Bacteriologia tarea

Temas de bacterias patógenasLos mecanismos deC. L. y J. Gyles F. PrescottLa velocidad de progresión de la comprensión debacterias patógenas y sus interacciones con elhost en el nivel molecular está proporcionando nuevosideas y perspectivas sobre los agentes patógenos y la patogenicidada un ritmo abrumador. Talinformación y los conocimientos deben ser de fundamentalvalor en el diseño de formas mejores y sin precedentes paracombatir las enfermedades infecciosas. Esto está sucediendoya. Por ejemplo, los estudios sobre el uso de drogasque jam quorum sensing sistemas de comunicaciónhan mostrado una promesa de que este enfoque puede ser unamétodo eficaz para prevenir regulons virulenciaque se active (Hentzer et al. 2003).A pesar de un panorama general de los temas básicos en bacteriasmecanismos patogénicos proporciona un marco conceptualesqueleto para los detalles extensos de cada uno deagentes patógenos que figuran en los capítulos posteriores, la comprensión devirulencia y patogenicidad está cambiando rápidamente.Los conceptos fundamentales que han resistido la pruebade conocimiento en tiempo bastante bien, pero ha traído consigo nuevosla complejidad de las interacciones huésped-patógeno enmatices enfoque más definido y ha identificado que habíano ha sido reconocido previamente (Finlay y Falkow, 1997).PASOS BÁSICOS en la patogénesisProporcionar una base sólidaLos pasos básicos en el establecimiento de la infección porun patógeno bacteriano son (1), u otramedio de la entrada en el cuerpo, (2) la evasión de lo normaldefensas del huésped contra la infección, (3) la multiplicación deun número significativo en el sitio de la infección y / opropaguen a otros sitios, (4) daños a la máquina, ya seadirectamente oa través de la inespecíficos o específicosrespuesta inmune del huésped a la bacteria, y (5)transmisión de los animales infectados a otros susceptibleslos animales, por lo que el ciclo de la infección puede continuar.Como era de esperar para cuidadosamente regulado

sistemas, el proceso de infección es un continuo dinámicoen lugar de una serie clara de pasos, pero rompiendoen pasos progresivos permite la facilidad de comprensión.ASOCIACIÓN patógeno con el HOSTColonización exitosa de la piel o la mucosa unla superficie de la máquina suele ser el primer requisito deel proceso infeccioso. Algunos organismos necesitan paraemplear la motilidad y la quimiotaxis, así como la resistenciaal ácido y la bilis con el fin de alcanzar su objetivolas células huésped. El contacto inicial entre las bacteriaspatógeno y la célula huésped es por lo general mediada por fimbriaso adhesinas nonfimbrial en la superficie bacteriana.Vinculante puede dar lugar a la colonización extracelularo en la internalización del patógeno. Laadhesinas se unen a receptores específicos de la superficie de la célula huéspedy tanto el anfitrión y la especificidad del órgano de la infección puededeterminado por las diferencias entre los animales en celulareslos receptores de las adhesinas bacterianas. Como muchosreceptores se desarrollo regulado, la especificidad de edadTambién puede ser determinado por el receptor deque un agente patógeno se une.Los agentes patógenos bacterianos, incluyendo los asociadoscon infecciones de la herida, puede unirse a extracelularmatriz de moléculas como la fibronectina, el colágeno,laminina, u otras proteínas que poseen RGDsecuencias para la unión de las células eucariotas la membranaintegrinas. Las bacterias pueden utilizar "invasinas" para invadirno profesionales células huésped fagocíticas después de colocara las moléculas en la superficie celular y la activación dede la célula huésped de señalización para facilitar su entrada, a menudoa través de reorganización del citoesqueleto de la célula huésped. Unexcelente ejemplo de esto se encuentra en la adhesióny la invasión de las células M por Yersinia enterocolitica

y Y. pseudotuberculosis. La membrana externainvasina proteína producida por esta bacteria se une a? Una integrina en la superficie de las células M y disparala captación de las bacterias en un internalización zipperlikeproceso (Hauck, 2002). Esta variable proporciona la bacteriacon el acceso al tejido linfoide y por debajo dea los ganglios linfáticos que drenan en el que las bacterias sonbien equipado para multiplicarse.

Patógenos intracelulares facultativos deliberadamentemacrófagos objetivo, por ejemplo, entrar ena través del complemento u otros receptores de lectina de unión ay así evitar el estallido oxidativo, que podríade lo contrario matarlos. Notablemente para estos organismos,que posteriormente afecten a lasmacrófagos fagosoma maduración, el lugar más seguroen el cuerpo es en realidad un macrófago.La multiplicación de patógenosY la evasión de las defensas del huéspedDespués de asociación inicial con la bacteria huéspedpatógenos necesidad de evadir las defensas del huésped y se multiplica aa un número suficiente para que la infección se selfsustainingen lugar de ser abortado por el anfitriónla respuesta. El "defensinas" que participan en la evasionmultiplicationproceso se puede dividir en losinvolucradas con la defensa contra mecanismos de inmunidad innatay aquellos involucrados en la defensa contra determinadosmecanismos inmunológicos.La inmunidad innata se puede superar en una amplia variedadde formas. La falta de hierro disponible dentro de la sustanciadel cuerpo que restringe el crecimiento de muchosbacteria es a menudo superados por la adquisición de hierrosistemas de agentes patógenos. Muchos organismos, especialmentelos que causan septicemia y la neumonía, tienenimportante, por lo general los carbohidratos, las cápsulas que ayudan ael organismo resistir la fagocitosis en ausencia deanticuerpos. Algunas cápsulas imitar matrices de acogida para quelos organismos no son reconocidos por los fagocitos. Lamoléculas de lipopolisacárido de algunas bacterias gram-negativaslas bacterias pueden protegerlos de los ataque de la membranacomplejo de complemento o de la inserción depéptidos antimicrobianos. Otras bacterias, como los estreptococospueden descomponer los componentes del complementoa través de C5a peptidasa o otras proteasas. Otras bacteriaspuede destruir o poner en peligro a través de las células fagocíticassu leukocidins, tales como las toxinas RTX, o permitirlas bacterias para sobrevivir dentro de los fagocitos a través deenzimas como la superóxido dismutasa o catalasa.La inmunidad adquirida puede ser superado en variosmaneras. Estos incluyen la capacidad de degradarinmunoglobulinas, como por ejemplo las proteasas de IgA

Haemophilus somnus, o la capacidad de alterar la antigenicidadde los componentes de la superficie celular, tales como fimbriaso proteínas de membrana externa. Superantígenos bacterianosdramáticamente hasta de regular ciertos subconjuntos de células Tcon V específico? regiones, que no sólo puede resultar enuna "tormenta de citoquinas" que confunde al sistema inmunológicopero también dan lugar a la eliminación de estas células de larepertorio inmunológico. De manera que no se conocen bien,algunas bacterias, como Rhodococcus equi, puedemodular la respuesta de citoquinas a la infección de manera que unaineficaz Th2 en lugar de efectivo basado en Th1respuesta inmune lleva al desarrollo de la enfermedad.El papel de "modulins" en el desvío de la inmune del huéspedla respuesta es mucho menos conocido que las bacterias quepara las infecciones virales.DAÑO A LA SEDE DE PATÓGENOSDaños a la máquina bacteriana suele ser esencial para laadquisición inmediata o de largo plazo de los nutrientesla bacteria necesita para prosperar y continuar con elpatógenas de vida. La infección no siempre se traducea la enfermedad, que es uno de los posibles resultados debacteria-huésped interacción. Otros resultados incluyencomensalismo y la latencia.Entre la amplia variedad de "offensins" producidopor las bacterias son muchos tipos diferentes de toxinas.Las toxinas pueden ser clasificados en diferentes y totalmente nomanera satisfactoria, a pesar de que sobre la base de la actividad esmás lógica (Wilson et al. 2002). Tipo I toxinas,la membrana de acción las toxinas, se unen a la superficie celularreceptores de la transducción de la señal que resulta en la activaciónde las vías de la célula huésped, lo que lleva a la aberrantemetabolismo celular. Ejemplos de E. coli incluyen lasenterotoxina termoestable STa, que se une a laguanilato ciclasa receptor para, dando lugar a la hipersecrecióndebido a los excesivos niveles de cGMP, y elCNF toxinas que activan GTPasas Rho, lo que resultaen el reordenamiento del citoesqueleto. Otros ejemplosincluyen la toxina Bacillus anthracis EF, elPasteurella multocida PMT toxina, y la ExosLa toxina de Pseudomonas aeruginosa. Los superantígenosentran en esta categoría. Tipo II toxinas, ladañar la membrana de las toxinas, incluyen la membrana

la formación de toxinas de canales con el? de barrilesestructura (por ejemplo, Staphylococcus aureus?-toxina),canal de formación de toxinas participación?-hélice de formación,la amplia gama de tiol activado cholesterolbindingcitolisinas, y las toxinas RTX. Tipo II toxinasque dañan las membranas son enzimáticamentelas fosfolipasas de muchas bacterias. Tipo III toxinas,las toxinas intracelulares, son toxinas que entran yestán activos dentro de la célula. Estos son a menudo AB(Activo de unión) de dos componentes, las moléculas de toxina.Los ejemplos incluyen las transferasas ribosyl ADP-(Por ejemplo, la E. coli toxina LT), la N-glicosidasas

(Por ejemplo, las toxinas Shiga), la adenilato ciclasa(Por ejemplo, la Bordetella bronchiseptica ciclasaLa toxina ciclasa), y el de la metalloendoproteasesneurotoxinas clostridiales.Daño a los tejidos y deterioro de la función de acogida esa menudo debido a la respuesta inflamatoria montado porel anfitrión, en respuesta a la infección con una bacteriapatógeno. Sepsis, probablemente representa una extremacaso en el que la hiperreactividad de LPS y / ootro host moléculas de señalización da rienda suelta a una excesivafuerte respuesta inflamatoria que resulta endaño vascular, hipotensión y múltiple de órganosdaños. La respuesta inflamatoria montado porel huésped también puede proporcionar un punto de entrada para ciertosinvasivas patógenos entéricos, tales como Shigella dysenteriae.Este organismo lleva a una virulencia plasmidencodedhomólogo del gen msbB además dela copia cromosómica, y se ha sugeridoque esto puede asegurar la completa acilación del lípido Ay la producción de LPS estimulante altamente. La masivainfiltración de leucocitos entre las células epitelialespromueve la invasión de los patógenos (D'Hautevilleet al. 2002). Un acuerdo similar para la msbBgen existe en E. coli O157: H7.La transmisión de patógenos desde el hostAunque no se suele considerar en la discusión depatogénesis bacteriana, una característica fundamental de las bacteriaspatógenos es su capacidad para utilizar sus mecanismos patógenos;la naturaleza para asegurar la transmisión posterior de la

