Microbiología Médica I: Patógenos y Microbioma Humano

Por Andreas Vanilssen, Rogers Nilstrem y Allen Kuslovic

Hay varias vías a través de las cuales los patógenos pueden invadir un huésped. Las vías principales tienen diferentes marcos de tiempo episódicos, pero el suelo tiene el potencial más largo o más persistente para albergar un patógeno. Las enfermedades en humanos causadas por agentes infecciosos se conocen como enfermedades patógenas. El microbioma humano es el agregado de todos microbiota que residen en o dentro de tejidos y biofluidos humanos junto con los sitios anatómicos correspondientes en los que residen, incluida la piel, glándulas mamarias, placenta, líquido seminal, útero, folículos ováricos, pulmón, saliva, mucosa oral, conjuntiva, tracto biliar y tracto gastrointestinal. Contenido de este libro: patógenos, priones, virus, bacterias patógenas, hongos, hongos patógenos, parásitos humanos, protozoos, gusanos parásitos, lista de parásitos de humanos, microbiología de diagnóstico, interacción huésped-patógeno, enfermedad infecciosa, lista de enfermedades infecciosas, infecciones asociado con enfermedades, Microbioma humano, Proyecto de microbioma humano, Hipótesis de salud de la biodiversidad, Adquisición inicial de microbiota, Viroma humano, Gastro gastrointestinal humano microbiota, Eje del encéfalo, Psicobiótico, Resistencia a la colonización, Flora de la piel, Flora vaginal, Flora vaginal en el embarazo, Lista de vaginosis bacteriana microbiota, Microbioma placentario, Microbioma de la leche humana, Ecología oral, Microbioma salival, Pulmón microbiota, Lista de humanos microbiota, probióticos, probióticos en niños, psicobióticos, Bacillus clausii, postbióticos, proteobióticos, sinbióticos, Bacillus coagulans, vaginosis bacteriana, Bifidobacterium animalis, Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium breve, Bifidobacterium longum bifidum, Bifidobacterium breve, Bifidobacterium longum bifidum, Bifidobacterium breve, Bifidobacterium longum bifidum, Bifidobacterium breve, Bifidobacterium longum bifidum, Bifidobacterium breve Bifidobacterium longum, Botrioesphaeran, Clostridium butyricum, Escherichia coli Nissle 1917, factor de transcripción Gal4, Ganeden, Lactinex, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei, Lactobacillus crispatus .
Authors: Andreas Vanilssen, Rogers Nilstrem, Allen Kuslovic

• Idioma: Español
• Editorial: Cambridge Stanford Books
• Fecha de lanzamiento: 20 sept 2020
• ISBN: 9781005263089

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Microbiología médica

La microbiología médica, el gran subconjunto de microbiología que se aplica a la medicina, es una rama de la ciencia médica que se ocupa de la prevención, el diagnóstico y el tratamiento de enfermedades infecciosas. Además, este campo de la ciencia estudia diversas aplicaciones clínicas de los microbios para la mejora de la salud. Hay cuatro tipos de microorganismos que causan enfermedades infecciosas: bacterias, hongos, parásitos y virus, y un tipo de proteína infecciosa llamada prión.

Un microbiólogo médico estudia las características de los patógenos, sus modos de transmisión, mecanismos de infección y crecimiento. Con esta información, se puede diseñar un tratamiento. Los microbiólogos médicos a menudo sirven como consultores para los médicos, proporcionando identificación de patógenos y sugiriendo opciones de tratamiento. Otras tareas pueden incluir la identificación de riesgos potenciales para la salud de la comunidad o monitorear la evolución de cepas de microbios potencialmente virulentas o resistentes, educar a la comunidad y ayudar en el diseño de prácticas de salud. También pueden ayudar a prevenir o controlar epidemias y brotes de enfermedades. No todos los microbiólogos médicos estudian la patología microbiana; algunos estudian especies comunes no patógenas para determinar si sus propiedades pueden usarse para desarrollar antibióticos u otros métodos de tratamiento.

La epidemiología, el estudio de los patrones, causas y efectos de las condiciones de salud y dolencias en las poblaciones, es una parte importante de la microbiología médica, a pesar de que la característica clínica del campo se centra fundamentalmente en la presencia y el crecimiento de infecciones microbianas en los individuos. sus efectos en el cuerpo humano y los métodos para tratar esas infecciones. En este contexto, todo el campo, como ciencia aplicada, puede subdividirse conceptualmente en subespecialidades académicas y clínicas, a pesar de que en realidad existe un continuo fluido entre la microbiología de salud pública y la microbiología médica diagnóstica, al igual que el estado del arte. en los laboratorios clínicos depende de la mejora continua de la medicina académica y los laboratorios de investigación.

Enfermedades infecciosas comúnmente tratadas

Bacteriano

Faringitis estreptocócica

Chlamydia

Fiebre tifoidea

Tuberculosis

Viral

Rotavirus

Hepatitis C

Humano papillomavirus ( HPV)

Parásito

Malaria

Giardia lamblia

Toxoplasma gondii

Hongos

Candida

Histoplasmosis

Causas y transmisión de enfermedades infecciosas.

Las infecciones pueden ser causadas por bacterias, es, hongos y parásitos. El patógeno que causa la enfermedad puede ser exógeno (adquirido de una fuente externa; ambiental, animal u otra persona, por ejemplo, Influenza) o endógeno (de la flora normal, por ejemplo, Candidiasis).

El sitio en el que un microbio ingresa al cuerpo se conoce como la puerta de entrada. Estos incluyen el tracto respiratorio, el tracto gastrointestinal, el tracto genitourinario, la piel y las membranas mucosas. La puerta de entrada de un microbio específico depende principalmente de cómo viaja desde su hábitat natural hasta el huésped.

Hay varias formas en las que todo puede transmitirse entre individuos. Éstos incluyen:

Contacto directo: tocar a un anfitrión infectado, incluido el contacto sexual

Contacto indirecto: tocar una superficie contaminada

Contacto con gotitas: toser o estornudar

Vía fecal-oral: ingerir alimentos o fuentes de agua contaminadas

Transmisión aérea: esporas portadoras de patógenos

Transmisión por vectores: un organismo que no causa todos los males en sí mismo, pero transmite la infección al transportar patógenos de un huésped a otro

Transmisión de fomite: un objeto o sustancia inanimado capaz de transportar gérmenes o parásitos infecciosos

Ambiental: infección hospitalaria (infecciones nosocomiales)

Al igual que otros patógenos, los que utilizan estos métodos de transmisión para ingresar al cuerpo, pero difieren en que también deben ingresar en las células reales del huésped. Una vez que ha obtenido acceso a las células del huésped, el 'material genético (ARN o ADN) debe introducirse en la célula. La replicación entre los mismos es muy variada y depende del tipo de genes implicados en ellos. La mayoría de los ADN se ensamblan en el núcleo, por otro lado, la mayoría de los ARN se desarrollan únicamente en el citoplasma.

Los mecanismos de infección, proliferación y persistencia de a en las células del huésped son cruciales para su supervivencia. Por ejemplo, algunas enfermedades, como el sarampión, emplean una estrategia mediante la cual debe propagarse a una serie de huéspedes. En estas formas de infección viral, la enfermedad a menudo es tratada por la propia respuesta inmune del cuerpo y, por lo tanto, se requiere que se disperse a nuevos huéspedes antes de que sea destruida por la resistencia inmunológica o el huésped death. Mientras que, algunos agentes infecciosos, como el felino leukemia, son capaces de resistir las respuestas inmunitarias y son capaces de lograr una residencia a largo plazo dentro de un huésped individual, al mismo tiempo que retienen la capacidad de propagarse a los huéspedes sucesivos.

Pruebas de diagnóstico

La identificación de un agente infeccioso para una enfermedad menor puede ser tan simple como una presentación clínica; por ejemplo, enfermedades gastrointestinales e infecciones de la piel. Para poder hacer una estimación fundamentada de qué microbio podría estar causando la enfermedad, es necesario considerar factores epidemiológicos; por ejemplo, la probabilidad de exposición del paciente al organismo sospechoso y la presencia y prevalencia de una cepa microbiana en una comunidad.

