Micoplasma

Mycoplasma es un género de bacterias que, al igual que los otros miembros de la clase Mollicutes, carecen de una pared celular alrededor de sus membranas celulares. El peptidoglucano (mureína) está ausente. Esta característica los hace naturalmente resistentes a los antibióticos que se dirigen a la síntesis de la pared celular (como los antibióticos betalactámicos). Pueden ser parásitos o saprotróficos. Varias especies son patógenas en humanos, incluida M. pneumoniae, que es una causa importante de "caminar" neumonía y otros trastornos respiratorios, y M. genitalium, que se cree que está involucrado en las enfermedades inflamatorias pélvicas. Las especies de Mycoplasma (al igual que las otras especies de la clase Mollicutes) se encuentran entre los organismos más pequeños descubiertos hasta ahora, pueden sobrevivir sin oxígeno y tienen varias formas. Por ejemplo, M. genitalium tiene forma de matraz (alrededor de 300 x 600 nm), mientras que M. pneumoniae es más alargada (alrededor de 100 x 1000 nm), muchas especies de Mycoplasma son cocoides. Cientos de especies de Mycoplasma infectan a los animales.

El nombre trivial "micoplasma" (micoplasmas o micoplasmas en plural) se usa comúnmente para todos los miembros de la clase Mollicutes. En la clasificación científica, la designación Mycoplasma se refiere exclusivamente al género, miembro de las Mycoplasmataceae, la única familia del orden Mycoplasmatales (ver “ clasificación cientifica").

Etimología

El término "micoplasma", del griego μύκης, mykes (hongo) y πλάσμα, plasma (formado), fue utilizado por primera vez por Albert Bernhard Frank en 1889 para describir un estado alterado del citoplasma de las células vegetales como resultado de la infiltración de microorganismos similares a hongos. Julian Nowak propuso más tarde el nombre de micoplasma para ciertos microorganismos filamentosos que se imaginaba que tenían etapas celulares y acelulares en sus ciclos de vida, lo que podría explicar cómo eran visibles con un microscopio, pero pasaban a través de filtros impermeables a otras bacterias. Más tarde, el nombre de estos micoplasmas fue organismos similares a la pleuroneumonía (PPLO), que en general se refería a organismos similares en morfología colonial y filtrabilidad al agente causal (una especie de Mycoplasma) de pleuroneumonía contagiosa bovina. En la actualidad, todos estos organismos se clasifican como Mollicutes y el término Mycoplasma se refiere únicamente al género.

Especies que infectan a los humanos

Se han recuperado especies de Mycoplasma, distintas de las enumeradas a continuación, de seres humanos, pero se supone que se contrajeron de un huésped no humano. Las siguientes especies utilizan a los humanos como huésped principal:

Fisiopatología

Se han aislado especies de

Mycoplasma de mujeres con vaginosis bacteriana. M. genitalium se encuentra en mujeres con enfermedad pélvica inflamatoria. Además, la infección se asocia con un mayor riesgo de cervicitis, infertilidad, parto prematuro y aborto espontáneo. Mycoplasma genitalium ha desarrollado resistencia a algunos antibióticos. Las especies de Mycoplasma están asociadas con el síndrome de dificultad respiratoria infantil, la displasia broncopulmonar y la hemorragia intraventricular en bebés prematuros.

Características

Se han incluido más de 100 especies en el género Mycoplasma, miembro de la clase Mollicutes. Son parásitos o comensales de humanos, animales y plantas. El género Mycoplasma utiliza huéspedes vertebrados y artrópodos. Se ha demostrado que la disponibilidad de nitrógeno en la dieta altera el sesgo de los codones y la evolución del genoma en Mycoplasma y Phytoplasma.

Las especies de

Mycoplasma se encuentran entre los organismos de vida libre más pequeños (alrededor de 0,2 - 0,3 µm de diámetro). Se han encontrado en las cavidades pleurales de bovinos que padecen pleuroneumonía. Estos organismos a menudo se denominan MLO (organismos similares a micoplasmas) o, anteriormente, PPLO (organismos similares a la pleuroneumonía).