huésped, ya sea de nuevo en su depósito del medio ambienteo directamente a otros huéspedes susceptibles. Segúnla infección, la transmisión aún más a los animales puedeser inmediato o puede implicar décadas.Un aspecto importante de la transmisión implicaLas infecciones bacterianas de los animales que son importantesprincipalmente a causa de la transmisión de organismosde animales a humanos. En algunos casos, como enECEH O157: H7, las bacterias son flora normal en laintestino de los animales en los que no causan la enfermedad,pero que inducen la transmisión severa después de la enfermedada los seres humanos. Una situación similar existe para laCampylobacter jejuni y la mayoría de los serotipos deSalmonella en aves de corral. Transferencia eficiente de susreservorios a su huésped accidental se produce directamentea través de la contaminación de los alimentos de origen animale indirectamente a través de la contaminación fecal del aguay el medio ambiente.Refinar los conceptos deVIRULENCIALas bacterias causan la enfermedad por una variedad de virulenciamecanismos en un proceso muy complejo que por lo generalconsiste en barreras de protección de host penetrante,evadir las defensas del huésped más, multiplicando a la importantenúmeros, y dañar la máquina, lo que llevapara escapar de la máquina para continuar el ciclo.Aunque este concepto de la virulencia está bien establecida,el resurgimiento o la aparición de enfermedades infecciosasenfermedades en los seres humanos en los últimos años debido acambios en la susceptibilidad del huésped (SIDA, inmunosupresoresmedicamentos, las infecciones adquiridas en el hospital)hace hincapié en la importancia de los factores del huésped en la determinación deel resultado de los encuentros con los microbios.Actualmente, muchas personas mueren en los hospitales por enfermedades infecciosasLos agentes que no son patógenos en las personas sanas. Asituación paralela que existe en muchos hospitales de pequeños animales,especialmente en las unidades de cuidados intensivos. Del mismo modo,la capacidad de algunas bacterias con rapidez a desarrollar oadquirir resistencia a los antibióticos y luego aemergen como importantes problemas en el hospital o la comunidadconfiguración hace hincapié en la importancia de lalos factores ambientales en la determinación del resultado

de la infección. Virulencia no se produce en el vacío;es contextualmente dependiente.El impacto de la infección sobre la evolución de los animaleslos ejércitos en general, sólo se puede adivinar, pero puedehan sido profundos. Por ejemplo, el objetivo de laVibrio cholerae toxina (CT) y Escherichia colicalor enterotoxina lábil (LT) es la fibrosis quísticaregulador de la conductancia transmembrana (CFTR) de proteína,cuya respuesta al TC conduce a la efusión de líquidoen el intestino. La proteína CFTR es necesario parala secreción de líquido en el intestino y en las vías respiratorias, ytejido intestinal de pacientes con fibrosis quísticano responde a la TC. Se ha sugerido que ladefectos en el gen CFTR que proporcionan resistencia a lael cólera puede haber dado lugar al mantenimiento de la defectuosagenes en la población humana y la corrientealta frecuencia de la mutación delta F508 (1 en 25),homocigotos para el que se desarrollan fibrosis quística. Esinteresante que la evidencia reciente sugiere que estemutación también puede proporcionar protección contra la infeccióncon Salmonella Typhi (Pier et al. 1998). Laasociación histórica de los agentes patógenos y sus huéspedes,y la naturaleza co-evolución de esta relación,también forman parte de la tríada huésped-patógeno y el medio ambienteque determina el resultado de una infección.Las definiciones anteriores de la virulencia a menudo derivados delos estudios más antiguos del clásico de bacterias patógenas ("Kochpostulados "), muchos de los cuales han sido controladospor las drogas de vacunación, la higiene, o antimicrobianos.Estas definiciones se han actualizado notablemente ("Falkow demolecular los postulados de Koch ") (Falkow 1988), perotodavía en gran parte centrada patógeno y se centróen una estrecha gama de determinantes de virulencia, tales como

exotoxinas de Corynebacterium diphtheriae yClostridium tetani.Uno de los temas más recientes, incluso haciendo caso omiso de acogida ylas interacciones del medio ambiente con el patógeno comodeterminantes de la enfermedad, ha hecho hincapié en que las bacteriasvirulencia es multifactorial, involucrando no sólo"Verdadero" o "genes de virulencia esenciales" que están directamenteresponsable de daño al huésped, sino también virulenceassociated "

genes "que regulan la virulencia esencialesgenes o es requisito para su expresión,secreción, o transformación, así como la virulencia "genes de estilo de vida ", que permiten a las bacterias para colonizarel anfitrión, evadir las defensas del huésped, el uso de factores del huéspedla supervivencia o la supervivencia intracelular (Wassenaar yGaastra 2001). Una analogía es un arma de fuego: las balaspueden ser considerados los genes de virulencia cierto, la pistolapueden ser considerados los genes asociados a virulencia,y el criminal puede ser considerado como el virulencelifestylegenes. Claramente, la inactivación de cualquiera de estostres elementos que detener las balas de matar a unvíctima, pero al final es que las balas que matan.Reconocimiento de la distinción de estos diferentes elementosevitará que algunas de las posibles confusionesque las interpretaciones defectuosas de experimental modernamétodos de producción. Virulencia bacteriana es por lo tanto másclaro que nunca reconocido como el verdaderamente complejo,fenómeno dinámico, cambiante y sorprendente frecuenciaque lo es.Este punto de vista de la virulencia bacteriana destaca bacterianala supervivencia y la propagación con éxito encondiciones potencialmente adversos en las características ecológicasnicho (s) en la que se han introducido oque se han adaptado, y toda la complejidad quesupervivencia exitosa implica. Desde esta perspectiva,genes de resistencia antimicrobiana puede contribuir avirulencia, ya que son los genes de virulencia estilo de vida quecontribuir a la supervivencia en ambientes que contienen antibióticos.CRÍTICA DE ACOGIDA-BACTERIASCOMUNICACIÓNDesde hace tiempo se reconoce que el resultado deinfección depende de varios pasos complejosprocesos que implican huésped, el patógeno, el medio ambiente,y sus interacciones. Sin embargo, la tendenciaha sido para los investigadores para abordar los problemas depatogénesis principalmente por la investigación de la virulenciaatributos del agente patógeno. Uno de los resultados deeste enfoque es que ahora tenemos un catálogo impresionantede genes de virulencia de patógenos bacterianos, perotenemos un largo camino por recorrer en la comprensión de los problemas dela regulación, el tiempo, interferencias, y la interacción con

estructuras de acogida y la fisiología. En los últimos años,los investigadores han tratado de corregir este desequilibrio,y hemos visto numerosas investigaciones depatógenos, ya sea en sus ambientes naturales de acogidao en ambientes in vitro que tratan de simular los aspectos de lael medio ambiente en vivo. No es de extrañar, por tanto,que un tema importante en la investigación de la patogénesis esque la comunicación entre bacterias, huésped y el ambientees un aspecto fundamental de la patogénesis. Estudiosen este campo han llevado a una nueva rama de la microbiología,es decir, celulares microbiología, que investigatransducción de señales bacterianas como una herramienta para caracterizaranfitrión vías de señalización.Las bacterias tienen una capacidad asombrosa para percibir sumedio ambiente y para responder rápidamente a ella. Bacteriahost-entorno de sistemas de comunicación que seimportante en la patogénesis puede incluir combinacionesde los sistemas bacterianos secreción de tipo III (SSTT),Tipo IV sistemas de secreción, el citoesqueleto de la célula huéspedreorganización, la detección de quórum de dos componentessistemas de regulación, y las respuestas al estrés. Los estudios deTTSSs han identificado una conservación de la secreciónaparatos y una notable diversidad en elfunciones efectoras mediadas por los sistemas ampliamenteinvestigar patógenos bacterianos, tales comoSalmonella, Shigella, E. coli enteropatógena(EPEC), E. coli enterohemorrágica (EHEC), yYersinia. Los efectores de la TTSSs se virulenciafactores que interactúan con los específicos de la célula huésped-estructurasy los factores que desencadenan complejos de la célula huésped, las vías(Gruenheid y Finlay, 2003).Claves para la ubicación de bacterias son tan diversos como la temperatura,pH, fase de crecimiento, la disponibilidad de nutrientes,los niveles de oxígeno, las concentraciones de iones, y quorumsensingmoléculas, o combinaciones de estas señales.Dependiendo del entorno, algunos de virulenciagenes pueden ser regulados hasta mientras que otros son regulados a la bajasólo para invertir en el medio ambientecambios. La regulación de la virulencia es complejo,con varios organismos reguladores a menudo el control de la expresiónde un gen particular virulencia y con coordenadasregulación de los genes cuyos productos son

requerido en las mismas circunstancias. La prácticaaplicación de saber cómo los genes de virulencia sonregulado es que la regulación es un objetivo potencial paranuevas moléculas inhibidoras sintético o natural.Un estudio reciente de Hentzer y sus colegas (2003)demostró de manera dramática cómo el sabotaje de labacteria-huésped sistema de comunicación puede ser utilizadopara atenuar la virulencia bacteriana. Estos investigadoresobjetivo de los circuitos de detección de quórum de P. aeruginosa,que se sabe que regulan la virulencia críticafactores en este organismo. Los investigadores demostraron

trado que un compuesto sintético furanona, C-30,era hostil hacia los sistemas de detección de quórumde P. aeruginosa. Los investigadores entonces utilizaronanálisis de transcriptoma para identificar 93 genes quese> por cinco afectados por la aplicación de la C-30 a unla cultura de P. aeruginosa, y señaló que 30 de 85C-30-reprimidos genes fueron quórum sensingcontrolledlos principales factores de virulencia. Adicionalexperimentos mostraron que el crecimiento de P. aeruginosabiofilms en presencia de la C-30 dio lugar a biofilmsque había perdido su resistencia a la SDS ytobramicina. Experimentos posteriores demostraronque C-30 fue eficaz frente a P. aeruginosa en elpulmones de ratones infectados: los ratones que fueron tratadoshabía contenido pulmonar bacteriana que eran, en promedio1 / 1, 000 los de los ratones no tratados. Datos alentadoresobtenidos durante el estudio incluye las observaciones queel efecto de la C-30 fue muy específico, ya que blancosólo las y los sensores de la BSR quórum, y fue efectivoen contra de ambos planctónicos y las culturas biofilm.Los autores sugieren que un ataque a la expresiónde la virulencia era poco probable que las presiones para crearmutantes resistentes a desarrollar.Nuevas señales reguladoras que son esenciales para la virulenciaexpresión están siendo identificados. Por ejemplo,el enterohemorrágica E. coli O157: H7 expresalos genes de la colonización codificado por el locus de enterocitoborramiento (LEE) en respuesta a una quorumsensingmolécula reguladora que fue inicialmente consideradoque se autoinductor 2 (AI-2) (Sperandio et al.