El diagnóstico de enfermedad infecciosa casi siempre se inicia consultando el historial médico del paciente y realizando un escrutinio físico. Las técnicas de identificación más detalladas incluyen cultivos microbianos, microscopía, pruebas bioquímicas y genotipificación. Otras técnicas menos comunes (como rayos X, exploraciones CAT, exploraciones PET o RMN) se utilizan para producir imágenes de anomalías internas que resultan del crecimiento de un agente infeccioso.

Cultivo microbiano

El cultivo microbiológico es la operación principal que se utiliza para aislar todas las enfermedades infecciosas para su estudio en el laboratorio. Las muestras de tejidos o fluidos se analizan para detectar la presencia de un patógeno específico, que se determina mediante el crecimiento en un medio selectivo o diferencial.

Los 3 tipos principales de medios utilizados para las pruebas son:

Cultivo sólido: se crea una superficie sólida utilizando una mezcla de nutrientes, sales y agar. Un solo microbio en una placa de agar puede luego crecer en colonias (clones donde las células son idénticas entre sí) que contienen miles de células. Se utilizan fundamentalmente para cultivar bacterias y hongos.

Cultivo líquido: las células se cultivan dentro de un medio líquido. El crecimiento microbiano está determinado por el tiempo que tarda el líquido en formar una suspensión coloidal. Esta técnica se utiliza para diagnosticar parásitos y detectar mycobacteria .

Cultivo celular: los cultivos de células humanas o animales están infectados con el microbio de interés. Luego, estos cultivos se observan para determinar el efecto que tiene el microbio en las células. Esta técnica se utiliza para identificaciones.

Microscopía

Las técnicas de cultivo a menudo utilizan un escrutinio microscópico para ayudar en la identificación del microbio. Pueden usarse instrumentos, por ejemplo, microscopios de luz compuestos para evaluar aspectos críticos del organismo. Esto se puede realizar inmediatamente después de que se toma la muestra del paciente y se usa junto con técnicas de tinción bioquímica, lo que permite la resolución de las características celulares. Los microscopios electrónicos y los microscopios de fluorescencia también se utilizan para observar microbios con mayor detalle para la investigación.

Ensayos bioquímicos

Se pueden utilizar pruebas bioquímicas rápidas y relativamente simples para encontrar agentes infecciosos. Para la identificación bacteriana, el uso de características metabólicas o enzimáticas es común debido a su capacidad para fermentar carbohidratos en patrones característicos de su género y especie. Los ácidos, alcoholes y gases se detectan comúnmente en estas pruebas cuando las bacterias crecen en medios líquidos o sólidos selectivos, como se mencionó anteriormente. Para realizar estas pruebas en masa se utilizan máquinas automatizadas. Estas máquinas realizan múltiples pruebas bioquímicas simultáneamente, utilizando tarjetas con varios pozos que contienen diferentes productos químicos deshidratados. El microbio de interés reaccionará con cada químico en un proceso específico, ayudando en su identificación.

Los métodos serológicos son pruebas de laboratorio muy sensibles, específicas y, a menudo, extremadamente rápidas que se utilizan para encontrar tipos dispares de microorganismos. Las pruebas se basan en la capacidad de un anticuerpo para unirse en particular a un antígeno. El antígeno (generalmente una proteína o carbohidrato producido por un agente infeccioso) se une al anticuerpo, lo que permite que este tipo de prueba se use para organismos distintos de las bacterias. Esta unión desencadena una cadena de eventos que pueden observarse fácil y definitivamente, según la prueba. Más técnicas serológicas complex se conocen como inmunoensayos. Usando una base similar a la descrita anteriormente, los inmunoensayos pueden revelar o medir antígenos de agentes infecciosos o de las proteínas generadas por un huésped infectado en respuesta a la infección.

Reacción en cadena de la polimerasa

Los ensayos de reacción en cadena de la polimerasa( PCR) son la técnica molecular más comúnmente utilizada para revelar y estudiar microbios. En comparación con otros métodos, la secuenciación y el escrutinio son definitivos, fiables, precisos y rápidos. En la actualidad, el PCR cuantitativo es la técnica principal utilizada, ya que esta operación proporciona datos más rápidos en comparación con un ensayo PCR estándar. Por ejemplo, las técnicas tradicionales de PCR requieren el uso de gel electrophoresis para visualizar moléculas DNA amplificadas una vez finalizada la reacción. El PCR cuantitativo no requiere esto, ya que el orden establecido de detección usa fluorescencia y sondas para revelar el DNA moléculas a medida que se amplifican. Además de esto, el PCR cuantitativo también elimina el riesgo de contaminación que puede ocurrir durante los procedimientos estándar PCR (traspaso del producto PCR a PCR posteriores). Otra ventaja de usar PCR para revelar y estudiar microbios es que las secuencias de DNA de cepas o microbios infecciosos recién descubiertos se pueden comparar con las que ya figuran en las bases de datos, lo que a su vez ayuda a comprender mejor qué organismo está causando la infección. todos y, en consecuencia, qué posibles métodos de tratamiento podrían utilizarse. Esta técnica es el estándar actual para detectar infecciones virales, por ejemplo AIDS y hepatitis.

Tratos

Una vez que se ha diagnosticado e identificado una infección, el médico y los microbiólogos médicos consultores deben evaluar las opciones de tratamiento adecuadas. Algunas infecciones pueden ser tratadas por el propio orden inmunológico establecido por el cuerpo, pero las infecciones más graves se tratan con medicamentos antimicrobianos. Las infecciones bacterianas se tratan con antibacterianos (a menudo llamados antibióticos) en contraste, las infecciones por hongos y virus se tratan con antifúngicos y antivirales respectivamente. Una amplia clase de medicamentos conocidos como antiparasitarios se usa para tratar enfermedades parasitarias.

Los microbiólogos médicos a menudo hacen recomendaciones de tratamiento al médico del paciente en función de la cepa del microbio y sus resistencias a los antibióticos, el sitio de la infección, la toxicidad potencial de los medicamentos antimicrobianos y las alergias a los medicamentos que tenga el paciente.

Además de que los fármacos son específicos de un determinado tipo de organismo (bacterias, hongos, etc.), algunos fármacos son específicos de un determinado género o especie de organismo y no funcionan en otros organismos. Sobre la base de esta especificidad, los microbiólogos médicos deben considerar la efectividad de ciertos medicamentos antimicrobianos al hacer recomendaciones. Además, las cepas de un organismo pueden ser resistentes a un determinado fármaco o clase de fármaco, incluso cuando suele ser eficaz contra la especie. Estas cepas, denominadas cepas resistentes, presentan un grave problema de salud pública de creciente importancia para la industria médica a medida que empeora la propagación de la resistencia a los antibióticos. La resistencia a los antimicrobianos es un tema cada vez más problemático que provoca millones de muertes cada año.

Mientras que la resistencia a los fármacos normalmente implica que los microbios inactiven químicamente un fármaco antimicrobiano o una célula que detenga mecánicamente la absorción de un fármaco, otras formas de resistencia a los fármacos pueden surgir de la formación de biopelículas. Algunas bacterias pueden formar biopelículas adhiriéndose a superficies en dispositivos implantados, por ejemplo catéteres y prótesis, y creando una matriz extracelular para que otras células se adhieran. Esto les proporciona un entorno estable desde el que las bacterias pueden dispersarse e infectar otras partes del huésped. Además, la matriz extracelular y la densa capa externa de células bacterianas pueden proteger las células bacterianas internas de los fármacos antimicrobianos.

La microbiología médica no solo se relaciona con el diagnóstico y el tratamiento de todas las enfermedades, también implica el estudio de microbios beneficiosos. Se ha demostrado que los microbios son útiles para combatir enfermedades infecciosas y promover la salud. Los tratamientos se pueden desarrollar a partir de microbios, como lo demuestra el descubrimiento de la penicilina por Alexander Fleming, además del desarrollo de nuevos antibióticos del género bacteriano Streptomyces, entre muchos otros. Los microorganismos no solo son una fuente de antibióticos, sino que algunos también pueden actuar como probiotics para proporcionar beneficios para la salud del huésped, por ejemplo, mejorando la salud gastrointestinal o inhibiendo patógenos.

Patógeno

En biología, un patógeno en el sentido más antiguo y amplio, es cualquier cosa que pueda producir una enfermedad. Un patógeno también puede denominarse agente infeccioso o simplemente germen.

