v. cholerae 15.nov.13
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ANTECEDENTES HISTÓRICOS
1817. El colera asiatico
1831-1832 se propaga en la sociedad inglesa
1842 Traslado desde la india a China, por una expedición inglesa
Asia central e Imperio Ruso
1846 A través de los peregrinos de La Meca se propago a la región del mediterraneo
1847-1848 Muerte de más de un millón de habitantes rusos
Se extendio por Polonia, Austria y Hungría siguiendo el curso del ríoElba llegó a Prusia, Francia e Inglaterra y de ahí al Continente Americano.
IDENTIFICACIÓN DEV. cholerae
• …up to now, 22 cholera victims and 17 cholera patients have been examined in Calcutta…. In all cases the comma bacillus and only the comma bacillus has been found. These results, taken together with those obtained in Egypt, prove that we have found the pathogen responsible for cholera…
• Robert Koch, 2 Feb. 1884
Antecedentes sobre el microorganismo
El agente responsible del Colera fue descrito por primera vez por el Italianao Pacini en 1854, quien encuentra un gran numero de bacterias curvasen el contenido intestinal de victimas del colera, que llamo Vibrio cholera
MORFOLOGIA
Bacilo Gram negativo, de forma curva con una longitud de 1.5-2.0 um y 0.5 um de ancho y dispone de un solo flagelo
John Harnold, marino mercante procedente de Hamburgo, llego a Londres el día 22 de septiembre. Murió pocas horas después de su arribo en una habitación de alquiler en Horsleydown, Londres.Otro inquilino moriría ocho días después de rentar la misma habitación.
Participación del Agua en la Transmisión del Cólera
El método de Snow Establecer el factor común entre los infectadosEl dato clínico sobre los problemas digestivos La ingesta de agua el elemento común entre los afectadospor el padecimiento.
John Snow Padre de la Epidemiología
En 1849, publicó On the Mode of Communication of Cholera en la que teorizó con pruebas --que él consideraba-- fehacientes de que el cólera se propagaba a través del agua contaminada.
Sus observaciones sobre la contaminación de los alimentos y de los suministros del agua le permitieron concluir que el “cholera invariably commneces with the affection of the alimentary canal”
Participación del Agua en la Transmisión del Cólera
AGUAS NEGRAS
AGUA POTABLE ALIMENTOS
HUMANOS
Vibrio spp.Epibionte
Planctónico
Ecosistema AcuáticopH, Temperatura,
Salinidad, Sustratos
Comportamiento biológico de Vibrio, mecanismos de transmisión al humano
y al ambiente acuático
CUIDADO CON EL AGUA Y ALIMENTOS
Vibrio cholerae y cólera• El género Vibrio incluye numerosas especies
en ambientes acuáticos• Se han reportado más de 200 diferentes
serogrupos (antígenos somáticos, “O”) de V. cholerae
• Las cepas epidémicas pertenecen a los serogrupos O1 y O139
SEROTIPO DETERMINANTES ANTIGENICOS -O
Ogawa Inaba
Ogawa A, B + -
Inaba A, C - +
Hikojima A, B, C + +
SEROTIPOS DE V. cholerae O1
• 1817-1920: Priméras 6 pandemias (origen India),
Biotipo Clásico (serogrupo O1)• 1935: Brote epidémico en Indonesia• Biotipo El Tor (serogrupo O1)• 1961: Séptima pandemia (origen Indonesia)
Biotipo El Tor• 1991: Epidemia en el Continente Americano
(Lima, Perú) El Tor O1• 1992: Epidemia en S. Asia (origen Bahía de
Bengala), serogrupo O139; . Desplazamiento temporal El Tor O1
PANDEMIAS DE CÓLERA
V. cholerae O1 y O139: cólera y toxigenicidad
• Las cepas O1 toxigénicas han causado las siete pandemias de cólera desde 1817
• El 5% de las cepas O1 son no toxigénicas• La cepa O139 Bengal inició un brote en la
India en 1992 (¿octava pandemia?)• Existen reportes de brotes aislados
ocasionados por cepas V cholerae O10, O12, O31,O37 y O53
19611970
1974
1991
1991
La séptima pandemia y el regreso del cólera a Latinoamérica
Fuente:
• OPS - OMS
• Más de 400 000 casos
• Cerca de 4 000 muertes
• 16 países afectados
Epidemiología del cólera
• Casos agrupados por localidad y temporada• Alto número de casos en niños en áreas endémicas• Cambios anuales en el patrón de resistencia a
antibióticos• Diversidad clonal en cepas epidémicas• Emergencia y reemergencia en zonas con escasas
condiciones de saneamiento e higiene
Pandemias que han afectado a México
1a (1817)
2a (1833) México
3a (1849) México
4a (1866) México
5a (1883)
6a (1899)
7a (1961) México 1991)
Fuente: • Boletín epidemiológico de la Secretaria de Salud, 1999-
2003.