2001) pero ahora se ha demostrado que es un nuevo autoinductorllama AI-3 (Sperandio et al. 2003). Tanto AI-2y AI-3 requieren LuxS para su síntesis. Es interesanteque las hormonas epinefrina mamíferosnorepinefrina y tuvo el mismo efecto como AI-3 enla activación de los genes codificados en LEE (Sperandio et al.2003). Por otra parte, ya sea exógeno AI-3 o epinefrinapodría activar los genes LEE en una luxSantagonistas de mutantes, y la adrenalina puede bloquear esteactivación. Estos datos sugieren que la AI-3 y la adrenalinapuede utilizar la misma vía de señalización bacterianaen el cruce de conversaciones entre el huésped y el patógeno.Evidentemente, los factores que influyen en la adrenalina / noradrenalinacontenido en el intestino pueden desempeñar un importantepapel en la expresión de Lee y la virulencia de lagenes de ECEH. En P. aeruginosa, la detección de quórumla señal puede actuar directamente sobre las células huésped para estimularla producción de la citoquina proinflamatoria IL-8(Smith y Iglewski 2003). Será interesantever si de una manera análoga AI-3 tiene unefecto directo sobre las células del epitelio intestinal de acogida.De señalización que afecta a las vías de la apoptosis es anfitriónun aspecto común de la patogénesis de las enfermedades bacterianas.Productos bacterianos demostrado que induce apoptosisson proteínas de membrana externa, LPS, lipomannans,lipoarabinomannans, lipoproteínas, porinas, yciertas toxinas de proteínas. Los macrófagos, por su posesiónde los receptores de superficie de la bacteria conservacomponentes, tales como LPS, y las lipoproteínas, son altamentevulnerables, como la apoptosis puede ser desencadenada porreacciones con estos receptores.La apoptosis es una característica común de la patogénesis deuna amplia gama de patógenos tales como Salmonella,Shigella, Escherichia, Yersinia, Campylobacter,Pseudomonas, Chlamydia, Mycobacterium, Staphylococcus,Streptococcus y Listeria. Apoptosispuede proporcionar beneficios a la máquina por medio de reducirla respuesta inmune primaria lo que limitadaños debidos a la liberación excesiva de citoquinas ydestructivas enzimas de neutrófilos. Por otro lado,puede ser de utilidad para el parásito mediante la destrucción de acogidalas células de defensa como los macrófagos, promoviendo así la

la invasión bacteriana de los tejidos y la prolongacióninfección.Las bacterias son capaces de inducir la apoptosis mediante la estimulación demoléculas pro-apoptóticas o la inhibición de anti-apoptóticosmoléculas (Grassme et al. 2001). Activación directa depro-apoptóticos señales se ve en la infección por Shigellaflexneri, Salmonella y Staphylococcus aureus. S. flexneri utilizasu TTSS para inyectar las células M con el IPAB, que se une acaspasa 1 y activa su función proteolítica, lo quela inducción de apoptosis. La publicación simultánea de IL-1por las células M atrae a los neutrófilos, y los resultados enampliación de la unión entre las células epiteliales,facilitando así el acceso a la superficie basolateral delas células epiteliales, un sitio que es vulnerable a la invasión deS. flexneri. Salmonella Typhimurium también utiliza suTTSS para inyectar SipB, que activa la caspasa 1. Lamecanismos por los cuales S. aureus induce la apoptosisson menos conocidos, pero que implican la activaciónde las caspasas, junio-N-terminal quinasa (JNK), yesfingomielinasa ácida. Toxina alfa ha sido identificadocomo la proteína de estafilococos que inicia la apoptosis.A TTSS también cuenta en la inducción de la apoptosis enmacrófagos por Yersinia. Estas bacterias se activan tantolas vías pro-apoptóticas e inhibir anti-apoptóticosvías. La inyección de YopP (Y. enterocolitica) oYopJ (Y. pseudotuberculosis y Y. pestis) en los macrófagosactiva las caspasas e inhibe la activación deMAP quinasa quinasas y MAP quinasa, así comoNF? B. La inhibición de la translocación de NF? B enel núcleo hace que la supresión de la producción deTNF-alfa, un estimulador de la apoptosis.La intimina receptor translocado (Tir) de EPECha sido identificado como una molécula TTSS-entrega

que pueden desencadenar la apoptosis en cultivos de células epiteliales(Malish et al. 2003). Tir fue localizado en las mitocondrias,pero su mecanismo de inducción de la apoptosises desconocida. La toxina Shiga lesiones vasculares de acogidalas células endoteliales mediante un mecanismo de apoptosis(Erwert et al. 2003). Esta actividad depende de lala subunidad A de la toxina y se lleva a cabo mediante la inhibiciónde MCI-1, un miembro de la familia Bcl-2 de antiapoptótico

las proteínas. P. aeruginosa depende de suTTSS a un máximo de regular la expresión en la superficie decélulas epiteliales de CD95/CD95 ligando, el receptor /ligando par que estimula la apoptosis a través de la señalizaciónde las caspasas.El resultado final de los cambios apoptóticos varía en eldiferentes infecciones. Por ejemplo, la apoptosis desencadenadapor P. aeruginosa parece ser crítica para lade defensa del huésped contra la infección de los pulmones, presumiblemente porla promoción de la fagocitosis de las bacterias que están empaquetadosen cuerpos apoptóticos (Cannon et al. 2003). Ladébil respuesta inflamatoria implicados en la apoptosisTambién puede ser beneficioso para el tejido infectado y elanfitrión. En el intestino, la eliminación de los invasoresbacterias patógenas por una mayor tasa de apoptosisde las células intestinales pueden ser un importantemecanismo para la eliminación de patógenos tales comoEPEC (Malish et al. 2003). Al mismo tiempo, más profundolos tejidos pueden ser vulnerables a la invasión delas bacterias intestinales. En cambio, la apoptosis por S.flexneri es un aspecto crítico de la infección por la bacteria.Es necesario para la invasión de la mucosa intestinalepitelio.Las células huésped también tienen mecanismos para elaborarla identificación de las estructuras conservadas de bacterias y de reinstalaciónesta información a las vías que responden a laspresencia de bacterias. Los receptores de reconocimiento de patrones(RRP) en la superficie de las células inmunes innatas permitenel reconocimiento de los agentes infecciosos a través dela posesión de moleculares asociados a patógenospatrones (PAMP), tales como LPS, lipoproteínas, peptidoglicanos,y el ADN con CpG no metiladosmotivos. Incluido entre los derechos y responsabilidades parentales son los Toll-likereceptores (TLRs), que son de transducción de señalesproteínas que, entre otras acciones, activar la secreción dede citoquinas a través de la activación de la transcripciónfactor NF? B. La señalización de los TLR se produce principalmentea través de la molécula adaptadora MyD88.Recientemente, otra molécula adaptadora (rif) fuedemostrado ser necesarios para las señales que conducen a la producciónde interferón-? tras la activación de TLR3 oTLR4. TLR3 detecta ARN de doble cadena, TLR4

reconoce LPS, y TLR2 reconoce lipoproteínas,peptidoglicanos y ácido lipoteicoico. Flagelinase une a TLR5 y provoca la liberación de IL-8 delas células epiteliales intestinales. Es interesante que TLR5se expresa en la basolateral y no en la apicalsuperficie de las células epiteliales intestinales de manera que la alarmasuena cuando la invasión bacteriana se haocurrido o productos bacterianos han llegado a estasitio. CpG-ADN interactúa con TLR9, que se encuentraintracelularmente en lugar de en la superficie celular.La internalización de la maduración de CpG-ADN y endosomalson necesarios para la activación de TLR9(Ahmad-Nejad et al. 2002).Los TLRs ayudar a vincular la inmunidad innatarespuesta con la respuesta inmune adquirida, comomacrófagos y células dendríticas que el contactopatógenos se activan, provocando la regulaciónde moléculas co-estimuladoras de la superficie celular, así comoclase I y II complejo mayor de histocompatibilidad(MHC). Expresión diferencial deTLR sobre los distintos tipos de células de la innatasistema inmunitario y las diferencias en las señales quese generan permiten un sistema en el que el tipodel agente patógeno que se encuentra se encuentra con laTh1 o respuesta apropiada Th2 (Wagner 2002).La respuesta inmune innata que se producen después deunión del patógeno a un TLR incluyen el asesinato de lapatógeno a través de compuestos antimicrobianos,como el óxido nítrico en los macrófagos y los antibióticospéptidos en la superficie de las células epiteliales (SielingModlin y 2002). La respuesta inmune adaptativa seinfluencia a través de la activación de la proliferación de células B,liberación de quimiocinas, y adyuvante efectosdel PAMP.LA PROMESA DE LA GENÓMICA"El enorme flujo de información del genomalos proyectos de secuenciación está revolucionando la ciencia de lapatogénesis, que van desde la comprensión de la mayoría de losaspectos básicos de genes contenido en la descripción del reguladorredes de expresión de genes de virulencia, alla investigación de los patrones globales de respuesta del huésped ainfección ", dice Whittam y Bumbaugh (2002).

Examinar las diferencias en los genes específicos entre unpatógenos y no patógeno estrechamente relacionado, oentre los padres y su descendencia con un nulo específicosmutación, ha sido un enfoque valioso para la identificaciónde genes de virulencia. La tasa de reconocimiento degenes de virulencia potencial está aumentando dramáticamentecomo las secuencias de genoma están ahora disponibles para más de doscien bacterias, y los datos genómicos y de microarraysanálisis son ahora frecuentemente se combina con rapidezidentificar cientos de posibles factores de virulenciaal mismo tiempo. Sin embargo, estos virulencia

factores tendrán que ser probados por separado para evaluarsu papel en la virulencia.La genómica funcional se puede utilizar para investigarel transcriptoma en condiciones específicas. Datosde los estudios del transcriptoma están comenzando a llevar auna mejor comprensión de la membresía en la virulenciaregulons y la identificación de los complejos ambientalesseñales que modulan la expresión de la virulencia.Idealmente, el ARNm de bacterias recogidas de tejidos infectadossería examinada. Sin embargo, la relativamente bajanúmero de bacterias en la mayoría de los tejidos infectados, relativamentepequeñas cantidades de bacterias en comparación conanfitrión de ARN, y la inestabilidad del ARNm bacteriana queeste enfoque práctico para la mayoría de las infecciones.Por lo tanto, ha sido necesario el uso de la amplificaciónmetodologías, como la captura seleccionada de transcripciónsecuencias (Escocia) o para su uso en condiciones in vitropara simular el entorno en vivo. Uno de los retosen estos estudios es para simular con precisión elmicroambiente de acogida. En la actualidad, es común que lossólo uno o dos aspectos de ese entorno que seexaminado en las simulaciones (por ejemplo, la temperatura, el hierroconcentración, pH). Es probable que mucho más complejosimulaciones se intentará en el futuro.La genómica comparativa comprendiendo la comparación deORFs del genoma ha sido un valioso punto de partidaen la identificación de genes de virulencia. Por ejemplo, uncomparación de los genomas de patógenos Listeriamonocytogenes y los patógenos estrechamente relacionadosL. innocua identificaron 270 genes que se