El término patógeno entró en uso en la década de 1880. Comúnmente, el término se usa para describir un microorganismo o agente infeccioso, por ejemplo, una bacteria, protozoo, viroide u hongo. Los animales pequeños, por ejemplo, ciertos tipos de gusanos y larvas de insectos, también pueden producir todos los males. No obstante, estos animales son comúnmente, en el lenguaje común, referidos como parásitos en lugar de patógenos. El estudio científico de organismos microscópicos, incluidos los organismos patógenos microscópicos, se denomina microbiología, por otro lado, el estudio de todos los que pueden incluir estos patógenos se denomina patología. La parasitología, por su parte, es el estudio científico de los parásitos y los organismos que los hospedan.

Hay varias vías a través de las cuales los patógenos pueden invadir un huésped. Las vías principales tienen períodos de tiempo episódicos dispares, pero el suelo tiene el potencial más largo o más persistente de albergar un patógeno. Las enfermedades humanas que son causadas por agentes infecciosos se conocen como enfermedades patógenas, aunque no todas las enfermedades son causadas por patógenos. Algunas enfermedades, por ejemplo la enfermedad de Huntington, son causadas por la herencia de genes anormales.

Patogenicidad

La patogenicidad es la capacidad potencial de los patógenos para causar enfermedades. La patogenicidad está relacionada con la virulencia en el significado, pero algunas autoridades han llegado a descubrirlo como un término cualitativo, en contraste, este último es cuantitativo. Según esta norma, se puede decir que un organismo es patógeno o no patógeno en un contexto particular, pero no más patógeno que otro. Estas comparaciones se describen en lugar de en términos de virulencia relativa. La patogenicidad es igualmente desigual de la transmisibilidad del, que cuantifica el riesgo de infección.

Un patógeno puede describirse en términos de su capacidad para producir toxinas, ingresar a los tejidos, colonizar, secuestrar nutrientes y su capacidad para inmunosuprimir al huésped.

Patogenicidad dependiente del contexto

Es común hablar de una especie completa de bacteria como patógena cuando se la identifica como la causa de una enfermedad (cf. postulados de Koch). No obstante, la visión moderna es que la patogenicidad depende del ecosistema microbiano en su conjunto. Una bacteria puede participar en infecciones oportunistas en hospedadores inmunodeprimidos, adquirir factores de virulencia por infección por plásmidos, transferirse a un sitio diferente dentro del hospedador o responder a cambios en el número predominante de otras bacterias presentes. Por ejemplo, la infección de los ganglios linfáticos mesentéricos de ratones con Yersinia puede despejar el proceso de infección continua de estos sitios por Lactobacillus, posiblemente mediante un mecanismo de cicatrización inmunológica.

Conceptos relacionados

Virulencia

La virulencia (la tendencia de un patógeno a reducir la aptitud de un huésped) evoluciona cuando un patógeno puede propagarse desde un huésped enfermo, a pesar de que el huésped se debilita. La transmisión horizontal ocurre entre hospedadores de la misma especie, mientras que la transmisión vertical, que tiende a evolucionar hacia la simbiosis (después de un período de alta morbilidad y mortalidad en la población) al vincular el éxito evolutivo del patógeno con el éxito evolutivo del organismo hospedador. La biología evolutiva propone que muchos patógenos desarrollan una virulencia óptima en la que la aptitud obtenida por el aumento de las tasas de replicación se equilibra con compensaciones en la transmisión reducida, pero los mecanismos exactos subyacentes a estas relaciones siguen siendo controvertidos.

Transmisión

La transmisión de patógenos se produce a través de muchas rutas dispares, que incluyen el contacto aéreo, directo o indirecto, el contacto sexual, la sangre, la leche materna u otros fluidos corporales, y la ruta fecal-oral.

Tipos de patógenos

Priones

Los priones son proteínas mal plegadas que pueden transferir su estado mal plegado a otras proteínas principalmente plegadas del mismo tipo. No contienen DNA o RNA y no pueden replicarse más que para convertir proteínas normales ya existentes al estado de plegado incorrecto. Estas proteínas plegadas de forma anormal se encuentran definitivamente en algunas enfermedades, como la tembladera, la encefalopatía espongiforme bovina (enfermedad de las vacas locas) y la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob.

Virus

Los virus son partículas pequeñas, comúnmente entre 20 y 300 nanómetros de longitud, que contienen RNA o DNA. Los virus requieren una célula huésped para replicarse. Algunas de las enfermedades que son causadas por patógenos virales incluyen viruela, influenza, paperas, sarampión, varicela, ébola, HIV y rubéola.

Los patógenos son estrictamente de las familias: Adenoviridae, Picornaviridae, Herpesviridae, Hepadnaviridae, Flaviviridae, Retroviridae, Orthomyxoviridae, Paramyxoviridae, Papovaviridae, Polyomavirus, Rhabdoviridae y Togaviridae. HIV es un miembro notable de la familia Retroviridae que afectó a 37,9 millones de personas en todo el mundo en 2018.

Bacteria

La gran mayoría de las bacterias, que pueden oscilar entre 0,15 y 700 μM de longitud, son inofensivas o beneficiosas para los seres humanos. No obstante, una lista relativamente pequeña de pueden causar enfermedades infecciosas. Tienen varias formas en que pueden causar todos los males. Pueden afectar directamente a las células de su huésped, producir endotoxinas que dañan las células de su huésped o provocar una respuesta inmune lo suficientemente fuerte como para dañar las células del huésped.

Una de las enfermedades bacterianas con mayor carga de enfermedad es la tuberculosis, causada por la bacteria Mycobacterium tuberculosis, que mató a 1,5 millones de personas en 2013, normalmente en África subsahariana. Contribuyen a otras enfermedades de importancia mundial, como la neumonía, que puede ser causada por bacterias, por ejemplo, Streptococcus y Pseudomonas, y enfermedades transmitidas por los alimentos, que pueden ser causadas por bacterias, por ejemplo, Shigella, Campylobacter y Salmonella. Asimismo, causa infecciones como tétanos, fiebre tifoidea, difteria, sífilis y lepra.

Hongos

Los hongos son organismos eucariotas que pueden actuar como patógenos. Hay aproximadamente 300 hongos conocidos que son patógenos para los seres humanos, incluidos Candida albicans, que es la causa más común de aftas, y Cryptococcus neoformans, que pueden causar una forma grave de meningitis. El tamaño típico de las esporas de los hongos es <4,7 μm de longitud, pero algunas esporas pueden ser más grandes.

Algas

Las algas son plantas unicelulares que claramente no son patógenas a pesar de que existen variedades patógenas. Protothecosis es una enfermedad que se encuentra en perros, gatos, ganado y seres humanos causada por un tipo de alga verde conocida como prototeca que carece de clorofila.

Otros parásitos

Algunos organismos eucariotas, incluidos varios protozoos y helmintos, lo son.

Huéspedes patógenos

Bacteria

Aunque las bacterias pueden ser patógenas en sí mismas, también pueden ser infectadas por patógenos. S arees, también conocidas como fagos, que infectan a las bacterias a menudo conducen a la death de la bacteria que fue infectada. Los más comunes incluyen los fagos T7 y Lamda. Hay que infectan todo tipo de bacterias, incluidas las gramnegativas y grampositivas. Incluso los que infectan a otra especie, incluidos los humanos, pueden infectarse con un fago.

Plantas

Las plantas pueden albergar una amplia gama de tipos de patógenos, incluidas bacterias, hongos, nematodos e incluso otras plantas. Las plantas notables incluyen la mancha anular de la papaya, que ha causado millones de dólares en daños a los agricultores en Hawai y el sudeste asiático, y el mosaico del tabaco, que hizo que el científico Martinus Beijerinck acuñara el término virus en 1898. Los patógenos bacterianos de las plantas también son un grave problema. problema que causa manchas foliares, tizones y pudriciones en muchas especies de plantas. Los dos principales patógenos bacterianos para las plantas son P. Syringae y R. Solanacearum, que provocan el pardeamiento de las hojas y otros problemas en las patatas, los tomates y los plátanos.

Los hongos son otro tipo de patógeno importante para las plantas. Pueden causar una amplia variedad de problemas, por ejemplo, una menor altura de la planta, crecimientos o hoyos en los troncos de los árboles, pudrición de raíces o semillas y manchas en las hojas. Los hongos vegetales comunes y serios incluyen el hongo del tizón del arroz, la enfermedad del olmo holandés, el tizón del castaño y las enfermedades del nudo negro y la pudrición marrón de las cerezas, ciruelas y melocotones. Se estima que por sí solos provocan una reducción de hasta un 65% en el rendimiento de los cultivos.

