Bordetella
Bordetella () es un género de bacterias pequeñas (0,2 – 0,7 μm), gramnegativas, coccobacilli del fito Pseudomonadota. Bordetella especies, con excepción de B. petrii, son aerobes obligatorios, así como muy rápidos, o difíciles de cultivar. Todas las especies pueden infectar humanos. Las tres primeras especies a describir (B. pertussis, B. parpertussis, B. bronquiiseptica); a veces se denominan "especie clásica". Dos de estos (B. pertussis y B. bronquiiseptica) también son fútiles.
Hay alrededor de 16 especies diferentes de Bordetella probablemente descendiendo de antepasados que vivían en ambientes de suelo y/o agua. B. pertussis y ocasionalmente B. parpertussis causa de la pertussis ( tos ferina) en humanos, y algunos B. parpertussis las cepas sólo colonizan ovejas. También se sabe que causa bronquitis en gatos y bronquiomonía en cerdos.
B. bronchiseptica rara vez infecta a humanos sanos, aunque se ha informado de enfermedad en pacientes inmunocomprometidos. B. bronchiseptica causa varias enfermedades en otros mamíferos, incluida la tos de las perreras en perros y la rinitis atrófica en cerdos. Otros miembros del género causan enfermedades similares en otros mamíferos y en aves (B. hinzii, B. avium).
El género Bordetella lleva el nombre de Jules Bordet.
Patogenia
Las tres especies más comunes de Bordetella son B. tos ferina, B. parapertussis y B. bronchiseptica. Se sabe que estas especies se acumulan en el tracto respiratorio de los mamíferos. Esto se observa con mayor frecuencia en bebés humanos como producto de una enfermedad conocida como tos ferina. La especie particular responsable de esta enfermedad es B. pertussis, y sólo se puede encontrar en humanos. Incluso con una extensa investigación sobre vacunación en B. pertussis, la tos ferina todavía se considera endémica en muchos países. Debido al hecho B. pertussis solo se encuentra en humanos y muestra poca variación genética con respecto a las otras especies de Bordetella; se cree que derivó de un ancestro común en los últimos años.
B. parapertussis puede afectar tanto a humanos como a otros mamíferos, principalmente ovejas. Similar a B. pertussis, causa tos ferina en los bebés. Sin embargo, cuando se aíslan las cepas encontradas en ovejas, existe una fuerte distinción entre las que se encuentran en humanos. Esto sugiere que las distintas cepas de esta especie evolucionaron independientemente una de otra, la que se encuentra en los humanos y la que se encuentra en las ovejas. Con esta distinción particular, significa que hay poca o ninguna transmisión entre los dos reservorios.
La especie B. bronchiseptica (gramnegativo, aeróbico) sin embargo, tiene un rango de huéspedes más amplio, causando síntomas similares en una amplia gama de animales, aunque sólo ocasionalmente afecta a los humanos. Estos síntomas suelen manifestarse como infecciones respiratorias crónicas y asintomáticas. B. bronchiseptica es un cocobacilo pequeño con un tamaño de aproximadamente 0,5 µm. Tiene flagelos perítricos que le permiten ser móvil. En una placa de Petri, las colonias de esta especie aparecen pequeñas, de color blanco grisáceo, lisas y brillantes. Esta especie también se asocia típicamente con la tos de las perreras (enfermedad infecciosa respiratoria canina (CRID)) en perros.
El más estudiado del Bordetella especies B. bronquiiseptica, B. pertussis y B. parpertussis, y la patogénesis de la enfermedad respiratoria causada por estas bacterias ha sido revisada. La transmisión se produce por contacto directo, a través de gotas de aerosol respiratorio o fomitas. Las bacterias se adhieren inicialmente a las células epiteliales ciliadas en el nasofaringe, y esta interacción con las células epiteliales es mediada por una serie de adhesinas de proteína.. Estos incluyen haemaglutinan filamentosa, pertactina, fimbriae y toxina de pertussis (aunque la expresión de la toxina de la pertussis es única B. pertussis). Además de ayudar en la adherencia a las células epiteliales, algunas de ellas también están involucradas en el apego a las células de efecto inmunitario.
La fase catarral inicial de la infección produce síntomas similares a los del resfriado común y, durante este período, se pueden recuperar grandes cantidades de bacterias de la faringe. A partir de entonces, las bacterias proliferan y se propagan más hacia el tracto respiratorio, donde la secreción de toxinas provoca ciliostasis y facilita la entrada de bacterias a las células ciliadas traqueales/bronquiales. Una de las primeras toxinas que se expresa es la citotoxina traqueal, que es un tetrapéptido disacárido derivado del peptidoglicano. A diferencia de la mayoría de las otras toxinas Bordetella, la citotoxina traqueal se expresa de forma constitutiva y es un producto normal de la degradación de la pared celular bacteriana. Otras bacterias reciclan esta molécula nuevamente en el citoplasma, pero en Bordetella y Neisseria gonorrhoeae se libera al medio ambiente. La propia citotoxina traqueal es capaz de reproducir la parálisis de la escalera mecánica ciliar, la inhibición de la síntesis de ADN en las células epiteliales y, en última instancia, la muerte de las mismas. Una de las toxinas reguladas más importantes es la toxina adenilato ciclasa, que ayuda a evadir la inmunidad innata. La toxina se entrega a las células inmunes fagocíticas al entrar en contacto. Las funciones de las células inmunitarias se inhiben en parte por la acumulación resultante de AMP cíclico. Las actividades recientemente descubiertas de la toxina adenilato ciclasa, incluida la formación de poros transmembrana y la estimulación del influjo de calcio, también pueden contribuir a la intoxicación de los fagocitos.
