede poner un poco de crema mentolada en el labio debajo de la nariz. ¡Mano de santo oiga!

3. Hacer presión sobre la malla para filtrar las heces. 

4. Colocar el templete perforado sobre el portaobjetos previamente rotulado.

5. Recoger con una espátula las heces filtradas y colocar el material fecal en el agujero del

templete hasta llenarlo por completo (6 mm de diámetro x 1.37mm de altura, volumen = 38.7 mm3). 

6. Retirar el templete y cubrir las heces con una lámina de papel celofán embebida en glicerina y verde malaquita al 3%. 

7. Presionar de manera uniforme la lámina de papel celofán sobre la muestra y esperar 30 minutos hasta que la muestra se aclare.

8. Examinar sistemáticamente el frotis y para notificar el recuento de huevos multiplique el número de huevos de cada especie por 24 (factor para el templete de 41.7mg)

9. Obtener el número de huevos presentes por gramo de heces.

La técnica realizada como el video superior solo sirve para detectar presencia o ausencia de huevos. No es cuantitativa
Haz clic en este video independientemente del mensaje que pone y podrás verlo en una ventana emergente. Hecha de esta manera la técnica Kato-Katz nos permite cuantificar el número de huevos por gramo de hez. 

1 Gusanos adultos viven en el lumen del intestino delgado. Una hembra puede llegar a producir 200.000 huevos por día, los cuales se eliminarán al medio ambiente con las heces. 2 Los huevos sin fertilizar pueden ser ingeridos pero no son infectivos. Las larvas desarrollan infectividad después de 18 días a varias semanas 3 dependiendo de las condiciones ambientales (humedad, temperatura, sombra). Después de que los huevos son ingeridos 4 la larva eclosiona 5 e invade la mucosa intestinal, y es transportada vía la vena porta y de ahí a los pulmones 6. Las larvas maduran en los pulmones (de 10 a 14 días), penetran en las paredes alveolares, ascienden por el árbol bronquial a la garganta y de ahí son tragadas al sistema digestivo 7. Después de alcanzar el intestino delgado, se desarrollan como gusanos adultos. Entre 2 y 3 meses tardan a empezar a producir huevos infecciosos. Los gusanos adultos pueden vivir de 1 a 2 meses

Preparación en fresco a partir de heces de un huevo sin fertilizar de A. lumbricoides
Huevo fertilizado, se puede observar los embriones en los primeros estadíos de su desarrollo. Muestra a partir de heces frescas
Huevo con embrión maduro de A. lumbricoides
Hembra de A. lumbricoides madura
Los tres labios de una hembra de A. lumbricoides adulta

Los humanos y los cerdos son los principales hospedadores para Ascaris. En la naturaleza Ascaris pueden infectar a monos y simios. Ocasionalmente se pueden observar Ascaris en las heces de perros, pero parece que es algo asociado a la coprofagia canina.



La hembra embarazada adulta de Enterobius vermicularis deposita huevos en los pliegues perianales 1. La infección se produce a través de la autoinoculación (transferencia de huevos a la boca con las manos que han rascado la zona perianal) o a través de la exposición a los huevos en el medio ambiente (por ejemplo, superficies contaminadas, ropa, ropa de cama, etc.) 2. Después de la ingestión de huevos infecciosos, las larvas eclosionan en el intestino delgado 3 y los adultos se establecen en el colon, generalmente en el intestino ciego 4. El intervalo de tiempo desde la ingestión de óvulos infecciosos hasta la oviposición por parte de las hembras adultas es de aproximadamente un mes. En plena madurez las hembras adultas miden de 8 a 13 mm, y los machos adultos de 2 a 5 mm; la vida adulta es de unos dos meses. Las hembras embarazadas migran nocturnamente fuera del ano y ovipositan mientras se arrastran sobre la piel de la imagen del área perianal 5. Las larvas contenidas en el interior de los huevos se desarrollan (los huevos se vuelven infecciosos) en 4 a 6 horas en condiciones óptimas 1.