En general, las plantas tienen una amplia gama de patógenos y se ha estimado que solo el 3% de las enfermedades causadas por los patógenos de las plantas pueden manejarse.

Animales

Los animales a menudo se infectan con muchos de los mismos patógenos o similares a los humanos, como bacterias y hongos. Por otro lado, los animales salvajes a menudo contraen enfermedades, el mayor peligro es para el ganado. Se estima que en los entornos rurales, el 90% o más de las muertes de ganado pueden atribuirse a patógenos. La encefalopatía espongiforme bovina ail, típicamente conocida como enfermedad de las vacas locas, es una de las pocas enfermedades que afectan a los animales. Otras enfermedades de los animales incluyen una variedad de trastornos de inmunodeficiencia que son causados ​​por causas relacionadas con la inmunodeficiencia humana( HIV) que incluyen BIV y FIV .

Humanos

Los seres humanos pueden infectarse con muchos tipos de patógenos, incluidos es, bacterias y hongos. Las bacterias que infectan a los seres humanos pueden causar síntomas, por ejemplo, estornudos, tos, fiebre, vómitos e incluso provocar death. Algunos de estos síntomas son causados ​​por el mismo, por otro lado, otros son causados ​​por el orden inmunológico establecido de la persona infectada.

Tratamiento

Prion

A pesar de muchos intentos, hasta la fecha no se ha demostrado que ninguna terapia detenga la progresión de las enfermedades.

Virus

Existe una variedad de opciones de prevención y tratamiento para algunos patógenos virales. Las vacunas son una medida preventiva común y eficaz contra una variedad de patógenos virales. Las vacunas preparan el orden inmunológico establecido del huésped, de modo que cuando el huésped potencial se encuentra con el en la naturaleza, el orden inmunológico establecido puede defenderse de la infección rápidamente. Existen vacunas para, por ejemplo, el sarampión, las paperas y la rubéola y la influenza. Algunos, por ejemplo, HIV, dengue y chikungunya no tienen vacunas disponibles.

El tratamiento de las infecciones virales a menudo implica tratar los síntomas de la infección en lugar de proporcionar cualquier medicamento que afecte al patógeno viral en sí. El tratamiento de los síntomas de una infección viral le da al huésped un tiempo de orden establecido para desarrollar anticuerpos contra el patógeno viral que luego eliminará la infección. En algunos casos, es necesario un tratamiento contra el. Un ejemplo de esto es HIV donde la terapia antirretroviral, también conocida como ART o HAART, es necesaria para prevenir la pérdida de células inmunes y la progresión a AIDS .

Bacteria

Al igual que los patógenos virales, la infección por ciertos patógenos bacterianos se puede prevenir mediante vacunas. Las vacunas contra patógenos bacterianos incluyen la vacuna anthrax y la vacuna neumocócica. Muchos otros patógenos bacterianos carecen de vacunas como medida preventiva, pero la infección por estas bacterias a menudo se puede tratar o prevenir con antibióticos. Los antibióticos comunes incluyen amoxicilina, ciprofloxacina y doxiciclina. Cada antibiótico tiene bacterias dispares contra las que es eficaz y tiene mecanismos dispares para matar esas bacterias. Por ejemplo, la doxiciclina inhibe la síntesis de nuevas proteínas en bacterias gramnegativas y grampositivas, lo que conduce a la death de las bacterias afectadas.

Debido en parte a la prescripción excesiva de antibióticos en circunstancias en las que no son necesarios, algunos patógenos bacterianos han desarrollado resistencia a los antibióticos y se están volviendo difíciles de tratar con los antibióticos clásicos. Una cepa genéticamente desigual llamada MRSA es un ejemplo de patógeno bacteriano que es difícil de tratar con antibióticos comunes. Un informe publicado en 2013 por el Center for ail Control( CDC) estimó que cada año en los Estados Unidos, al menos 2 millones de personas contraen una infección bacteriana resistente a los antibióticos y al menos 23,000 personas mueren a causa de esas infecciones.

Hongos

La infección por patógenos fúngicos se trata con medicación antifúngica. Las infecciones por hongos, como el pie de atleta, la tiña inguinal y la tiña, son infecciones de la piel y pueden tratarse con medicamentos antimicóticos tópicos como el clotrimazol. Otras infecciones fúngicas comunes incluyen infecciones por la cepa de levadura Candida albicans. La cándida puede causar infecciones de la boca o la garganta, generalmente conocidas como aftas, o puede causar infecciones vaginales. Estas infecciones internas pueden tratarse con cremas antifúngicas o con medicación oral. Los fármacos antifúngicos comunes para las infecciones internas incluyen la familia de fármacos Echinocandin y Fluconazole .

Algas

Por lo general, no se piensa en las algas como patógenos, pero se sabe que el género Prototheca causa enfermedades en los humanos. El tratamiento para este tipo de infección se encuentra actualmente en investigación y no hay consistencia en el tratamiento clínico.

Interacciones sexuales

Muchos patógenos son capaces de interacción sexual. Entre, la interacción sexual ocurre entre células de la misma especie por la acción de la transformación genética natural. La transformación implica la transferencia de DNA de una célula donante a una célula receptora y la integración del donante DNA en el genoma del receptor por recombinación. Ejemplos de patógenos bacterianos capaces de transformación natural son Helicobacter pylori, Haemophilus influenzae, Legionella pneumophila, Neisseria gonorrhoeae y Streptococcus pneumoniae .

Los patógenos eucariotas a menudo son capaces de interacción sexual mediante una acción que involucra meiosis y singamia. La meiosis implica el emparejamiento íntimo de cromosomas homologous y la recombinación entre ellos. Ejemplos de patógenos eucariotas capaces de tener relaciones sexuales incluyen los parásitos protozoarios Plasmodium falciparum, Toxoplasma gondii, Trypanosoma brucei, Giardia intestinalis y los hongos Aspergillus fumigatus, Candida albicans y Cryptococcus neoformans.

Los virus también pueden experimentar una interacción sexual cuando dos o más genomas virales entran en la misma célula huésped. Esta acción implica el apareamiento de genomas homologous y la recombinación entre ellos mediante una acción denominada reactivación de multiplicidad. Algunos ejemplos que experimentan esta acción son el herpes simple, la inmunodeficiencia humana y la vacuna.

Los procesos sexuales en bacterias, eucariotas microbianos y todos implican la recombinación entre genomas homologous que parece facilitar la reparación de los daños del genoma infligidos al genoma de los patógenos por las defensas de sus respectivos huéspedes diana.

Prion

Los priones son proteínas mal plegadas con la capacidad de transmitir su forma mal plegada a variantes normales de la misma proteína. Caracterizan varias enfermedades neurodegenerativas mortales y transmisibles en humanos y muchos otros animales. No se sabe qué causa que la proteína normal se pliegue incorrectamente, pero se sospecha que la estructura tridimensional anormal confiere propiedades infecciosas, colapsando moléculas de proteína cercanas en la misma forma. La palabra deriva de partícula infecciosa proteica. El papel hipotético de una proteína como agente infeccioso se mantiene en comparación con todos los demás agentes infecciosos conocidos, como ases, bacterias, hongos y parásitos, todos los cuales contienen ácidos nucleicos (ADN, RNA o ambos).

Se plantea la hipótesis de que las variantes priónicas de la proteína( PrP), cuyo servicio específico es incierto, son la causa de las encefalopatías espongiformes transmisibles (EET), incluida la tembladera en las ovejas, la emaciación crónica( CWD) en los ciervos, la encefalopatía espongiforme bovina( BSE) en el ganado (comúnmente conocida como "enfermedad de las vacas locas) y Creutzfeldt-Jakob ail( CJD) en humanos. Todas las enfermedades conocidas en mamíferos afectan la estructura del cerebro u otro tejido neural; todos son progresivos, no tienen un tratamiento eficaz conocido y siempre son mortales. Hasta 2015, se consideraba que todas las enfermedades conocidas de los mamíferos eran causadas por la proteína( PrP); no obstante, en 2015, atrofia de orden establecido múltiple( MSA) se encontró que era transmisible y se planteó la hipótesis de que estaba causado por una forma de alfa-sinucleína.

