Bordetella ( / ˌbɔːrdəˈtɛlə / ) es un género de bacterias cocobacilos pequeñas (0,2–0,7 μm), Gram -negativas ,del filo Pseudomonadota . Las especies de Bordetella , con excepción de B. petrii , son aerobias obligadas , así como muy exigentes o difíciles de cultivar. Todas las especies pueden infectar a los humanos. Las primeras tres especies que se describen ( B. pertussis , B. parapertussis , B. bronchiseptica ) a veces se denominan las "especies clásicas". Dos de ellas ( B. pertussis y B. bronchiseptica ) también son móviles . [3] [4]
Existen alrededor de 16 especies diferentes de Bordetella que probablemente descienden de ancestros que vivían en ambientes terrestres y/o acuáticos. [5] B. pertussis y ocasionalmente B. parapertussis causan tos ferina en humanos, y algunas cepas de B. parapertussis solo colonizan ovejas. [5] También se sabe que causa bronquitis en gatos y bronconeumonía en cerdos. [5]
B. bronchiseptica rara vez infecta a humanos sanos, aunque se han reportado casos de enfermedad en pacientes inmunodeprimidos . [6] B. bronchiseptica causa varias enfermedades en otros mamíferos, incluyendo tos de las perreras en perros y rinitis atrófica en cerdos. Otros miembros del género causan enfermedades similares en otros mamíferos y en aves ( B. hinzii , B. avium ).
El género Bordetella lleva el nombre de Jules Bordet .
Las tres especies más comunes de Bordetella son B. pertussis , B. parapertussis y B. bronchiseptica . Se sabe que estas especies se acumulan en las vías respiratorias de los mamíferos. Esto se observa con mayor frecuencia en los bebés humanos como producto de una enfermedad conocida como tos ferina. La especie particular responsable de esta enfermedad es B. pertussis , y solo se puede encontrar en humanos. Incluso con una amplia investigación sobre la vacunación con B. pertussis , la tos ferina aún se considera endémica en muchos países. Debido a que B. pertussis solo se encuentra en humanos y muestra poca variación genética con respecto a las otras especies de Bordetella , se cree que se derivó de un ancestro común en los últimos años.
B. parapertussis puede afectar tanto a los humanos como a otros mamíferos, principalmente a las ovejas. Al igual que B. pertussis , causa tos ferina en los bebés. Sin embargo, cuando se aíslan las cepas encontradas en las ovejas, existe una marcada distinción entre las encontradas en los humanos. Esto sugiere que las distintas cepas de esta especie evolucionaron independientemente unas de otras, la encontrada en los humanos y la encontrada en las ovejas. Con esta distinción particular, significa que hay poca o ninguna transmisión entre los dos reservorios.
Sin embargo, la especie B. bronchiseptica (gramnegativa, aeróbica) tiene un espectro de hospedadores más amplio y provoca síntomas similares en una amplia variedad de animales, aunque solo afecta ocasionalmente a los humanos. Estos síntomas a menudo se manifiestan como infecciones respiratorias crónicas y asintomáticas . B. bronchiseptica es un pequeño cocobacilo de aproximadamente 0,5 μm de tamaño. Tiene flagelos peritricos que le permiten ser móvil. En una placa de Petri, las colonias de esta especie aparecen pequeñas, de color blanco grisáceo, lisas y brillantes. Esta especie también se asocia típicamente con la tos de las perreras (enfermedad respiratoria infecciosa canina (CRID)) en perros. [7] [8]
Las especies de Bordetella más estudiadas son B. bronchiseptica , B. pertussis y B. parapertussis , y se ha revisado la patogenia de la enfermedad respiratoria causada por estas bacterias. [9] [10] [11] La transmisión ocurre por contacto directo, a través de gotitas de aerosol respiratorio o fómites . Las bacterias inicialmente se adhieren a las células epiteliales ciliadas en la nasofaringe , y esta interacción con las células epiteliales está mediada por una serie de adhesinas proteicas . Estas incluyen hemaglutinina filamentosa , pertactina , fimbrias y toxina pertussis (aunque la expresión de la toxina pertussis es exclusiva de B. pertussis ). Además de ayudar en la adherencia a las células epiteliales, algunas de estas también están involucradas en la unión a las células efectoras inmunes .