Huevos de Enterobius vermicularis
Huevos de oxiuros. Canal Luisito Leo

Adulto de Enterobius vermicularis



Método de Graham

Lombrices intestinales (oxiuriasis), síntomas, tratamiento y eliminación. Fuente: Canal Medicina Clara



Los huevos inmaduros pasan a las heces a través de los conductos biliares 1. Los huevos se convierten en embriones en el agua dulce sobre las dos semanas 2. Los huevos con los embriones liberan la larva miracidia 3, la cual invade a los caracoles de agua dulce 4. En el caracol, los parásitos sufren varios estadíos larvarios como esporocistes, rediae 4b, y las cercarias 4c. Las cercarias son liberadas por el caracol 5 y se enquistan como metacercaria en la vegetación acuática (berros por ejemplo) y otros sustratos. Los humanos y otros mamíferos se van a infectar al comer vegetación infestada 6. Después de la ingesta, las metacercarias se excystan en el duodeno 7 y penetran a través de la pared intestinal dentro de la cavidad peritoneal. La planaria inmadura migra entonces desde el parénquima del hígado a los conductos biliares, donde maduran a planaria adulta y producen huevos 8. En los humanos, la maduración desde el quiste metacercaria hasta las planarias adultas lleva entre 3-4 meses. La F. gigantica a veces le toma más tiempo a madura que F. hepatica 

Huevo de F. hepatica a X400 
F hepatica adulta fijada con formalina


Se trata de una especie perteneciente al grupo de helmintos cestodos (el grupo de la tenia)

Los huevos de Hymenolepis nana son infecciosos cuando se eliminan con las heces y no pueden sobrevivir más de 10 días en el medio ambiente 1. Cuando los huevos son ingeridos por un huésped intermedio artrópodo 2 (varias especies de escarabajos y pulgas pueden servir como huéspedes intermedios), se convierten en cisticercoides, que pueden infectar a los seres humanos o roedores tras la ingestión 3 y se convierten en adultos en el intestino delgado. Una variante morfológicamente idéntica, H. nana var. fraterna, infecta a los roedores y utiliza artrópodos como huéspedes intermedios. Cuando se ingieren huevos 4 (en alimentos o agua contaminados o en manos contaminadas con heces), se liberan las oncoesferas contenidas en los huevos. Las oncoesferas (hexacantos) penetran en el cuerpo humano a través de las células intestinales y se convierten en larvas cisticercoides 5. Tras la ruptura de las células intestinales, los cisticercoides regresan al lumen intestinal, evaginan sus esquistos 6, se unen a la mucosa intestinal y se convierten en adultos que residen en el ileón (la porción final del intestino delgado) produciendo proglotidas fecundadas 7. Los huevos se pasan en las heces cuando se liberan de los proglotis a través de su aurícula genital o cuando los proglotis se desintegran en el intestino delgado 8. Un modo alternativo de infección consiste en la autoinfección interna, donde los óvulos liberan su embrión hexacanto, que penetra en las células epiteliales del intestino delgado continuando el ciclo infeccioso sin paso por el medio ambiente 9. La vida útil de los gusanos adultos es de 4 a 6 semanas, pero la autoinfección interna permite que la infección persista durante años.

Hymenolepis nana es la causa más común de todas las infecciones por céstodo, y se encuentra en todo el mundo. En las zonas templadas su incidencia es mayor en niños y grupos institucionalizados (cárceles, instituciones psiquiátricas, orfanatos). Hymenolepis diminuta, aunque menos frecuente, se ha reportado en varias áreas del mundo. Las infecciones por Hymenolepis nana y H. diminuta suelen ser asintomáticas. Las infecciones intensas con H. nana pueden causar debilidad, dolores de cabeza, anorexia, dolor abdominal y diarrea.


¿Por qué judíos y musulmanes no comen cerdo? 

El judaísmo señala al cerdo como un animal impuro en el Libro del Génesis y del Levítico. Unos 1.500 años más tarde, el profeta Mahoma continúa esta tradición juzgando al cerdo como un animal contaminado. Yahvé y Alá prohíben el cerdo para millones de judíos y cientos de millones de musulmanes.

