Vibrio es un género de bacterias Gram-negativas , que poseen una forma de bastón curvado (coma), [1] [2] [3] [4] varias especies de las cuales pueden causar una infección transmitida por los alimentos o una infección de los tejidos blandos llamada Vibriosis . La infección se asocia comúnmente con el consumo de mariscos poco cocidos. Al ser altamente tolerantes a la sal e incapaces de sobrevivir en agua dulce, Vibrio spp. se encuentran comúnmente en variosentornos de agua salada . Vibrio spp. son anaerobios facultativos que dan positivo en la prueba de oxidasa y no forman esporas . [4] [5] Todos los miembros del género son móviles . Pueden tener flagelo polar o lateral con o sin vainas. [4] [6] Las especies de Vibrio generalmente poseen dos cromosomas , lo cual es inusual para las bacterias. [7] [8] Cada cromosoma tiene un origen de replicación distinto e independiente, [9] y se conservan juntos a lo largo del tiempo en el género. [10] Se han construido filogenias recientes basadas en un conjunto de genes ( análisis de secuencia de múltiples loci ). [1]
OF Müller (1773, 1786) describió ocho especies del género Vibrio (incluido en Infusoria ), tres de las cuales eran espiriliformes. [11] Algunas de las otras especies se asignan hoy en día a taxones eucariotas, por ejemplo, al euglenoide Peranema o a la diatomea Bacillaria . Sin embargo, Vibrio Müller, 1773 pasó a considerarse el nombre de un género zoológico, y el nombre del género bacteriano pasó a ser Vibrio Pacini, 1854. [12] Filippo Pacini aisló microorganismos que llamó " vibriones " de pacientes de cólera en 1854, debido a su motilidad. [13] En latín, "vibrio" significa "temblar". [14]
El género Vibrio contiene un gran número de especies, y estas varían un poco en sus características bioquímicas. Las características de colonias, morfológicas, fisiológicas y bioquímicas del género Vibrio se muestran en la siguiente tabla. [4]
Nota: Grupo 1: Vibrio alginolyticus ; Grupo 2: Vibrio natriegens, Vibrio pelagius, Vibrio azureus ; + = Positivo; – = Negativo; V = Variable (+/–)
Varias especies de Vibrio son patógenos . [15] La mayoría de las cepas que causan enfermedades están asociadas con gastroenteritis , pero también pueden infectar heridas abiertas y causar sepsis . [16] Pueden ser transportados por numerosos animales marinos, como cangrejos o camarones, y se sabe que causan infecciones fatales en humanos después de la exposición. [17] El riesgo de enfermedad clínica y muerte aumenta con ciertos factores, como diabetes no controlada, niveles elevados de hierro (cirrosis, enfermedad de células falciformes , hemocromatosis ) y cáncer u otros estados inmunodeprimidos. Las especies patógenas de Vibrio incluyen V. cholerae (el agente causante del cólera ), V. parahaemolyticus y V. vulnificus . V. cholerae generalmente se transmite por agua contaminada . [3] Las especies patógenas de Vibrio pueden causar enfermedades transmitidas por los alimentos (infección), generalmente asociadas con el consumo de mariscos poco cocidos. [18] Cuando se ingieren bacterias Vibrio pueden provocar principalmente diarrea acuosa junto con otros síntomas secundarios. [19] Las características patogénicas se pueden vincular al sistema de detección de quórum , donde las bacterias pueden expresar su factor de virulencia a través de sus moléculas de señalización. [20]
Los brotes de V. vulnificus ocurren comúnmente en climas cálidos y pequeños brotes, generalmente letales, ocurren regularmente. Un brote ocurrió en Nueva Orleans después del huracán Katrina , [21] y varios casos letales ocurren casi todos los años en Florida. [22] En 2013, en los Estados Unidos, las infecciones por Vibrio en su conjunto aumentaron un 43% en comparación con las tasas observadas en 2006-2008. V. vulnificus , la cepa más grave, no ha aumentado. Las infecciones por Vibrio transmitidas por alimentos se asocian con mayor frecuencia al consumo de mariscos crudos . [23]
V. parahaemolyticus también está asociado con el fenómeno de Kanagawa, en el que las cepas aisladas de huéspedes humanos (aislamientos clínicos) son hemolíticas en placas de agar sangre , mientras que las aisladas de fuentes no humanas no son hemolíticas. [24]
Muchas especies de Vibrio también son zoonóticas . Provocan enfermedades en peces y mariscos y son causas comunes de mortalidad entre la vida marina doméstica.
Un signo común de infección por Vibrio es el cólera . El cólera se presenta principalmente con una rápida pérdida de agua por diarrea acuosa. Otros síntomas incluyen vómitos y calambres musculares. [25] La pérdida de agua puede provocar deshidratación, que puede ser de leve a moderada o grave. La deshidratación moderada a grave requiere tratamiento inmediato. V. cholerae es el patógeno más común que causa el cólera. El estándar de oro para detectar el cólera es a través de cultivos de muestras de heces o hisopos rectales. La identificación se realiza luego a través de microscopía o por aglutinación de anticuerpos. [25] Los cultivos se realizan en agar tiosulfato citrato sales biliares sacarosa. V. cholerae formará colonias amarillas. [26]
La vibriosis es un signo de una infección más grave por Vibrio . Las causas comunes de vibriosis incluyen el consumo de mariscos crudos o poco cocidos, principalmente ostras, o la exposición de heridas al agua de mar. La mayoría de las infecciones por V. parahaemolyticus pueden ser autolimitantes y los síntomas incluyen diarrea, náuseas, dolores de cabeza, fiebre y escalofríos. V. vulnificus puede provocar una enfermedad más grave, particularmente en la infección de heridas que puede convertirse en fascitis necrosante . V. parahaemolyticus es el patógeno más común en la vibriosis, sin embargo, V. vulnificus es más común en personas que tienen ciertos factores de riesgo como edad avanzada, enfermedad hepática o diabetes mellitus. Como todos los diagnósticos de vibrio, la vibriosis también se puede determinar en cultivos de heces. V. parahaemolyticus y V. vulnificus formarán colonias verdes. [26]
La atención médica depende de la presentación clínica y la presencia de condiciones médicas subyacentes.