La fase catarral inicial de la infección produce síntomas similares a los del resfriado común, y durante este período, se pueden recuperar grandes cantidades de bacterias de la faringe. A partir de entonces, las bacterias proliferan y se extienden más hacia el tracto respiratorio, donde la secreción de toxinas causa ciliostasis y facilita la entrada de bacterias a las células ciliadas traqueales/bronquiales. Una de las primeras toxinas que se expresan es la citotoxina traqueal , que es un disacárido-tetrapéptido derivado del peptidoglicano . A diferencia de la mayoría de las otras toxinas de Bordetella , la citotoxina traqueal se expresa de forma constitutiva, siendo un producto normal de la descomposición de la pared celular bacteriana. Otras bacterias reciclan esta molécula de nuevo en el citoplasma , pero en Bordetella y Neisseria gonorrhoeae , se libera al medio ambiente. La citotoxina traqueal por sí misma es capaz de reproducir la parálisis de la escalera mecánica ciliar, la inhibición de la síntesis de ADN en las células epiteliales y, en última instancia, la muerte de las mismas. Una de las toxinas reguladas más importantes es la toxina adenilato ciclasa , que ayuda a evadir la inmunidad innata . La toxina se libera en las células inmunitarias fagocíticas al entrar en contacto con ella. [12] Las funciones de las células inmunitarias se inhiben en parte por la acumulación resultante de AMP cíclico . Las actividades recientemente descubiertas de la toxina adenilato ciclasa , incluida la formación de poros transmembrana y la estimulación del influjo de calcio , también pueden contribuir a la intoxicación de los fagocitos.
Los factores de virulencia identificados en Bordetella son comunes a las tres especies. Estos incluyen adhesinas , como la hemaglutinina filamentosa (FHA), pertactina , factor de colonización traqueal y fimbrias, y toxinas, como la adenilato ciclasa-hemolisina, toxina dermonecrótica y citotoxina traqueal . Estos factores se expresan y regulan con mayor frecuencia por estímulos ambientales. Las diferencias en los factores de virulencia se relacionan con la pérdida de funciones reguladoras o de control. Bordetella sp. generalmente vive dentro del tracto respiratorio y el sistema inmunológico de los huéspedes y puede transmitirse a nuevos huéspedes. [5] Bordetella pertussis también afecta a adultos humanos e incluso con una cobertura de vacunación del 85%, más de 160.000 muertes relacionadas ocurren cada año en todo el mundo. [5] Existen pocos métodos de prueba de susceptibilidad a los antimicrobianos, pero hasta 2018 no se han descubierto cambios ni avances. [5] La mayoría de los estudios realizados con vacunas contra Bordetella tienen muchas fallas y no llegan a una conclusión oficial.
La expresión de muchas adhesinas y toxinas de Bordetella está controlada por el sistema regulador de dos componentes BvgAS. [10] [11] Gran parte de lo que se sabe sobre este sistema regulador se basa en el trabajo con B. bronchiseptica , pero BvgAS está presente en B. pertussis , B. parapertussis y B. bronchiseptica y es responsable de la variación de fase o modulación fenotípica .