Según Maimónides, el influyente médico y teólogo judío nacido en Córdoba, España, en el siglo XII, la prohibición de comer cerdo tenía su origen en motivos de salud pública

Para el antropólogo Marvin Harris la teoría más válida que explica el por qué judíos y musulmanes no comen cerdo, tiene que ver con lo ecológico. Harris considera que se condenó al cerdo porque la cría de estos animales entonces constituía una amenaza a la integridad de los ecosistemas naturales y culturales de Oriente Medio. Se trataba de zonas áridas donde los animales mejor adaptados eran los rumiantes: ganado vacuno, ovejas y cabras. El cerdo requiere campo y ríos, no produce leche, ni pieles, ni sirve para arar ni cargar y además, come lo mismo que el hombre. En definitiva, el cerdo se presentaba como un artículo de lujo, una tentación y hasta un competidor para el hombre.

Como sucede con el tabú que prohíbe comer carne de vaca en India, cuanto mayor es la tentación, mayor es la necesidad de una prohibición divina. Según el antropólogo “tratar de criar cerdos en cantidades importantes era una mala adaptación ecológica. Una producción a pequeña escala sólo aumentaría la tentación. Por consiguiente, era mejor prohibir totalmente el consumo de carne de cerdo”.

¿Y cómo se explica la persistencia de esta prohibición en el tiempo? Harris expone su tesis de manera rotunda en el libro Vacas, cerdos, guerras y brujas: los tabúes cumplen también funciones sociales, como ayudar a la gente a considerarse una comunidad distintiva, lo que explicaría el mantenimiento de reglas dietéticas ancestrales para cumplir esta función.





La teniasis es la infección de los seres humanos con la tenia adulta de Taenia saginata, T. solium o T. asiatica. Los humanos son los únicos huéspedes definitivos para estas tres especies. Los huevos o proglotis fértiles se expulsan con las heces 1; los huevos pueden sobrevivir de días a meses en el medio ambiente. El ganado bovino (T. saginata) y los cerdos (T. solium y T. asiatica) se infectan al ingerir vegetación contaminada con huevos o proglotis fértiles 2. En el intestino del animal, las oncosferas eclosionan 3, invaden la pared intestinal y migran a los músculos estriados, donde se convierten en cisticerco. Un cisticerco puede sobrevivir durante varios años en el animal. Los seres humanos se infectan al ingerir carne infectada cruda o poco cocida 4. En el intestino humano, el cisticerco se desarrolla durante 2 meses en una tenia adulta, que puede sobrevivir durante años. Las tenias adultas se unen al intestino delgado por su escolex 5 y residen en el intestino delgado 6. La longitud de los gusanos adultos suele ser de 5 m o menos para T. saginata (sin embargo, puede alcanzar hasta 25 m) y de 2 a 7 m para T. solium. Los adultos producen proglotis que maduran, se vuelven fértiles, se separan de la tenia, y migran al ano o se pasan en las heces (aproximadamente 6 por día). Los adultos con T. saginata suelen tener de 1.000 a 2.000 proglotis, mientras que los adultos con T. solium tienen un promedio de 1.000 proglotis. Los huevos contenidos en las proglotis fértiles se liberan después de que las proglotis se pasan con las heces. T. saginata puede producir hasta 100.000 y T. solium puede producir 50.000 huevos por proglotis respectivamente.

Taenia saginata y T. solium están distribuidas por todo el mundo. La Taenia solium es más frecuente en las comunidades más pobres donde los seres humanos viven en contacto cercano con los cerdos y comen carne de cerdo poco cocida. Taenia asiatica se limita a Asia. 

La teniasis de Taenia saginata solo produce síntomas abdominales leves. La característica más llamativa consiste en el paso (activo y pasivo) de las proglotis. Ocasionalmente, la apendicitis o colangitis (una infección los conductos biliares, los tubos que transportan la bilis desde el hígado hasta la vesícula biliar y los intestinos) puede ser el resultado de la migración de proglotis. 

