Borrelia burgdorferi

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Borrelia burgdorferi
Borrelia cycle.jpg
Ciclo de vida de la Borrelia burgdorferi.
Taxonomía
Dominio: Bacteria
Filo: Spirochaetes
Clase: Spirochaetes
Orden: Spirochaetales
Género: Borrelia
Especie: B. burgdorferi
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Borrelia burgdorferi es una especie de bacteria de la clase Spirochaetes y del género Borrelia. B. burgdorferi , es el agente de la enfermedad de Lyme. Esta es una enfermedad zoonótica transmitida por garrapatas del género Ixodes.

Borrelia burgdorferi lleva su nombre en honor al investigador Willy Burgdorfer que fue el primero que la aisló en 1982. Es una de las pocas bacterias patógenas que puede sobrevivir sin hierro, sustituyendo todas las enzimas de la familia hierro-sulfuro con enzimas que contienen manganeso, evitando el problema que tienen muchas bacterias patógenas para conseguir el hierro.

Las infecciones producidas por B. burgdorferi han sido relacionadas con los linfomas no hodgkinianos.[1]

Ciclo zoonótico[editar]

La eclosión de los huevos da lugar a las larvas de garrapata. La larva se alimenta de un reservorio animal vertebrado infectado por la espiroqueta, así la larva adquiere la espiroqueta y muda a ninfa. Una vez convertida en ninfa y conteniendo la espiroqueta, se alimenta de un nuevo hospedador que todavía no porta la espiroqueta en su organismo. De esta forma, además de transmitir la espiroqueta al nuevo huésped, consigue crecer más para mudar al estadio final de adulto. El paso que completa el ciclo es la deposición de huevos por la hembra adulto. Los huevos no han adquirido la espiroqueta de la madre.

La garrapata es el organismo portador y transmisor de B. burgdorferi. La infección de la garrapata por B. burgdorferi se adquiere a través de su alimentación de un reservorio de animal infectado. La bacteria es retenida durante los siguientes estadios subsecuentes, (esto es, trans-estadio: larvaninfa → adulto) tras cada muda y alimento de la sangre del reservorio.

Aunque algunas Borrelia que causan fiebre recurrente pueden ser transmitidas desde el estadio de adulto al huevo, (transmisión transovarial), esto no ocurre con B. burgdorferi s.l. (sensu lato), por lo que, cada generación de garrapata debe adquirir infección de novo por B. burgdorferi.

Las garrapatas adulto no son generalmente importantes para el mantenimiento de B. burgdorferi en la naturaleza, ya que se alimentan predominantemente de la sangre de animales más grandes como el ciervo, incompetentes para albergar B. burgdorferi. Sin embargo, los ciervos son importantes para el mantenimiento de la población de garrapatas al ser estos un buen ambiente de apareamiento para ellas.

A pesar de que los tres estadios de la garrapata pueden alimentarse de la sangre de humanos, son las ninfas las responsables de la gran mayoría de la transmisión de espiroquetas a humanos. Aún queda por descubrir si los humanos infectados son capaces de transmitir las espiroquetas a las larvas de garrapata que de ellos se alimentan y todavía son considerados únicamente huéspedes en los que termina el ciclo de infección de las espiroquetas.

Los perros son probablemente huéspedes accidentales y definitivamente no forman parte del ciclo zoonótico de B. burgdorferi.

El ratón de patas blancas, Peromyscus leucopus, se considera el principal reservorio de B. burgdorferi en el noreste de Estados Unidos, mientras que los roedores y las aves migratorias son los principales reservorios de otras cepas de Borrelia en Europa.

Enfermedad de Lyme[editar]

Etiología[editar]

El agente causal de la enfermedad de Lyme, también conocida como borreliosis de Lyme, se dio a conocer pocos años después de que en 1976 se iniciara un brote de lo que parecía artritis reumatoide juvenil, en la localidad de Lyme (Connecticut, EE.UU.). Algunas de las manifestaciones de la enfermedad se conocían con anterioridad en Europa bajo diferentes nombres: eritema crónico migratorio, síndrome de Bannwarth o acrodermatitis crónica atrófica. El aislamiento de una Borrelia dirigido por Burgdorfer et al[2] en 1981 a la que se llamó B. burgdorferi, a partir de ninfas de Ixodes scapularis y de pacientes con borreliosis de Lyme temprana, aclaró de manera definitiva la etiología de esta enfermedad.

