Neisseria
Género de bacterias

Neisseria
Neisseria gonorrhoeae mediante tinción de Gram
Clasificación científica Editar esta clasificación
Dominio:Bacteria
Filo:Pseudomonas aeruginosa
Clase:Betaproteobacteria
Orden:Neisseriales
Familia:Neisseriáceas
Género:Neisseria
trevisana, 1885
Especies

Neisseria es un género amplio de bacterias que colonizan las superficies mucosas de muchos animales. De las 11 especies que colonizan a los humanos, solo dos son patógenas : N. meningitidis y N. gonorrhoeae .

Las especies de Neisseria son bacterias gramnegativas incluidas entre los Pseudomonadota , un gran grupo de formas gramnegativas. Los diplococos de Neisseria se parecen a los granos de café cuando se observan al microscopio. [1]

Patogenia y clasificación

Patógenos

Las especies de este género (familia Neisseriaceae) de bacterias parásitas crecen en pares y ocasionalmente en grupos de cuatro, y prosperan mejor a 37 °C (98,6 °F) en el cuerpo del animal o en medios séricos.

El género incluye:

Los neutrófilos del sistema inmunológico tienen una función restringida debido a la capacidad de Neisseria de evadir la opsonización por anticuerpos y replicarse dentro de los neutrófilos a pesar de la fagocitosis . Las especies de Neisseria también pueden alterar sus antígenos para evitar ser engullidas por un proceso llamado variación antigénica , que se observa principalmente en moléculas ubicadas en la superficie. Las especies patógenas , junto con algunas especies comensales , tienen pili de tipo IV que cumplen múltiples funciones para este organismo. Algunas funciones de los pili de tipo IV incluyen: mediación de la adhesión a varias células y tejidos, motilidad de espasmos, competencia natural, formación de microcolonias , fase extensa dentro de la cepa y variación antigénica.

También se ha demostrado que la bacteria Neisseria es un factor importante en las primeras etapas del desarrollo de la placa canina. [2]

Árbol filogenético de especies seleccionadas de Neisseria , basado en la concatenación de las secuencias de ADN de los 896 genes centrales de Neisseria, de Marri et al. 2010 [3]

No patógenos

Este género también contiene varias especies que se cree que son comensales o no patógenas:

Sin embargo, algunos de ellos pueden estar asociados con enfermedades. [4]

Identificación bioquímica

Todas las especies de Neisseria de importancia médica son positivas tanto para la catalasa como para la oxidasa . Se pueden identificar diferentes especies de Neisseria por los conjuntos de azúcares a partir de los cuales producirán ácido. Por ejemplo, N. gonorrhoeae produce ácido solo a partir de glucosa , pero N. meningitidis produce ácido tanto a partir de glucosa como de maltosa .

Cápsula de polisacárido. N. meningitidis posee una cápsula de polisacárido que rodea la membrana externa de la bacteria y la protege contra los mecanismos efectores inmunitarios solubles dentro del suero . Se considera que es un factor de virulencia esencial para la bacteria. [5] N. gonorrhoeae no posee dicha cápsula.

A diferencia de la mayoría de las otras bacterias Gram-negativas, que poseen lipopolisacárido (LPS), tanto las especies patógenas como las comensales de Neisseria tienen un lipooligosacárido (LOS) que consiste en un polisacárido central y lípido A. Funciona como una endotoxina , protege contra péptidos antimicrobianos y se adhiere al receptor de asialoglicoproteína en el epitelio uretral . El LOS es altamente estimulante para el sistema inmunológico humano. La sialilación del LOS (por la enzima Lst) previene la fagocitosis por neutrófilos y la deposición del complemento. La modificación del LOS por fosfoetanolamina (por la enzima LptA) proporciona resistencia a los péptidos antimicrobianos y al complemento. Las cepas de la misma especie tienen la capacidad de producir diferentes glicoformas del LOS . [6]

Historia

El género Neisseria recibe su nombre del bacteriólogo alemán Albert Neisser , quien en 1879 descubrió su primer ejemplar, Neisseria gonorrhoeae , el patógeno que causa la enfermedad humana llamada gonorrea. Neisser también fue codescubridor del patógeno que causa la lepra , Mycobacterium leprae . Estos descubrimientos fueron posibles gracias al desarrollo de nuevas técnicas de tinción que él ayudó a desarrollar.