La teniasis de Taenia solium es menos frecuentemente sintomática que la teniasis Taenia saginata. El síntoma principal es a menudo el paso (pasivo) de los proglotis. La característica más importante de la teniasis Taenia solium es el riesgo de desarrollo de cisticercosis.
Imagen por resonancia magnética de un paciente con neurocisticercosis que muestra múltiples cisticercos dentro del cerebro. Fuente: wikipedia

Taenia saginata in the Small Intestine. Fuente: Video Journal and Encyclopedia of GI Endoscopy


Este nematodo es el tercer gusano redondo más común de los humanos. Las malas prácticas de saneamiento es la causa de que 800 millones de personas están infectadas en todo el mundo, sobre todo niños de zonas tropicales. Con mayor frecuencia asintomática. Las infecciones intensas, especialmente en niños pequeños, pueden causar problemas gastrointestinales (dolor abdominal, diarrea, prolapso rectal) y posiblemente retraso del crecimiento.
Los huevos sin desarrollar un embrión se expulsan con las heces 1. En el suelo, los huevos se convierten en una etapa de 2 células 2, una etapa avanzada de la división celular del embrión 3, y luego desarrollan un embrión 4; los huevos se vuelven infecciosos en 15 a 30 días. Después de la ingestión (a través de manos o alimentos contaminados del suelo), los huevos eclosionan en el intestino delgado, y liberan larvas 5 que madura y se establecen como adultos en el colon 6. Los gusanos adultos (aproximadamente 4 cm de longitud) viven en el intestino ciego y el colon ascendente. Los gusanos adultos se fijan en esa ubicación, con las porciones anteriores, embebidos en la mucosa. Las hembras comienzan a realizar puesta de huevos de 60 a 70 días después de la infección. Las lombrices hembras en el intestino ciego expelen entre 3.000 y 20.000 huevos por día. La vida media de los adultos es de aproximadamente 1 año.

Son muy característicos los huevos de Trichurus. 
Los huevos de Trichuris tiene de 50-55 micrómetros por 20-25 micrómetros. Tienen forma de barril, con un capa gruesa y poseen un par de "tapones" polares en cada extremo, llamados opérculos. Los huevos todavía no desarrollan un embrión cuando se pasan en las heces.


Antiparasitarios

Antiparasitarios. Fuente: canal Roy Guerra Aranda


Cuestionario:

1. ¿Cuál es la fase infectiva de Ascaris lumbricoides para el humano? 
Respuesta: Huevo con larva de segundo estadio.
2. ¿Dónde se establece el parásito  Ascaris lumbricoides en el humano? 
Respuesta: A lo largo del intestino delgado.
3. ¿De qué edad es la población más infectada por  Ascaris lumbricoides
Respuesta: Los niños entre 2 y 6 años.
4. ¿Por qué se dice que es un geohelminto? 
Respuesta: Porque requiere de la tierra para formar su fase infectiva.
5. ¿Cómo se diagnostica la ascariasis?
Respuesta: Mediante exámenes coproparasitoscópicos como la técnica Kato-Katz
6. En los enunciados de cada uno de los helmintos que aparecen en esta entrada del blog hay un enlace a la página del CDC. En esta página hay una pestaña llamada "Image gallery". Allí puedes encontrar fotos de los quistes, huevos e individuos adultos de estos helmintos. Compara esas imágenes con estos artefactos que se observan en microscopía y nos pueden llevar a un diagnóstico erroneo: Ver artefactos que se observan por microscopía en las heces 

viernes, 8 de enero de 2021

Sistemas toxina-antitoxina: maquinarias para secuestrar las poblaciones infectadas

O mía o de nadie: el egoísmo hecho sistema biológico

Hay sistemas sociales que tienen semejanzas con este tipo de sistemas toxina-antitoxina. Por ejemplo la pertenencia a:  mafia, determinadas sectas, partidos de extrema derecha o extrema izquierda, grupos terroristas...