específicos a L. monocytogenes y 149 que son específicasde L. innocua (Buchrieser et al. 2003). Estosgenes estaban presentes en la codificación de las regiones que estaban dispersosen los genomas, pero por lo general diferentes en G+ C el contenido que el 34% de Listeria específicosgenes. El análisis no se ha identificado hasta ahora renovada virulenciagenes. También hay estudios interesantes enmanera que aprovechar el conocimiento de la E. coli O157: H7genoma y la virulencia comparativo de otrosECEH para identificar los genes que están asociados con laextrema virulencia de ECEH O157 en comparación conotros STEC (MA Karmali, comunicación personal).Datos genómicos en combinación con microarraystecnologías a veces se han utilizado para la sonda no estásólo el metabolismo bacteriano en la acogida, sino también de acogidacambios en la respuesta a la presencia de la bacteria.La enorme cantidad de datos generados en estosestudios es a menudo todo un reto para el análisis yinterpretación. Por lo general, un gran número de genes eshasta reguladas y regulado a la baja, y es difícilpara distinguir primaria de respuestas secundarias.El momento en que se hace una lectura del ARNmtambién críticos como demasiado tiempo un retraso puede revelar sólo lael estado de equilibrio después de la mayor parte de la serie de respuestas porbacterias y el anfitrión se ha completado. Al igual que en vivotecnología de expresión (FPI), estos análisis identificargenes que se expresan en determinadas condiciones, ylas pruebas posteriores que se necesita para determinar el subconjuntode estos genes es esencial para la infección de lade acogida y de la enfermedad.La minería de datos del genoma completo e incompletosecuencias se ha utilizado para generar información valiosa,de la virulencia relacionados con los genes en las bacterias. Paraejemplo, 21 nuevas secuencias que podrían codificarADP-ribosiltransferasa actividad fueron identificados poreste método en las bacterias tan diversas como Streptococcuspyogenes, Mycobacterium avium, SalmonellaPneumoniae typhi, y Mycoplasma (Pallen et al.2001). Hay, sin embargo, una gran brecha entreanálisis genómico y genómica funcional. Esejemplificado por el hecho de que sólo un 60% de lagenes de la E. coli y el 56% de los genes de P. aeruginosa

tiene una función conocida. Además, la presencia desecuencias de genes no significa necesariamente queproteínas funcionales se producen.Evolución de los patógenos-PERSPECTIVAS EN EL CAMINOADELANTEEstudios sobre la evolución de las bacterias patógenas handemostrado que muchas han surgido por "saltos cuánticos"de nonpathogens como resultado de la adquisición debloques de material genético (que a veces son muygrande) en lugar de por las mutaciones progresivas de las actualesgenes. Un gran número de virulencia esencialesgenes se encuentran en una variedad de elementos genéticos móviles(Bacteriófagos, plásmidos, transposones) quese han extendido de fuentes microbianastravés de la transformación, transducción o conjugación,o combinaciones de estos procesos. Ladescubrimiento de bloques de genes de virulencia en el patógenoislas en el fago cromosómicas inserción en calientepuntos ha sido una de las mayores sorpresas en los últimos añosaño, lo que refuerza el concepto de que la evolución de lavirulencia puede ser caracterizada en muchos casos como undramático proceso de "evolución por sacudidas" en lugar decomo un proceso lento, a largo plazo, el refinamiento progresivo (puntomutaciones, reordenamientos) de genes existentes paramejorar la supervivencia en diferentes nichos (aunque esto esTambién es importante). Análisis clonal de las poblaciones bacterianasse ha utilizado para caracterizar los diferenteslos tiempos y las poblaciones en las que estos dramáticoslos cambios ocurridos.

Por ejemplo, Salmonella se desarrolló como un patógenoen los últimos cien millones de años en tresfases distintas, y sigue evolucionando. Su infecciónpor bacteriófagos pueden haber jugado un papel vitalpapel en este proceso (Figueroa-Bossi et al. 2001).La primera fase de esta adquisición, la evolución involucradospatogenicidad de Salmonella una isla (SPI 1).Salmonella enterica se separaron de S. bongoripor la adquisición de una isla de patogenicidad segundo(SPI 2). La fase final fue importante el proceso deramificación en grupos filogenéticos distintos, con un

dramática expansión de S. enterica subsp. I enanimales de sangre caliente (Bäumler et al. 1998). Lopor lo tanto puede haber evolucionado a partir de un dinosaurio en unpatógeno de mamíferos. Algunos subsp. Yo serotiposya adquirido el plásmido de virulencia de Salmonella,que es característico de los grandes host adaptadoserotipos, así como el más virulento de lano-host-adaptado serotipos Enteritidis yTyphimurium. Posesión del plásmido de virulenciay su operón spv hace que estos serotipos en particularpatógenos (Bäumler et al. 2000).La base de la adaptación de acogida aún más marcadade determinados serotipos de Salmonella no está claropero puede estar relacionada con la plasticidad relativa de laGenoma de Salmonella otorgada por fagos mediada portransferencia de un pequeño número de host de virulencia específicosfactores (Rabsch et al. 2002). Es en parte una funciónde la presencia de diferentes tipos de fimbrias específicasadhesinas que reconocen la superficie intestinal. Paraejemplo, S. typhimurium fagotipo definitivo(DT) 49 y DT104 parecen tener una gran gamaamplia. Sin embargo, por el contrario, en palomas, S.Typhimurium var. Copenhague es considerada como unaespecíficamente adaptados subtipo, con DT2 y DT99estar aislado casi exclusivamente de esta especieen Europa y América del Norte (Rabsch et al. 2002).Ciertas cepas de S. typhimurium, en particular,DT40 y DT160, puede haberse convertido en adaptarse a lasespecies de aves cantoras.No sólo ha transferencia horizontal de genes a través deelementos genéticos móviles jugaron un papel clave en laevolución de la virulencia, pero muchas especies de bacteriasson naturalmente competente para las moléculas de ADN, de modo queADN tomado de bacterias lisadas en microcoloniaspuede conducir a través de la recombinación homólogaa los genes mosaico que puede dar una ventaja asu huésped. Esto puede tener tanto a largo como a corto plazobeneficios para el organismo. Un ejemplo clásico debeneficio inmediato es la formación de antigénicamentedistintas variantes de adhesinas fimbriales por Neisseriagonorrhoeae seleccionados por la respuesta inmunede la sede del tipo antigénico edad mayor.

En otros casos, ha habido una acumulación ordenadade genes de virulencia relacionados con la transferencia horizontal.Esto ha sido demostrado por V. cholerae, ECEH, yEPEC. En EPEC y EHEC, no ha sido claropruebas de selección para aumentar la virulencia entiempo (Reid et al. 2000). Las principales ventajas de lacapacidad de inducir diarrea en el huésped se presumea un aumento en las oportunidades para la adquisición deADN en el intestino como resultado la colonización en las grandesnúmero de especies patógenas de E. coli y la transmisión mejoradade bacterias en las heces de líquidos. Es posible quehay coevolución de mayor aptitud, pero este aspectono se ha explorado.Bacteriófagos codifican la virulencia muchos, sobre todotoxinas, los genes. Los ejemplos clásicos incluyen botulínicatoxina, la toxina del cólera, la toxina de la difteria, la toxina Shiga,y los genes superantígenos de S. aureus y S. pyogenes.Los fagos también puede transferir patogenicidadislas. La recombinación extensa que es característicade los bacteriófagos pueden explicar la variedad degenes relacionados con la toxina que puede codificar. Plásmidospueden llevar genes de virulencia que se pueden transferirtravés de la conjugación y, además, los plásmidos comúnmentellevar a las secuencias de inserción o de transposones quepuede movilizar más genes de virulencia en el cromosomao de otros plásmidos. Plásmidos, transposones,e integrones que puede llevar a resistencia a los antimicrobianosgenes, algunos de los cuales pueden estar relacionados con la virulenciagenes, aumento de la sugerencia de que el uso de antimicrobianosdrogas en los animales puede conducir no sólo a la evoluciónde la resistencia, sino posiblemente también la evolución de laagentes patógenos. Los mecanismos del cambio bacterianas sonel mismo.La amplia difusión de las familias de la virulenciagenes no relacionados en las poblaciones de bacterias puede serexplica por la transferencia horizontal. Un ejemplo es eltiol activado colesterol vinculante citolisinas encontradoparticularmente entre las bacterias gram positivas (por ejemplo, listeriolisina,perfringolysin, pyolysin, estreptolisina).Hay una competencia inherente entre la capacidadde una bacteria a evolucionar a través de la adquisición de la virulenciagenes horizontal y aptitud a través de los genes

mutación y reorganización, y la necesidad de mantenerla integridad del genoma a través de la estabilizaciónmecanismos de reparación del ADN la mutación, el ADNrestricción o modificación, y otras barreras genéticas.Caracterizada por su diversidad de los ejércitos,su capacidad para causar enfermedades muy diversas, sucapacidad de colonizar diferentes nichos ecológicos, osu capacidad para adquirir resistencia a los antimicrobianosgenes, los agentes patógenos de éxito, como E. coli ySalmonella enterica se puede concluir que unala capacidad inherente mayor a evolucionar, por ejemplo

a través de una mayor tendencia a desarrollar mutadormutantes defectuosos en la reparación del ADN, que algunos tal vezmás clásicas, pero sin duda importancia ahorapatógenos tales como Erysipelothrix rhusiopathiae.A veces hay un equilibrio entre virulenciay la supervivencia fuera del huésped, como en el caso deShigella y el gen de la CADA. El gen de la CADA en cadade las especies de Shigella ha sido inactivado de forma independiente(Day et al. 2001). El CADA codifica lisinadescarboxilasa cuya actividad resulta en la producciónde la cadaverina, que bloquea la acción de enterotoxinasde Shigella, Shigella inhibe inducida por polimorfonuclearesla migración de leucocitos, e interfiere con laescapar del fagolisosoma. Esto se consideraque es una mutación pathoadaptive (una mutación queaumenta la supervivencia mediante la modificación de los rasgos queinterferir con los factores que son necesarios para la supervivencia enlos tejidos del huésped). El gen es retenida por E. coli y seprobablemente valiosa en ambientes fuera del huésped.También hay casos en la evolución deagentes patógenos en la infección de los animales puede serconsiderado casi accidental. Por ejemplo, elcapacidad de las bacterias para sobrevivir e incluso a vecesprosperar en el entorno de los macrófagos como facultativospatógenos intracelulares pueden haber sido previamentedesarrollado por la selección para su supervivencia en las amebas;Legionella pneumophila es un ejemplo clásico.Otros agentes patógenos, de los cuales P. aeruginosa es el mejorejemplo, probablemente evolucionaron inicialmente como patógenos de las plantaspero el uso de los mismos factores de virulencia en la causa de la enfermedaden los animales.ReferenciasAhmad-Nejad, P., H. Hacker, Rutz M., S. Bauer, R.M. Vabulas, y Wagner H.. 2002. Bacteriano

