Serotipo

Un serotipo o serovar es una variación distinta dentro de una especie de bacteria o virus o entre células inmunes de diferentes individuos. Estos microorganismos, virus o células se clasifican juntos según sus antígenos de superficie, lo que permite la clasificación epidemiológica de los organismos a un nivel inferior al de especie. Un grupo de serovares con antígenos comunes se denomina serogrupo o, a veces, serocomplejo.

El serotipo a menudo juega un papel esencial en la determinación de especies y subespecies. Se ha determinado que el género de bacterias Salmonella, por ejemplo, tiene más de 2.600 serotipos. Vibrio cholerae, la especie de bacteria que causa el cólera, tiene más de 200 serotipos, basados en antígenos celulares. Se ha observado que sólo dos de ellos producen la potente enterotoxina que provoca el cólera: O1 y O139.

Los serotipos fueron descubiertos en estreptococos hemolíticos por la microbióloga estadounidense Rebecca Lancefield en 1933.

Procedimiento

Serotipado es el proceso de determinar el serotipo de un organismo, utilizando antisueros preparados que se unen a un conjunto de antígenos conocidos. Algunos antisueros detectan múltiples antígenos conocidos y se conocen como polivalentes o amplios; otros son monovalentes. Por ejemplo, lo que alguna vez se describió como HLA-A9 ahora se subdivide en dos serotipos más específicos ("antígenos divididos"), HLA-A23 y HLA-A24. Como resultado, A9 ahora se conoce como una versión "amplia" serotipo. Para organismos con muchos serotipos posibles, obtener primero una coincidencia polivalente puede reducir la cantidad de pruebas necesarias.

La unión entre un antígeno de superficie y el antisuero se puede observar experimentalmente de muchas formas. Varias especies de bacterias, entre ellas Streptococcus pneumoniae, muestran la reacción de Quellung visible al microscopio. Otras como Shigella (y E. coli) y Salmonella se detectan tradicionalmente mediante una prueba de aglutinación en portaobjetos. Los tipos HLA se determinan originalmente mediante la prueba de fijación del complemento. Los procedimientos más nuevos incluyen la prueba de fijación del látex y varios otros inmunoensayos.

"Serotipo molecular" Se refiere a métodos que reemplazan la prueba basada en anticuerpos con una prueba basada en la secuencia de ácido nucleico; por lo tanto, en realidad es una especie de genotipado. Al analizar qué alelos que definen antígenos de superficie están presentes, estos métodos pueden producir resultados más rápidos. Sin embargo, es posible que sus resultados no siempre coincidan con los serotipos tradicionales, ya que pueden no tener en cuenta los factores que afectan la expresión de los genes determinantes de antígenos.

Papel en el trasplante de órganos

El sistema inmunológico es capaz de discernir si una célula es "propia" o "propia". o 'no-yo' según el serotipo de esa célula. En los seres humanos, ese serotipo está determinado en gran medida por el antígeno leucocitario humano (HLA), la versión humana del complejo mayor de histocompatibilidad. Las células que se consideran ajenas suelen ser reconocidas por el sistema inmunológico como extrañas, lo que provoca una respuesta inmunitaria, como la hemaglutinación. Los serotipos difieren ampliamente entre individuos; por lo tanto, si se introducen células de un ser humano (o animal) en otro ser humano al azar, a menudo se determina que esas células no son propias porque no coinciden con el serotipo propio. Por esta razón, los trasplantes entre humanos genéticamente no idénticos a menudo inducen una respuesta inmune problemática en el receptor, lo que lleva al rechazo del trasplante. En algunas situaciones, este efecto se puede reducir mediante el serotipo tanto del receptor como de los donantes potenciales para determinar la compatibilidad HLA más cercana.

Antígenos leucocitarios humanos

Bacterias

La mayoría de las bacterias producen sustancias antigénicas en la superficie exterior que pueden distinguirse mediante serotipos.

• Casi todas las especies de bacterias gramnegativas producen una capa de lipopolysaccharide en la membrana exterior. La porción más externa del LPS accesible a los anticuerpos es la Antigeno. La variación en el antígeno O puede ser causada por diferencias genéticas en la vía biosintética o el transportador utilizado para mover los bloques de construcción al exterior de la célula.
• La flagella en bacterias motiles se llama H antígeno en el serotipado. Las diferencias genéticas minutas en los componentes de la flagella conducen a variaciones detectables por anticuerpos.
• Algunas bacterias producen una cápsula de polisacáridos, llamada Antígeno K en el serotipado.

Los antígenos de LPS (O) y cápsula (K) son por sí mismos factores patógenos importantes.

Algunos antígenos son invariantes dentro de un grupo taxonómico. La presencia de estos antígenos no sería útil para una clasificación inferior al nivel de especie, pero puede ayudar a la identificación. Un ejemplo es el antígeno común enterobacteriano (ECA), universal para todos los Enterobacterales.

E. coli

E. coli tiene 187 antígenos O posibles (seis eliminados posteriormente de la lista, 3 que en realidad no producen LPS), 53 antígenos H y al menos 72 antígenos K. Entre estos tres, el antígeno O tiene la mejor correlación con los linajes; como resultado, el antígeno O se utiliza para definir el "serogrupo" y también se utiliza para definir cepas en taxonomía y epidemiología.

Shigella

Shigella solo se clasifican por su antígeno O, ya que no son móviles y no producen flagelos. En las cuatro "especies", hay 15 + 11 + 20 + 2 = 48 serotipos. Algunos de estos antígenos O tienen equivalentes en E. coli, que también incluye cladísticamente a Shigella.

Salmonella

El esquema de clasificación de Kauffman-White es la base para nombrar los múltiples serovares de Salmonella. Hasta la fecha se han identificado más de 2.600 serotipos diferentes. Un serotipo de Salmonella está determinado por la combinación única de reacciones de antígenos de la superficie celular. Para Salmonella se utilizan los antígenos O y H. Hay dos especies de Salmonella: Salmonella bongori y Salmonella enterica. Salmonella enterica se puede subdividir en seis subespecies. El proceso para identificar el serotipo de la bacteria consiste en encontrar la fórmula de antígenos de superficie que representan las variaciones de la bacteria. El método tradicional para determinar la fórmula del antígeno son las reacciones de aglutinación en portaobjetos. La aglutinación entre el antígeno y el anticuerpo se realiza con un antisuero específico, que reacciona con el antígeno para producir una masa. El antígeno O se prueba con una suspensión bacteriana de una placa de agar, mientras que el antígeno H se prueba con una suspensión bacteriana de un caldo de cultivo. El esquema clasifica el serovar según su fórmula antigénica obtenida mediante reacciones de aglutinación. Wattiau et al. han revisado métodos de serotipificación adicionales y metodologías de subtipificación alternativas.

Estreptococo

Streptococcus pneumoniae tiene 93 serotipos capsulares. 91 de estos serotipos utilizan la vía enzimática Wzy. La vía Wzy es utilizada por casi todas las bacterias grampositivas, por lactococos y estreptococos (exopolisáquidos), y también es responsable de las cápsulas de gramnegativos del grupo 1 y 4.

Viruses

Otros organismos

Muchos otros organismos se pueden clasificar mediante el reconocimiento por anticuerpos.

• The malaria pathogen Plasmodium falciparum es notorio por sus muchas variantes de antígeno superficial. Un candidato a la vacuna está diseñado para cubrir todo esto serotipos.
• Toxoplasma gondii puede clasificarse en serotipos.
• Trypanosoma cruzi, que causa la enfermedad de Chagas, puede ser serotipada usando parásitos enteros.