Cardiobacterium hominis

Cardiobacterium hominis /ˌkɑːrdiəʊbækˈtɪəriəm ˈhɒmɪnɪs/ (KAR-dee-oh-bak-TEER-ee-um HOM-i-nis) es una bacteria microaerófila , pleomórfica , fastidiosa y gramnegativa que forma parte de lafamilia Cardiobacteriaceae y del grupo HACEK . ^[1] Se encuentra más comúnmente en la microbiota humana , específicamente en la región orofaríngea , incluida la boca y la parte superior del tracto respiratorio . Es una de las causas de endocarditis , una inflamación potencialmente mortalcerca del revestimiento interno y las válvulas del corazón. ^[2] Si bien las infecciones causadas por Cardiobacterium hominis son poco comunes, varias manifestaciones clínicas están relacionadas con la bacteria, incluidas la meningitis , la septicemia y las infecciones óseas. ^[2]

En 1964, los investigadores IJ Slotnick y Mary Dougherty nombraron la especie después de su investigación en un paciente masculino de 54 años. ^[3] El género Cardiobacterium es una frase combinada con dos palabras extranjeras, kardia y bacteria . El sustantivo femenino "kardia" se traduce como corazón, y el sustantivo neutro latino "bacterium" tiene un significado de varilla pequeña. Hominis es un sustantivo masculino genitivo latino que se traduce como ser humano, de un hombre. ^[4] El género y la especie completos se pueden traducir al inglés como una bacteria del corazón de un ser humano , lo que refleja el aislamiento original que se produjo a partir de la endocarditis infecciosa en las válvulas cardíacas ^[2]

Cardiobacterium hominis fue descubierto originalmente en 1962 con base en el análisis de cuatro casos de endocarditis infecciosa durante un período de diez meses. ^[5] Tras su primer aislamiento, los investigadores describieron a Cardiobacterium hominis , que entonces no era reconocido, como un organismo similar a Pasteurella y lo categorizaron como grupo "II-D" por los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades . ^[5]

En 1964, los investigadores IJ Slotnick y M. Dougherty del Laboratorio de Bacteriología del Hospital St. Jude y del Departamento de Microbiología de la Universidad de Tennessee encontraron Cardiobacterium hominis en un paciente masculino de 54 años con endocarditis infecciosa . ^[3] Los cirujanos encontraron un gran orificio en la válvula aórtica y, posteriormente, los investigadores cultivaron el tejido aórtico . Se aislaron bacterias gramnegativas con morfología de bastón del tejido después de 48 horas. ^{[3] Posteriormente,} Cardiobacterium hominis se identificó mediante espectroscopia de masas . Por cierto, más tarde se caracterizó a la bacteria como otra especie del género Cardiobacterium , porque se encontró en el tejido cardíaco y se descubrió que era una causa de endocarditis infecciosa . ^[6] Identificar esta bacteria resultó ser un desafío debido a su naturaleza pleomórfica . Cardiobacterium hominis fue clasificado en el grupo HACEK debido a su perfil infeccioso similar al resto de los organismos HACEK , como los grupos de géneros Haemophilus , Aggregatibacter , Eikenella y Kingella , que se sabe que causan endocarditis en humanos. ^[7]

Cardiobacterium hominis pertenece al dominio Bacteria y al filo Pseudomonadota . ^[1] El organismo es miembro de la clase Gammaproteobacteria , orden Cardiobacteriales , familia Cardiobacteriaceae y género Cardiobacterium . ^[1] La única otra especie del género Cardiobacterium es Cardiobacterium valvarum , conocida por la flora orofaríngea y organismo causal similar a la endocarditis infecciosa . ^[1] Por lo tanto, Cardiobacterium valvarum es el vecino filogenético más cercano del organismo . Los vecinos más cercanos a las bacterias están en la familia Pseudomonadota , que comúnmente se conocen como proteobacteria . ^[8] Algunas bacterias gramnegativas que se encuentran en este filo son Escherichia , Salmonella y Vibrio .

El ADN genómico se extrajo utilizando el kit de purificación de ADN genómico Wizard de la empresa Promega . ^[9] La secuenciación del ADN produjo lecturas de extremos emparejados de 150 pb, y se descartaron las lecturas más cortas de 150 pb. El ensamblaje se realizó mediante el ensamblador de genoma SPAdes utilizando diferentes valores de k-mer de 43-127 y Quast utilizando puntajes N50 y L50 y la menor cantidad de contigs mayor de 1000 pb. ^[9] La anotación de estos ensamblajes se realizó utilizando RSAT y se analizó utilizando el visualizador SEED. La búsqueda de genes de resistencia a antibióticos y secuencias de profagos se completó mediante PHAST, mientras que la identificación, utilizando un método que comparaba secuencias codificantes traducidas y proteínas que se corresponden con ellas, se realizó utilizando la base de datos CLUSTAL-W. Se encontró que después de secuenciar 2.456.795 lecturas de extremos emparejados de 15 pb y ensamblarlas, se encontró que el sistema RAST predijo 2.489 secuencias codificantes CDS con algunas de las funciones siendo metabolismo de la pared celular, virulencia y defensa, metabolismo de carbohidratos , metabolismo de proteínas , metabolismo de ARN , metabolismo de lípidos y metabolismo de ADN. ^[9] Después de una anotación adicional, algunos CDS revelaron una función potencial involucrada en la resistencia a los antibióticos, pero Resfinder demostró una mayor sensibilidad a antibióticos como ceftriaxona y gentamicina . ^[9] Por último, también aparecieron una secuencia de profago completa y dos incompletas. ^[9]

