Factores de virulencia: en qué consisten y ejemplos
¿Qué son los factores de virulencia?
Los factores de virulencia son aquellas capacidades de los microorganismos para invadir los tejidos de un huésped a través de moléculas tóxicas, bacterias y otros patógenos con el fin de obtener alimento o fijarse a las células. Por ende, el huésped podría enfermar si su sistema inmune no es capaz de frenar los factores de virulencia del patógeno.
En algunas especies, uno o varios de estos factores pueden estar ausentes, y en caso de no estar presentes la capacidad de ocasionar la enfermedad puede estar atenuada o faltar completamente.
¿En qué consisten los factores de virulencia?
Normalmente los factores de virulencia son toxinas proteicas u otras moléculas producidas por el organismo patógeno para burlar el sistema de defensa inmunológica del hospedero. Sin embargo, también incluyen componentes estructurales como cápsulas, flagelos y fimbrias o pilis, que le permiten alcanzar la célula hospedera o protegerse de ella.
Cápsula
La cápsula es una envoltura mucosa, formada principalmente por polisacáridos, que puede ser producida tanto por bacterias Gram positivas como Gram negativas y que se encuentra ubicada externamente a la pared celular.
La cápsula no es vital para la bacteria, pues su pérdida no afecta su viabilidad, pero si puede causar modificaciones en la morfología de la colonia y pérdida de su virulencia. Por ejemplo, existen varias cepas de Haemophilus influenzae que pueden diferenciarse por la presencia o ausencia de la cápsula.
Existen seis serotipos de esta bacteria (a. b, c, d, e y f) que poseen cápsula, cada una de las cuales es antigénicamente diferente. De estas colonias, Haemophilus influenzae serotipo b posee una cápsula compuesta de fosfato de poliribosilribitol que la protege de la fagocitosis y es la principal cepa responsable de afecciones en los seres humanos.
Flagelo
El flagelo es una estructura móvil, larga y en forma de látigo empleado usualmente para el desplazamiento. Está presente en bacterias y otros organismos unicelulares, así como en algunas células de organismos pluricelulares.
En ocasiones, el flagelo es considerado como un factor de virulencia. Por ejemplo, en Pseudomonas presenta quimiotaxis positiva hacia algunas moléculas, tales como azúcares. Además, la virulencia en estas bacterias ha sido asociada a la presencia de flagelo, pues algunos mutantes que carecen del mismo difícilmente causan infecciones.
Fimbrias
Las fimbrias o pilis son estructuras que se encuentran principalmente en bacterias Gram negativas. Son filamentosas, de naturaleza proteica, más cortas y delgadas que los flagelos y se diferencian de estos porque no son empleadas para desplazamiento.
En algunas especies bacterianas estas estructuras son consideradas como factores de virulencia, pues juegan un papel importante en la adherencia y colonización de superficies mucosas. También intervienen en un método de translocación superficial independiente de los flagelos denominado movilidad temblorosa (twitching moti).
Ejemplo de estas estructuras como factor de virulencia lo constituyen los pilis tipo IV o pilis de N-metil-fenilalanina presentes en Pseudomonas aeruginosa.
Adhesinas
Las bacterias producen diversos tipos de factores que les permiten adherirse efectivamente a los tejidos de su hospedero. Estas sustancias se unen a receptores específicos en la superficie de los tejidos evitando de esa forma su eliminación por parte del hospedero.
Las adhesinas incluyen ácidos lipoteicoicos, adhesinas autotransportadoras triméricas y pilis hemaglutinantes. Por ejemplo, Corynebacteria diphteriae posee propiedades adhesivas que son independientes de la producción de la toxina diftérica y que se deben a factores tales como hemaglutininas, hidrofobinas, residuos de azúcares expuestos y enzimas con actividad transialidasa.
Inmunosupresores
Algunos factores de virulencia actúan eliminando las sustancias inmunológicas empleadas por los hospederos. Por ejemplo, bacterias como Streptococcus pyogenes poseen proteasas de inmunoglobulinas. Las inmunoglobulinas son anticuerpos que atacan y destruyen a las bacterias mediante mecanismos como la opsonización.
Mycobacterium ulcerans, el agente causante de la úlcera de Buruli en seres humanos, produce un inmunosupresor denominado micolactona. Esta toxina también causa destrucción de los tejidos.
