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Virulence

Virulence is a pathogen's or microorganism's ability to cause damage to a host.

In most, especially in animal systems, virulence refers to the degree of damage caused by a microbe to its host.[1] The pathogenicity of an organism—its ability to cause disease—is determined by its virulence factors.[2][3] In the specific context of gene for gene systems, often in plants, virulence refers to a pathogen's ability to infect a resistant host.[4]

The noun virulence (Latin noun virulentia) derives from the adjective virulent, meaning disease severity.[5] The word virulent derives from the Latin word virulentus, meaning "a poisoned wound" or "full of poison."[5][6] The term virulence does not only apply to viruses.

From an ecological standpoint, virulence is the loss of fitness induced by a parasite upon its host. Virulence can be understood in terms of proximate causes—those specific traits of the pathogen that help make the host ill—and ultimate causes—the evolutionary pressures that lead to virulent traits occurring in a pathogen strain.[7]

Virulent bacteria

The ability of bacteria to cause disease is described in terms of the number of infecting bacteria, the route of entry into the body, the effects of host defense mechanisms, and intrinsic characteristics of the bacteria called virulence factors. Many virulence factors are so-called effector proteins that are injected into the host cells by specialized secretion apparati, such as the type three secretion system. Host-mediated pathogenesis is often important because the host can respond aggressively to infection with the result that host defense mechanisms do damage to host tissues while the infection is being countered (e.g., cytokine storm).

Los factores de virulencia de las bacterias suelen ser proteínas u otras moléculas sintetizadas por enzimas . Estas proteínas están codificadas por genes en el ADN cromosómico , el ADN de bacteriófagos o los plásmidos . Ciertas bacterias emplean elementos genéticos móviles y transferencia genética horizontal . Por lo tanto, se han propuesto estrategias para combatir determinadas infecciones bacterianas centrándose en estos factores de virulencia específicos y elementos genéticos móviles. [8] Las bacterias utilizan la detección de quórum para sincronizar la liberación de las moléculas. Todas estas son causas próximas de morbilidad en el huésped.

Métodos por los cuales las bacterias causan enfermedades.

Adhesión
Muchas bacterias primero deben unirse a la superficie de la célula huésped. Se han identificado muchas moléculas bacterianas y del huésped que participan en la adhesión de las bacterias a las células del huésped. A menudo, los receptores de la superficie de la célula huésped para las bacterias son proteínas esenciales para otras funciones. Debido a la presencia de revestimiento mucoso y de sustancias antimicrobianas alrededor de algunas células huésped, a ciertos patógenos les resulta difícil establecer contacto-adhesión directa.
Colonización
Algunas bacterias virulentas producen proteínas especiales que les permiten colonizar partes del cuerpo huésped. Helicobacter pylori es capaz de sobrevivir en el ambiente ácido del estómago humano produciendo la enzima ureasa . La colonización del revestimiento del estómago por esta bacteria puede provocar úlceras gástricas y cáncer . La virulencia de diversas cepas de Helicobacter pylori tiende a correlacionarse con el nivel de producción de ureasa.
Invasión
Algunas bacterias virulentas producen proteínas que alteran las membranas de las células huésped o estimulan su propia endocitosis o macropinocitosis en las células huésped. Estos factores de virulencia permiten que las bacterias ingresen a las células huésped y facilitan la entrada al cuerpo a través de capas de tejido epitelial en la superficie del cuerpo.
Inhibidores de la respuesta inmune
Muchas bacterias producen factores de virulencia que inhiben las defensas del sistema inmunológico del huésped. Por ejemplo, una estrategia bacteriana común es producir proteínas que se unan a los anticuerpos del huésped. La cápsula de polisacárido de Streptococcus pneumoniae inhibe la fagocitosis de la bacteria por parte de las células inmunitarias del huésped.
Toxinas
Muchos factores de virulencia son proteínas producidas por bacterias que envenenan las células huésped y causan daño a los tejidos. Por ejemplo, existen muchas toxinas de intoxicación alimentaria producidas por bacterias que pueden contaminar los alimentos humanos. Algunos de estos pueden permanecer en los alimentos "estropeados" incluso después de cocinarlos y causar enfermedades cuando se consumen los alimentos contaminados. Otras toxinas bacterianas se alteran e inactivan químicamente con el calor de la cocción.

