Cepa de Ames

La cepa Ames es una de las 89 cepas conocidas de la bacteria del ántrax ( Bacillus anthracis ). Fue aislada de una novilla Beefmaster enferma de 14 meses que murió en Sarita, Texas, en 1981. La cepa fue aislada en el Laboratorio de Diagnóstico Médico Veterinario de Texas y se envió una muestra al Instituto de Investigación Médica de Enfermedades Infecciosas del Ejército de los Estados Unidos (USAMRIID). ^[1] Los investigadores del USAMRIID creyeron erróneamente que la cepa provenía de Ames, Iowa, porque la dirección de retorno en el paquete era Laboratorios Nacionales de Servicios Veterinarios del USDA en Ames y etiquetaron incorrectamente la muestra. ^[2]

La cepa Ames llegó a la atención pública durante los ataques con ántrax de 2001 , cuando siete cartas que la contenían fueron enviadas por correo a medios de comunicación y senadores estadounidenses el 18 de septiembre de 2001 y el 9 de octubre de 2001.

Debido a su virulencia , la cepa Ames es utilizada por los Estados Unidos para desarrollar vacunas y probar su eficacia. El uso de la cepa Ames comenzó en la década de 1980, después de que terminaran los trabajos para convertir la cepa Vollum 1B en armamento y se destruyeran todas las existencias de armas tras el fin del programa de guerra biológica de los Estados Unidos en 1969. ^[3]

Los investigadores han identificado dos plásmidos de virulencia específicos en B. anthracis , y la cepa Ames expresa una mayor virulencia en comparación con otras cepas. La virulencia de B. anthracis resulta de dos plásmidos, pXO1 y pXO2. El plásmido pXO2 codifica una cápsula de ácido poli-D-glutámico antifagocítico, que permite a B. anthracis evadir el sistema inmunológico del huésped. El plásmido pXO1 codifica tres proteínas de toxina: factor de edema (EF), factor letal (LF) y antígeno protector (PA). La variación en la virulencia puede explicarse por la presencia o ausencia de plásmidos; por ejemplo, los aislamientos que carecen de pXO1 o pXO2 se consideran atenuados, lo que significa que no causarán una infección significativa. Un posible mecanismo que puede ser responsable de la regulación de la virulencia es el número de copias de plásmidos por célula. El número de plásmidos entre los aislamientos varía, con hasta 243 copias de pXO1 y 32 copias de pXO2 por célula. Los estudios han demostrado que pXO2 contribuye significativamente a la variación observada en la virulencia, ya que los mutantes que producen mayores cantidades de la cápsula muestran un mayor nivel de virulencia. ^[4] Las cepas virulentas que se curaron del plásmido pXO1, pero tenían el plásmido Ames pXO2 todavía eran completamente virulentas para los ratones; por lo tanto, el plásmido Ames pXO2 parece dar específicamente un mayor nivel de virulencia, ya que las cepas a las que les falta uno de los plásmidos suelen estar atenuadas. Además, se encontró que los aislamientos que portaban el pXO2 Ames eran más virulentos que aquellos con la cepa Vollum 1B pXO2, también una cepa virulenta. ^[5] Otra cepa bien conocida de ántrax, la cepa Sterne, es avirulenta, lo que significa que no causa una enfermedad significativa en animales o humanos.

La cepa Ames es susceptible a los antibióticos recomendados para el tratamiento del ántrax y para la profilaxis posterior a la exposición por los CDC de los Estados Unidos. ^{[6] [7] [8]} Esta susceptibilidad es similar a la de la mayoría de las otras cepas de Bacillus anthracis y se basa en una comparación de las concentraciones inhibitorias mínimas determinadas para cada fármaco con los puntos de corte de susceptibilidad publicados en el documento M45 del Clinical Laboratory Standards Institute. ^[9] La ciprofloxacina es el tratamiento recomendado para el ántrax respiratorio, pero los estudios han demostrado que una fluoroquinolona más nueva , la gatifloxacina , puede aumentar la supervivencia de los ratones susceptibles a la cepa Ames. ^[10]