Inmunoevasión
Los principales componentes de la membrana externa de las bacterias Gram negativas son lipopolisacáridos y lipooligosacáridos. La estructura de los lipooligosacáridos que forman la membrana de Haemophilus influenzae se mimetizan con los glicosfingolípidos de los seres humanos para evadir la detección por parte del sistema inmunológico.
Enzimas destructivas
Algunas bacterias producen diversas enzimas que causan daños en los tejidos del hospedero. Por ejemplo, Porphyromonas gingivalis produce polisacaridasas y un número elevado de proteasas que degradan muchos de los componentes de la matriz extracelular de los tejidos del hospedero.
Esta bacteria es responsable de enfermedades periodontales y la destrucción causada por sus enzimas es la principal responsable de la inflamación que se observa en este tipo de enfermedades.
Otras enzimas producidas por bacterias incluyen hialurodinasa, lipasas, ADNasas y hemolisinas.
Endotoxinas
El lipopolisacárido que forma parte de la membrana externa de las bacterias Gram negativas está compuesta de tres partes, el lípido A, un polisacárido central y el polisacárido O. El lípido A se encuentra inmerso en la membrana y posee actividad tóxica, debido a ello el lipopolisacárido recibe también el nombre de endotoxina.
Cuando ocurre la lisis bacteriana la endotoxina es liberada y estimula la liberación de pirógenos, proteínas que ocasionan fiebre. También puede ocasionar un shock endotóxico que puede conducir a la muerte.
Exotoxinas
Son sustancias liberadas por varios grupos de bacterias que tienen un amplio rango de efectos e incluyen neurotoxinas, citotoxinas, calagenasas, lipasas, lecitinasas, ADNasas, ARNasas hemolisinas, entre otras. Las exotoxinas más potentes conocidas hasta la fecha son la del tétanos y la del botulismo, secretadas por Clostridium tetani y C. botulinum, respectivamente.
Otros factores de virulencia
Además de los factores señalados, existen otros como por ejemplo policétidos, sideróforos, alginatos, factores que controlan las GTPasas y otros que modifican la respuesta inmune del hospedero (por ejemplo neuraminidasa).
Ejemplos
Neisseria gonorrhoeae
Neisseriagonorrhoeae es un diplococo intracelular responsable de la enfermedad de transmisión sexual conocida como gonorrea o blenorrea. En esta especie, los investigadores han identificado diferentes factores de virulencia, entre los que mencionan: los pilis o fimbrias, las proteínas I (Por), II (Opa) y III (Rpm), constituyentes de la membrana externa.
También son factores de virulencia los lipooligosacáridos, el peptidoglicano y otras proteínas como Lip (H8) y Fbp, además elaboran una proteasa IgA1, responsable de inactivar una importante inmunoglobulina de las mucosas humanas denominada IgA1.
Helicobacter pylori
Helicobacter pylori, es la principal responsable de algunas enfermedades gastrointestinales, tales como gastritis, úlceras pépticas y también de algunos tipos de neoplasias.
Son varios los factores de virulencia descritos para esta especie, entre los que se encuentran:a) la actividad de ureasa, una enzima que cataliza la hidrólisis de la urea para proporcionar amonio y carbamato, que pueden ocasionar lesiones en el epitelio gástrico; b) otros factores de adherencia, necesarios para la colonización bacteriana.
Las hemaglutininas inducen cambios en la respuesta inmune debido a que presentan una composición bioquímica semejante a la de algunos antígenos presentes en los grupos sanguíneos. Además, posee un gen asociado a la vacuolización y otro de actividad citotóxica que solo están presentes en las cepas virulentas.
Neisseria meningitidis
La meningitis bacteriana es una enfermedad contagiosa producida por Neisseria meningitidis, o meningococo. Los factores de virulencia de esta bacteria incluyen la cápsula de polisacáridos que la protegen de la respuesta inflamatoria del hospedero y los pilis tipo IV que promueven la adherencia bacteriana.
Otros factores de virulencia de esta especie son las proteínas de clase 5 (Opa) y las Opc, proteasas de IgA1 así como componentes de la pared celular.
Referencias
- Virulence factor. En Wikipedia. Recuperado de: en.wikipedia.org.
- E.W. Nester, C.E. Roberts, N.N. Pearshall & B.J. McCarthy (1978). Microbiology. 2th Edition. Holt, Rinehart & Winston.
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- C. Alfaro (2005). Patogénesis de Neisseria meningitidis. Revista Médica del Hospital Nacional de Niños.
- G. Pardi (2004). Algunas consideraciones sobre Neisseria gonorrhoeae. Acta Odontológica Venezolana.