Patogenia[editar]

La garrapata comienza su periodo de alimentación a finales de primavera y durante el verano; es por esto por lo que la mayoría de los casos de borreliosis de Lyme se presentan en esta época.

Después de producirse la infección por los mecanismos descritos en el ciclo zoonótico, la lipoproteína Vls experimenta una variación antigénica durante las primeras fases de la enfermedad. Estas variantes de la proteína expresadas durante la infección desencadenan la respuesta inflamatoria y activan diferentes tipos celulares: activan el complemento y se vuelven resistentes al suero.

Además, B. burgdorferi, una vez en el organismo del vertebrado (por ejemplo, ratón), facilita su diseminación mediante su unión al plasminógeno y activadores de éste.

Variación antigénica[editar]

Sistema Vls de variación antigénica en B. burgdorferi: 15 cassettes de silenciamiento upstream de la región VlsE. Cada cassette está flanqueado por repeticiones directas de 17 pares de bases, al igual que la región central de VlsE, formada por 570 pares de bases. Los cassettes son homólogos a la región central de Vls.

B. burgdorferi utiliza un sistema de variación antigénica que evade la respuesta inmune adaptativa para conseguir persistir en el huésped. La bacteria consigue evadir los anticuerpos del sistema inmune a través de VlsE. VlsE es una lipoproteína de 35kDa que sufre un fenómeno de variación antigénica mediante la recombinación de secuencias de casettes de silenciamiento en la región del locus de expresión de VlsE.

El sistema Vls (variable protein-like sequence) fue descubierto por Norris et al[3] . Este sistema de variación antigénica crea una gran variedad de epítopos de la lipopotreína VlsE de la membrana externa celular durante la infección del vertebrado.

El sistema Vls fue primero descrito en la cepa B31 de burgdorferi; se localiza en lp28-1, uno de los múltiples plásmidos de burgdorferi, y consiste en el locus de expresión de VlsE y una serie de 15 cassettes de silenciamiento directamente upstream (río arriba) de VlsE. Estos cassettes de silenciamiento son elevadamente homólogos a los 570bp (pares de bases) centrales de dicho locus VlsE. Esta región central de VlsE y cada uno de los cassettes de silenciamiento están flanqueados por idénticas repeticiones directas de 17bp que muy probablemente contribuyan a la conversión génica: la secuencia de DNA en el locus de expresión VlsE cambia, mientras que la secuencia de cada cassette se mantiene constante.

El fenómeno de conversión génica que B. burgdorferi experimenta en el locus VlsE del plásmido lp28-1 hace que la secuencia de aminoácidos en la superficie varíe (diferentes epítopos de VlsE en la membrana externa) y por tanto, le confiera una ventaja adaptativa que le permite pasar desapercibida frente al sistema inmune.

El sistema de recombinación de VlsE ha sido observado únicamente en el ratón y el conejo como modelos de infección: la variación antigénica comienza 4 días tras la infección del ratón y resulta en la desaparición de VlsE parental en burgdorferi a los 28 días una vez producida la infección.

El sistema inmune adaptativo del ratón reconoce VlsE como antígeno y los anticuerpos generados contra el VlsE parental presentan una capacidad de unión más baja contra las variantes de VlsE producidas tras la infección del ratón. Además, se ha comprobado que la velocidad de recombinación de VlsE es más rápida en ratones inmunocompetentes que en aquellos que son inmunodeficientes.

B. burgdorferi no dispone de algunos genes de reparación del DNA que están implicados en la variación antigénica de otras bacterias, sin embargo, sí se ha observado que RuvA y RuvB son los únicos genes que se requieren para una conversión eficiente de VlsE: mutaciones en alguno de estos dos genes hacen que se reduzca gravemente la recombinación de VlsE y como consecuencia, la infectividad en ratones inmunocompetentes.

