Citrobacter freundii es una especie de bacteria Gram-negativa anaerobia facultativade la familia Enterobacteriaceae que actualmente consta de 13 especies reconocidas. Estas bacterias tienen forma de bastón con una longitud típica de 1-5 μm. La mayoría de las células de C. freundii tienen varios flagelos utilizados para la locomoción, aunque algunos taxones no móviles no los tienen. C. freundii es un microorganismo que habita en el suelo, pero también se puede encontrar en el agua, las aguas residuales, los alimentos y los tractos intestinales de animales y humanos. El género Citrobacter fue descubierto en 1932 por Werkman y Gillen. Los cultivos de C. freundii se aislaron e identificaron en el mismo año a partir de extractos de suelo.
Los exopolisacáridos de C. freundii se dirigen al radical hidroxilo, lo que demuestra una actividad antioxidante. [2] Estas propiedades antioxidantes están relacionadas con muchas propiedades físicas y químicas diferentes. [2]
C. freundii también puede tener un impacto positivo en el tratamiento de algunos tipos de cáncer; en concreto, se ha comprobado que es útil para matar y tratar el carcinoma de cuello uterino. [2] Algunas cepas aisladas de C. freundii presentan toxicidad contra las células HeLa , que es una línea celular humana inmortal que se origina a partir de células de cáncer de cuello uterino. [2]
C. freundii tiene un patrón de adherencia agresivo que se ha encontrado en las células de las cabras, que ha demostrado desempeñar un papel en su patogenicidad; aunque esto no es una garantía de infección. [3]
La formación de biopelículas desempeña un papel importante en las tasas de infección de C. freundii , demostrando diferentes modos de infección que incluyen no solo la adherencia, sino también la formación de biopelículas a temperatura ambiente. [3] Una fuerte adherencia de la biopelícula también puede generar un reservorio de resistencia en los genes antimicrobianos, lo que significa que, aunque la adherencia no causa directamente la infección en estos casos, la adherencia está creando resistencia. [3]
Las cepas de C. freundii resistentes a múltiples fármacos y no citotóxicas forman grandes biopelículas a 25 °C como resultado de la adherencia en un patrón agregativo a las células epiteliales del colon. [3] Mediante el uso de microscopía electrónica de transmisión, se encontró que las cepas que son agregativas no tienen fimbrias visibles en la superficie. La expresión de las fimbrias para formar biopelículas puede regularse por la temperatura, de manera similar a lo que ocurre en algunas Enterobacteriales. [3] Se ha demostrado que las tasas de formación de biopelículas son relativamente bajas, pero después del crecimiento a temperatura ambiente, se ha demostrado que más cepas de C. freundii crean biopelículas fuertes que ayudan a la persistencia de esta cepa en entornos similares a los de un hospital. Esto sugiere que estas cepas utilizan una estrategia diferente a las demás para tener éxito en lo que respecta al éxito y la persistencia de la enfermedad en el huésped. [3] Esto demuestra que la formación de biopelículas puede verse muy influenciada por diferentes temperaturas. [3]
C. freundii es más diverso filogenéticamente que los clados de E. coli y Salmonella spp. , lo que indica que C. freundii es un género polifilético. [4] Debido a la diversidad fenotípica que contiene C. freundii , es muy difícil de identificar, especialmente porque es versátil no solo en sus comportamientos antigénicos y patogénicos, sino también en su morfología celular. [4]
C. freundii contiene altos grados de diversidad de nucleótidos debido a los dos linajes diferentes con una profunda separación dentro del taxón. [5] Con base en la información filogenética, estas divisiones de linaje se correlacionan perfectamente con la información sobre la geografía y las especies hospedantes, lo que demuestra que estos factores tienen importancia en relación con la selectividad. [5] En lo que respecta a cada gen, las especies pueden diferir entre varios taxones, y las ramas divergentes en algunos árboles pueden parecer estar estrechamente relacionadas en otros árboles. A pesar de esta división en el linaje, todas las cepas de C. freundii utilizan citrato. [5]
Se pueden extraer más pruebas de la evolución de dos clases de beta-lactamasa de C. freundii : la beta-lactamasa CMY-2 AmpC y la beta-lactamasa TEM-1. Ninguna de ellas tiene resistencia a la beta-lactama y no transmiten ningún alelo con resistencia que se produzca de forma natural. [6] La evolución in vitro muestra que existe potencial para la evolución de la resistencia en relación con la cefepima tanto para CMY-2 como para TEM-1. [6] La resistencia que obtienen CMY-2 y TEM-1 es a las bacterias gramnegativas. [6] La CMY-2 no evolucionada demuestra más resistencia que la TEM-1 (cuatro veces la cantidad); sin embargo, la TEM-1 produjo niveles más altos de resistencia que la CMY-2 cuando ambas evolucionaron. [6]