La secuenciación de ADN produjo lecturas de extremos emparejados de 150 pb, y se descartaron las lecturas más cortas que 150 pb. La anotación de los ensamblajes se realizó utilizando RAST y se analizaron utilizando el visualizador SEED. ^[9] La búsqueda de genes de resistencia a antibióticos y secuencias de profagos se completó mediante PHAST, mientras que la identificación, utilizando un método que comparaba secuencias codificantes traducidas y proteínas que se corresponden con ellas, se realizó utilizando la base de datos CLUSTAL-W. ^[9]

En general, se encontró que la cepa secuenciada T05791 de Cardiobacterium hominis tenía un cromosoma circular con un tamaño de genoma de 2,7 megabases (Mb) y un contenido de G+C del 59%. ^{[10] El nivel de ensamblaje es un} genoma completo que consta de alrededor de 2670755 nucleótidos y un recuento total de genes de 2474, 2412 siendo genes de proteínas y 42 siendo genes de ARN. ^[11] El sistema RAST predijo genes que codifican funciones como el metabolismo de la pared celular, la defensa, el metabolismo de los carbohidratos , el metabolismo de las proteínas, el metabolismo del ARN, el metabolismo de los lípidos y el metabolismo del ADN. ^[9] Con respecto a su patogenicidad , Cardiobacterium hominis tiene una virulencia muy baja y genes mínimos que ayudan en sus capacidades patógenas. ^[12] Una anotación adicional reveló funciones potenciales involucradas en la resistencia a los antibióticos , pero Resfinder demostró una mayor sensibilidad a antibióticos como la ceftriaxona y la gentamicina . ^[9] También aparecieron una secuencia de profago completa y dos incompletas .

Cardiobacterium hominis tiene una morfología inconsistente en forma de bastón debido a su naturaleza pleomórfica . ^[3] Los bastones suelen tener extremos redondeados, con uno o ambos frecuentemente agrandados, y tienen de 0,5 a 0,6 μm de ancho y de 1,0 a 2,2 μm de largo. ^[3] Otras características morfológicas que se han observado son pares, cadenas cortas, forma de lágrima y racimos. ^[3] El organismo prospera en concentraciones de alrededor del 2 al 10% de oxígeno y posee vías de gluconeogénesis y enzimas necesarias para producir precursores de nucleótidos . ^[13] Su utilización de metabolitos incluye la capacidad de construir ácido a partir de glucosa , fructosa y maltosa y posee algunas de las ventajas fisiológicas y morfológicas relativas a este género de bacterias, incluyendo la capacidad de vivir en ambientes con poco oxígeno, resistencia al calor y al frío ( mesófilo ), formación de esporas y resistencia a los antibióticos excepto a la penicilina . ^[2] La envoltura celular de Cardiobacterium hominis se caracteriza por una fina capa de peptidoglicano rodeada por una capa externa hecha de lipopolisacáridos relacionados con las bacterias Gram-negativas . ^[14]

Como bacteria en el tracto respiratorio , se han reportado 61 casos de infección. ^[2] Estos casos incluyen la aparición de endocarditis infecciosa que llevó a complicaciones de la raíz aórtica que amenazaron gravemente la vida del paciente. ^[15] Sin embargo, con base en la identificación temprana y los procedimientos quirúrgicos que siguieron, el paciente se curó por completo después de dos años de tratamiento. ^[15] Esto es evidencia de que el diagnóstico temprano y apropiado de Cardiobacterium hominis puede conducir a un tratamiento exitoso. La aparición anual de la enfermedad es de 3 a 10 casos por cada 100,000 personas. ^[16] Los investigadores descubrieron que de 56 pacientes con endocarditis infecciosa causada por bacterias gramnegativas desde 1958 hasta 1979 en la Clínica Mayo , 6 casos estaban relacionados con Cardiobacterium hominis . ^[17] Como parte del HACEK, Cardiobacterium representa la "C" en el acrónimo. La endocarditis por HACEK afecta a pacientes con una enfermedad cardíaca previa o válvulas artificiales y, a menudo, tiene un curso insidioso que muestra un retraso en el diagnóstico de 3 meses. ^[18] Las bacterias gramnegativas exigentes como Cardiobacterium hominis junto con Eikenella corrodens y Kingella kingae que habitan principalmente en el tracto respiratorio superior y oral en humanos son responsables del 1 al 3 % de la endocarditis infecciosa . ^{[18] El tratamiento de la enfermedad implica} cefalosporina de tercera generación con una tasa de éxito de más del 80-90 %. ^[18]

La penicilina y la ampicilina se utilizaron en el pasado como opciones de tratamiento para organismos HACEK como Cardiobacterium hominis . ^[19] La aparición de cepas productoras de β-lactamasa llevó a que el tratamiento estándar fuera cefotaxima o ceftriaxona . ^[17]