Características importantes de las especies de Mycoplasma

1. La pared celular está ausente y la membrana plasmática forma el límite exterior de la célula.
2. Debido a la ausencia de paredes celulares estos organismos pueden cambiar su forma y son pleomorfos.
3. Falta de núcleos y otros organeles de membrana.
4. El material genético es un dúplex de ADN único y está desnudo.
5. Los ribosomas son de tipo 70S.
6. Posee un disco replicante en un extremo que ayuda al proceso de replicación y también la separación de los materiales genéticos.
7. Nutrición heterotrófica. Algunos viven como saprofitas pero la mayoría son parásitos de plantas y animales. La naturaleza parasitaria se debe a la incapacidad de las bacterias micoplasmáticas para sintetizar el factor de crecimiento requerido.

Morfología celular y de colonias

Debido a la falta de una pared celular rígida, las especies de Mycoplasma (como todos los Mollicutes) pueden contorsionarse en una amplia gama de formas, desde redondas hasta oblongas. Son pleomórficos y por lo tanto no pueden identificarse como bastoncillos, cocos o espiroquetas.

Las colonias muestran el típico "huevo frito" aspecto (alrededor de 0,5 mm de diámetro).

Reproducción

En 1954, usando microscopía de contraste de fase, las observaciones continuas de células vivas demostraron que las especies de Mycoplasma ("micoplasmas", antes llamados organismos similares a la pleuroneumonía, PPLO, ahora clasificados como Mollicutes) y las bacterias en forma de L (anteriormente también llamadas bacterias en fase L) no proliferan por fisión binaria, sino por un mecanismo de gemación uni o multipolar. Se han presentado series de microfotografías de microcultivos en crecimiento de diferentes cepas de PPLO, bacterias en forma de L y, como control, una especie de Micrococcus (que se divide por fisión binaria). Además, se han realizado estudios de microscopía electrónica.

Filogenia

Anteriormente, las especies Mycoplasma (a menudo llamadas comúnmente "micoplasmas", ahora clasificadas como Mollicutes) a veces se consideraban bacterias en forma de L estables o incluso virus., pero el análisis filogenético las ha identificado como bacterias que han perdido sus paredes celulares en el curso de la evolución.

El género Mycoplasma, tal como se describió originalmente, es altamente parafilético, por lo que Gupta et al. 2018 y su modificación estuvo acompañada de la eliminación de 78 especies. La taxonomía actualmente aceptada se basa en la Lista de nombres procarióticos con posición en la nomenclatura (LPSN) y el Centro Nacional de Información Biotecnológica (NCBI). La taxonomía propuesta ha sido polémica y no ha sido ampliamente adoptada por los micoplasmólogos.

16S rRNA basado en LTP_01_2022	120 proteínas de marcadores GTDB 07-RS207
M. putrefaciens Tully et al. 1974 M. cottewii Da Massa et al. 1994 M. yeatsii Da Massa et al. 1994 M. capri (Edward 1953) Hudson, Cottew " Adler 1967 non El Nasri 1966 M. mycoides (Borrel et al. 1910) Freundt 1955 M. capricolum Tully et al. 1974 M. capricolum capripneumoniae Leach, Erno & MacOwan 1993 M. leachii Manso-Silván et al. 2009	M. putrefaciens M. yeatsii M. feriruminatoris Fischer et al. 2015 M. capri M. mycoides M. capricolum M. leachii

Especies no asignadas:

Contaminante de laboratorio

Las especies

Mycoplasma se encuentran a menudo en los laboratorios de investigación como contaminantes en cultivos celulares. La contaminación del cultivo celular por micoplasmas se produce debido a la contaminación de individuos o ingredientes del medio de cultivo celular contaminados. Las células de micoplasma son físicamente pequeñas, menos de 1 µm, por lo que son difíciles de detectar con un microscopio convencional.

