Mycoplasma genitalium

Mycoplasma genitalium (MG, comúnmente conocido como Mgen) es un Bacteria pequeña y patógena de transmisión sexual que vive en las células epiteliales mucosas de los tractos urinario y genital en humanos. Los informes médicos publicados en 2007 y 2015 indican que la Mgen es cada vez más común. La resistencia a múltiples antibióticos es cada vez más frecuente, incluida la azitromicina, que hasta hace poco era el tratamiento más fiable. La bacteria se aisló por primera vez del tracto urogenital de humanos en 1981 y finalmente se identificó como una nueva especie de Mycoplasma en 1983. Puede causar efectos negativos en la salud de hombres y mujeres. También aumenta el factor de riesgo de propagación del VIH con una mayor incidencia en aquellos tratados previamente con antibióticos de azitromicina.

En concreto, provoca uretritis tanto en hombres como en mujeres, y también cervicitis e inflamación pélvica en mujeres. Presenta síntomas clínicamente similares a los de la infección por Chlamydia trachomatis y ha mostrado tasas de incidencia más altas, en comparación con las infecciones por Chlamydia trachomatis y Neisseria gonorrhoeae en algunos poblaciones Su secuencia genómica completa se publicó en 1995 (tamaño 0,58 Mbp, con 475 genes). Se consideró como la unidad celular con el tamaño de genoma más pequeño (en Mbp) hasta que en 2003 se secuenció una nueva especie de Archaea, Nanoarchaeum equitans (0,49 Mbp, con 540 genes). Sin embargo, Mgen todavía tiene el genoma más pequeño de cualquier organismo autorreplicante conocido (natural) y, por lo tanto, a menudo es el organismo elegido en la investigación del genoma mínimo.

El genoma sintético de Mgen llamado Mycoplasma genitalium JCVI-1.0 (en honor al centro de investigación, Instituto J. Craig Venter, donde se sintetizó) se produjo en 2008, convirtiéndose en el primer organismo con un genoma

Signos y síntomas

La infección por Mgen produce una combinación de síntomas clínicos, pero puede ser asintomática. Provoca inflamación en la uretra (uretritis) tanto en hombres como en mujeres, que se asocia con secreción mucopurulenta en el tracto urinario y ardor al orinar. En las mujeres, causa cervicitis y enfermedades pélvicas inflamatorias (EPI), incluidas endometritis y salpingitis. Las mujeres también pueden experimentar sangrado después del sexo y también está relacionado con la infertilidad por factor tubárico. Para los hombres, los signos más comunes son dolor al orinar o secreción acuosa del pene. Los análisis de reacción en cadena de la polimerasa indicaron que es una causa de uretritis aguda no gonocócica (UNG) y probablemente de UNG crónica. Está fuertemente asociado con la uretritis no gonocócica (UNG) persistente y recurrente, responsable del 15 al 20 por ciento de los casos de UNG sintomáticos en hombres. A diferencia de otros Mycoplasma, la infección no está asociada con la vaginosis bacteriana. Está altamente asociado con la intensidad de la infección por VIH. Algunos científicos están realizando investigaciones para determinar si Mgen podría desempeñar un papel en el desarrollo de cánceres de próstata y de ovario y linfomas en algunas personas. Estos estudios aún tienen que encontrar evidencia concluyente que sugiera un vínculo.