C. freundii tiene la capacidad de crecer en glicerol y utilizarlo como su única fuente de carbono y energía. El organismo contiene un microcompartimento bacteriano capaz de procesar propanediol . C. freundii crea una prueba de MR positiva y una prueba de VP negativa junto con una prueba de catalasa positiva y una prueba de oxidasa negativa. C. freundii no puede hidrolizar almidón, lípidos o gelatina. [7] C. freundii también ha sido investigada por la biodegradación del ácido tánico utilizado en curtidurías . [8]
C. freundii incluye una cepa bacteriana que degrada el fenvalerato , CD-9. La degradación del fenvalerato a través de CD-9 también incluye la degradación de productos intermedios. Esto, en última instancia, evita una acumulación de intermediarios al final de un experimento que demuestra que esta cepa puede metabolizar completamente los ésteres e incorporar una vía metabólica completa para la degradación del fenvalerato. [9] Las condiciones óptimas para CD-9 incluyen: concentración de fenvalerato de 77 mg/L, pH de 6,3 y cantidad de inoculación del 6% (v/v). [9] Estas condiciones favorecen una degradación del 88% del fenvalerato en 72 horas. [9] Se descubrió que la enzima que causa la degradación del fenvalerato es una enzima intracelular. [9]
Los genes de aptitud únicos muestran que numerosas vías metabólicas, a saber, la secreción de proteínas dependiente de tat, la recombinación de ADN y los procesos de reparación, son esenciales para la supervivencia de C. freundii en el sistema circulatorio. [10] Estos hallazgos apuntan a la necesidad de identificar la principal fuente de carbono del huésped o la capacidad de C. freundii para ajustarse a la pérdida de vías de consumo de carbono individuales en el entorno del huésped. [10] El mutante tatC de C. freundii mostró aproximadamente la mitad de la reducción en la motilidad de natación en comparación con la cepa de tipo salvaje, y la motilidad de natación se restableció completamente por la complementariedad del gen trans. Estos resultados resaltan deficiencias de motilidad en ausencia de la función tatC. Sin embargo, dado que la natación rara vez se observa en el mutante tatC, es posible que la función flagelar se conserve en cierta medida. [10]
C. freundii también es un miembro común del microbioma del suelo. Este microbio juega un papel importante en el ciclo del nitrógeno en el medio ambiente. C. freundii también es una bacteria fijadora de nitrógeno, un proceso que se ha demostrado en los tejidos vivos de los árboles de sasafrás. Este proceso proporciona evidencia de que son en parte responsables de reducir el nitrato a nitrito en el medio ambiente. [8]
C. freundii también se puede encontrar en el tracto intestinal de los humanos y otros animales de diversas fuentes ambientales. C. freundii es un componente común del microbioma intestinal de los humanos sanos . [11] Si bien la mayoría de las cepas son beneficiosas, existen variaciones fenotípicas significativas entre las cepas, incluso aquellas que comparten >99% de su genoma. [12] Las interacciones de C. freundii con personas sanas normalmente se consideran no patógenas; sin embargo, una vez en el torrente sanguíneo, C. freundii puede causar una infección potencialmente mortal que puede progresar a sepsis. Como resultado, C. freundii pertenece a un grupo limitado de especies bacterianas gramnegativas que se encuentran con frecuencia en entornos de atención médica y pueden causar una variedad de enfermedades en personas con una variedad de trastornos subyacentes. [10]
La C. freundii toxigénica parece ser poco común y su principal influencia en la salud humana es como patógeno oportunista. [10] Como tal, C. freundii causa una amplia gama de enfermedades, incluidas infecciones del sistema urinario, tracto respiratorio, heridas, circulación y otros sitios en pacientes inmunodeprimidos. [10] [13] Según los centros de atención médica de América del Norte, el género Citrobacter es responsable del 3 al 6% de las infecciones por Enterobacteriaceae y es una de las cepas más frecuentes asociadas con la infección humana. [10]
También se han identificado en C. freundii genes de virulencia idénticos u homólogos a los identificados en patotipos de E. coli así como en Salmonella . [4] Se han identificado cambios fenotípicos que son reversibles a partir de la cepa parental de C. freundii atípico como resultado de un entorno fluctuante. [4] Una posible explicación para esto es la hipótesis de que la descendencia de una cepa bacteriana se producirá con diversos grados de cambios fenotípicos para aumentar las tasas de supervivencia en condiciones desafiantes. [4] Se ha descubierto que en poblaciones bacterianas naturales, los cambios genómicos pueden ocurrir y ocurren, pero muchos de estos cambios se vuelven perjudiciales, haciendo que la supervivencia ocurra solo en pequeñas porciones de la población bajo las condiciones de presión de la selección natural. [4]