Los micoplasmas pueden inducir cambios celulares, incluidas aberraciones cromosómicas, cambios en el metabolismo y el crecimiento celular. Las infecciones graves por Mycoplasma pueden destruir una línea celular. Las técnicas de detección incluyen sonda de ADN, inmunoensayos enzimáticos, PCR, placas en agar sensible y tinción con una tinción de ADN que incluye DAPI o Hoechst.

Se estima que entre el 11 y el 15 % de los cultivos celulares de laboratorio de EE. UU. están contaminados con micoplasma. Un estudio de Corning mostró que la mitad de los científicos estadounidenses no analizaron la contaminación por Mycoplasma en sus cultivos celulares. El estudio también indicó que, en la antigua Checoslovaquia, el 100 % de los cultivos celulares que no se analizaban de forma rutinaria estaban contaminados, mientras que solo el 2 % de los que se analizaban de forma rutinaria estaban contaminados (estudio, pág. 6). Dado que la tasa de contaminación de los EE. UU. se basó en un estudio de empresas que realizaban controles rutinarios de Mycoplasma, la tasa de contaminación real puede ser mayor. Las tasas de contaminación europeas son más altas y las de otros países aún más altas (hasta el 80% de los cultivos celulares japoneses). Aproximadamente el 1 % de los datos publicados de Gene Expression Omnibus pueden haberse visto comprometidos. A lo largo de los años se han desarrollado varias formulaciones de reactivos antimicoplasmáticos que contienen antibióticos.

Genoma sintético de micoplasma

Un genoma sintetizado químicamente de una célula de micoplasma basado completamente en ADN sintético que puede autorreplicarse se ha denominado Mycoplasma laboratorium.

Patogenicidad

El antígeno P1 es el principal factor de virulencia del micoplasma. P1 es una proteína asociada a la membrana que permite la adhesión a las células epiteliales. El receptor P1 también se expresa en los eritrocitos, lo que puede conducir a la aglutinación de autoanticuerpos de la infección por micobacterias. Varias especies de Mycoplasma pueden causar enfermedades, incluyendo M. pneumoniae, que es una causa importante de neumonía atípica (anteriormente conocida como "neumonía andante"), y M. genitalium, que se ha asociado con enfermedades pélvicas inflamatorias. Las infecciones por micoplasma en humanos se asocian con erupciones cutáneas en el 17% de los casos.

Infecciones de transmisión sexual

Las especies

Mycoplasma y Ureaplasma no forman parte de la flora vaginal normal. Algunas especies de Mycoplasma se propagan a través del contacto sexual.

Infertilidad

Algunas especies de Mycoplasma tienen un efecto negativo sobre la fertilidad. M. hominis causa esterilidad masculina/inflamación de los genitales en humanos.

Mortalidad infantil

Los bebés prematuros con bajo peso al nacer son susceptibles a las infecciones por micoplasma.

Vínculos con el cáncer

Varias especies de Mycoplasma se detectan con frecuencia en diferentes tipos de células cancerosas. Estas especies son:

• M. fermentans
• M. genitalium
• M. hyorhinis
• M. penetrans
• U. urealyticum

La mayoría de estas especies de Mycoplasma han mostrado una fuerte correlación con la transformación maligna en células de mamíferos in vitro.

Infección por micoplasma y transformación de la célula huésped

La presencia de Mycoplasma se informó por primera vez en muestras de tejido canceroso en la década de 1960. Desde entonces, varios estudios intentaron encontrar y probar la conexión entre Mycoplasma y el cáncer, así como también cómo la bacteria podría estar involucrada en la formación del cáncer. Varios estudios han demostrado que las células que están crónicamente infectadas con la bacteria pasan por una transformación de varios pasos. Los cambios causados por las infecciones crónicas por micoplasmas ocurren gradualmente y son tanto morfológicos como genéticos. El primer signo visual de infección es cuando las células cambian gradualmente de su forma normal a una forma de hoz. También se vuelven hipercromáticos debido a un aumento de ADN en el núcleo de las células. En etapas posteriores, las células pierden la necesidad de un soporte sólido para crecer y proliferar, así como las células normales de inhibición dependientes del contacto.