CpG-ADN y lipopolisacáridos activanLos receptores tipo Toll en distintos compartimentos celulares.De euros. J. Immunol. 32:1958-1968.Bäumler, A. J., R. M. Tsolis y F. Heffron. 2000.Mecanismos de virulencia de Salmonella y subase genética. En Salmonella en los animales domésticos.C. Wray y A. Wray (eds.). CABI Publishing,Wallingford, Oxon, pp 57-72.Bäumler, AJ, Tsolis RM, Ficht TA, y LGAdams. 1998. Evolución de la adaptación de acogida enSalmonella enterica. Infección e Inmunidad66:4579-4587.Buchrieser, C., C. Rusniok, Kunst F., P. Cossart, P.Glaser, y el Consorcio de Listeria. 2003. Comparaciónde las secuencias del genoma de Listeria monocytogenesy Listeria innocua: claves para la evolución ypatogenicidad. FEMS Immunol. Medicina Microbiol.35:207-213.Cannon, CL, MP Kowalski, Stopak KS, y G.B. Pier. 2003. Pseudomonas aeruginosa-inducidoapoptosis es defectuoso en las células epiteliales respiratoriasexpresando transmembrana mutante fibrosis quísticaregulador de la conductancia. Am. J. Respir. Celular Mol.Biol. 29:188-197.Día, WA, Jr., RE Fernandez, y AT Maurelli.2001. Pathoadaptive mutaciones que aumentan la virulencia:organización genética de las regiones de la CADAShigella spp. Infectar. Immun. 69:7471-7480.D'Hauteville, H., S. Khan, Maskell DJ, A. Kussak,A. Weintraub, J. Mathison, R. J. Ulevitch, N.Wuscher, C. Parsot y P. J. Sansonetti. 2002. DosmsbB genes que codifican la máxima acilación del lípido Ason necesarios para la invasión Shigella flexneri para mediarla ruptura y la destrucción inflamatoria de laepitelio intestinal. J. Immunol. 168:5240-5251.Erwert, RD, KT Eiting, JC Tupper, RK Winn,J. M. Harlan, y D. D. Bannerman. 2003. ShigaLa toxina provoca una disminución de expresión de la anti-apoptóticasproteínas MCL-1 coincidiendo con el iniciode la apoptosis endotelial. Microb. Pathog. 35:87-93.Falkow, S. 1988. Molecular los postulados de Koch aplicadade patogenicidad microbiana. Rev. infectar. Dis.10: S274-S276.Figueroa-Bossi, N., S. Uzzau, Maloriol D. y L.Bossi. 2001. Surtido variable de profagosofrece un repertorio de patógenos transmisiblesdeterminantes en Salmonella. Mol. Microbiol.

39:260-271.Finlay, B. B. y S. Falkow. 1997. Temas comunesen la patogenicidad microbiana revisado. Microbiol.Mol. Biol. Rev. 61:136-169.Grassme, H., V. Jendrossek y Gulbins E.. 2001.Mecanismos moleculares de la apoptosis inducida por las bacterias.Apoptosis 6:441-445.Gruenheid, S. y B. B. Finlay. 2003. Microbianopatogénesis y la función del citoesqueleto. Naturaleza422:775-781.Hauck, C. R. 2002. Los receptores de adhesión celularseñalización de la capacidad y la explotación por parte de las bacteriasagentes patógenos. Medicina Microbiol. Immunol. (Berl).191:55-62.Hentzer, M., H. Wu, JB Andersen, K. Riedel, la tuberculosisRasmussen, N. Bagge, N. Kumar, M. A. Schembri, Z.Canción, P. Kristoffersen, M. Manefield, JW Costerton,S. Molin, Eberl L., P. Steinberg, S. Kjelleberg, N.Hoiby, y Givskov M.. 2003. Atenuación de laPseudomonas aeruginosa virulencia por la detección de quóruminhibidores. EMBO J.22 :3803-3815.Malish, H. R., N. L. Freeman, D. V. Zurawski, P.Chowrashi, J. C. Ayoob, J. W. Sanger, J. y M.Sanger. 2003. Papel potencial de la EPEC translocadointimina receptor (Tir) en la apoptosis de acogidaeventos. Apoptosis 8:179-190.

Evolución de la virulencia bacterianaP. BoerlinAnimales y seres humanos constituyen un medio ambiente adecuadopara muchos patógenos microbianos, pero nocivos de laefectos de la colonización y la explotación de laanfitrión en última instancia, puede también afectar a los microorganismossí mismo. Maneras por lo tanto, los patógenos han evolucionado para aprovecharventaja de su anfitrión, sin comprometer supropia supervivencia y la multiplicación (por ejemplo, para mantener unalto nivel de condición física en términos de biología de la población).El sentido común sugiere que la evolución general detendencia de los microorganismos patógenos quese hacia comensalismo. Los altos niveles de virulenciaSería un signo de la colonización reciente de un nuevo huéspedpor una especie microbiana. Cuanto más tiempo un microorganismopersiste y se asocia con una especie huésped, menos elvirulentas que se convertiría en hasta alcanzar el clímaxde commensalisms. Por desgracia, esta bastante simplerazonamiento no se ajusta a la historia natural demuchos patógenos.Una relación positiva entre los niveles de virulenciay la transmisibilidad de los microorganismos en consecuencia, hase ha postulado para dar cabida alas inconsistencias de la teoría del sentido común.Los estudios experimentales y de observación sobre algunospatógenos importantes que muestran que muy virulentamicroorganismos a menudo son fácilmente transmisibles,mientras que las menos virulentas son más difíciles o con menos frecuenciatransmisión tienden a apoyar esta hipótesisconoce como hipótesis de Ewald (Ewald, 1993).Sin embargo, la realidad de las enfermedades infecciosas sigue siendomás compleja, y esta teoría no es capaz de explicarmuchos casos de la virulencia y patrones de transmisiónobservados en el campo (Levin 1996; Ebert y el Toro2003).Los factores que influyen en la evolución de la virulenciason múltiples y muchos aún no se han estudiado.Por ejemplo, el papel exacto de la ecología en elencuentros e interacciones entre los hosts ypatógenos tiene que ser aclarado. Esto es particularmentecierto para patógenos oportunistas, en el que la virulenciapuede ser fortuito. La influencia de la variabilidad del huésped

sobre la evolución de la virulencia También queda porexplorado. Esta variabilidad es muy amplia y se extiendede la variabilidad dentro de cada huésped (considerarlas numerosas posibles ubicaciones anatómicas de unpatógeno en un huésped) a la variabilidad entre el huésped,que incluso puede abarcar la variabilidadentre las especies de acogida para los patógenos multihost(Pfennig 2001;. Woolhouse et al 2001).Los mecanismos que gobiernan la evolución de unmicroorganismo a un organismo especializado o hacia una generalizadapatógeno multihost son complejas. La adaptacióna un nuevo huésped, en algunos casos abarcan unaequilibrio entre el desarrollo de la virulencia en unnuevo huésped y la pérdida de virulencia y de fitness en un anteriorde acogida, lo que conduce a la aparición de nuevos especializadaclones y en última instancia de la nueva sede adaptadoespecies (Pfennig 2001). Por otra parte, los patógenos puedendesarrollar un constante polimorfismo genético fuerteque los individuos adaptarse a un nuevo huésped y nuevas situacionesestará presente en cada población, ampliando asíel rango de hospederos del patógeno (Pfennig 2001;Woolhouse et al. 2001).Un patógeno también puede evolucionar distinta virulencia muchosmecanismos y expresarlas en elel nivel requerido sólo bajo ciertas condiciones,en función de su anfitrión actual o el medio ambiente (un fenómenollamado polifenismo en biología de la evolución).Por lo tanto, no sólo los factores de virulencia de un patógenoper se, sino también su regulación están sujetas a la evoluciónrestricciones (Pfennig 2001). Competenciaentre los microorganismos de un host o una ecológicalugar dentro de esta máquina es otro factor importanteimpulsando la evolución de la virulencia de algunosagentes patógenos. Por último, la influencia de la coevolución de

as poblaciones de acogida, junto con las poblaciones de patógenossigue siendo un tema aún poco estudiado.A la luz de todo esto, debe quedar claro que lacomplejidad de los mecanismos que rigen la evoluciónde la virulencia es cierto para superar la simplicidadde los modelos teóricos actuales (Ebert y el Toro2003). Numerosos descubrimientos que cabe esperar eneste campo, incluyendo el desarrollo de estrategias para

manipular la evolución de la virulencia (Ewald et al.1998, Ebert y Toro 2003).Estructuras de población yPlasticidad del genoma: SEXO EN ELBACTERIASTres modos principales de la evolución están disponibles paralas bacterias con el fin de mantener la variabilidad y adaptabilidada nuevos entornos (Moschhäuser et al.2000): secuencia de cambio local a través de mutaciones,Reordenamientos de ADN, y la adquisición de ADN (horizontalla transferencia de genes, o HGT). Estos mecanismosparecen ser facilitado por la presencia de los llamadosmutador de fallos en su control de las cepas de ADNreplicación de la fidelidad en muchas poblaciones de bacterias naturales(Rainey 1999;. Giraud et al 2001). Bacterianoespecies varían grandemente en su capacidad de aceptar extranjerosADN e integrarla en su propio genoma. Aamplia diversidad de comportamientos genéticos por lo tanto, puedese observa en las poblaciones naturales de bacteriasagentes patógenos, que van desde totalmente clonal de panmícticala población (es decir, las poblaciones con el azarel intercambio y la reordenación de los determinantes genéticos),una reminiscencia de las estructuras de población encontradoen eucariotas con un ciclo de reproducción sexual(Spratt y la doncella, 1999). A pesar de esta aparentegama de comportamientos evolutivos, los avancestrajo en la genética de la población por la nueva molecularherramientas de la biología demuestran que las bacterias se basan principalmenteen HGT de los pasos más importantes en su evolución(Lawrence y Ochman, 1998; Fitzgerald yMusser 2001), en particular con respecto a la evoluciónde la virulencia (Ziehbuhr et al 1999;. Ochman etal. 2000). Mutaciones y reordenamientos internosparecen ser los determinantes más lento de la evolución enbacterias, la mayoría dependientes de la microevolución y enpuesta a punto o en la emergencia a través de pathoadaptativeLas mutaciones de los clones con especialcaracterísticas o la distribución en lugar de en las principalesmacroevolutivo pasos.HGT está mediada por tres mecanismos de transferencia de los principales(Para una fuente general de las referencias en estetema, consulte Syvanen y Kado 2002): la transformación(Captación directa de ADN desnudo por la bacteria competente),transducción (infección a través de un bacteriófago),y la conjugación (transferencia directa de plásmidoo ADN cromosómico entre un donante y un receptorbacteria). Algunos ejemplos de los tres mecanismos