El cólera regresa a México (1991-2002)
Total:
45 979 casos
545 muertes
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
18000
1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002
Ca
so
s
0
50
100
150
200
250
Mu
ert
es
Casos
Muertes
71 59 11
Octubre 2010, reporte de un caso en la Ciudad de Guadalajara Jalisco, Méxicoy dos casos en Culiacan Sinaloa, México. Uno en octubre 2010 y otro más en 2011
• 28 OCTOBER 2013 - The Ministry of Health in Mexico has reported an additional five cases of infection with Vibrio cholerae O1 Ogawa toxigenic.
• The five cases occurred in the geographic zone of la Huasteca, an area where urbanization, availability of drinking water and basic sanitation services are limited.
• From 9 September to date, a total of 176 confirmed cases, including one death, of infection with Vibrio cholerae O1 Ogawa toxigenic has been reported in the country. Of these, two are from the Federal District, 157 cases from the state of Hidalgo, nine from the state of Mexico, two from the state of San Luis Potosi and six from the state of Veracruz. Eighty-nine of the total confirmed cases are women and 87 are men. Fifty-seven cases have been hospitalized.
• Factores de colonización y asociación intercelular:
TCP (toxin-coregulated pilus), ACF (accesory colonization factor)
• Toxinas (CT, ZOT, ACE)• Flagelo polar• Proteasas• Hemaglutininas solubles y asociadas• Neuraminidasa• Sideróforos
Factores de virulencia de V. cholerae
100 nmctx Φ
LA EXPRESIÓN DE LA TOXINA DEL CÓLERA (CTX) ESTA CODIFICADAPOR GENES INTEGRADOS EN EL CROMOSOMA DE UN FAGO
CTX-F
• CTX-F: Fago atemperado, no lítico• Genoma: ssDNA+, 7 a 9 kb• Receptor primario: TCP• Arreglo biotipo específico• Ausencia de inmunidad heteróloga• Integración sitio-específica (Cromosoma I)• Diferencias en secuencias RS• Forma: plásmido (pCTX) o profago
Arreglo del elemento genético CTX (ctxAB)
cep orfUace
zot ctxA ctxB
RS1 RS1
• Reporte sobre su existencia 1996 (Waldor, M. K., and J. J. Mekalanos. Science 272:1910-1914).
• El genoma del fago: Puede integrarse en el cromosoma de la bacteria en sitios de unión específicos (attachment site), formando lisógenos estables, o pueden encontrarse como un plásmido referido como la forma replicativa
• El fago CTX puede infectar cepas de V. cholerae no toxigénicas.
• Pueden aparecer nuevas cepas toxigénicas.