Posibles mecanismos intracelulares de transformación maligna de micoplasmas

Cambios cariotípicos relacionados con infecciones por micoplasma

Las células infectadas con Mycoplasma durante un período prolongado de tiempo muestran anomalías cromosómicas significativas. Estos incluyen la adición de cromosomas, la pérdida de cromosomas completos, la pérdida parcial de cromosomas y la translocación cromosómica. Todas estas anomalías genéticas pueden contribuir al proceso de transformación maligna. La translocación cromosómica y los cromosomas adicionales ayudan a crear una actividad anormalmente alta de ciertos protooncogenes, que son causados por estas anomalías genéticas e incluyen aquellos que codifican c-myc, HRAS y vav. La actividad de los protooncogenes no es la única función celular que se ve afectada; Los genes supresores de tumores también se ven afectados por los cambios cromosómicos inducidos por el micoplasma. La pérdida parcial o completa de cromosomas provoca la pérdida de importantes genes implicados en la regulación de la proliferación celular. Dos genes cuyas actividades disminuyen notablemente durante las infecciones crónicas por micoplasma son los genes supresores de tumores Rb y p53. Otro posible mecanismo de carcinogénesis es la activación de RAC1 por un pequeño fragmento de proteína similar a GTPasa de Mycoplasma. Una característica importante que diferencia a los micoplasmas de otros patógenos cancerígenos es que los micoplasmas no provocan los cambios celulares mediante la inserción de su propio material genético en la célula huésped. El mecanismo exacto por el cual la bacteria provoca los cambios aún no se conoce.

Reversibilidad parcial de las transformaciones malignas

La transformación maligna inducida por especies de Mycoplasma también se diferencia de la causada por otros patógenos en que el proceso es reversible. Sin embargo, el estado de reversión solo es posible hasta cierto punto durante la infección. La ventana de tiempo en que la reversibilidad es posible varía mucho; depende principalmente del Mycoplasma involucrado. En el caso de M. fermentans, la transformación es reversible hasta alrededor de la semana 11 de la infección y comienza a volverse irreversible entre las semanas 11 y 18. Si las bacterias se eliminan con antibióticos (es decir, ciprofloxacina o claritromicina) antes de la etapa irreversible, las células infectadas deberían regresar a la normalidad

Conexiones con el cáncer in vivo e investigaciones futuras

Estudios epidemiológicos, genéticos y moleculares sugieren que la infección y la inflamación inician ciertos tipos de cáncer, incluidos los de próstata. M. genitalium y M. hyorhinis inducen un fenotipo maligno en células benignas de próstata humana (BPH-1) que no eran tumorigénicas después de 19 semanas de exposición.

Tipos de cáncer asociados con Mycoplasma

Cáncer de colon: en un estudio para comprender los efectos de la contaminación por Mycoplasma en la calidad de las células cultivadas de cáncer de colon humano, se encontró una correlación positiva entre el número de M. hyorhinis células presentes en la muestra y el porcentaje de células CD133 positivas (una glicoproteína con una función desconocida).

Cáncer gástrico: Evidencia fuerte indica que la infección de M. hyorhinis contribuye al desarrollo de cáncer dentro del estómago y aumenta la probabilidad de desarrollo de células cancerosas malignas.

Cáncer de pulmón: Los estudios sobre el cáncer de pulmón han respaldado la creencia de que existe más que una correlación positiva coincidente entre la aparición de cepas de Mycoplasma en los pacientes y la infección con tumorigénesis.

Cáncer de próstata: p37, una proteína codificada por M. hyorhinis, se ha encontrado que promueve la invasividad de las células de cáncer de próstata. La proteína también hace que cambie el crecimiento, la morfología y la expresión génica de las células, lo que hace que se conviertan en un fenotipo más agresivo.

Cáncer renal: los pacientes con carcinoma de células renales (CCR) exhibieron una cantidad significativamente alta de Mycoplasma sp. en comparación con el grupo de control sano. Esto sugiere que Mycoplasma puede desempeñar un papel en el desarrollo de RCC.