Transmisión horizontal génica[editar]

La transmisión horizontal de genes parece ser un fenómeno que permite una fuerte selección natural y adaptación en las poblaciones de B. burgdorferi. Probablemente, sea la responsable, al menos en parte, de la diversidad genética encontrada en sus plásmidos, algo que fue sugerido por Casjens et al[4] .

Un mecanismo potencial para la HGT (horizontal gene transmission) entre células de B. burgdorferi es la transducción de bacteriófagos.  ϕBB-1 es el bacteriófago mejor caracterizado, que empaqueta miembros de la familia de plásmidos cp32. ϕBB-1 es capaz de transducir cp32 (plásmido) entre células de B. burgdorferi de la misma cepa y de diferentes cepas in vitro, aunque con mayor eficiencia entre aquellas que son de la misma cepa. Aunque el papel de ϕBB-1 en el movimiento de DNA entre la misma o diferentes cepas de B.burgdorferi no está todavía definido, es más probable que la transducción ocurra en la garrapata (actuando como vector), ya que la espiroqueta se encuentra en elevada densidad en comparación con la que encontramos cuando la infección se da en un vertebrado (ratón, conejo, ardilla...). La transducción de cp32 a través de ϕBB-1 es la mejor caracterizada y probablemente no sea el único medio de HGT. Aquellos fragmentos de DNA transferidos por HGT suelen ser pequeños, aunque los plásmidos de la familia cp32 son una clara excepción a esta regla, ya que se transducen al completo.

Aun así, los eventos de HGT resultan raros en general y casi inexistentes en el cromosoma. La baja tasa de HGT en Borrelia implica que la mayoría o todos los genes que muestran una diversidad alélica se encuentran bajo selección estabilizadora. Además se ha observado que la familia de plásmidos cp32 se transducen mucho más rápido que otras partes del genoma de burgdorferi y como consecuencia, no se espera que la variación génica de cp32 esté en desequilibrio de ligamiento con el resto del genoma.

Referencias[editar]

  • Escudero-Nieto, Raquel et al (2005) «Enfermedades producidas por Borrelia». Enfermedades Infecciosas y Microbiología Clínica. doi: 10.1157/13073150
  • Radolf, Justin D. et al (2012) «Of ticks, mice and men: understanding the dual-host lifestyle of Lyme disease spirochaetes». Microbiology Nature Reviews. doi:10.1038/nrmicro2714
  1. Guidoboni M, Ferreri AJ, Ponzoni M, Doglioni C, Dolcetti R (2006). «Infectious agents in mucosa-associated lymphoid tissue-type lymphomas: pathogenic role and therapeutic perspectives». Clinical lymphoma & myeloma 6 (4): 289-300. PMID 16507206. 
  2. Burgdorfer, W.; Barbour, A. G.; Hayes, S. F.; Benach, J. L.; Grunwaldt, E.; Davis, J. P. (1982-06-18). «Lyme disease-a tick-borne spirochetosis?». Science (en inglés) 216 (4552): 1317-1319. doi:10.1126/science.7043737. ISSN 0036-8075. PMID 7043737. Consultado el 2016-11-25. 
  3. Jing-Ren Zhang, John M Hardham, Alan G Barbour, Steven J Norris (18 April, 1997). «Antigenic Variation in Lyme Disease Borreliae by Promiscuous Recombination of VMP-like Sequence Cassettes». Cell, Vol. 96, Issue 3. doi:10.1016/S0092-8674(00)80206-8. 
  4. Casjens, S.; Palmer, N.; van Vugt, R.; Huang, W. M.; Stevenson, B.; Rosa, P.; Lathigra, R.; Sutton, G. et al. (2000-02-01). «A bacterial genome in flux: the twelve linear and nine circular extrachromosomal DNAs in an infectious isolate of the Lyme disease spirochete Borrelia burgdorferi». Molecular Microbiology 35 (3): 490-516. ISSN 0950-382X. PMID 10672174. Consultado el 2016-11-25. 

Enlaces externos[editar]