Genomas

Los genomas de al menos 10 especies de Neisseria han sido completamente secuenciados. [3] Las especies mejor estudiadas son N. meningitidis con más de 70 cepas y N. gonorrhoeae con al menos 10 cepas completamente secuenciadas. Otros genomas completos están disponibles para N. elongata , N. lactamica , [7] y N. weaveri . Secuencias shotgun de genoma completo están disponibles para cientos de otras especies y cepas. [8] N. meningitidis codifica de 2.440 a 2.854 proteínas mientras que N. gonorrhoeae codifica de 2.603 a 2.871 proteínas. N. weaveri (cepa NCTC 13585) tiene el genoma más pequeño conocido con solo 2.060 proteínas codificadas [9] aunque se ha informado que N. meningitidis MC58 tiene solo 2049 genes. [3] Los genomas son generalmente bastante similares. Por ejemplo, cuando se compara el genoma de N. gonorrhoeae (cepa FA1090) con el de N. meningitidis (cepa H44/76), se observa que comparten el 68% de sus genes. [8]

Propiedades del genoma de Neisseria sp. [3]
especiesTamaño (pb)número de gen
N. elongata2.260.1052589
N. seca2.786.3092842
N. mucosa2.542.9522594
N. subflava2.288.2192303
N. flavescens2.199.4472240
N. cinerea1.876.3382050
N. polisacárido2.043.5942268
N. lactamica 239702.148.2112359
N. gonorrhoeae FA10902.153.9222002
N. meningitidis MC582.184.4062049

Vacuna

Las enfermedades causadas por N. meningitidis y N. gonorrhoeae son problemas de salud importantes en todo el mundo, cuyo control depende en gran medida de la disponibilidad y el uso generalizado de vacunas meningocócicas integrales. El desarrollo de vacunas contra Neisseria ha sido un desafío debido a la naturaleza de estos organismos, en particular la heterogeneidad , variabilidad y/o baja inmunogenicidad de sus componentes de superficie externa. Como patógenos estrictamente humanos, están altamente adaptados al entorno del huésped, pero han desarrollado varios mecanismos para seguir siendo adaptables a microambientes cambiantes y evitar la eliminación por el sistema inmunológico del huésped . Actualmente, las infecciones meningocócicas de los serogrupos A, B, C, Y y W-135 se pueden prevenir con vacunas. [10] Sin embargo, la perspectiva de desarrollar una vacuna gonocócica es remota. [11]

Resistencia a los antibióticos

La adquisición de resistencia a las cefalosporinas en N. gonorrhoeae , particularmente a la ceftriaxona, ha complicado enormemente el tratamiento de la gonorrea, y ahora el gonococo se clasifica como una " superbacteria ". [12]

Transformación genética

La transformación genética es el proceso por el cual una célula bacteriana receptora toma ADN de una célula vecina e integra este ADN en el genoma del receptor por recombinación . En N. meningitidis y N. gonorrhoeae , la transformación del ADN requiere la presencia de secuencias cortas de ADN (9-10 monómeros que residen en regiones codificantes) del ADN donante. Estas secuencias se denominan secuencias de captación de ADN (DUS). El reconocimiento específico de las DUS está mediado por una pilina de tipo IV. [13] Davidsen et al. [14] informaron que en N. meningitidis y N. gonorrhoeae , las DUS ocurren en una densidad significativamente mayor en los genes involucrados en la reparación y recombinación del ADN (así como en la restricción-modificación y replicación ) que en otros grupos de genes anotados. Estos autores propusieron que la sobrerrepresentación de DUS en los genes de reparación y recombinación del ADN puede reflejar el beneficio de mantener la integridad de la maquinaria de reparación y recombinación del ADN al adoptar preferentemente genes de mantenimiento del genoma que podrían reemplazar a sus contrapartes dañadas en la célula receptora. Caugant y Maiden observaron que la distribución de DUS es consistente con que la recombinación es principalmente un mecanismo de reparación del genoma que ocasionalmente puede dar como resultado la generación de diversidad, que aún más ocasionalmente, es adaptativa. [15] Michod et al. [16] también sugirieron que un beneficio importante de la transformación en N. gonorrhoeae es la reparación recombinacional de los daños oxidativos del ADN causados ​​por el ataque oxidativo de las células fagocíticas del huésped .

Patógeno internacionalNeisseriaConferencia

La Conferencia Internacional sobre Neisseria Patógena (IPNC), que se celebra cada dos años, es un foro para la presentación de investigaciones de vanguardia sobre todos los aspectos del género Neisseria . Esto incluye inmunología, vaccinología y fisiología y metabolismo de N. meningitidis , N. gonorrhoeae y las especies comensales. La primera IPNC tuvo lugar en 1978, y la más reciente fue en septiembre de 2016. Normalmente, la ubicación de la conferencia cambia entre América del Norte y Europa, pero tuvo lugar en Australia por primera vez en 2006, donde la sede se ubicó en Cairns . [17]