Factores de virulencia
Los factores de virulencia identificados en la Bordetella son comunes a las tres especies. Estos incluyen adhesinas, tales como hemaglutinina filamentosa (FHA), pertactina, factor de colonización traqueal y fimbrias, y toxinas, tales como adenilato ciclasa-hemolisina, toxina dermonecrótica y citotoxina traqueal. Luego, estos factores se expresan y regulan con mayor frecuencia mediante estímulos ambientales. Las diferencias en los factores de virulencia se relacionan con la pérdida de funciones reguladoras o de control. Bordetella sp. suele vivir dentro de la casa del huésped. tracto respiratorio y sistema inmunológico y puede transmitirse a nuevos huéspedes. Bordetella pertussis también afecta a humanos adultos e incluso con una cobertura de vacunación del 85% se producen más de 160.000 muertes relacionadas cada año en todo el mundo. Existen pocos métodos de prueba de susceptibilidad a los antimicrobianos, pero no se han descubierto cambios ni avances hasta 2018. La mayoría de los estudios realizados con vacunas Bordetella tienen muchos defectos y no llegan a una conclusión oficial.
Regulación de la expresión del factor de virulencia
La expresión de muchas adhesinas y toxinas de Bordetella está controlada por el sistema regulador de dos componentes BvgAS. Gran parte de lo que se sabe sobre este sistema regulatorio se basa en el trabajo con B. bronchiseptica, pero BvgAS está presente en B. tos ferina, B. parapertussis y B. bronchiseptica y es responsable de la variación de fase o modulación fenotípica.
BvgS es una quinasa sensora unida a la membrana plasmática que responde a la estimulación fosforilando una proteína citoplásmica que contiene hélice-giro-hélice, BvgA. Cuando se fosforila, BvgA tiene una mayor afinidad por sitios de unión específicos en secuencias promotoras activadas por Bvg y es capaz de promover la transcripción en ensayos in vitro.
La mayoría de las toxinas y adhesinas bajo el control de BvgAS se expresan en condiciones Bvg+ (alta concentración de BvgA-Pi). Pero también hay genes expresados únicamente en el estado Bvg-, sobre todo el gen de la flagelina flaA. La regulación de los genes reprimidos por Bvg está mediada por el producto de un marco de lectura abierto de 624 pb aguas abajo de BvgA, la denominada proteína represora activada por Bvg, BvgR. BvgR se une a una secuencia consenso presente dentro de las secuencias codificantes de al menos algunos genes reprimidos por Bvg. La unión de esta proteína a la secuencia consenso representa la expresión génica al reducir la transcripción.
No se conocen cuáles son las señales fisiológicas de BvgS, pero in vitro BvgAS puede inactivarse mediante concentraciones milimolares de sulfato de magnesio o ácido nicotínico, o mediante la reducción de la temperatura de incubación a ≤ 26 ° C.
La identificación de una mutación puntual específica en el gen BvgS que bloquea B. bronchiseptica en una fase Bvg intermedia reveló una clase de genes regulados por BvgAS que se transcriben exclusivamente en concentraciones intermedias de BvgA-Pi. Este fenotipo intermedio (Bvgi) se puede reproducir en B de tipo salvaje. bronchiseptica mediante el crecimiento de la bacteria en un medio que contiene concentraciones intermedias del modulador de BvgAS, el ácido nicotínico. En estas condiciones, algunos, pero no todos, los factores de virulencia asociados con la fase Bvg+ se expresan, lo que sugiere que este sistema regulador de dos componentes puede dar lugar a un continuo de estados fenotípicos en respuesta al entorno. .
Vacunas
La vacuna Bordetella no es esencial, pero es muy recomendable para perros, especialmente si se espera que entren en contacto con otros perros en parques para perros, internados, exposiciones caninas, clases de adiestramiento, etc. De hecho, puede ser exigido en determinadas instalaciones para la entrada. La vacuna también se puede administrar a gatos, pero se aplica con menos frecuencia porque la infección parece ser poco común en gatos adultos. Sin embargo, puede ser una buena idea vacunar a un gatito si se encuentra en un entorno de alto riesgo (es decir, si vive con muchos otros gatos).
La vacuna Bordetella se dirige específicamente a Bordetella bronchiseptica, la especie típicamente responsable de la tos de las perreras. La vacuna introduce la bacteria (viva o muerta) en el cuerpo para desarrollar inmunidad. Es importante recordar que la vacuna sólo protege contra una especie de Bordetella. Por lo tanto, es posible que una mascota se infecte con otra especie de Bordetella o contraiga tos de las perreras de otra fuente, como el virus de la parainfluenza, incluso después de haber sido vacunada contra B. bronchiseptica. La vacuna Bordetella también tiene una eficacia de sólo un 70%.
Existen tres formas autorizadas de administrar la vacuna Bordetella a perros: por vía oral, intranasal y subcutánea. Los dos primeros métodos se administran utilizando bacterias vivas, mientras que el último se realiza con bacterias muertas. Un estudio comparativo realizado en 2013 por la Facultad de Medicina Veterinaria de Madison, Wisconsin, estudió la eficacia de estos tres métodos al vacunar a cachorros de beagle. Los 40 beagles se dividieron en cuatro grupos; un grupo para probar cada uno de los tres métodos, más un grupo de control no vacunado. Después de 42 días, los perros estuvieron expuestos a Bordetella bronchiseptica. Este estudio determinó que la vacuna intranasal viva Bordetella era más efectiva que la vacuna subcutánea muerta, y que la vacuna oral viva funciona igual de bien que la vacuna intranasal viva.