Alteraciones Epigenómicas de la Salmonelosis

“La diferencia entre genética y epigenética probablemente puede compararse con la diferencia que existe entre escribir y leer un libro. Una vez que el libro ha sido escrito, el texto (los genes o la información almacenada en el ADN) será el mismo en todas las copias que se distribuyan entre los lectores. Sin embargo, cada lector podría interpretar la historia del libro de una forma ligeramente diferente, con sus diferentes emociones y proyecciones que pueden ir cambiando a medida que se desarrollan los capítulos. De una forma muy similar, la epigenética permitiría diferentes interpretaciones de un molde fijo (el libro o código genético) y resultaría en diferentes lecturas, dependiendo de las condiciones variables en las que se interprete el molde.” Thomas Jenuwein (Viena, Austria) 

Bacterias Salmonella modificadas genéticamente para eliminar las células del cáncer

Algunas bacterias patógenas poseen características moleculares que inducen una respuesta inflamatoria antitumoral. Es el caso de Salmonella enterica del serotipo Typhimurium, conocida responsable de provocar intoxicaciones alimentarias en humanos que pueden llegar a ser letales. Aunque los mecanismos exactos por los que este tipo de bacterias inducen al sistema inmune a atacar las células tumorales todavía se desconocen, su utilización en el desarrollo de tratamientos contra el cáncer supone una aproximación muy atractiva que está siendo explorada en la actualidad.   

Estudios de la Universidad del Estado de Arizona (EE.UU), publicados en mBio, demuestran:

• Las Bacterias Salmonella del serotipo Typhimurium modificadas genéticamente pueden constituir un vehículo para trasladar compuestos terapéuticos hacia el tejido tumoral, sin dañar al hospedador; razón por la cual su utilización en el desarrollo de tratamientos contra el cáncer resulta muy intereante.
• La patogenicidad de la Salmonella se debe a la presencia de una capa de lipopolisacáridos (LPS) alrededor de la célula, por lo que los investigadores evaluaron la seguridad y la capacidad terapéutica contra el cáncer, de cepas de Salmonella mutantes para la estructura de LPS. 
• Pero, la relación variantes en las cepas modificadas con nivel de patogenicidad (ahora aceptable) tenían muy poco potencial terapéutico.
• Para solucionar el problema y mejorar la cepas bacterianas, añadieron otra modificación genética a las bacterias, que permitía atenuar los genes implicados en la biosíntesis de LPS de forma condicional. 
• Por último, el nuevo diseño de bacterias Salmonella “benigna e invasiva” fue introducida en un ratón en una forma que no afectaría a las células normales y que permitiría colonizar los tumores y acceder al interior de las células cancerosas. Una vez allí se volverían tóxicas. Esta acción ocurre rápidamente en el tumor, debido al rapidísimo crecimiento y división celular que ocurre cuando Salmonella accede a un tumor.

Bibliografía:

• Genética Médica News. Bacterias Salmonella modificadas para eliminar las células del cáncer. (sede web). España: 2015. (acceso 29 de mayo del 2016). Disponoble en: http://revistageneticamedica.com/2015/04/25/salmonella-cancer/
• Epigenoma NoE. ¿Qué es la epigenética? (sede web). (acceso 29 de mayo de 2016) Diponible en: http://epigenome.eu/es/4,27,0

Alteraciones en la traducción de la Salmonellosis

Salmonella presenta múltiples genes involucrados en la invasión, que interfieren con las respuestas del hospedero para inducir tanto una respuesta inflamatoria intestinal y/o enfermedad sistémica, además le permiten mantener su supervivencia y replicación. Estos genes están ubicados en la SPI-1, y codifican:

• El sistema de secreción tipo 3 (SSTIII (inv-spa)),
• Proteínas involucradas en la translocación de las moléculas efectoras dentro del citoplasma de la célula hospedero,
• Proteínas efectoras y sus chaperonas. 

Por ejemplo, para la internalización, es necesaria la expresión de al menos 5 proteínas efectoras translocadas por el SST3 codificado en SPI-1: SopE, SopE2,

SopB, SipA y SipC:

 

Mecanismo de invasión de Salmonella mediante su SST3 con la expresión de proteínas efectoras que causan modificaciones en la célula del hospedero.