Los priones forman agregados anormales de proteínas llamadas amiloides, que se acumulan en el tejido infectado y se asocian con daño tisular y celular death. Los amiloides también son responsables de varias otras enfermedades neurodegenerativas, como la enfermedad de Alzheimer y la enfermedad de Parkinson. Los agregados son estables, y esta estabilidad estructural significa que son resistentes a la desnaturalización por agentes químicos y físicos: no pueden ser destruidos por la desinfección o cocción ordinarias. Esto dificulta la eliminación y la contención de estas partículas.

Una enfermedad es un tipo de proteopatía o una enfermedad de proteínas estructuralmente anormales. En los seres humanos, se cree que los s son la causa de la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob( CJD), su variante( vCJD), el síndrome de Gerstmann-Sträussler-Scheinker( GSS), el insomnio familiar fatal( FFI) y kuru. Asimismo, existe evidencia que sugiere que pueden desempeñar un papel en la acción de la enfermedad de Alzheimer, la enfermedad de Parkinson y la esclerosis lateral amiotrófica( ALS), y estas se han denominado enfermedades similares. Asimismo, se ha identificado que varias proteínas de levadura tienen propiedades genéticas. La replicación está sujeta a la epimutación y la selección natural al igual que para otras formas de replicación, y su estructura varía ligeramente entre especies.

Proteína priónica

Estructura

La proteína de la que está hecha( PrP) se encuentra en todo el cuerpo, incluso en personas y animales sanos. No obstante, el PrP que se encuentra en el material infeccioso tiene una estructura dispar y es resistente a las proteasas, las enzimas del cuerpo que pueden descomponer principalmente las proteínas. La forma normal de la proteína se llama PrP C, por otro lado la forma infecciosa se llama PrP Sc- la C se refiere a 'celular' PrP, por otro lado la Sc se refiere a 'scrapie', la enfermedad prototípica, que ocurre en ovejas. Por otro lado, PrP Cestá bien definida estructuralmente, PrP Sces esencialmente polidispersa y está definida a un nivel relativamente pobre. PrP puede inducirse a fold en otras isoformas más o menos bien definidas in vitro, y su relación con la (s) forma (s) que son patógenas in vivo aún no está clara.

PrP C

PrP C es una proteína normal que se encuentra en las membranas de las células. Tiene 209 aminoácidos (en humanos), un enlace disulfuro, una masa molecular de 35-36 kDa y una estructura estrictamente alfa-helicoidal. Existen varias formas topológicas; una forma de superficie celular anclada a través de glicolípidos y dos formas transmembrana. La proteína normal no es sedimentable; lo que significa que no se puede separar mediante técnicas de centrifugación. Su servicio es un problema complex que se sigue investigando. PrP C se une a los iones de cobre (II) con alta afinidad. La importancia de este hallazgo no está clara, pero se presume que se relaciona con la estructura o el servicio de PrP. La PrP Ces fácilmente digerida por proteinase K y puede ser liberado de la superficie celular in vitro por la enzima fosfoinositido phospholipase C (PI-PLC), que escinde el anclaje glicolípido glicofosfatidilinositol( GPI). Se ha informado que PrP juega un papel importante en la adhesión célula-célula y la señalización intracelular in vivo y, por tanto, puede estar implicado en la comunicación célula-célula en el cerebro.

PrP res

La proteína similar a PrP Scresistente a proteasa (PrP res) es la denominación dada a cualquier isoforma de PrP cque se altera estructuralmente y se convierte en una forma resistente a proteinase K mal plegada in vitro. Para modelar la conversión de PrP Cen PrP Scin vitro, Saborio et al. convirtió rápidamente PrP Cen una PrP resmediante un procedimiento que implica la amplificación cíclica del plegamiento incorrecto de proteínas. El término PrP res se ha utilizado para descubrir entre PrP Sc, que se aísla de tejido infeccioso y se asocia con el agente de encefalopatía espongiforme transmisible. Como, a diferencia de PrPSc, PrP respuede no ser necesariamente infeccioso.

PrP Sc

La isoforma infecciosa de PrP, conocida como PrP Sc, o simplemente, es capaz de convertir las proteínas PrP Cnormales en la isoforma infecciosa cambiando su conformación o forma; esto, a su vez, altera el proceso de interconexión de las proteínas. PrP Scsiempre causa malestar. A pesar de que no se conoce la estructura 3D exacta de PrP Sc, tiene una mayor proporción de estructura de hoja β que la estructura de hélice α normal. Las agregaciones de estas isoformas anormales forman fibras amyloid muy estructuradas, que se acumulan para formar placas. El extremo de cada fibra actúa como una plantilla sobre la que se pueden unir las moléculas de proteínas libres, lo que permite que la fibra crezca. En la mayoría de las circunstancias, solo PrP Las moléculas con una secuencia de aminoácidos idéntica a la PrP Scinfecciosa se incorporan a la fibra en crecimiento. No obstante, también es posible la transmisión rara entre especies.

PrP de servicio normal

El servicio fisiológico de la proteína sigue siendo poco conocido. Por otro lado, los datos de experimentos in vitro sugieren muchas funciones diferentes, los estudios en ratones PrP knockout han proporcionado solo información limitada debido a que estos animales exhiben solo anomalías menores. En una investigación realizada en ratones, se encontró que la escisión de las proteínas PrP en los nervios periféricos provoca la activación de la reparación myelin en las células de Schwann y que la falta de proteínas PrP provoca la desmielinización en esas células.

PrP y muerte celular regulada

MAVS, RIP1 y RIP3 son proteínas similares que se encuentran en otras partes del cuerpo. Asimismo, polimerizan en fibras filamentosas amyloid que inician la célula regulada death en el caso de una infección viral para prevenir la propagación de viriones a otras células circundantes.

PrP y memoria a largo plazo

Una revisión de la evidencia en 2005 sugirió que PrP puede tener un servicio normal en el mantenimiento de la memoria a largo plazo. Además, un estudio de 2004 encontró que los ratones que carecen de genes para la proteína PrP celular normal muestran una potenciación a largo plazo del hipocampo alterada. Un estudio reciente que podría explicar por qué se encuentra que la proteína neuronal CPEB tiene una secuencia genética similar a las proteínas de levadura. La formación similar de CPEB es esencial para mantener los cambios sinápticos a largo plazo asociados con la formación de la memoria a largo plazo.

PrP y renovación de células madre

Un artículo de 2006 del Whitehead Institute for Biomedical Research indica que el modo o forma de expresión de PrP en las células madre es necesario para la autorrenovación de la médula ósea de un organismo. El estudio mostró que todas las células madre hematopoyéticas a largo plazo expresan PrP en su membrana celular y que los tejidos hematopoyéticos con células madre sin PrP exhiben una mayor sensibilidad al agotamiento celular.

PrP e inmunidad innata

Existe alguna evidencia de que PrP puede desempeñar un papel en la inmunidad innata, ya que el modo o la forma de expresión de PRNP, el gen PrP, está regulado al alza en muchas infecciones virales y PrP tiene propiedades antivirales contra muchas, incluidas HIV .

Replicación de priones

La primera hipótesis que trató de explicar cómo se replican de una manera solo proteica fue el modelo heterodímero. Este modelo asumió que una sola molécula de PrP Scse une a una sola molécula de PrP Cy cataliza su conversión en PrP Sc. Los dos PrP Scmoléculas entonces se separan y pueden pasar a convertir más PrP C. No obstante, un modelo de replicación debe explicar cómo se propagan y por qué su aparición espontánea es tan rara. Manfred Eigen demostró que el modelo de heterodímero requiere que PrP Sc sea ​​un catalizador extraordinariamente eficaz, aumentando la velocidad de la reacción de conversión en un factor de alrededor de 10 ¹⁵. Este problema no surge si PrP Scexiste solo en formas agregadas, por ejemplo amyloid, donde la cooperatividad puede actuar como una barrera para la conversión espontánea. Es más, a pesar de un esfuerzo considerable, nunca se ha aislado la PrP Scmonomérica infecciosa .