Genoma

El genoma de M. genitalium consta de 525 genes en un ADN circular de 580.070 pares de bases. Scott N. Peterson y su equipo de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill informaron sobre el primer mapa genético utilizando electroforesis en gel de campo pulsado en 1991. Realizaron un estudio inicial del genoma mediante secuenciación aleatoria en 1993, mediante el cual encontraron 100.993 nucleótidos. y 390 genes que codifican proteínas. En colaboración con investigadores del Instituto de Investigación Genómica, que incluía a Craig Venter, realizaron la secuenciación completa del genoma en 1995 mediante secuenciación de escopeta. Solo se identificaron 470 regiones codificantes predichas (de 482 genes codificantes de proteínas), incluidos los genes necesarios para la replicación, transcripción y traducción del ADN, reparación del ADN, transporte celular y metabolismo energético. Fue el segundo genoma bacteriano completo jamás secuenciado, después de Haemophilus influenzae. En 2006, el equipo del Instituto J. Craig Venter informó que solo 382 genes son esenciales para las funciones biológicas. El pequeño genoma de M. genitalium lo convirtió en el organismo elegido en The Minimal Genome Project, un estudio para encontrar el conjunto más pequeño de material genético necesario para sustentar la vida.

Fisiopatología

Hay una asociación constante de M. genitalium y síndromes del aparato reproductor femenino. M. genitalium se asoció significativamente con un mayor riesgo de parto prematuro, aborto espontáneo, cervicitis y enfermedad pélvica inflamatoria. Además, este patógeno puede infectar de forma latente los tejidos de las vellosidades coriónicas de las mujeres embarazadas, lo que afecta el resultado del embarazo. El riesgo de infertilidad también está fuertemente asociado con la infección por M. genitalium, aunque la evidencia sugiere que no está asociado con la infertilidad masculina. Cuando M. genitalium es un agente co-infeccioso, las asociaciones de riesgo son más fuertes y estadísticamente significativas. M. genitalium está fuertemente asociado con el VIH-1.

Diagnóstico

Investigaciones recientes muestran que la prevalencia de Mgen es actualmente más alta que la de otras infecciones de transmisión sexual (ITS) comunes. Mgen es un organismo fastidioso con duraciones de crecimiento prolongadas. Esto hace que la detección del patógeno en muestras clínicas y el posterior aislamiento sean extremadamente difíciles. Al carecer de una pared celular, el micoplasma no se ve afectado por los antibióticos de uso común. La ausencia de ensayos serológicos específicos deja a las pruebas de amplificación de ácidos nucleicos (NAAT) como la única opción viable para la detección de ADN o ARN de Mgen. Sin embargo, las muestras con NAAT positivo para el patógeno deben analizarse en busca de mutaciones de resistencia a los macrólidos, que están fuertemente correlacionadas con las fallas del tratamiento con azitromicina, debido a las rápidas tasas de mutación del patógeno. Las mutaciones en el gen 23S rRNA de Mgen se han relacionado con el fracaso del tratamiento clínico y un alto nivel de resistencia a los macrólidos in vitro. Se han observado mutaciones que median la resistencia a los macrólidos en el 20-50% de los casos en el Reino Unido, Dinamarca, Suecia, Australia y Japón. También se está desarrollando resistencia hacia los antimicrobianos de segunda línea como la fluoroquinolona.

Según las directrices europeas, las indicaciones para el inicio del diagnóstico de infección por Mgen son:

1. Detección de ácido nucleico (DNA y/o RNA) específico para Mgen en un espécimen clínico
2. Los socios actuales de individuos que probaron positivo para Mgen deben ser tratados con el mismo antimicrobiano que el paciente índice
3. Si el socio actual no asiste a la evaluación y la prueba, el tratamiento con el mismo régimen que se da al paciente índice debe ser ofrecido por motivos epidemiológicos
4. Por motivos epidemiológicos para los contactos sexuales en los 3 meses anteriores; idealmente, los especímenes para un NAAT Mgen deben ser recogidos antes de que el tratamiento y el tratamiento no se dé antes de que el resultado esté disponible

El cribado de Mgen con una combinación de detección y mutaciones de resistencia a los macrólidos proporcionará la información adecuada necesaria para desarrollar tratamientos antimicrobianos personalizados, con el fin de optimizar el tratamiento de los pacientes y controlar la propagación de la resistencia a los antimicrobianos (AMR).