 

Otros genes necesarios para codificar proteínas que permitirán la supervivencia y virulencia de Salmonella en el hospedero.

Bibliografía:

• Betancor L, Yim L. Salmonella y Salmonelosis. Uruguay: Universidad de la República; [monografía en internet] 2012 (acceso 20 de mayo de 2016). Dispoible en: http://higiene1.higiene.edu.uy/DByV/Salmonella_y_salmonelosis.pdf
• Sánchez M, Cardona N. Mecanismos de interacción de Salmonella con la mucosa intestinal. Revista de la Asociación Colombiana de Infectología-infectio [revista en línea]. 2003 (consultado 20 de mayo de 2016). 7(1). Disponible en: http://revistainfectio.org/site/portals/0/ojs/index.php/infectio/article/view/275/293

Alteraciones en la transcripción de la Samonelosis

La expresión coordinada de muchos de los genes para causar una infección productiva en el hospedero se inicia cuando la Salmonella entra en contacto con el medio ambiente hostil que representa el tracto gastrointestinal del hospedero, donde encuentra una gran variedad de condiciones medioambientales (baja tensión de oxígeno, hiperosmolaridad, pH alcalino) que le sirven como señales para que inicie la transcripción de genes que codifican factores de virulencia que le ayudarán en la interacción con la célula blanco durante su patogénesis.

Las Islas de Patogenicidad son un grupo de genes que codifican factores específicos de virulencia.
Salmonella es la única que contiene dos sistemas de secreción tipo III (transfiere proteínas efectoras de virulencia desde la bacteria hacia las células del hospedador que afectan sus funciones celulares para la supervivencia y replicación bacteriana), codificados por dos grupos de genes de patogenecidad: el SPI-1 y el SPI-2, que se activan en las condiciones mencionadas.

Además se necesita de la transcripción de otros genes denominados Islotes de Patogenicidad para la adhesión, invasión y superivencia de Salmonella dentro de la célula del hospedero; así como también para incrementar su virulencia.

Mecanismo de regulación de la transcripción de genes mediante un proceso de prendido y apagado (sistema PhoP/PhoQ) de la SPI-1.

Bibliografía:

• Saldarriaga, O. Genes y plásmidos de la Salmonella spp asociados con virulencia. Revista colombiana de Ciencias Pecuarias [revista en internet]. 2001 (acceso 13 de mayo de 2016); 14 (1): 11-19. . Disponible en: https://www.researchgate.net/publication/45172147_Genes_y_plasmidos_de_la_Salmonella_spp_asociados_con_virulencia

• Figeroa IM, Verdugo A. Mecanismos moleculares de patogenicidad de Salmonella sp. Rev Latinoam Microbiol [revista en internet].  2005 (acceso 14 de mayo de 2016); 47 (1-2): 25-42. Disponible en: http://www.medigraphic.com/pdfs/lamicro/mi-2005/mi05-1_2e.pdf
• Betancor L, Yim L. Salmonella y Salmonelosis. Uruguay: Universidad de la República; [monografía en internet] 2012 (acceso 13 de mayo de 2016). Dispoible en:
  http://higiene1.higiene.edu.uy/DByV/Salmonella_y_salmonelosis.pdf
• Instituto de Biotecnología, UNAM. Salmonella typhi y la fiebre tifoidea: de la biología molecular a la salud pública (sede Web). Calva Edmundo. (acceso 13 de mayo de 2016). Disponible en:  http://www.biblioweb.tic.unam.mx/libros/microbios/Cap4/

Alteraciones de la Replicación o en la genómica de la Salmonelosis

El género Salmonella incluye dos especies: S. entérica y S. bongori. A su vez, Salmonella entérica se divide en seis subespecies que se clasifican según el esquema de Kauffman-White basado en antígenos somáticos (O), flagelares (H) y ocasionalmente capsular (Vi-virulencia). Existen más de 2,500 serotipos, que pueden ser móviles o inmóviles. 