Un modelo alternativo supone que PrP Scexiste solo como fibrillas, y que los extremos de las fibrillas se unen a PrP Cy la convierten en PrP Sc. Si esto fuera todo, entonces la cantidad de s aumentaría linealmente, formando fibrillas cada vez más largas. Pero durante todo el proceso se observa un crecimiento exponencial tanto de PrP Sc como de la cantidad de partículas infecciosas. Esto se puede explicar teniendo en cuenta la rotura de las fibrillas. Se ha encontrado una solución matemática para la tasa de crecimiento exponencial resultante de la combinación de crecimiento de fibrillas y rotura de fibrillas. La tasa de crecimiento exponencial depende popularmente de la raíz cuadrada de la PrP Cconcentración. El período de incubación está determinado por la tasa de crecimiento exponencial, y los datos in vivo sobre enfermedades en ratones transgénicos coinciden con esta predicción. La misma dependencia de la raíz cuadrada también se observa in vitro en experimentos con una variedad de proteínas amyloid dispares .

El mecanismo de replicación tiene implicaciones para el diseño de fármacos. Dado que el período de incubación de las enfermedades es tan largo, un fármaco eficaz no necesita eliminarlo todo, sino simplemente reducir la tasa de crecimiento exponencial. Los modelos predicen que el proceso más eficaz para lograr esto, utilizando un fármaco con la dosis más baja posible, es descubrir un fármaco que se une a los extremos de las fibrillas y bloquea su crecimiento.

Enfermedades

Enfermedades causadas por

Animal (s) afectado (s)

afligir

Oveja, Cabra (Animal (s) afectado (s))

afligir

Scrapie

Bovinos (animal (s) afectado (s))

afligir

Enfermedad de las vacas locas

Camello (animal (s) afectado (s))

afligir

Encefalopatía espongiforme del camello( CSE)

Visón (animal (s) afectado (s))

afligir

Encefalopatía transmisible del visón( TME)

Venado de cola blanca, alce, venado bura, alce (Animal (s) afectado (s))

afligir

Enfermedad de emaciación crónica( CWD)

Gato (animal (s) afectado (s))

afligir

Encefalopatía espongiforme felina( FSE)

Nyala, Oryx, Gran Kudu (animal (s) afectado (s))

afligir

Encefalopatía ungulada exótica (EUE)

Avestruz (animal (s) afectado (s))

afligir

Encefalopatía espongiforme (no se ha demostrado que sea transmisible).

Humano (animal (s) afectado (s))

afligir

Creutzfeldt – Jakob ail( CJD)

Creutzfeldt-Jakob ail iatrogénico (iCJD)

Variante Creutzfeldt – Jakob ail( vCJD)

Creutzfeldt-Jakob ail familiar (fCJD)

Creutzfeldt – Jakob ail esporádico (sCJD)

Síndrome de Gerstmann-Sträussler-Scheinker( GSS)

Insomnio familiar fatal( FFI)

Kuru

Encefalopatía espongiforme familiar

Opatía sensible a proteasa variable (VPSPr)

Los priones causan enfermedades neurodegenerativas al agregarse extracelularmente dentro del orden establecido del sistema nervioso central para formar placas conocidas como amyloid, que alteran la estructura normal del tejido. Esta alteración se caracteriza por agujeros en el tejido con una arquitectura esponjosa resultante debido a la formación de vacuolas en las neuronas. Otros cambios histológicos incluyen la astrogliosis y la ausencia de una reacción inflamatoria. Por otro lado, el período de incubación de las enfermedades es relativamente largo (5 a 20 años), una vez que aparecen los síntomas, la enfermedad progresa rápidamente, lo que lleva a daño cerebral y death. Los síntomas neurodegenerativos pueden incluir convulsiones, demencia, ataxia (disfunción del equilibrio y la coordinación) y cambios de comportamiento o de personalidad.

Todas las enfermedades conocidas son intratables y fatales. No obstante, una vacuna desarrollada en ratones puede proporcionar información sobre cómo proporcionar una vacuna para resistir infecciones en humanos. Además, en 2006 los científicos anunciaron que tenían ganado modificado genéticamente que carecía de un gen necesario para la producción, por lo que teóricamente lo hacían inmunes a BSE, basándose en investigaciones que indican que los ratones que carecen de proteínas presentes principalmente son resistentes a la infección por la proteína de la tembladera. En 2013, un estudio reveló que 1 de cada 2000 personas en el Reino Unido podría albergar la proteína infecciosa que causa vCJD .

Muchas especies de mamíferos dispares pueden verse afectadas por enfermedades, ya que la proteína( PrP) es muy similar en todos los mamíferos. Debido a las pequeñas diferencias en PrP entre especies dispares, es inusual que una enfermedad se transmita de una especie a otra. No obstante, se cree que la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob, variante de la enfermedad humana, es causada por una enfermedad que comúnmente infecta al ganado, causando encefalopatía espongiforme bovina y se transmite a través de la carne infectada.

Hasta 2015, se consideraba que todas las enfermedades conocidas de los mamíferos eran causadas por la proteína PrP ; En 2015, se descubrió que la atrofia de orden establecido múltiple era transmisible y se planteó la hipótesis de que era causada por una nueva forma mal plegada de una proteína llamada alfa-sinucleína. La forma endógena, correctamente plegada de la proteína se denomina PrP C(para común o celular), en contraste, la forma mal plegada ligada a la enfermedad se denota PrP Sc (para Scrapie), después de una de las enfermedades primero vinculadas a la neurodegeneración. Se desconoce la estructura precisa de los, aunque pueden formarse combinando PrP C, ácido poliadenílico y lípidos en una reacción de amplificación cíclica de plegamiento incorrecto de proteínas (PMCA). Esta operación es además una prueba de que la replicación no depende de los ácidos nucleicos.

Transmisión

Se ha reconocido que las enfermedades pueden surgir de tres formas distintas: adquiridas, familiares o esporádicas. A menudo se supone que la forma enferma interactúa directamente con la forma normal para hacer que reorganice su estructura. Una idea, la hipótesis de la Proteína X, es que una proteína celular aún no identificada (Proteína X) permite la conversión de PrP Cen PrP Scal reunir una molécula de cada uno de los dos en un complex .

La principal operación de infección en animales es a través de la ingestión. Se cree que se puede depositar en el medio ambiente a través de los restos de animales muertos y a través de la orina, la saliva y otros fluidos corporales. Luego pueden permanecer en el suelo uniéndose a la arcilla y otros minerales.

Un equipo de investigación de la Universidad de California ha proporcionado evidencia para la teoría de que la infección puede ocurrir en el estiércol. Y, dado que el estiércol está presente en muchas áreas que rodean los depósitos de agua, además de que se usa en muchos campos de cultivo, aumenta la posibilidad de una transmisión generalizada. En enero de 2011 se informó que los investigadores habían descubierto la propagación a través de la transmisión aérea en partículas de aerosol, en un experimento de experimentación con animales en relación con la infección por scrapie en ratones de laboratorio. En 2011 se publicó la evidencia preliminar que respalda la idea de que se puede transmitir mediante el uso de gonadotropina menopáusica humana derivada de la orina, administrada para el tratamiento de la infertilidad.

Priones en plantas

En 2015, investigadores del Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad de Texas en Houston encontraron que las plantas pueden ser un vector para. Cuando los investigadores alimentaron a los hámsteres con pasto que crecía en el suelo donde estaba enterrado un ciervo que murió con una enfermedad crónica( CWD), los hámsters se enfermaron con CWD, lo que sugiere que puede unirse a las plantas, que luego las llevan a la hoja. y estructura del tallo, donde pueden ser consumidos por herbívoros, completando así el ciclo. En consecuencia, es posible que haya una acumulación progresiva de estos en el medio ambiente.

Esterilización

Las partículas infecciosas que poseen ácido nucleico dependen de él para dirigir su replicación continua. Sin embargo, son infecciosas por su efecto sobre las versiones normales de la proteína. Por tanto, la esterilización requiere la desnaturalización de la proteína hasta un estado en el que la molécula ya no puede inducir el plegamiento anormal de las proteínas normales. Por lo general, los s son bastante resistentes a las proteasas, el calor, las radiaciones ionizantes y los tratamientos con formaldehído, a pesar de que su infectividad puede reducirse mediante dichos tratamientos. La descontaminación eficaz se basa en la hidrólisis de proteínas o la reducción o destrucción de la estructura terciaria de las proteínas. Los ejemplos incluyen hipoclorito de sodio, hidróxido de sodio y detergentes fuertemente ácidos, por ejemplo LpH. Se ha encontrado que 134 ° C (273 ° F) durante 18 minutos en un autoclave de vapor presurizado es algo efectivo para desactivar el agente de todos los males. La esterilización con ozono se está estudiando actualmente como una posible operación de desnaturalización y desactivación. Aún no se ha logrado la renaturalización de un estado completamente desnaturalizado a infeccioso; no obstante, los desnaturalizados parcialmente pueden renaturalizarse a un estado infeccioso en determinadas condiciones artificiales.

