Melanie Blokesh
Waterborne Vibrio cholerae bacteria cause cholera, a pandemic during the last 50 years across Asia, Africa, and Latin America. Although most infected individuals do not develop severe symptoms, some become violently ill with severe diarrhea, vomiting, and cramps, and the loss of body fluids, if untreated, can lead to shock and death. V. cholerae, which is primarily encountered in estuaries, rivers, and coastal waters in its environmental reservoir, is found not only in a free-living state but also associated with phytoplankton and zooplankton (Fig. 1). Because factors such as increasing temperatures, the El Niño phenomenon, and heavy rainfalls and floods can raise the abundance of phytoplankton and zooplankton, and, along with them, cholera bacteria, changing climatic conditions could well drive the re-emergence of cholera.
Alejandra Hernández Terán.
ReplyDeleteTHE LIFESTYLE OF Vibrio cholerae FOSTERS GENE TRANSFERS
Melanie Blokesch
V. cholerae es una bacteria Gram - responsable de las epidemias de cólera dadas hace cincuenta años en Asia, África y América, se encuentra principalmente en estuarios, ríos y aguas costeras, tanto en vida libre como asociado a otros microorganismos. Dentro de estas asociaciones mutualistas la más importante es con organismos que presentan exoesqueletos de quitina, que representan importantes fuentes nutricionales, pero que además contribuyen a la competencia natural, convirtiéndose en hotspots de transformación que pueden incrementar la evolución, si se toma en cuenta además que el genoma de Vibrio es muy poco estable, la posibilidad de incremento en las tasas evolutivas es mucho mayor.
El artículo menciona que la relación que existe entre la bacteria y las superficies de quitina donde se adhiere, es relevante para la salud pública, ya que es ahí donde éste se propaga e incluso se cree, aumenta su patogenicidad. Se habla también de la ecología del organimos, al mencionar que este tiene la capacidad de hacer biofilms sobres las superficies de quitina, donde se alcanzan densidades muy altas en un sólo copépodo, es por esto que la ingesta de uno sólo de estos hospederos basta para adquirir la enfermedad. Esta interacción beneficia de manera importante la patogenicidad del virus, al aumentar la resistencia a la degradación por ácidos gástricos aumentando así la probabilidad de contagio.
Una parte importante del artículo es donde se menciona que la colonización de V. cholerae es consecuencia de una serie de cuestiones que involucran la ecología tanto de la bacteria como del hospedero, hablándonos de la fuerte interacción que ocurre; estas son: sensado y quimiotaxis, formación de biofilms, competencia inducida por la quitina que permite la captación y transformación de DNA y en algunos casos, evolución, si hay adquisición de nuevos genes.
Es sabido que el cambio climático por alterar los patrones de fenómenos naturales como lluvias y temperatura, ha modificado también la dinámica ecológica de distintos organismos, incluídos aquellos que son patógenos para el hombre, teniendo fuertes repercusiones en la abundancia de estos, tal como lo presentan en el artículo, en donde se menciona que fenómenos climáticos como El Niño que se conoce son cíclicos y se repiten año tras año, aumentan de manera exponencial la población de V. cholerae, al propiciar el aumento en la densidad de crustáceos que representan nichos para la bacteria, así, al aumentar la cantidad de hospederos la tasa de contagio a humanos en cuerpos de agua donde son muy abundantes aumenta también, creando así eventos de epidemia como los ocurridos años atrás. En este sentido, es importante conocer la relación que existe entre estos procesos naturales y la dinámica poblacional de los organismos, para así, poder implementar medidas que eviten futuras epidemias.
The Lifestyle of Vibrio cholerae fosters gene transfers
ReplyDeleteBrenda Toledo Rojas
El caso de la bacteria Vibrio cholera es un excelente caso en el que tanto los factores genéticos como los ecológicos al interactuar, conducen la emergencia de nuevos microbios patógenos. En ocasiones cuando se trata de bacterias patógenas se piensa en la parte infectiva del organismo, este trabajo me pareció interesante ya que también aborda la parte ecológica del ambiente en donde viven estas bacterias.
Estas bacterias tienen múltiples interacciones con los variados componentes del ecosistema, de hecho, varias especies son muy importantes para la supervivencia de muchos organismos marinos. Las enzimas que poseen estas bacterias para degradar la quitina, permite que puedan desarrollar biofilms sobre organismos que poseen este componente en su exoesqueleto, lo cual es considerado como una estrategia para sobrevivir y seguir absorbiendo nutrientes necesarios. Es importante mencionar que cuando las bacterias degradan la quitina, están reciclando nutrientes que ayudan a mantener el ciclo del carbono y de nitrógeno (Keyhani y Roseman 1999).
Las bacterias Vibrio encuentran condiciones favorables en aguas caracterizadas por niveles moderados de salinidad, un alto contenido de nutrientes, temperaturas cálidas, un Ph neutro, la presencia de fitoplancton, zooplancton (crustáceos) y peces (Colwell et al., 2003). Cuando estas se convierten en patógenos la quitina también le confiere resistencia, ya que las hace resistentes al ácido estomacal de sus hospederos.