se sabe o se sospecha en relación con la transferencia dedeterminantes de virulencia. Después de la transferencia, en el extranjeroADN primero tiene que ser estabilizado y se replica de manera eficiente,y la segunda que se expresa de manera adecuada.Por último, los caracteres adquiridos tienen que ser fijosen la población de acogida bacteriana nuevo. En el caso detransformación, el primer paso que debe sucedermediante recombinación homóloga en lugar demediante la incorporación ilegítima, por lo que por lo general limitanel rango de novedad introducida en el receptora los genes de las bacterias estrechamente relacionadas.A través de su reproducción codificado internamente yfunciones de integración, los fagos, plásmidos y conjugativotransposones parecen ser capaces de transferir yestabilizar los nuevos genes de los donantes más distantes ydesempeñar un papel más importante en la evolución de la virulencia.Debido a la ventaja selectiva de la coordinación deregulación de los genes transferidos en grupos o comoparte de operones conjunto tienen más posibilidades de ser fijoen un nuevo host de un solo gen (Lawrence, 1997).Esto conduce a la formación de la llamada genómicaislas (Hacker y Carniel 2001), un fenómenoobserva con frecuencia de los genes de virulencia, que sonregional agrupadas dentro de las islas de patogenicidad,que se discuten a continuación. Las mutaciones, reordenamientos,y recombinaciones dentro del genoma de lanuevo huésped (por ejemplo, la supresión de nocivosgenes) son posteriormente responsable de la puesta a puntola expresión de las características de virulencia recién adquiridos(Ziehbuhr et al. 1999).Las islas de patogenicidad: NOUn lugar para la diversiónLas islas de patogenicidad (PAI) representar a unacaso de las islas genómicas en bacterias patógenas.Fueron descubiertos por primera vez en uropatógenos yEscherichia coli enteropatógena, pero ahora hanse ha descrito en muchas otras bacterias gram-negativas ygram-positivos patógenos de humanos, animales,y las plantas. Se trata de especies animales patógenostales como las diversas categorías de E. coli patógena,Salmonella enterica, varias especies de Yersinia,Dichelobacter nodosus, Bacteroides fragilis,Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes,Listeria ivanovii, y Clostridium difficile (Hackery Kaper, 2000). Debido al importante papel de HGT enla evolución y el surgimiento de la virulencia, la lista esespera una rápida expansión en el futuro. Diverso

actores de virulencia son codificadas por País, queincluyen toxinas, superantígenos, adhesinas, invasinas,sistemas de captación de hierro, tipo III y la secreción de tipo IVsistemas, y muchos otros efectores que modulan lacomportamiento de las células huésped (Hacker y Kaper, 2000).Al lado de los genes de virulencia específicos, por lo general PAIscomparten características que son comunes a otrostipo de islas genómicas (Hacker y Kaper, 2000;cuadro 2.1). La transferencia horizontal pasado es generalmente evidenteen el contenido de G + C y el uso de codones en el PAI,que difieran de las del ADN genómico núcleode su huésped bacteriano. Estas diferencias tienden adisminuir con el tiempo y desaparecer por completo en muyPAI de edad. Estructuras de mosaico son a menudo evidente enPAI, demostrando que se recombinan múltipleseventos en el curso de la adaptación delas bacterias patógenas a sus anfitriones. Los mecanismos exactosde la transferencia horizontal de los PAI no son asíentendido. Sin embargo, la presencia de algunos bacteriófagosgenes de la integrasa o sus restos en el PAI,así como su propensión (similar a la defagos) que se inserta en la proximidad directa degenes tRNA sugieren que la transferencia PAI puede estar relacionadode fago de transducción. Diferentes niveles de estabilidadSe han observado entre los numerosos PAIsconocidos hasta la fecha. Algunos los PAI son móviles y relativamentede plástico, mientras que otros sólo tienen funcionalrestos de los genes de la movilidad y parecen estar sujetosa los eventos de recombinación menor. Genes de la integrasa,transposasa genes y las secuencias de inserción dentro dePAI, así como repeticiones directas en sus extremos se suponepara permitir que el PAI en las primeras etapas de suevolución para adaptar sus estructuras y funciones delas necesidades de sus huéspedes bacterianos o nuevas a la variablemedio ambiente encontrado durante su vidaciclo. Algunos autores también han sugerido que los PAIpuede estabilizar en el tiempo de forma paralela a la adaptaciónde sus funciones y de su reglamentación para suhost (Hacker y Kaper, 2000). Por ejemplo,la localización cromosómica de los PAIs puede permitirsu reproducción estable y partición, fijandocaracterísticas ventajosas.

Los agentes patógenos han encontrado muchas maneras de optimizarla expresión de genes de virulencia de PAIS. En elcaso más simple, el regulador de los genes responsables dela expresión de factores de virulencia de un PAI puede serubicado en el PAI. Sin embargo, también pueden a vecesse encuentran en otras localizaciones cromosómicas oen los plásmidos. Diafonía entre los diferentes PAIsIncluso se ha observado, con los genes reguladores de unPAI se encuentra en otro PAI, probablemente adquirida en unatiempo diferente en la evolución del patógeno(Ahmer et al. 1999). Como para muchos otros en horizontaltransferir los elementos, el origen extranjero del País esorigen definido, pero su exacta generalmente no hansido claramente dilucidado.ILUSTRACIONES DE VIRULENCIAEVOLUCIÓNEvolución clonal y en paralelo deVirulencia en Salmonella y E. coliLos géneros Escherichia y Salmonella están estrechamenterelacionados y comparten un ancestro común, que se presumehaber sido una bacteria comensal adaptadocon el medio ambiente intestinal de los animales. Después deactores de virulencia son codificadas por País, queincluyen toxinas, superantígenos, adhesinas, invasinas,sistemas de captación de hierro, tipo III y la secreción de tipo IVsistemas, y muchos otros efectores que modulan lacomportamiento de las células huésped (Hacker y Kaper, 2000).Al lado de los genes de virulencia específicos, por lo general PAIscomparten características que son comunes a otrostipo de islas genómicas (Hacker y Kaper, 2000;cuadro 2.1). La transferencia horizontal pasado es generalmente evidenteen el contenido de G + C y el uso de codones en el PAI,que difieran de las del ADN genómico núcleode su huésped bacteriano. Estas diferencias tienden adisminuir con el tiempo y desaparecer por completo en muyPAI de edad. Estructuras de mosaico son a menudo evidente enPAI, demostrando que se recombinan múltipleseventos en el curso de la adaptación delas bacterias patógenas a sus anfitriones. Los mecanismos exactosde la transferencia horizontal de los PAI no son asíentendido. Sin embargo, la presencia de algunos bacteriófagosgenes de la integrasa o sus restos en el PAI,

así como su propensión (similar a la defagos) que se inserta en la proximidad directa degenes tRNA sugieren que la transferencia PAI puede estar relacionadode fago de transducción. Diferentes niveles de estabilidadSe han observado entre los numerosos PAIsconocidos hasta la fecha. Algunos los PAI son móviles y relativamentede plástico, mientras que otros sólo tienen funcionalrestos de los genes de la movilidad y parecen estar sujetosa los eventos de recombinación menor. Genes de la integrasa,transposasa genes y las secuencias de inserción dentro dePAI, así como repeticiones directas en sus extremos se suponepara permitir que el PAI en las primeras etapas de suevolución para adaptar sus estructuras y funciones delas necesidades de sus huéspedes bacterianos o nuevas a la variablemedio ambiente encontrado durante su vidaciclo. Algunos autores también han sugerido que los PAIpuede estabilizar en el tiempo de forma paralela a la adaptaciónde sus funciones y de su reglamentación para suhost (Hacker y Kaper, 2000). Por ejemplo,la localización cromosómica de los PAIs puede permitirsu reproducción estable y partición, fijandocaracterísticas ventajosas.Los agentes patógenos han encontrado muchas maneras de optimizarla expresión de genes de virulencia de PAIS. En elcaso más simple, el regulador de los genes responsables dela expresión de factores de virulencia de un PAI puede serubicado en el PAI. Sin embargo, también pueden a vecesse encuentran en otras localizaciones cromosómicas oen los plásmidos. Diafonía entre los diferentes PAIsIncluso se ha observado, con los genes reguladores de unPAI se encuentra en otro PAI, probablemente adquirida en unatiempo diferente en la evolución del patógeno(Ahmer et al. 1999). Como para muchos otros en horizontaltransferir los elementos, el origen extranjero del País esorigen definido, pero su exacta generalmente no hansido claramente dilucidado.ILUSTRACIONES DE VIRULENCIAEVOLUCIÓNEvolución clonal y en paralelo deVirulencia en Salmonella y E. coliLos géneros Escherichia y Salmonella están estrechamenterelacionados y comparten un ancestro común, que se presume

haber sido una bacteria comensal adaptadocon el medio ambiente intestinal de los animales. Después de

Tabla 2.1. Características comunes de las islas de patogenicidadOrigen característica o función putativaG + C diferente del marcador central de ADN genómico de origen extranjero a través de la transferencia horizontal de contenidosLos restos del mosaico de la estructura de recombinaciones pasado y signo dela adaptación sucesiva de host (s)Asociación con genes tRNA puntos calientes para la integración y la corregulaciónLocalización frecuente en la estabilización de los cromosomasTamaño relativamente grande (10 a 200 kb) La coordinación de expresiónCodificación de uno o varios factores de virulencia de adaptación a host (s)Por lo general sólo en las especies de patógenos o de adaptación para acoger los clones (s)Repeticiones directas en ambos extremos de los restos de los eventos de integración, el mantenimiento deplasticidad y movilidadCrípticas o funcionales genes movilidad de los factores o los restos de los eventos de integración, el mantenimiento departes de ellos plasticidad y movilidadAdaptabilidad a menudo inestables o móviles a nuevos ambientes y anfitriones

la divergencia de un centenar de Escherichiamillones de años, la Salmonella se inició de forma secuencialla acumulación de las características de virulencia a través deHGT (fig. 2.1). El linaje ancestral SalmonellaParece que por primera vez tuvo la capacidad de adherirse ala pared intestinal, para invadir sus células epiteliales, ypara aumentar la secreción de fluidos a través de la gradual horizontalla adquisición de genes de virulencia diversas (porejemplo a través de la adquisición de la patogenicidadisla SPI-1 y de otros invasina y adhesinagenes no se encuentran en las islas de patogenicidad). Estosgenes se encuentran en prácticamente todos los serotipos yfueron adquiridos antes de la Salmonella dos especiesenterica y Salmonella bongori divergieron (Bäumler1997; Groisman y Ochman, 1997; Porwollik et al.2002). Otra isla de patogenicidad (SPI-5) fueadquiridos durante el mismo período (Mirold et al. 2001)y, posiblemente, un tercio (SPI-3) o algunos de sus componentes(Blanc-Potard et al. 1999).El linaje de Salmonella enterica posteriormente

adquirió los factores de virulencia que permite lael desarrollo de infecciones sistémicas. Este tipo deinfección con frecuencia conduce a largo plazo de la muda,compensando así el incremento asociado entasa de mortalidad y permitir S. enterica para colonizar unnuevo nicho ecológico. La adquisición de la patogenicidadisla SPI-2, con los factores involucrados enla supervivencia dentro de los macrófagos parece haber sido unpaso importante en esta última dirección (Bäumler de 1997;Groisman y Ochman 1997, fig. 2.1). Salmonelaenterica posteriormente se diversificó en siete subespecies,seis de las cuales evolucionó hacia commensalismsen los animales poiquilotermos, mientras que elséptimo (subespecie I) se desarrolló como un patógeno deanimales homeotermos. Este linaje másdiversificado en numerosos serovares. Algunosserovares han desarrollado una mayor propensión acausar infecciones sistémicas en las especies huéspedes específicas.Esta adaptación de acogida es claramente multifactorial yinvestigaciones actuales muestran que es nuevo asociadoHGT con repetidas y recombinaciones(Bäumler et al. 1998)En contraste con la Salmonella, en las sucesivasla adquisición de genes de virulencia y PAI a lo largo de una solalínea evolutiva que condujo al desarrollo de ungrupo de patógenos relativamente similares, la evoluciónde E. coli fue patotipos diferentes diferentes y muchasson conocidos dentro de esta especie. De particularesinterés son enteropatógenas (EPEC) y enterohemorrágica(ECEH), E. coli, que muestran una forma devirulencia que la evolución es diferente de la observadacon S. enterica y se denomina evolución paralela(Reid et al. 2000). Los genes de virulencia deEPEC y EHEC se encuentran en un lugar llamado PAIborramiento de enterocitos (LEE), en los plásmidos (EAFplasmidy EHEC-plásmido, respectivamente) y16 Capítulo 2