La Organización Mundial de la Salud recomienda cualquiera de los siguientes tres procedimientos para la esterilización de todos los instrumentos quirúrgicos resistentes al calor para asegurarse de que no estén contaminados con:

Sumerja en hidróxido de sodio 1 N y colóquelo en un autoclave de desplazamiento por gravedad a 121 ° C durante 30 minutos; limpiar; enjuague con agua; y luego realizar los procesos de esterilización de rutina.

Sumerja en hipoclorito de sodio 1N (20 000 partes por millón de cloro disponible) durante 1 hora; transferir instrumentos al agua; calentar en un autoclave de desplazamiento por gravedad a 121 ° C durante 1 hora; limpiar; y luego realizar los procesos de esterilización de rutina.

Sumerja en hidróxido de sodio 1N o hipoclorito de sodio (20.000 partes por millón de cloro disponible) durante 1 hora; retirar y enjuagar con agua, luego transferir a una olla abierta y calentar en un autoclave de desplazamiento por gravedad (121 ° C) o en un autoclave de carga porosa (134 ° C) durante 1 hora; limpiar; y luego realizar los procesos de esterilización de rutina.

Resistencia a la degradación en la naturaleza

La evidencia abrumadora muestra que resisten la degradación y persisten en el medio ambiente durante años, y las proteasas no las degradan. La evidencia experimental muestra que los no límites se degradan con el tiempo, por otro lado, los límites del suelo permanecen en niveles estables o crecientes, lo que sugiere que es probable que se acumulen en el medio ambiente.

Hongos

Las proteínas que muestran un comportamiento de tipo también se encuentran en algunos hongos, lo que ha sido útil para ayudar a comprender a los mamíferos. Los hongos no parecen causar ninguna enfermedad en sus huéspedes. En la levadura, el replegamiento de las proteínas a la configuración es asistido por proteínas chaperonas, por ejemplo, Hsp104. Todos los conocidos inducen la formación de un amyloid fold, en el que la proteína se polimeriza en un agregado que consiste en láminas beta muy compactas. Los agregados de amiloide son fibrillas que crecen en sus extremos y se replican cuando la rotura hace que dos extremos en crecimiento se conviertan en cuatro extremos en crecimiento. El período de incubación de las enfermedades está determinado por la tasa de crecimiento exponencial asociada con la replicación, que es un equilibrio entre el crecimiento lineal y la rotura de agregados.

Reed Wickner descubrió a principios de la década de 1990 proteínas fúngicas que presentaban cambios conformacionales en plantilla en la levadura Saccharomyces cerevisiae. Por su similitud mecanicista con los mamíferos, se les denominó levaduras. Posteriormente a esto, también se ha encontrado a en el hongo Podospora anserina. Las tesis se comportan además de PrP, pero, por lo general, no son tóxicas para sus huéspedes. El grupo de Susan Lindquist en el Whitehead Institute ha argumentado que algunos de los hongos no están asociados con ningún estado de enfermedad, pero pueden tener un papel útil; no obstante, los investigadores del NIH Asimismo, han proporcionado argumentos que sugieren que los hongos podrían considerarse un estado enfermo. Existe evidencia de que las proteínas fúngicas han desarrollado funciones específicas que son beneficiosas para el microorganismo que mejoran su capacidad para adaptarse a sus diversos entornos.

La investigación en hongos ha dado un fuerte apoyo al concepto de proteína solamente, ya que se ha demostrado que la proteína purificada extraída de células con un estado convierte la forma normal de la proteína en una forma mal plegada in vitro, y en la acción, preserva la información correspondiente. a tensiones dispares del estado. Asimismo, ha arrojado algo de luz sobre los dominios, que son regiones de una proteína que promueven la conversión en a. Los hongos han ayudado a sugerir mecanismos de conversión que pueden aplicarse a todos, a pesar de que los hongos parecen diferentes de los mamíferos infecciosos por la falta de cofactor requerido para la propagación. Los dominios característicos pueden variar entre especies; por ejemplo, los dominios fúngicos característicos no se encuentran en los mamíferos.

Priones de hongos

Proteína

Anfitrión natural

Función normal

Estado priónico

Fenotipo priónico

Año identificado

Ure2p Huésped natural - Ure2p (proteína)

Saccharomyces cerevisiae

Función normal - Ure2p (Proteína)

Represor de catabolito de nitrógeno

Estado priónico - Ure2p (proteína)

(URE3)

Fenotipo priónico - Ure2p (proteína)

Crecimiento en fuentes pobres de nitrógeno

Año de identificación: Ure2p (proteína)

1994

Huésped natural - Sup35p (proteína)

S. Cerevisiae

Función normal - Sup35p (proteína)

Factor de terminación de traducción

Estado priónico - Sup35p (proteína)

(PSI +)

Fenotipo priónico - Sup35p (proteína)

Aumento de los niveles de supresión sin sentido

Año de identificación - Sup35p (Proteína)

1994

Huésped natural - HET-S (proteína)

Podospora anserina

Función normal - HET-S (proteína)

Regula la incompatibilidad heterokaryon

Estado priónico - HET-S (proteína)

(Het-s)

Fenotipo priónico - HET-S (proteína)

Formación de heterocariones entre cepas incompatibles

Año identificado - HET-S (Proteína)

Nada

Huésped natural - Rnq1p (proteína)

S. Cerevisiae

Función normal - Rnq1p (proteína)

Factor de plantilla de proteína

Estado priónico - Rnq1p (proteína)

(RNQ +), (PIN +)

Fenotipo priónico - Rnq1p (proteína)

Promueve la agregación de otros

Año de identificación - Rnq1p (proteína)

Nada

Huésped natural - Swi1 (proteína)

S. Cerevisiae

Función normal - Swi1 (proteína)

Remodelación de cromatina

Estado priónico - Swi1 (proteína)

(SWI +)

Fenotipo priónico - Swi1 (proteína)

Crecimiento deficiente en algunas fuentes de carbono

Año identificado - Swi1 (Proteína)

2008

Huésped natural - Cyc8 (proteína)

S. Cerevisiae

Función normal - Cyc8 (proteína)

Represor transcripcional

Estado del prión - Cyc8 (proteína)

(OCT +)

Fenotipo priónico - Cyc8 (proteína)

Desrepresión transcripcional de múltiples genes

Año identificado - Cyc8 (Proteína)

2009

Huésped natural - Mot3 (proteína)

S. Cerevisiae

Función normal - Mot3 (proteína)

Factor de copia nuclear

Estado priónico - Mot3 (proteína)

(MOT3 +)

Fenotipo priónico - Mot3 (proteína)

Desrepresión transcripcional de genes anaeróbicos

Año identificado - Mot3 (Proteína)

2009

Huésped natural - Sfp1 (proteína)

S. Cerevisiae

Función normal - Sfp1 (proteína)

Factor de copia putativo

Estado del prión - Sfp1 (proteína)

(ISP +)

Fenotipo priónico - Sfp1 (proteína)

Antisupresión

Año identificado - Sfp1 (Proteína)

2010

Tratos

No existen tratamientos eficaces para las enfermedades. Los ensayos clínicos en humanos no han tenido éxito y se han visto obstaculizados por la escasez de enfermedades. A pesar de que algunos tratamientos potenciales se han mostrado prometedores en el laboratorio, ninguno ha sido eficaz una vez que el malestar ha comenzado.

En otras enfermedades

Se han encontrado dominios similares a priones en una variedad de otras proteínas de mamíferos. Algunas de estas proteínas han sido implicadas en la ontogenia de los trastornos neurodegenerativos relacionados con la edad, por ejemplo, esclerosis lateral amiotrófica( ALS) una enfermedad de la neurona motora, degeneración lobar frontotemporal con inclusiones positivas de ubiquitina (FTLD-U), enfermedad de Alzheimer, enfermedad de Parkinson y la enfermedad de Huntington. Asimismo, están implicados en algunas formas de amiloidosis sistémica, incluida la amiloidosis AA que se desarrolla en humanos y animales con enfermedades inflamatorias e infecciosas, como tuberculosis, enfermedad de Crohn, artritis reumatoide y HIV AIDS .. La amiloidosis AA, como toda enfermedad, puede ser transmisible. Esto ha dado lugar al paradigma de los priones, en el que proteínas de otro modo inocuas pueden convertirse en una forma patógena mediante un pequeño número de proteínas nucleadas mal plegadas.