Tipos de sistemas TA y mecanismo de acción

Textos y figuras extraídas de la tesis de grado de Victor Fernández Juárez. Los sistemas TA son un grupo muy heterogéneo y que se clasifican en función del mecanismo de acción de la antitoxina, de tal manera que las diferentes familias de TA se agrupan en cinco tipos (Mruck, 2014), tal y como se ve en la figura 2. En el tipo I, la antitoxina es un mRNA que se comporta como un antisentido al mRNA de la toxina, formando un híbrido que será degradado; tipo II, tanto la toxina como la antitoxina se codifican como proteínas que interaccionan formando un complejo en el que se inactiva la toxina, y además la propia antitoxina puede tener un dominio de unión al DNA regulando el locus toxina-antitoxina; En el tipo III, la toxina se codifica como una proteína mientras que la antitoxina es un RNA que interacciona directamente con la dicha toxina, inactivándola; en el tipo IV, nuevamente ambas se codifican como proteínas, pero en este caso la antitoxina protege las dianas que ataca la toxina; en el tipo V, la antitoxina se codifica como una proteína y se comporta como una ribonucleasa eliminando el mRNA de la toxina.

En los sistemas TA de tipo I, generalmente la toxina que se codifica es una pequeña proteína  hidrofóbica que se inserta en la membrana plasmática, generando un poro que afecta al  potencial de membrana, inhibiendo la síntesis de ATP. El sistema TA mejor estudiado es el hok/sok,sistema en el cual Hok se comporta como una toxina que afecta a las membranas celulares y Sok es la antitoxina, cuyo RNA se une al mRNA de la toxina propiciando su degradación y su neutralización. Los sistemas TA de tipo II se encuentran ampliamente distribuidos en multitud de especies de bacterias y existe toda una amplia gama de familias que forman parte de este tipo, tal y como se ve en la tabla 2, destacando las familias mazEF, phd/doc, vapBC, ccdAB, epsilon/zeta y hipAB (Wen, 2014). Las toxinas codificadas tienen numerosas dianas que afectan principalmente a la replicación, síntesis proteica y la síntesis de la pared celular, como se observa en la tabla 2. En condiciones de estrés, la antitoxina codificada es degradada por proteasas dependientes de ATP tales como las de la familia Lon o Clp, de manera que la toxina escapa del control de la antitoxina y puede llevar a cabo su efecto en las dianas mencionadas. En los sistemas TA de tipo III, las antitoxinas son pequeños RNA transcritos de pequeñas secuencias en tándem corriente arriba de la secuencia que codifica para la toxina. El primer sistema descrito fue el toxN/toxI en el cual ToxN se comporta como una toxina proteica con actividad ribonucleasa como se puede ver en la tabla 2, mientras que ToxI es un pequeño RNA que se une a la toxina inhibiéndola. Los sistemas TA de tipo III podrían tener un efecto protector contra los bacteriófagos.

Los sistemas TA de tipo IV y V, son los dos últimos sistemas descubiertos, y solo se conoce un sistema TA de cada uno. En el tipo IV se conoce el sistema cbtA/cbeA también llamado yeeU/yeeV, en el cual la antitoxina CbeA interacciona con el citoesqueleto, evitando la unión de la toxina CbtA a esta estructura, cuya acción es la de inhibir la polimerización del citoesqueleto como se observa en la tabla II, inhibiendo la división celular. En el tipo V se conoce el sistema GhoT-GhoS, en el cual la antitoxina GhoS es una proteína con actividad ribonucleasa que degrada el mRNA de la toxina GhosT, cuya acción es la de lisar la membrana celular, tal y como se ve en la tabla 2.

Bibliografía

Mruk I, Kobayashi I. To be or not to be: Regulation of restriction-modification systems and other toxin-antitoxin systems. Nucleic Acids Res. 2014;42(1):70-86. 

Wen Y, Behiels E, Devreese B. Toxin-Antitoxin systems: Their role in persistence, biofilm formation, and pathogenicity. Pathog Dis. 2014;70(3):240-9.