En este trabajo hacen una breve e inicial descripción de los posibles mecanismos que permiten que V. cholerae se vuelva patógeno. El fundamento principal es que V. choleare obtiene e integra a su material genético DNA externo a través de ciertos mecanismos como la inducción de competencia por quitina para la transformación genética de V. cholerae a través de la transferencia de genes horizontal y recombinación homóloga.
Los autores mencionan que existe una red de regulación que impulsa la competencia, se cultivó en el laboratorio V. cholerae y observaron que la inducción de competencia por quitina está regulada por AMPc. Se requiere mayor investigación en estos mecanismos que le permiten a V. cholerae integrar DNA externo a su material genético. Sin duda es un muy buen mecanismo para sobrevivir para estas bacterias.
Alan Heres
ReplyDeleteEl agente causal del cólera es la bacteria Vibrio cholera la cual es una habitante natural de los ambientes marinos.
En los lugares donde la enfermedad suele ser endémica ocurren brotes estacionales que pueden propagarse al resto del mundo de múltiples maneras. Por otro lado, Vibrio cholera tiene una alta capacidad de causar epidemias debido a su habilidad para sobrevivir por largos períodos de tiempo en los ambientes acuáticos.
Se sabe que esta capacidad de sobrevivir es debido a la formación de biopelículas en la superficie de material quitinoso producto de las mudas y otros restos de crustáceos así como crustáceos vivos tales como los copépodos (miembro dominante del zooplancton). La ingesta de una pequeña cantidad de estos pequeños crustáceos es suficiente para causar enfermedad en humanos ya que se puede encontrar altos niveles de V. cholera, por ejemplo, 104 a 106. La quitina incrementa la resistencia de la bacteria cuando esta es ingerida accidentalmente en los alimentos contaminados ya que la quitina es resistente a los ácidos gastrointestinales favoreciendo el establecimiento de la infección.
En los ambientes marinos el zooplancton produce más de 1011 toneladas de quitina al año lo cual provee una enorme cantidad de sustrato para la formación de biopelículas de V. cholera. Por otro lado, V. cholera tiene un importante rol en la degradación y mineralización de la quitina en ambientes marinos manteniendo el equilibrio en los ciclos del carbono y el nitrógeno. Las biopelículas son cruciales para la supervivencia de V. cholera en los periodos entre las epidemias, así como para la transmisión de hospedero a hospedero durante ellas.
Actualmente la identificación de las señales ambientales y los factores reguladores que controlan la formación de las biopelículas en V. cholera permite definir nuevos blancos terapéuticos para combatir a este patógeno oportunista tanto en los ecosistemas acuáticos como en los hospederos humanos, también se están generando nuevas herramientas para predecir y controlar los brotes o epidemias del cólera.
Luisa Sandner
ReplyDeleteThe lifestyle of Vibrio cholerae fosters gene transfers
M. Blokesch
Este artículo resalta la importancia de las interacciones microbianas en la evolución de nuevos serotipos de la bacteria Vibrio cholerae y por lo tanto en el brote de nuevas epidemias de cólera.
V. cholera es una bacteria que vive en el agua y puede encontrarse de forma libre o asociada al fitoplancton a al zooplancton. Generalmente se le encuentra asociada a los caparazones de quitina de los crustáceos del zooplancton, ya que puede usar la quitina como fuente de carbono. Por esto es esencial en el ciclo global del carbono y nitrógeno.
Durante la última década, los investigadores han encontrado que la asociación de V. cholera con la quitina del zooplancton tiene relevancia en la salud pública. La bacteria puede aumentar sus densidades poblacionales a 106 bacterias por crustáceo, lo cual aumenta la posibilidad de infección. Además la quitina le da a la bacteria resistencia contra el ácido del estómago.
El zooplancton marino puede producir hasta 1011 toneladas anuales de quitina lo cual permite el establecimiento de Vibrio en forma de biofilms. Una vez establecido el biofilm tridimensional, el cual se establece mediante señales de “quórum-sensing”, las bacterias se hacen competentes y pueden ser transformantes naturales, esto quiere decir que pueden incorporar el DNA externo y recombinarlo en su genoma. Esta transferencia horizontal de genes entre bacterias de la misma especie (el Q-S tiene un circuito de señales que pueden captar bacterias de la misma o diferentes especies en el entorno) es lo que ha hecho que haya cambios en el serotipo de Vibrio y por lo tanto en los brotes epidémicos.
La autora nos cuenta de algunos experimentos en el laboratorio que prueban lo anteriormente dicho. Comprueban que Vibrio se puede adherir a superficies de quitina en un medio de agua salada y que luego empiezan a hacer biofilms. También comprueban que una vez establecido el biofilm sobre la superficie de quitina con bacterias del serogrupo El Tor O1, al agregarles al medio DNA del serogrupo Bengal O139, las bacterias O1 adquieren el nuevo serotipo incorporando en su genoma el cluster de genes O139.
Como conclusión puedo decir que el artículo, a pesar de que sumamente sencillo ilustra de manera precisa la importancia de las interacciones microbianas sobre un biofilm en la evolución bacteriana, ya que a través de redes de inducción y comunicación (Q-S) las bacterias pueden convertirse en transformantes naturales modificando su genotipo y evolucionando a patógenos emergentes responsables de nuevas epidemias.