Detección de resistencia

Debido a la resistencia generalizada a los macrólidos, las muestras que son positivas para Mgen deberían idealmente ser seguidas con un ensayo capaz de detectar mutaciones que median la resistencia a los antimicrobianos. La Guía europea sobre infecciones por Mgen, en 2016, recomendó complementar la detección molecular de Mgen con un ensayo capaz de detectar mutaciones asociadas a la resistencia a macrólidos.

Tratamiento

Los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de EE. UU. recomiendan un enfoque de tratamiento gradual para Mycoplasma genitalium con doxiciclina durante 7 días seguido inmediatamente de un ciclo de 7 días de moxifloxacina como la terapia preferida debido a la alta índices de resistencia a los macrólidos. Si las pruebas de ensayo de resistencia están disponibles y el Mgen es sensible a los macrólidos, los CDC recomiendan un ciclo de doxiciclina de 7 días seguido de un ciclo de azitromicina de 4 días. Aunque la mayoría de M. genitalium son sensibles a la moxifloxacina, se ha informado resistencia y se debe considerar la posibilidad de efectos secundarios adversos graves con este régimen. Las floroquinolonas, incluida la moxifloxacina, se han asociado con reacciones adversas graves incapacitantes y potencialmente irreversibles que se han producido juntas, entre ellas:

• Tendinitis y ruptura del tendón
• Neuropatía periférica
• Efectos del sistema nervioso central

y otros efectos secundarios graves detallados en la advertencia de recuadro negro de la FDA. La moxifloxacina/Avelox debe reservarse para su uso cuando los pacientes no tengan otras opciones de tratamiento.

En entornos sin acceso a pruebas de resistencia, o si no se puede usar moxifloxacina, los CDC recomiendan como régimen alternativo: 7 días de doxiciclina seguidos por el ciclo de 4 días de azitromicina, con una prueba de curación 21 días después del tratamiento. requerido debido a la alta tasa de resistencia a los macrólidos. Los antibióticos betalactámicos no son efectivos contra Mgen ya que el organismo carece de pared celular.

En el Reino Unido, las pautas de tratamiento de la Asociación Británica para la Salud Sexual y el VIH (BASHH, por sus siglas en inglés) son:

• Doxycycline 100 mg dos veces al día durante siete días seguido de azitromicina 1 gramo oralmente como una dosis única luego 500 mg oralmente una vez al día durante 2 días donde el organismo se sabe que es macrolido sensible o donde se desconoce el estado de resistencia.
• Moxifloxacina 400mg verbalmente una vez al día durante 10 días si el organismo conocido como resistente al macrolido o donde el tratamiento con azitromicina ha fallado.

El tratamiento de las infecciones por Mycoplasma genitalium se está volviendo cada vez más difícil debido al rápido crecimiento de la resistencia a los antimicrobianos. El diagnóstico y el tratamiento se ven obstaculizados aún más por el hecho de que las infecciones por Mycoplasma genitalium no se analizan de forma rutinaria. Los estudios han demostrado que un curso de 5 días de azitromicina tiene una tasa de curación superior en comparación con una dosis única más grande. Además, una sola dosis de azitromicina puede hacer que las bacterias se vuelvan resistentes a la azitromicina. Entre los pacientes suecos, la doxiciclina demostró ser relativamente ineficaz (con una tasa de curación del 48 % para las mujeres y del 38 % para los hombres); y no se prescribe tratamiento con dosis única de azitromicina por inducir resistencia antimicrobiana. El tratamiento de cinco días con azitromicina no mostró desarrollo de resistencia antimicrobiana. Con base en estos hallazgos, los médicos del Reino Unido están pasando al régimen de azitromicina de 5 días. También se sigue utilizando la doxiciclina, y la moxifloxacina se utiliza como tratamiento de segunda línea en caso de que la doxiciclina y la azitromicina no sean capaces de erradicar la infección. En pacientes en los que fallaron la doxiciclina, la azitromicina y la moxifloxacina, se ha demostrado que la pristinamicina aún puede erradicar la infección.