Figura 2.1. Paso a paso la evolución de la virulencia en Salmonella spp. Representación esquemática dela evolución del género Salmonella con la adquisición sucesiva de características de virulencia. Lalongitud de las ramas no es proporcional al tiempo. (1) La adquisición de la isla de patogenicidadSPI-1 y otros genes de virulencia asociados con la adherencia y la invasión del epitelio intestinallas células, (2) la adquisición de la isla de patogenicidad SPI-2 y de la capacidad de sobrevivir enmacrófagos, (3) la adaptación a animales de sangre caliente. (Figura adaptada de la Bäumler de 1997;Groisman y Ochman, 1997; Porwollik et al. 2002)

fagos lambdoidea (la toxina Shiga o Stx-fagos deEHEC). La LEE es responsable de la íntimaadherencia de EPEC y EHEC a la intestinalepitelio y la reorganización del citoesqueletoque conduce a la fijación llamada y borrado(AE) las lesiones (véase el capítulo 16 y fig. 16,3). LaEAF-plásmido codifica muchos factores, incluyendo unaformación del haz de His factores pilus y normativo para laexpresión de la LEE. El EHEC-plásmido codificafactores diferentes a los de la EAF-plásmido,incluyendo diversas toxinas, probablemente involucrados en ladesarrollo de la colitis hemorrágica y hemolíticaEl síndrome urémico.A pesar de la naturaleza clonal de las poblaciones de E. coli,el análisis filogenético reveló que la distribuciónfactores de virulencia de EPEC y EHEC no

todo adaptarse a una simple evolución clonal (Wieler et al.1997, Reid et al. 2000; Donnenberg y Whittam2001, fig. 2.2). Por ejemplo, la LEE y sus variantesse encuentran en E. coli relacionado filogenéticamentelinajes, y se sospecha que todo el PAI hase introdujo por separado y en repetidas ocasiones en elcromosoma de estos linajes diferentes. La variablelocalización cromosómica de la LEE en diferentesE. coli y linajes de la estructura de mosaico de algunos desus componentes apoyan esta hipótesis, que esmás adelante en esta sección. Además, con posterioridada la adquisición de la LEE, el plásmido EAFfue adquirido por separado en varios linajes,lo que conduce a la aparición repetida de por lo menosdos linajes no relacionados EPEC (EPEC 1 y 2 EPECen la fig. 2.2). Finalmente, el mismo evento parece haberpasó con la ECEH plásmido y el Stxphages,que fueron adquiridos también varias veces endiferentes linajes E. coli. Esto llevó a la repetidaaparición independiente de la ECEH en al menos dosE. coli relacionados linajes (EHEC 1 y 2 de ECEHfig. 2.2).La movilidad de la LEE también es apoyado por supresencia de otras especies de bacterias de E. coli.Del mismo modo, la presencia de plásmidos relacionados con laPlásmido ECEH en numerosas filogenéticamente relacionadosShiga productora de toxina de E. coli que carecen de la LEEo incluso en toxigénicas de E. coli demuestra lala extensión horizontal de este plásmido. En el caso deLa STX-fagos, su presencia generalizada en elmedio ambiente, así como la demostración de sumovilización in vitro y su diversidad en clonaciónmostrar relacionados con ECEH que todavía están en constante movimientodentro de las poblaciones de E. coli. Así, en contraste conel caso de la Salmonella, ordenó la adquisición de la virulenciagenes a través de HGT ha tenido lugar en paralelorepetidamente en las poblaciones de E. coli. Esto demuestra laplasticidad y adaptabilidad fuerte de los patógenos, peroTambién demuestra que las limitaciones a las quese envía a su ejército y su entornoponer límites a las estrategias disponibles es posiblepara la colonización de nuevos nichos ecológicos.

El estudio de la LEE en EPEC y EHEC tambiénun buen ejemplo de los diferentes efectos de la selecciónen microevolución de factores de virulencia y en laaparición de estructuras de mosaico. Intimina, una adhesiónfactores codificados por el LEE, se puede dividiren tres ámbitos diferentes: el N-terminaldominio periplásmico, el centro de transmembranadominio y el dominio C-terminal extracelular.Los dos antiguos dominios parecen ser mucho másconservación de la C-terminal, y la intimina claramentemuestra una estructura de mosaico (cada pieza del mosaicotener una historia evolutiva diferente en términos deorigen o la velocidad de la evolución). El análisis filogenéticoha demostrado que HGT dentro de las poblaciones de E. coliy / o entre E. coli y otras especies bacterianasseguido por los eventos de recombinación es responsable dela estructura de mosaico observado en el gen de la intiminay por la mayor diversidad de la matriz extracelulardominio (McGraw et al. 1999). Por lo tanto, no sólo laLEE en su conjunto ha sido transferido horizontalmente

y se inserta en el cromosoma bacteriano de los diferenteslinajes, pero también recombinaciones entreHeces de diferentes orígenes han tenido lugar en elevolución de la EPEC y EHEC. Una comparación de loslas mutaciones sinónimas y no sinónimas en eldominios diferentes del gen intimina muestra que enpara mantener su funcionalidad, una purificación(selección en contra de las sustituciones de aminoácidosy la aparición de nuevas variantes) está trabajando enla mayor parte de la molécula de la intimina. Sin embargo, a pesar de estageneral, la depuración de selección, la selección de la diversificación(Selección a favor de la sustitución y losaparición de nuevas variantes) parece afectar a la Cterminaldominio de la intimina y promover aminoreemplazos de ácido asociado con los cambios delos cargos expuestos en esta parte de la molécula (Tarry Whittam 2002). Esta variabilidad se supone quepermitir que el agente patógeno de eludir el sistema inmunológicorespuesta de las poblaciones de acogida y para explorar nuevasnichos ecológicos mediante la adaptación a los nuevos de la célula huéspedreceptores o de otras especies hospedadoras. Por lo tanto, la Cterminal

dominio de la intimina proporciona una ilustraciónde la diversificación de la selección en general, actuando ensecretada o superficie expuesta factores de virulencia.Listeria y bacilos: CLONALEVOLUCIÓN DE UN RESULTADO DIFERENTEListeria son comunes habitantes de saprofitasla vegetación del suelo y en descomposición, pero dos de los seisespecies de este género (Listeria monocytogenes yListeria ivanovii) también son patógenos oportunistasde los animales y los seres humanos. Numerosos genes de virulenciay dos islotes de patogenicidad llamado LIPI-1 y LIPI2 se han descrito para estas dos especies. Este últimosólo se encuentra en L. ivanovii, pero LIPI-1 se encuentraen las especies patógenas tanto y también en la no patógenalas especies de Listeria seeligeri (Vázquez-Bolandet al. 2001). Es interesante que el LIPI-1 de L.seeligeri parece contener todo el conjunto de la virulenciagenes necesarios para la patogenicidad, pero suexpresión ha sido corrompida por las inserciones enel PAI. El análisis filogenético del género muestraque los tres portadores de LIPI-1 no están más estrechamenterelacionados entre sí que a la Listeria welshimeriy Listeria innocua (fig. 2.3). Esta distribuciónque, a primera vista, sugieren una horizontal repetidastransferencia de LIPI-1 dentro del género Listeria.Sin embargo, el sitio de inserción de LIPI-1 es el mismo enlas tres especies y el contenido de G + C y el codónel uso de LIPI-1 son similares a la del núcleogenoma de las especies de Listeria, lo que sugiere que eladquisición de LIPI-1 es un evento relativamente viejo en elevolución de la Listeria. Este PAI se introdujo probablementesólo una vez en el genoma de Listeria despuésListeria grayi y el antepasado común de los otrosLas especies de Listeria se separaron. La adquisición exactamecanismo no está claro todavía, pero pueden estar involucrados hano fago de transducción o movimiento a través de

transposones (Cai y Wiedmann 2001).LIPI-1 fue probablemente una ventaja como una defensaen contra de la fagocitosis por los habitantes del suelo y para lala colonización del nuevo nicho ecológico representadopor los vertebrados. Que posteriormente se perdió y / o inactivadasen las especies patógenas para los que fueno de la ventaja selectiva (Vázquez-Boland et al.2001). El género Listeria, por lo tanto, representa un buenilustración de la prueba y error del juego jugado en ella evolución de los microorganismos, en este caso particularpara la adquisición y pérdida de las características de virulencia.También da algunas ideas sobre lo intrincado de laevolución de la virulencia es y lo difícil que puede serpara reconstituir y el modelo que a posteriori.L. monocytogenes causa una variedad de enfermedades enlos seres humanos y animales, pero todos los de L. monocytogenescepas son aparentemente equipado con el mismo arsenalde genes de virulencia, y no se descubrieron diferencias clarasha demostrado hasta la fecha en la propensión de algunoscepas para causar uno u otro tipo de enfermedad clínica.Sin embargo, la frecuencia de recuperación de algunoslinajes clonales de casos clínicos o de los alimentos oel medio ambiente varía drásticamente. Algunos clones sonparticularmente propensas a causar enfermedades o brotes,mientras que otros parecen estar mejor adaptados a las particularesambientes y alimentos, pero con menos frecuencia asociadoscon la enfermedad. Por lo tanto, de manera similar a lo que sucediócon la adaptación de acogida en S. enterica subespecieI, toda una gama de adaptación clonal de ecológicos específicosnichos se ha desarrollado dentro de un aparentemente simpleespecies de bacterias relativamente homogéneo comoL. monocytogenes. Esto sin duda representa un común