BvgS es una quinasa sensora unida a la membrana plasmática que responde a la estimulación fosforilando una proteína citoplásmica que contiene hélice-vuelta-hélice , BvgA. Cuando se fosforila, BvgA tiene mayor afinidad por sitios de unión específicos en secuencias promotoras activadas por Bvg y es capaz de promover la transcripción en ensayos in vitro . [13] [14]
La mayoría de las toxinas y adhesinas bajo control de BvgAS se expresan en condiciones Bvg + (alta concentración de BvgA-P i ). Pero también hay genes expresados únicamente en el estado Bvg − , en particular el gen de flagelina flaA . [15] La regulación de los genes reprimidos por Bvg está mediada por el producto de un marco de lectura abierto de 624 pb aguas abajo de B vgA , la denominada proteína represora activada por Bvg, BvgR. [16] BvgR se une a una secuencia de consenso presente dentro de las secuencias codificantes de al menos algunos genes reprimidos por Bvg. La unión de esta proteína a la secuencia de consenso representa la expresión génica mediante la reducción de la transcripción . [17]
No se sabe cuáles son las señales fisiológicas de BvgS, pero in vitro la BvgAS puede inactivarse mediante concentraciones milimolares de sulfato de magnesio o ácido nicotínico , o mediante la reducción de la temperatura de incubación a ≤ 26 °C. [18] [19]
La identificación de una mutación puntual específica en el gen BvgS que bloquea a B. bronchiseptica en una fase intermedia de Bvg reveló una clase de genes regulados por BvgAS que se transcriben exclusivamente en concentraciones intermedias de BvgA-P i . Este fenotipo intermedio (Bvg i ) se puede reproducir en B. bronchiseptica de tipo salvaje mediante el crecimiento de la bacteria en un medio que contiene concentraciones intermedias del modulador de BvgAS, el ácido nicotínico . En estas condiciones, se expresan algunos, pero no todos los factores de virulencia asociados con la fase Bvg + , lo que sugiere que este sistema regulador de dos componentes puede dar lugar a un continuo de estados fenotípicos en respuesta al medio ambiente. [18]
La vacuna contra la Bordetella no es esencial, pero es muy recomendable para los perros, especialmente si se espera que entren en contacto con otros perros en parques para perros, instalaciones de alojamiento, exposiciones caninas, clases de adiestramiento, etc. [20] De hecho, puede ser necesaria en ciertas instalaciones para la entrada. La vacuna también se puede administrar a los gatos, pero se hace con menos frecuencia porque la infección parece ser poco común en los gatos adultos. Sin embargo, puede ser una buena idea vacunar a un gatito si se encuentra en un entorno de alto riesgo (es decir, si vive con varios otros gatos). [21]
La vacuna contra la Bordetella se dirige específicamente a la Bordetella bronchiseptica , la especie que suele ser responsable de la tos de las perreras. La vacuna introduce la bacteria (viva o muerta) en el cuerpo para desarrollar inmunidad . Es importante recordar que la vacuna solo protege contra una especie de Bordetella . Por lo tanto, es posible que una mascota se infecte con otra especie de Bordetella o contraiga la tos de las perreras de otra fuente, como el virus de la parainfluenza , incluso después de haber sido vacunada contra B. bronchiseptica . [20] La vacuna contra la Bordetella también tiene una eficacia de solo un 70 %. [22]
Existen tres formas autorizadas de administrar la vacuna contra la Bordetella a los perros: por vía oral, intranasal y subcutánea . Los dos primeros métodos se administran utilizando bacterias vivas, mientras que el segundo se realiza con una bacteria muerta. Un estudio comparativo realizado en 2013 por la Facultad de Medicina Veterinaria de Madison, Wisconsin, estudió la eficacia de estos tres métodos vacunando a cachorros de beagle. Los 40 beagles se dividieron en cuatro grupos; un grupo para probar cada uno de los tres métodos, más un grupo de control no vacunado . Después de 42 días, los perros fueron expuestos a Bordetella bronchiseptica . Este estudio determinó que la vacuna intranasal viva contra la Bordetella era más eficaz que la vacuna subcutánea muerta, y la vacuna oral viva funciona igual de bien que la vacuna intranasal viva. [23]
[1] [2] [3] [4] [5]