Virus virulentos

Los factores de virulencia del virus le permiten replicarse, modificar las defensas del huésped y propagarse dentro del huésped, y son tóxicos para el huésped. [9]

Determinan si se produce una infección y qué tan graves son los síntomas de la enfermedad viral resultante. Los virus a menudo requieren proteínas receptoras en las células huésped a las que se unen específicamente. Normalmente, estas proteínas de la célula huésped se endocitosan y el virus unido luego ingresa a la célula huésped. Los virus virulentos como el VIH , que causa el SIDA , tienen mecanismos para evadir las defensas del huésped. El VIH infecta las células T colaboradoras , lo que provoca una reducción de la respuesta inmunitaria adaptativa del huésped y, finalmente, conduce a un estado inmunocomprometido. La muerte se debe a infecciones oportunistas secundarias a la alteración del sistema inmunológico causada por el SIDA. Algunos factores de virulencia viral confieren capacidad para replicarse durante las respuestas inflamatorias defensivas del huésped, como durante la fiebre inducida por virus . Muchos virus pueden existir dentro de un huésped durante largos períodos durante los cuales causan poco daño. Cepas extremadamente virulentas pueden eventualmente evolucionar por mutación y selección natural dentro de la población de virus dentro de un huésped. El término " neurovirulento " se utiliza para virus como la rabia y el herpes simple que pueden invadir el sistema nervioso y causar enfermedades allí.

Los organismos modelo de virus virulentos ampliamente estudiados incluyen el virus T4 y otros bacteriófagos T-incluso que infectan a Escherichia coli y varias bacterias relacionadas .

El ciclo de vida lítico de los bacteriófagos virulentos se contrasta con el ciclo de vida templado de los bacteriófagos templados. [10] [11]

Ver también

Referencias

Wikimedia Commons tiene medios relacionados con la virulencia .
  1. ^ Pirofski LA, Casadevall A (2012). "Preguntas y respuestas: ¿Qué es un patógeno? Una pregunta que plantea el problema". Biología BMC . 10 : 6. doi : 10.1186/1741-7007-10-6 . PMC  3269390 . PMID  22293325.
  2. ^ MeSH - Encabezamientos de materias médicas, Instituto Karolinska, 13 de abril de 2010
  3. ^ Biología en línea (7 de octubre de 2019). "Virulencia". Biología en línea .
  4. ^ Esclavo, Peter H.; Burdon, Jeremy J. (2003). "Evolución de la virulencia en una metapoblación de planta huésped-patógeno". Ciencia . 299 (5613): 1735–7. Código bibliográfico : 2003 Ciencia... 299.1735T. doi :10.1126/ciencia.1080070. ISSN  0036-8075. PMID  12637745. S2CID  6894315.
  5. ^ ab "virulento" . Diccionario de inglés Oxford (edición en línea). Prensa de la Universidad de Oxford . (Se requiere suscripción o membresía de una institución participante).
  6. ^ Lewis, Charlton T.; Breve, Carlos. "vīrŭlentus". Un diccionario latino . Consultado el 2 de enero de 2023 .
  7. ^ "Enfermedades de las plantas | Importancia, tipos, transmisión y control | Britannica". www.britannica.com . Consultado el 2 de enero de 2023 .
  8. ^ Keen, CE (2012). "Paradigmas de patogénesis: apuntar a los elementos genéticos móviles de la enfermedad". Fronteras en microbiología celular y de infecciones . 2 : 161. doi : 10.3389/fcimb.2012.00161 . PMC 3522046 . PMID  23248780. 
  9. ^ Flint, S. Jane; Enquist, Lynn W.; Racaniello, Vicente R.; Skálka, Anna Marie (2009). Principios de Virología. vol. II Patogénesis y Control (3ª ed.). Washington, DC: ASM. págs. 42–7. ISBN 978-1-55581-480-9.
  10. ^ Madigan, MT; Martinko, JM (2006). Brock Biología de los microorganismos (11ª ed.). Prentice Hall. ISBN 978-0-13-144329-7.
  11. ^ "fago lítico | virus | Britannica". www.britannica.com . Consultado el 2 de enero de 2023 .