tema de la evolución de los patógenos.El complejo de Bacillus cereus es una más sorprendenteejemplo de una evolución divergente. Este complejo dese compone de tres especies con muy diferentesla historia natural. B. cereus, el arquetipo de lagrupo, es un bacilo ambientales comunes a menudoasociados con la intoxicación alimentaria y, en ocasiones sólocon enfermedades invasivas en los seres humanos y animales.Bacillus thuringiensis es un bacilo generalizado producirtoxinas mortales para los insectos y utiliza a menudo paracontrol biológico de plagas. Finalmente, el Bacillus anthracis esun organismo altamente patógena que afecta principalmente alos herbívoros y no sabe que se multiplican fuera de suanfitriones en condiciones naturales.A pesar de sus comportamientos muy diferentes y de acogidarangos, investigaciones recientes han filogenéticodemostrado que estos tres bacilos son altamenterelacionados y deben ser considerados como patotipos de ununa sola especie (Helgason et al. 2000). Estos patotiposson de hecho tan estrechamente relacionados que sona veces difíciles de identificar en el laboratorio. Lasólo las grandes diferencias entre ellos dependen de sudiferentes conjuntos de factores de virulencia y la adaptación de acogidamecanismos. Transferencia horizontal de genes parecehan vuelto a jugar un papel importante en el desarrollode estas diferencias de comportamiento. Por ejemplo, elvirulencia de B. anthracis se debe principalmente a factorescodificada por sus dos grandes plásmidos pXO1 y pXO2,que no se encuentran en B. cereus y B. thuringiensis.La estructura pXO2 no es bien conocida, peroanálisis de los plásmidos pXO1 muestra la presencia deuna estructura similar a un determinado PAI para Bacillus anthracisy llevar a la mayoría de los genes de virulencia conocido deeste plásmido (Okinaka et al. 1999). En B. thuringiensis,los genes de la toxina responsable de su patogenicidaden los insectos, aparentemente móviles y pueden ser transferidasa partir de una cepa a otra. Por último, el eméticogenes de la toxina y la enterotoxina de B. cereus sonno sólo en un subconjunto de las cepas de B. cereus, perotambién en otros bacilos del grupo cereus e incluso enotras más alejadas especies de Bacillus. Estedesigual distribución generalizada sugiere una vez másla movilidad de los genes de virulencia correspondiente.Por lo tanto, HGT fue capaz de conformar tres muy diferentespatógenos con patotipos completamente diferente yecotipos sin modificar mucho de su núcleogenoma, hasta el punto que eran considerados

hasta hace poco como especies completamente diferentes.TIPO III sistema de secreción: AHERRAMIENTA comunicación masivaEntre los patógenos y simbiontesSistemas de secreción tipo III (SSTT) se encontraron por primera vez enYersinia especies. Se les describe a continuaciónen una gran variedad de patógenos gram-negativos deanimales (por ejemplo, en EPEC y EHEC,Salmonella enterica, Shigella flexneri, Pseudomonasaeruginosa, Burkholderia pseudomallei, Bordetellala tos ferina, Aeromonas salmonicida, y diversosChlamydiaceae) y de las plantas (Erwinia amylovora,Pseudomonas syringae, Ralstonia solanacearum,Xanthomonas campestris). TTSS se pensó primerode ser estrictamente asociados con la virulencia, y sin dudarepresentan uno de los virulencia y fascinantesmecanismos descubierto recientemente en las bacterias(Para una revisión, ver Hueck 1998). Sin embargo, tienendesde entonces se han encontrado en varios animales y plantas simbiontescomo Rhizobium sp. sodalis glossinidus,y Photorabdus luminescens (Dale et al. 2002) yse están convirtiendo en una comunicación generalizadasistema entre las células procariotas y eucariotas(Foultier et al. 2002).TTSS generalmente consisten de más de 20 diferentescomponentes que forman un sistema de inyección de aguja

en la parte superior de un transmembrana dependiente de la energíasecreción del sistema. En contacto estrecho entre ellas bacterias y las células eucariotas de acogida, moléculas efectorasse translocan desde el citosol bacterianoen el citosol de la célula huésped a través de los SSTT. Laestructura general del SSTT es prácticamente similar en todos losespecies, pero las moléculas efectoras trasladadas variardrásticamente de una especie a otra, lo que conducea efectos muy diferentes en las células huésped ypor lo tanto, a una amplia variedad de enfermedades. La genéticaorganización de los genes TTSS es variable, pero algunosbloques de genes son relativamente conservadas entreespecies bacterianas y permitirá la delimitación de las filogenéticamentebasado en grandes familias de SSTT (hasta la fecha enpor lo menos cinco). La distribución de estas familias TTSSno encaja con la filogenia general de la bacteria,y algunas especies como S. enterica, incluso de forma simultánea

contienen dos sistemas SSTT de diferentesfamilias (Foultier et al. 2002).SSTT se encuentran normalmente en los elementos móviles comoplásmidos y fagos, o dentro de patogenicidadislas. Además, el G + C el contenido y el codónel uso de genes TTSS son generalmente diferentes delos del núcleo del genoma de la bacteria. Así, una vezuna vez más, se sospecha que HGT ha jugado un importantepapel en la evolución y la propagación de bacterias en TTSSlas poblaciones. TTSS muestran una fuerte estructura yhomologías genéticas con flagelos y se suponeque se han derivado de estas estructuras divergentesevolución (Hueck, 1998).El origen exacto de la ancestral TTSS no está claro,pero pueden tener por primera vez en patógenos de las plantaso en un ancestro Chlamydia. El G + C el contenido deTTSS se asemeja a la del genoma del núcleo deLa clamidia y, a diferencia de otras bacteriasgrupos, donde SSTT se encuentran sólo en algunas especieso incluso sólo en algunos clones dentro de una especie (unasigno de la reciente adquisición), se encuentra prácticamente entodos los que han sido investigados por Chlamydia. LaSSTT de la especie Chlamydia también comparten máshomogeneidad de los de otros grupos relacionados delas especies. Además, los genes TTSS de la clamidiase encuentran dispersas en el genoma y no agrupadas estrechamentecomo en el Proteobacteria. Todas estas observacionessugieren que el SSTT no fueron adquiridas recientemente porClamidia a través de una sola HGT como en otras bacteriasespecies, pero estuvieron presentes por un tiempo muy largode la clamidia y pueden tener su origen en este filogenéticolinaje (Kim 2001).COMPARTIR: EL ARTE DE LOS RECURSOS DE AHORROEN patógenos obligatoriosEs una de las reglas básicas de la evolución darwinianaque se fije en una población, una característicadebe ser asociado con una mayor aptitud ypor lo tanto, una ventaja para los organismos individuales y / oa la población en su conjunto. Características que sonde ninguna utilidad para la comunidad tiende a desaparecer enel curso de la evolución. Esta regla también se aplica alas bacterias. Por lo tanto, en función de su entorno habitual,

un agente patógeno puede tender a perder algunas de las característicasque implicaría una ventaja en virtud de otros poco probablecondiciones. Generalista patógenos oportunistas, comoPseudomonas aeruginosa, frente a muchosdiferentes ambientes se tienden a presentar máscaracterísticas variables y por lo tanto tienden atener un genoma más grande que los organismos restringido a unentorno específico o de acogida. Muy especializadosorganismos como simbiontes primaria y obliga apatógenos tendrá menos flexibilidad y por lo tantomenos material genético. También tienden a tenerlas ventajas de los productos metabólicos y las fuentes de energíade su anfitrión, y tienen en consecuencia, una aún más pequeñagenoma. Ejemplos de tales reducciones genómicahan empezado a surgir con la disponibilidad de losprimero obliga a los genomas de patógenos (por ejemplo,Especies de Mycoplasma, Chlamydia trachomatis,Mycobacterium leprae, Rickettsia prowazekii, yBorrelia burgdorferi).Genomas pequeños pueden encontrarse esporádicamente enmuchos filos de bacterias relacionadas, lo que confirma queque representan una evolución y no un estado ancestral.En la explicación simplista de la eliminación degenes inútiles, sería de esperar que los genesrestantes en los genomas pequeños que correspondería a unalgunas funciones vitales similares en todos estos relacionadosmicroorganismos. Este no es el caso, y mucho menosque el número total de genes vitales para la supervivenciay la multiplicación de los microorganismos son comunesde estos genomas reducidos diversos (Moran, 2002).Una vez más, el sentido común no funciona.Redundancia en los genomas ancestrales ha permitidovarias alternativas en cada paso del genomala reducción, y obliga a cada patógeno en consecuencia, haseguido su propio camino de la decadencia del genoma,en función de los primeros pasos críticos en la reducciónproceso. Cuellos de botella (período de pequeño tamaño de la población)en la cadena de transmisión de patógenos obligatoriosy la consiguiente falta de una población diversificadapara la selección se cree que han dado lugar a este tipo deevolución estocástica. Para añadir a la complejidad dela decadencia del genoma, la pérdida de algunas funciones,

en determinadas circunstancias, ser una ventaja parael agente patógeno (Dobrindt y Hacker 2001), yalgunas medidas de reducción tanto, no ser completamenteestocásticos. Estos ejemplos son conocidos, por

ejemplo, en la transición de Yersinia pseudotuberculosisde Yersinia pestis, o en la aparición deShigella spp. enteroinvasiva y E. coli patógenas deE. coli. En ambos casos, la pérdida de algunas enfermedades metabólicasfunciones se asoció con un aumento de lala virulencia del patógeno y de un cuello de botella concomitanteen su evolución.CONCLUSIÓNA pesar de su genoma relativamente pequeño, las bacteriaspatógenos continuamente nos sorprende con susrespuestas complejas a los retos que se enfrentanen su ciclo de vida. Su alta reproducción y la evoluciónlas tasas de proporcionarles las herramientas para rápidamenteadaptarse a nuevos ambientes y los anfitriones. la constantecambios e intensificación estamos imponiendo sobre animalesganadería y el medio ambiente también traencambios en el mundo de los patógenos bacterianos. paraejemplo, cada vez más enfermedades infecciosasdevenir de múltiples factores y polimicrobianala naturaleza, que sin duda dará lugar a sinergias inesperadasy los mecanismos de coevolución entre lasagentes implicados en estas infecciones. Del mismo modo, elintensa y en ocasiones el uso indiscriminado deagentes antimicrobianos tiene implicaciones muy fuertes entérminos de evolución bacteriana.Los patógenos bacterianos ya han comenzado acontra nuestras estrategias de defensa, por ejemplo, laadquisición de los mecanismos de resistencia a los antimicrobianos.Algunos patógenos, incluso demuestra una virulencia vinculados ydeterminantes de resistencia en los elementos genéticamente móvil.Uso imprudente de antibióticos estanto, se espera no sólo para impulsar el desarrollode resistencia a los antimicrobianos, sino también para ayudar a lospropagación de determinantes de virulencia en las poblaciones de bacteriasy para acelerar la evolución de los patógenos.Por lo tanto, una mejor comprensión de las normas que rigenla virulencia y la evolución bacteriana puede ayudarnos adesarrollar nuevas herramientas terapéuticas y preventivasestrategias en la lucha constante contra las infecciones bacterianaspatógenos en los animales.