Cholera Infection
RtxA
ZOT
ACTG
ARF
NanH
ERO1L
AaS
ERP70
ACE
Endoplasmic
Reticulum
Endoplasmic
Reticulum
EndosomeEndosome
cAMP
ZOT Receptor
ZOT Receptor
ClCl --ClCl --
HCOHCO --33
H2O, K+,Na+
H2O, K+,Na+
DiarrheaDiarrhea
Disassembly of tight junction
Disassembly of tight junction
ChannelsChannelsChannelsChannelsCFTRCFTR
PKC
Intestinal Enterocyte
Intestinal Enterocyte
Nucleus
ADP Ribosylation
ADP Ribosylation
Sec61P
Sec61P
RtxA
AC
A1
A1
Bridging
Bridging A1
Golgi Golgi
ACTG
A2
NAD
ADPR
A1 A2
A1 A2B
GM1GM1
Vibrio choleraeVibrio cholerae
}CTx
ZOT
PLC
AK
Actin FilamentPolymerization
PIP2
DAG
ZOT
Stimulating mucosal cells to pump large amounts of Cl- (Chloride Ions) into the intestinal contents. H2O (Water), Na+ (Sodium Ions), K+ (Potassium ions), HCO3- (Bicarbonate Ions) and other electrolytes follow due tothe osmotic and electrical gradients caused by the loss of Cl-.
Vibrio cholerae DOS CROMOSOMAS DOS ESTILOS DE VIDA
LA SECUENCIACIÓN DEL GENÓMA DE Vibrio cholerae, PROPORCIONO LA INFORMACIÓN PARA QUE SE PUEDAENTENDER, COMO UN MICROORGANISMOAMBIENTAL DE VIDA LIBRE EMERGE, PARA CONVERTIRSE EN UNA BACTERIA DE GRAN IMPORTANCIA COMO PATÓGENO DE HUMANOS
Heidelberg et al., 2000. Nature. 406:477-483.
CARACTERIZACIÓN DE VIBRIO CHOLERAE
HEMÓLISIS Y BIOPELÍCULAS
Producción de exopolisacáridosfavoreciendo la presencia de colonias arrugadas
Vibrio cholerae No O1-No O139RESERVORIO Y TRANSMISOR DEL FAGO ctx
TRANSFERENCIA HORIZONTAL DE GENES ENTRE
Vibrio cholerae No O1 A Vibrio cholerae O1
• Conversión por CTXФ de cepas de V. cholerae TCP+
• Colonización y multiplicación • Selección de clonas de V. cholerae toxigénicas
¿Partículas libres de CTXФ?
Inducción de lisógenos por ¿factores ambientales?
(dependiendo de la estación y de las condiciones climáticas)
Excreción de V. cholerae Toxigénico, la propagación a través de aguas superficiales mantiene las epidemias de cólera
• V. cholerae no toxigénico TCP+
• V. cholerae toxigénico• V. cholerae no toxigénico TCP-
• Otros microorganismos• Flora acuática
AMBIENTE GASTROINTESTINAL
CTXФ
CTXФ
CTXФ
CTXФ
V. cholerae(lisogenos de CTXФ)
¿Donador de la isla de patogenicidad
TCP/ACF?
CTXФ
CTXФ
AMBIENTE ACUATICO
Faruque, S. M., Albert, M. J., Mekalanos, J. J.
Microbiol. Mol. Biol. Rev. 1998 62:1301-134.
Vibrio cholerae No O1- No O139 PATÓGENOS EMERGENTES
Correlación: Fagos / Casos de cólera
Menor
Mayor
TiempoCasos de cólera
Concentración de fagos específicos en el ambiente • Madico et al. 1996. J. Clin. Microbiol. 34:2968–2972.
• Faruque et al. 2005. Proc. Natl. Acad. Sci. 102:1702-1707
Micrografía electrónica de vibriofagos de muestras de agua ambiental en Bangladesh
Faruque et al. 2005 Proc. Natl. Acad. Sci. 102:1702-1707
FAGOS OBTENIDOS DE MUESTRAS DE AGUA
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