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Mecanismos moleculares de la patogenicidad de "Aeromonas hydrophila"

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Universitat de Barcelona. Departament de Microbiologia

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[spa] El género "Aeromonas" pertenece a la familia "Vibrionaceas".  Dentro de este généro podemos diferenciar dos grupos: un primer grupo formado por microorganismos psicrófilos no mótiles en el que únicamente hallamos la especie "Aeromonas salmonicida" y un segundo grupo formado por microorganismos mesófilos mótiles en el que hallamos las especies "Aeromonas hydrophila", "Aeromonas sobria" y "Aeromonas caviae". Las cepas de "Aeromonas" mesófilas mótiles son microorganismos que se caracterizan por su elevada diversidad en cuanto al grado de virulencia. Estas diferencias se hallan estrechamente relacionadas con las estructuras moleculares presentes a nivel de la superficie bacteriana. La incidencia y variabilidad de este grupo hizo que obtuviesen a partir de muestras de agua diferentes bacteriófagos específicos para las estructuras superficiales bacterianas, los cuales pudiesen emplearse como marcadores biológicos que permitiesen diferenciar a un serotipo de los restantes dentro del grupo de "Aeromonas" mótiles. De este modo, se aislaron los bacteriófagos PM1, PM2 y PM3.El bacteriófago PM1 presenta doble cadena de DNA, capside poliédrica y una placa con fibras en la cola. Además, posee como receptor el antígeno O del lipopolisacárido (LPS)  de las cepas de serotipo 0:34 y, en consecuencia, los mutantes espontáneos resistentes al citado bacteriófago carecen de antígeno 0 del LPS, aunque presentan sensibilidad a bacteriófagos de "Aeromonas" cuyo receptor es el núcleo del LPS. El bacteriófago PM2 presenta doble cadena de DNA, cápside poliédrica y una placa basal con espinas. Además, posee como receptor el núcleo del LPS de diferentes cepas de serotipo 0:34 y 0:11 (así como "A. salmonicida"); en consecuencia, los mutantes resistentes al mismo presentan alteraciones en los oligosacáridos del núcleo del LPS, careciendo en todos los casos de antígeno 0 del LPS.  El bacteriófago PM3 presenta doble cadena de DNA y posee como receptor el flagelo monopolar de diferentes serotipos de "A. hydrophila" tanto con lámina S como sin lámina. Los mutantes resistentes a este bacteriófago presentan alteraciones en el flagelo o en la motilidad de dichas cepas bacterianas. Estos bacteriófagos han permitido la agrupación de diferentes cepas de "Aeromonas" mesófilas que luego han correspondido a serotipos distintos. Así, las cepas sensibles al bacteriófago PM1 pertenecen al serogrupo 0:34 y presentan las siguientes características:1.- Un perfil de proteínas de membrana externa tremendamente homogéneo.2.- Un LPS heterogéneo, químicamente formado por KDO, L-heptosas, glucosa y hesoxaminas, y carente en D-heptosas, galactosa, rhamnosa y pentosas.3.- Una DL(50) a 20ºC menos elevada que a 37°C, tanto en ratón como en pez, lo cual indica que son más virulentas a 20ºC que a 37°C. Este hecho se debe a la producción de antígeno 0 del LPS a 20ºC y a la práctica ausencia del mismo a 37°C. Todo ello implica al antigeno 0 del LPS en la virulencia de estas cepas.Uno de los serotipos más importantes dentro de las "Aeromonas" mesófilas a causa de su elevado grado de virulencia es el denominado serotipo 0:11. Este serotipo presenta:1.	Un LPS homogéneo, formado químicamente por KDO y L-heptosas en el núcleo del LPS y glucosa, galactosa, mañosa y hexosaminas en el antígeno 0 del LPS. 2.	Una lámina proteínica de estructura tetragonal, denominada lámina S, que recubre prácticamente la superficie celular haciendo que el LPS quede totalmente recubierto. Esta poca accesibilidad del antígeno 0 del LPS hace difícil encontrar marcadores biológicos (bacteriófagos) para este serotipo. 3.	Todas las cepas de serotipo 0: 11 al igual que las de "A. salmonicida" poseen la propiedad de autoaglutinar. Dicha propiedad está ligada fundamentalmente a la presencia de lámina S y de flagelo.4.	La DL(50) de este serotipo es dos logaritmos inferior a la existente en las cepas de serotipo 0:34 y además es muy similar en todos los mutantes isogénicos obtenidos para las diferentes estructuras superficiales. Una vez estudiados los serotipos 0:34 y 0:11 de las "Aeromonas" mesófilas se obtuvieron mutantes isogénicos, bien por resistencia a bacteriófagos específicos para las diferentes estructuras superficiales o bien mediante mutagénesis con un agente alquilante y contraselección con anticuerpos especificos frente a 1as estructuras superficiales a alterar.Con el uso de los citados mutantes se determinó que la vía clásica del complemento es la responsable en las "Aeromonas" pertenecientes al serotipo 0:34 y 0:11 de la activación del complemento y por consiguiente, de la actividad bactericida del suero. Además, se obeservó que la lámina S peresente en las cepas de serotipo 0:11 no activaba la acción del complemento (a diferencia de la lámina A de "A. salmonicida"), sino que el determinante a nivel de las estructuras superficiales de la resistencia a la actividad bactericida del suero en ambos serotipos son los oligosacáridos del núcleo del LPS. Finalmente se demostró que el LPS de todas las "Aeromonas" mesófilas es capaz de activar el complemento, y la razón de ser sensible o resistente a la actividad bactericida del suero se debe a la fijación o no de C3b pegado a la membrana y la consiguiente formación de los complejos C5b-9.

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[eng] The motile "Aeromonas" group is characterized by their high diversity degree of virulence. These differences are related with molecular structures located on the bacterial surface.Several bacteriophages of motile "Aeromonas" were isolated and characterized from water samples. Thus, it was obtained bacteriophages whose receptors are: the 0 antigen lipopolisaccharide (LPS) of 0:34 serotype strains, the core LPS of 0:34 and 0:11 serotype strains (as soon as "Aeromonas salmonicida" and the monopolar flagellum of motile "Aeromonas".Then, motile "Aeromnas" 0:34 and 0:11 isogenic mutants were obtained by resistance to the specific bacteriophages for different structures, or by mutagenesis with an alquilant agent and contraselection with specific antibodies.Using the different isogenic mutants it was possible to determinate: a) the complement activation pathway in the 0:34 and 0:11 serotypes motile "Aeromonas" is the classical pathway, b) the S-layer present on the 0:11 serotype strains not activate the complement action; but, in contrast, the A-layer present on the "Aeromonas salmonicida" strains active this action, c) the complement activation determinant at the structural bacterial surface are the core LPS oligosaccharides, and d) the LPS present at all motile "Aeromonas" strains activate the classical complement pathway; and the sensibility or resistance from the bactericidal action was due to the presence or absence of C3b linked on the membranes and the subsequence formation of C5b-9 complexes.

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Tesis Doctorals - Departament - Microbiologia

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Mecanismos moleculares de la patogenicidad de "Aeromonas hydrophila"