Historia

Mycoplasma genitalium se aisló originalmente en 1980 a partir de muestras uretrales de dos pacientes varones con uretritis no gonocócica en la clínica de medicina genitourinaria (GUM) del St Mary's Hospital, Paddington, Londres. Fue informado en 1981 por un equipo dirigido por Joseph G. Tully. Bajo microscopía electrónica, aparece como una célula en forma de matraz con una porción terminal estrecha que es crucial para su unión a las superficies de la célula huésped. La célula bacteriana es ligeramente alargada, como un jarrón, y mide de 0,6 a 0,7 μm de largo, de 0,3 a 0,4 μm en la región más ancha y de 0,06 a 0,08 μm en la punta. La base es ancha mientras que la punta se estira en un cuello estrecho, que termina con una gorra. La región terminal tiene una región especializada llamada nap, que está ausente en otros Mycoplasma. Las pruebas serológicas indicaron que la bacteria no estaba relacionada con especies conocidas de Mycoplasma. La comparación de las secuencias del genoma con otras bacterias urinogenitales, como M. hominis y Ureaplasma parvum, revelaron que M. genitalium es significativamente diferente, especialmente en las vías de generación de energía, aunque comparte un genoma central de ~250 genes que codifican proteínas.

Genoma sintético

El 6 de octubre de 2007, Craig Venter anunció que un equipo de científicos dirigido por el premio Nobel Hamilton Smith en el Instituto J. Craig Venter había construido con éxito ADN sintético con el que planeaban hacer el primer genoma sintético. En un informe en The Guardian, Venter dijo que habían unido una hebra de ADN que contenía 381 genes, que constaba de 580.000 pares de bases, basándose en el genoma de M. genitales. El 24 de enero de 2008, anunciaron la creación exitosa de una bacteria sintética, a la que llamaron Mycoplasma genitalium JCVI-1.0 (el nombre de la cepa indica el Instituto J. Craig Venter con su número de muestra). Sintetizaron y ensamblaron el genoma completo de 582.970 pares de bases de la bacteria. Las etapas finales de la síntesis involucraron la clonación del ADN en la bacteria E. coli para la producción y secuenciación de nucleótidos. Esto produjo grandes fragmentos de aproximadamente 144.000 pares de bases o 1/4 de todo el genoma. Finalmente, los productos fueron clonados dentro de la levadura Saccharomyces cerevisiae para sintetizar los 580.000 pares de bases. El tamaño molecular del genoma bacteriano sintético es de 360.110 kilodaltons (kDa). Impreso en letra de 10 puntos, las letras del genoma ocupan 147 páginas.

El 20 de julio de 2012, la Universidad de Stanford y el Instituto J. Craig Venter anunciaron la simulación exitosa del ciclo de vida completo de una célula de Mycoplasma genitalium, en la revista Cell. Todo el organismo se modela en términos de sus componentes moleculares, integrando todos los procesos celulares en un solo modelo. Usando programación orientada a objetos para modelar las interacciones de 28 categorías de moléculas, incluyendo ADN, ARN, proteínas y metabolitos, y ejecutándose en un clúster Linux de 128 computadoras, la simulación toma 10 horas para un solo M. genitalium se divide una vez (casi el mismo tiempo que tarda la célula real) y genera medio gigabyte de datos.

Investigación

El descubrimiento de la Proteína M, una nueva proteína de M. genitalium, se anunció en febrero de 2014. La proteína se identificó durante las investigaciones sobre el origen del mieloma múltiple, una neoplasia hematológica de células B. Para entender la infección por Mycoplasma a largo plazo, se encontró que los anticuerpos de pacientes con mieloma múltiple' sangre fueron reconocidos por M. genitales. La reactividad del anticuerpo se debió a una proteína nunca antes conocida y responde químicamente a todos los tipos de anticuerpos humanos y no humanos disponibles. La proteína tiene un tamaño de aproximadamente 50 kDa y está compuesta por 556 aminoácidos.