La cepa Sterne, como todas las cepas de Bacillus anthracis , tiene dos β-lactamasas funcionales, pero la expresión génica no suele ser suficiente para permitir la resistencia a los fármacos. La cepa Sterne actúa como una buena comparación con otras cepas de ántrax, ya que es una cepa prototípica y fácil de trabajar, con sensibilidad a la penicilina. ^[11]

La virulencia puede reducirse generalmente eliminando los plásmidos de virulencia, y estas cepas atenuadas pueden usarse para elaborar vacunas contra B. anthracis . Si falta el plásmido pXO1 o pXO2, la cepa no puede producir todos los factores de virulencia y se considera atenuada. La cepa Sterne carece naturalmente de un plásmido pXO2; por lo tanto, está atenuada y puede usarse de manera segura para generar una respuesta inmunitaria. ^[12] Para crear cepas atenuadas, generalmente se elimina el plásmido de virulencia pXO1, pero la cepa Ames aún puede ser virulenta en modelos de ratón si se elimina el plásmido pXO1, pero permanece el plásmido pXO2.

Las vacunas contra el ántrax se utilizan tanto para la inmunización del ganado como de los seres humanos. Una de las vacunas contra el ántrax más utilizadas en la actualidad se basa en la cepa Sterne, en forma de vacuna de esporas vivas para animales. Una vacuna con esporas vivas es peligrosa para los seres humanos, por lo que se han estudiado vacunas basadas en la proteína toxina secretada, el antígeno protector (PA). Sin embargo, las vacunas PA son menos protectoras que las vacunas de esporas vivas, y no se ha desarrollado una vacuna basada en PA contra la cepa Ames para seres humanos. ^[13]

La única vacuna humana contra el ántrax autorizada en Estados Unidos, la vacuna contra el ántrax adsorbida (AVA), se basa en un antígeno protector y tiene un éxito variable contra el virus de Ames según el modelo animal. Esta inconsistencia sugiere que deben estudiarse múltiples organismos modelo cuando se prueban vacunas para uso humano. ^[14] Actualmente, los investigadores están investigando una forma de inactivar las esporas del ántrax, como con formaldehído ; esto proporcionaría una alternativa a las vacunas de esporas vivas y PA. ^[13]

La identificación de polimorfismos de un solo nucleótido (SNP) específicos de la cepa en la cepa Ames permite el desarrollo de pruebas de diagnóstico que pueden ayudar a rastrear brotes. Los SNP pueden definir grupos genéticos específicos y, por lo tanto, son importantes para detectar y subtipificar patógenos bacterianos. Seis SNP se identifican como altamente específicos y se observan solo en la cepa Ames; hay cuatro en el cromosoma, uno en el plásmido pXO1 y uno en el plásmido pXO2. Cualquiera de los seis SNP puede diferenciar la cepa Ames de las otras 88 cepas de B. anthracis . Sin embargo, uno de los SNP tiene menos poder discriminatorio contra cepas que están estrechamente relacionadas con Ames.

Utilizando SNP específicos de la cepa Ames y PCR en tiempo real , los investigadores pueden confirmar o desconfirmar miles de muestras como la cepa Ames. La estabilidad de estos SNP como marcadores de diagnóstico resulta de las bajas tasas de mutación en el ADN de B. anthracis . La falta de estos eventos mutacionales limita la probabilidad de observar un falso positivo en estos ensayos, ya que es poco probable que la cepa mute a un estado nuevo o ancestral. ^[15] Además, el ántrax tiene esta variabilidad genética reducida porque sus esporas pueden permanecer latentes durante un período prolongado de tiempo y no deberían acumular mutaciones genéticas mientras permanecen inactivas. ^[16] Por lo tanto, la naturaleza estable de la cepa Ames permite a los investigadores buscar pequeñas variaciones genéticas y conectarlas a una muestra fuente. El enfoque de utilizar SNP específicos de la cepa permite una identificación de cepa altamente específica que se puede aplicar ampliamente a otros agentes bioterroristas.

• La cepa Ames
• Una respuesta al ántrax: la cepa Ames no proviene de Iowa
• La cepa Ames: ¿Qué hay en su nombre?
• Cepa de Bacillus anthracis Anthrax Sterne (34F2)