La definición de dominio similar surge del estudio de los hongos. En la levadura, las proteínas ogénicas tienen un dominio portátil que es necesario y suficiente para la autoplantación y la agregación de proteínas. Esto se ha demostrado al unir el dominio a una proteína informadora, que luego se agrega como una conocida. Además, la eliminación del dominio de una proteína fúngica inhibe la sogénesis. Esta visión modular del comportamiento ha llevado a la hipótesis de que dominios similares están presentes en proteínas animales, además de PrP. Estos dominios fúngicos tienen varios rasgos de secuencia característicos. Por lo general, están enriquecidos en residuos de asparagina, glutamina, tirosina y glicina, con un sesgo de asparagina que conduce específicamente a la propiedad agregante de los compuestos. Históricamente, la ogénesis se ha considerado independiente de la secuencia y solo depende del contenido relativo de residuos. No obstante, se ha demostrado que esto es falso, y se ha demostrado que el espaciado de las prolina y los residuos cargados es crítico en la formación de amyloid .

Las pantallas bioinformáticas han predicho que más de 250 proteínas humanas contienen dominios similares (PrLD). Se plantea la hipótesis de que estos dominios tienen las mismas propiedades amiloidogénicas transmisibles de PrP y proteínas fúngicas conocidas. Al igual que en la levadura, las proteínas implicadas en el modo genético o la forma de expresión y unión de RNA parecen estar específicamente enriquecidas en PrLD, en comparación con otras clases de proteínas. Especialmente, 29 de los conocidos 210 proteínas con un RNA reconocimiento motif Asimismo, tienen un dominio putativo. Mientras tanto, varias de estas proteínas de unión a ARN se han identificado de forma independiente como patógenas en casos de ALS, FTLD-U, enfermedad de Alzheimer y enfermedad de Huntington.

Papel en la enfermedad neurodegenerativa

Se hipotetiza que la patogenicidad de y proteínas con dominios similares surgen de su capacidad de autoplantación y el crecimiento exponencial resultante de las fibrillas amyloid. La presencia de fibrillas amyloid en pacientes con enfermedades degenerativas está bien documentada. Estas fibrillas amyloid se consideran el resultado de proteínas patógenas que se autopropagan y forman agregados no funcionales altamente estables. Por otro lado, esto no implica necesariamente una relación causal entre amyloid y enfermedades degenerativas, la toxicidad de ciertas formas amyloid y la sobreproducción de amyloid en casos familiares de trastornos degenerativos apoya la idea de que amyloid la formación es claramente tóxica.

Específicamente, se ha encontrado agregación de TDP-43, una proteína de unión a ARN, en pacientes con ALS / MND, y se han identificado mutaciones en los genes que codifican estas proteínas en casos familiares de ALS / MND. Estas mutaciones promueven el plegamiento incorrecto de las proteínas en una conformación similar a a. La forma mal plegada de TDP-43 forma inclusiones citoplasmáticas en las neuronas afectadas y se encuentra agotada en el núcleo. Además de ALS / MND y FTLD-U, la patología TDP-43 es un aspecto de muchos casos de enfermedad de Alzheimer, enfermedad de Parkinson y enfermedad de Huntington. El plegado incorrecto de TDP-43 está dirigido popularmente por su dominio similar. Este dominio es inherentemente propenso al plegamiento incorrecto; por otro lado, se ha encontrado que las mutaciones patológicas en TDP-43 aumentan esta propensión al plegamiento incorrecto, lo que explica la presencia de estas mutaciones en casos familiares de ALS / MND. Al igual que en la levadura, se ha demostrado que el dominio similar de TDP-43 es necesario y suficiente para el plegamiento incorrecto y la agregación de proteínas.

De manera similar, se han identificado mutaciones patogénicas en los dominios similares de las riboproteínas nucleares heterogéneas hnRNPA2B1 y hnRNPA1 en casos familiares de degeneración de neuronas motoras, cerebrales, óseas y musculares. La forma natural de todas estas proteínas muestra una tendencia a autoensamblarse en fibrillas amyloid, por otro lado, las mutaciones patógenas exacerban este comportamiento y conducen a una acumulación excesiva.

Etimología y pronunciación

La palabra, acuñada en 1982 por Stanley B. Prusiner, es un acrónimo derivado de proteína e infección, inevitablemente, y es la abreviatura de partícula infecciosa proteica, en referencia a su capacidad para autopropagarse y transmitir su conformación a otras proteínas. Su pronunciación principal es / ˈpriːɒn / (escuchar), a pesar de que / ˈpraɪɒn /, como se pronuncia la denominación homogénea del pájaro, también se escucha. En su artículo de 1982 en el que presentaba el término, Prusiner especificó que se pronunciaba pree-on.

Virus

Un virus es un agente infeccioso submicroscópico que se replica solo dentro de las células vivas de un organismo. Puede infectar todo tipo de formas de vida, desde animales y plantas hasta microorganismos, incluidas bacterias y arqueas.Desde el artículo de Dmitri Ivanovsky de 1892 que describe un patógeno no bacteriano infectando plantas de tabaco, y el descubrimiento del mosaico del tabaco por Martinus Beijerinck en 1898, se han descrito en detalle más de 6000 especies, de los millones de tipos de especies en el medio ambiente. Se encuentran en casi todos los ecosistemas de la Tierra y son el tipo más numeroso de entidad biológica. El estudio de estos se conoce como virología, una subespecialidad de la microbiología.

Cuando se infecta, una célula huésped se ve obligada a producir rápidamente miles de copias idénticas del original. Cuando no están dentro de una célula infectada o en la acción de infectar una célula, existen en forma de partículas independientes o viriones, que consisten en: (i) el material genético, es decir, moléculas largas de DNA o RNA que codifican la estructura de las proteínas por las que actúa; (ii) una cubierta proteica, la cápside, que rodea y protege el material genético; y en algunos casos (iii) una envoltura exterior de lípidos. Las formas de estas partículas varían desde formas helicoidales e icosaédricas simples hasta estructuras más complex. La mayoría de las especies tienen viriones demasiado pequeños para ser vistos con un microscopio óptico, ya que son una centésima parte del tamaño de la mayoría de las bacterias.

Los orígenes de la historia evolutiva de la vida no están claros: algunos pueden haber evolucionado a partir de plásmidos, piezas de DNA que pueden moverse entre células, mientras que otros pueden haber evolucionado a partir de bacterias. En la evolución, los es son un medio importante de transferencia horizontal de genes, lo que aumenta la diversidad genética en un proceso análogo a la reproducción sexual. Algunos biólogos los consideran una forma de vida, ya que portan material genético, se reproducen y evolucionan. a través de la selección natural, a pesar de que carecen de características clave (como la estructura celular) que claramente se consideran necesarias para enumerarlas como vida. Sobre la base de que poseen algunas de esas cualidades, pero no todas, se los ha descrito como organismos al borde de la vida y como replicadores.

Los virus se propagan de muchas formas. Una vía de transmisión es a través de organismos portadores de enfermedades conocidos como vectores: por ejemplo, el es a menudo se transmite de una planta a otra por insectos que se alimentan de la savia de las plantas, por ejemplo, los pulgones; Los andes en los animales pueden ser transportados por insectos chupadores de sangre. Las influenza se contagian al toser y estornudar. El norovirus y el rotavirus, causas comunes de gastroenteritis viral, se transmiten por vía fecal-oral, se transmiten por contacto y entran al cuerpo a través de los alimentos o el agua. HIV es uno de los graves transmitidos por contacto sexual y por exposición a sangre infectada. La variedad de células huésped que puede infectar se denomina gama de huéspedes. Esto puede ser limitado, lo que significa que es capaz de infectar a pocas especies, o amplio, lo que significa que es capaz de infectar a muchas.

Las infecciones virales en animales provocan una respuesta inmune que comúnmente elimina la infección. Asimismo, las vacunas pueden producir respuestas inmunitarias, que