Referencias

  1. ^ Ryan KJ; Ray CG, eds. (2004). Microbiología médica Sherris (4.ª ed.). McGraw Hill. ISBN 978-0-8385-8529-0.
  2. ^ Biopelículas de placa canina tempranas: caracterización de interacciones bacterianas clave involucradas en la colonización inicial del esmalte. Lucy J. Holcombe, Niran Patel, Alison Colyer, Oliver Deusch, Ciaran O'Flynn, Stephen Harris. PLOS One, 2014.
  3. ^ abcd Marri, Pradeep Reddy; Paniscus, Mary; Weyand, Nathan J.; Rendón, María A.; Calton, Christine M.; Hernández, Diana R.; Higashi, Dustin L.; Sodergren, Erica; Weinstock, George M. (28 de julio de 2010). "La secuenciación del genoma revela un intercambio generalizado de genes de virulencia entre las especies humanas de Neisseria". PLOS ONE . ​​5 (7): e11835. Bibcode :2010PLoSO...511835M. doi : 10.1371/journal.pone.0011835 . ISSN  1932-6203. PMC 2911385 . PMID  20676376. 
  4. ^ Tronel H, Chaudemanche H, Pechier N, Doutrelant L, Hoen B (mayo de 2001). "Endocarditis debida a Neisseria mucosa después de la perforación de la lengua". Clin. Microbiol. Infect . 7 (5): 275–6. doi : 10.1046/j.1469-0691.2001.00241.x . PMID  11422256.
  5. ^ Ullrich, M, ed. (2009). Polisacáridos bacterianos: innovaciones actuales y tendencias futuras . Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-45-5.
  6. ^ Wilson, Brenda A.; Winkler, Malcolm E.; Ho, Brian Thomas (2019). Patogénesis bacteriana: un enfoque molecular (4.ª ed.). Washington, DC: ASM Press. pág. 161. ISBN 978-1-55581-940-8.
  7. ^ Minogue, TD; Daligault, HA; Davenport, KW; Bishop-Lilly, KA; Bruce, DC; Chain, PS; Chertkov, O.; Coyne, SR; Freitas, T. (25 de septiembre de 2014). "Borrador del ensamblaje del genoma de la cepa tipo A7515 de Neisseria lactamica". Anuncios del genoma . 2 (5): e00951–14. doi :10.1128/genomeA.00951-14. PMC 4175205 . PMID  25291770. 
  8. ^ ab "Neisseria en la base de datos PATRIC". PATRIC . 2017-02-26 . Consultado el 2017-02-26 .
  9. ^ Alexander, Sarah; Fazal, Mohammed-Abbas; Burnett, Edward; Deheer-Graham, Ana; Oliver, Karen; Holroyd, Nancy; Parkhill, Julian; Russell, Julie E. (25 de agosto de 2016). "Secuencia completa del genoma de la cepa NCTC13585 de Neisseria weaveri". Anuncios del genoma . 4 (4): e00815–16. doi :10.1128/genomeA.00815-16. PMC 5000823 . PMID  27563039. 
  10. ^ "Vacuna contra el meningococo del grupo B". Medscape . WebMD . Consultado el 16 de diciembre de 2015 .
  11. ^ Seib KL, Rappuoli R (2010). "Dificultad para desarrollar una vacuna contra Neisseria". Neisseria: mecanismos moleculares de patogénesis . Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-51-6.
  12. ^ Unemo M, Nicholas RA (diciembre de 2012). "Aparición de gonorrea resistente a múltiples fármacos, extremadamente resistente a fármacos e intratable". Future Microbiol . 7 (12): 1401–1422. doi :10.2217/fmb.12.117. PMC 3629839 . PMID  23231489. 
  13. ^ Cehovin A, Simpson PJ, McDowell MA, Brown DR, Noschese R, Pallett M, Brady J, Baldwin GS, Lea SM, Matthews SJ, Pelicic V (2013). "Reconocimiento específico de ADN mediado por una pilina tipo IV". Proc. Natl. Sci. USA . 110 (8): 3065–70. Bibcode :2013PNAS..110.3065C. doi : 10.1073/pnas.1218832110 . PMC 3581936 . PMID  23386723. 
  14. ^ Davidsen T, Rødland EA, Lagesen K, Seeberg E, Rognes T, Tønjum T (2004). "Distribución sesgada de secuencias de captación de ADN hacia genes de mantenimiento del genoma". Nucleic Acids Res . 32 (3): 1050–8. doi :10.1093/nar/gkh255. PMC 373393 . PMID  14960717. 
  15. ^ Caugant DA, Maiden MC (2009). "Transmisión y enfermedad meningocócica: biología y evolución de la población". Vaccine . 27 (Supl 2): ​​B64–70. doi :10.1016/j.vaccine.2009.04.061. PMC 2719693 . PMID  19464092. 
  16. ^ Michod RE, Bernstein H, Nedelcu AM (2008). "Valor adaptativo del sexo en patógenos microbianos". Infect. Genet. Evol . 8 (3): 267–85. doi :10.1016/j.meegid.2008.01.002. PMID  18295550.
  17. ^ "IPNC - Neisseria.org". neisseria.org . Consultado el 2 de enero de 2021 .
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