 Para que se produzca una enfermedad bacteriana, debe existir un ambiente adecuado para que la bacteria se establezca, replique y exprese sus factores de virulencia. En el proceso infeccioso se pueden mencionar: adhesión, invasión, replicación, resistencia a los mecanismos de defensa y daño al hospedero. 

El genoma de S. typhi CT18 está constituido por un cromosoma circular de 4,809,036 pb, con un contenido de G+C de 52.09 %, más dos plásmidos: el pHCM1 (codifica para resistencia múltiple a antibióticos), y pHCM2 de función desconocida.

Las islas de patogenicidad (SPI) se constituyen por un grupo de genes involucrados en codificar factores específicos de virulencia, su porcentaje de G-C difiere del promedio del genoma bacteriano. Actualmente se sabe que Salmonella cuenta con cinco islas de patogenicidad: SPI-1, SPI-2, SPI-3, SPI-4 y SPI-5:

Salmonella también puede presentar ciertas mutaciones que incrementan su virulencia como en la enzima Gyrasa; pero, hay casos que por alteraciones del ADN del hospedero, como en la mutación CFTR en la fribrosis quística, que disminuyen su capacidad invasiva:

 

Bibliografía:
1. Instituto de Biotecnología, UNAM. Salmonella typhi y la fiebre tifoidea: de la biología molecular a la salud pública (sede Web). Calva Edmundo. (acceso 07 de mayo de 2016). Disponible en: http://www.biblioweb.tic.unam.mx/libros/microbios/Cap4/
2. Mejía, O. En el jardín de Mendel. Bioética, genética humana y sociedad.Universidad de Antioquia. Primera Edición. Colombia: 2010. (acceso 07 de mayo de 2016). Disponible en: https://books.google.com.ec/books?id=sd_Qq-dYzVoC&pg=PA60&lpg=PA60&dq=salmonella+alteraciones+gen%C3%A9ticas&source=bl&ots=9vZratSY0b&sig=7cL5MVqgzD586vV3yjMmapeLifs&hl=es&sa=X&redir_esc=y#v=onepage&q=salmonella%20alteraciones%20gen%C3%A9ticas&f=false
3. Figeroa IM, Verdugo A. Mecanismos moleculares de patogenicidad de Salmonella sp. Rev Latinoam Microbiol. 2005; 47 (1-2): 25-42. (acceso 07 de mayo de 2016). Disponible en: http://www.medigraphic.com/pdfs/lamicro/mi-2005/mi05-1_2e.pdf

¿Qué es la Salmonelosis?

La Salmonelosis es una enfermedad causada por la bacteria Salmonella, que es un bacilo gram negativo, móvil, de la familia Enterobacteriaceae. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), es una de las enfermedades de transmisión alimentaria más comunes y cada año provoca decenas de millones de casos en todo el mundo.

Los síntomas son fiebre, cefaléa, diarrea, estreñimiento, náusea, vómito, anorexia, dolor abdominal. Generalmente son leves, duran de 2 a 7 días con recuperación sin tratamiento específico con hidratación. Afecta más a niños, ancianos y pacientes inmunodeprimidos; en pocos casos puede complicarse ocasionando perforación intestinal e incluso la muerte. 

La bacteria se encuentra en el tubo digestivo de algunos animales domésticos y salvajes, se transmite por la ingesta de alimentos contaminados de origen animal, por la vía fecal-oral, a través de aguas contaminadas, vegetales regados con aguas contaminadas. 

Se recomienda consumir alimentos pasteurizados o debidamente cocidos, y una buena higiene personal.

Bibliografía:

• Jurado R.; Arenas C.; Doblas A.; Rivero A.; Torre J. Fiebre tifoidea y otras infecciones por salmonellas. Medicine - Programa de Formación Médica Continuada Acreditado [internet]. 2010 (citado 01 Abril 2016). 10(52): 3497-3501. Disponible en: https://www.researchgate.net/publication/250773846_Fiebre_tifoidea_y_otras_infecciones_por_salmonellas
• Organización Mundial de la Salud (OMS) [internet]. Ginebra: WHO; 2013 [actualizado 22 Agos 2014, citado 01 Abril 2016]. Disponible en: http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs139/es/