Dado que la gastroenteritis por Vibrio es autolimitada en la mayoría de los pacientes, no se requiere una terapia médica específica. [27] Los pacientes que no pueden tolerar la reposición de líquidos por vía oral pueden requerir terapia de líquidos por vía intravenosa.
Aunque la mayoría de las especies de Vibrio son sensibles a los antibióticos, como la doxiciclina o la ciprofloxacina , la terapia con antibióticos no acorta la evolución de la enfermedad ni la duración de la excreción del patógeno. Sin embargo, si el paciente está enfermo y tiene fiebre alta o una afección médica subyacente, se puede iniciar una terapia antibiótica oral con doxiciclina o ciprofloxacina. [27]
Los pacientes con infección de heridas o sepsis por Vibrio no colérico están mucho más enfermos y con frecuencia tienen otras afecciones médicas. El tratamiento médico consiste en:
El método más eficaz para prevenir el cólera es mejorar la seguridad del agua y de los alimentos, lo que incluye el saneamiento del agua, la preparación adecuada de los alimentos y la concienciación de la comunidad sobre los brotes. La prevención ha sido más eficaz en los países donde el cólera es endémico.
Otro método son las vacunas contra el cólera , como Dukoral y Vaxchora. [28]
La prevención de la vibriosis es principalmente eficaz en el procesamiento de alimentos. Los alimentos, en su mayoría mariscos, que comúnmente contienen organismos vibrio se controlan periódicamente. El agua de la que se extraen o cultivan los mariscos se analiza para determinar el contenido de microorganismos. Se utilizan métodos de procesamiento de alimentos como la pasteurización y la alta presión para eliminar microorganismos y patógenos. [26]
V. harveyi es un patógeno de varios animales acuáticos y es conocido como causa de vibriosis luminosa en camarones. [29] Aliivibrio fischeri (o V. fischeri ) es conocido por su simbiosis mutualista con el calamar bobtail hawaiano , que depende de la luminiscencia microbiana. [30]
Las especies de Vibrio "típicas" y descubiertas tempranamente , como V. cholerae , tienen un solo flagelo polar (monotrico) con vaina. Algunas especies, como V. parahaemolyticus y V. alginolyticus , tienen un solo flagelo polar con vaina y flagelos delgados que se proyectan en todas las direcciones (peritrico), y otras especies, como V. fischeri , tienen mechones de flagelos polares con vaina (lofotrico). [31]
La estructura típica del flagelo bacteriano contiene tres componentes: el cuerpo basal, el gancho y el filamento. Al igual que las bacterias típicas, Vibrio spp., tiene estos tres componentes, pero con una mayor complejidad en el cuerpo basal. Además, Vibrio spp. utiliza cinco o seis subunidades de flagelo distintas para construir el filamento flagelar, en lugar de la flagelina única que se encuentra en muchas otras bacterias. En Vibrio spp., la mayoría tiene un solo flagelo ubicado en un polo de la bacteria, aunque algunas especies tienen flagelos adicionales en disposiciones perítricas o lofótricas. Otra diferencia es que el gradiente utilizado para impulsar el motor flagelar es impulsado por sodio en lugar de protones; esto crea un mayor torque, y se ha demostrado que los flagelos de Vibrio giran más de cinco veces más rápido que los flagelos impulsados por H + de E. coli . El flagelo también está rodeado por una vaina que se extiende desde la membrana. El propósito de esta vaina aún no se ha determinado. [32]
La motilidad es muy importante para la infección de las especies de Vibrio . Las investigaciones han demostrado que una variedad de mutantes de Vibrio que son defectuosos en la síntesis de flagelos o que no son móviles son defectuosos en la infección. La pérdida de motilidad en Vibrio ha demostrado una colonización y adherencia deterioradas a los intestinos del huésped. [32]
La transformación natural es una adaptación bacteriana común para la transferencia de ADN que emplea numerosos productos genéticos bacterianos. [33] [34] Para que una bacteria receptora se una, absorba y recombine ADN exógeno en su cromosoma, debe volverse competente , es decir, entrar en un estado fisiológico especial. El proceso de absorción de ADN de V. cholerae naturalmente competente implica un pilus inducido por competencia extendido y una proteína de unión al ADN que actúa como un trinquete y enrolla el ADN en el periplasma. [35] La transformación natural también se ha descrito para V. fischeri , [36] V. vulnificus [37] y V. parahaemolyticus . [38]
V. cholerae se ha utilizado en los descubrimientos de muchos ARN pequeños bacterianos . Utilizando sRNA-Seq y Northern blot, se identificaron y caracterizaron los sRNA candidatos como IGR -sRNA (región intragénica), AS-sRNA (transcritos a partir de la cadena antisentido del marco de lectura abierto (ORF) y derivados de ORF. [39] Se demostró que uno de los candidatos de este estudio, IGR 7, estaba involucrado en el metabolismo del carbono y luego se lo renombró ARN MtlS . Otros sRNA identificados en V. cholerae a través de exámenes genéticos y métodos computacionales incluyen Qrr RNA , Vibrio regulatory RNA of OmpA , MiX sRNA , Vibrio cholerae ToxT activated RNAs , foR RNA y VqmR sRNA .