Acanthamoeba -Acanthamoeba

Acanthamoeba
Quiste de Acanthamoeba polyphaga.jpg
Micrografía de contraste de fase de un quiste de Acanthamoeba polyphaga .
clasificación cientifica
Dominio:
Eucariota
Filo:
Amebozoos
Clase:
Discosea
Pedido:
Centramoebida
Familia:
Acanthamoebidae
Género:
Acanthamoeba

Volkonsky 1931
Especie tipo
Acanthamoeba castellanii
Volkonsky 1931

Acanthamoeba es un género de amebas que comúnmente se recuperan del suelo, agua dulce y otros hábitats . Acanthamoeba tiene dos formas evolutivas, el trofozoíto metabólicamente activo y un quiste latente resistente al estrés. Los trofozoítos son pequeños, por lo general de 15 a 25 μm de longitud y de forma ameboide. En la naturaleza, lasespecies de Acanthamoeba son bacterívoros de vida libre , pero en ciertas situaciones, pueden causar infecciones ( acantamebiasis ) en humanos y otros animales.

Distribución

Acanthamoeba spp. se encuentran entre los protozoos más prevalentes que se encuentran en el medio ambiente. Se distribuyen en todo el mundo y se han aislado del suelo, el aire, las aguas residuales, el agua de mar, las piscinas cloradas, el agua del grifo doméstico, el agua embotellada, las unidades de tratamiento dental, los hospitales, las unidades de aire acondicionado y los estuches para lentes de contacto. Además, se han aislado de la piel humana, las fosas nasales, la garganta y los intestinos, así como de plantas y otros mamíferos.

Papel en la enfermedad

Microscopía y diagnóstico molecular de encefalitis por Acanthamoeba : barra de escala: 10 μm

Las enfermedades causadas por Acanthamoeba incluyen queratitis y encefalitis amebiana granulomatosa (GAE). Este último se observa a menudo, pero no siempre, en pacientes inmunodeprimidos. La GAE es causada por las amebas que ingresan al cuerpo a través de una herida abierta y luego se propagan al cerebro. La combinación de las respuestas inmunitarias del huésped y las proteasas amebianas secretadas provoca una inflamación cerebral masiva que provoca la muerte de aproximadamente el 95% de los infectados.

Encefalitis amebiana granulomatosa (GAE)

La encefalitis amebiana granulomatosa (GAE) es causada por una infección amebiana del sistema nervioso central (SNC). Se caracteriza por síntomas neurológicos que incluyen dolor de cabeza, convulsiones y anomalías del estado mental. Estos empeoran progresivamente durante semanas o meses, provocando la muerte en la mayoría de los pacientes. La infección generalmente se asocia con afecciones subyacentes como inmunodeficiencia , diabetes, neoplasias malignas, desnutrición, lupus eritematoso sistémico y alcoholismo. El parásito ingresa al cuerpo a través de cortes en la piel o al ser inhalado hacia el tracto respiratorio superior. Luego, el parásito se propaga a través de la sangre al SNC. Acanthamoeba atraviesa la barrera hematoencefálica por medios que aún no se comprenden. La invasión posterior del tejido conectivo y la inducción de respuestas proinflamatorias conduce a un daño neuronal que puede ser fatal en unos días. Las lesiones granulomatosas puras son raras en pacientes con SIDA y otros estados de inmunodeficiencia relacionados, ya que los pacientes no tienen un número suficiente de células T CD + ve para generar una respuesta granulomatosa a la infección por Acanthamoeba en el SNC y otros órganos y tejidos. Un manguito perivascular con amebas en el tejido necrótico es un hallazgo habitual en el SIDA y las condiciones de inmunodeficiencia de células T relacionadas.

La biopsia cerebral normalmente revela edema severo y necrosis hemorrágica . Un paciente que ha contraído esta enfermedad generalmente muestra síntomas subagudos, que incluyen alteración del estado mental, dolores de cabeza, fiebre, rigidez del cuello, convulsiones y signos neurológicos focales (como parálisis de pares craneales y coma), que conducen a la muerte dentro de una semana a varios meses. . Debido a la rareza de este parásito y la falta de conocimiento, actualmente no se conocen buenos diagnósticos o tratamientos para la infección por Acanthamoeba . Los casos de queratitis por Acanthamoeba en el pasado se resolvieron con una terapia que consistía en atropina y algunos otros medicamentos sin efectos antimicrobianos. Publicaciones recientes muestran que la atropina interfiere con el receptor CHRM1 del protista , provocando la muerte celular.

La infección suele imitar la de la leptomeningitis bacteriana , la meningitis tuberculosa o la encefalitis viral. El diagnóstico erróneo a menudo conduce a un tratamiento erróneo e ineficaz. En el caso de que Acanthamoeba se diagnostique correctamente, los tratamientos actuales, como anfotericina B , rifampicina , trimetoprim - sulfametoxazol , ketoconazol , fluconazol , sulfadiazina o albendazol , solo tienen un éxito tentativo. El diagnóstico correcto y oportuno, así como los métodos de tratamiento mejorados y la comprensión del parásito, son factores importantes para mejorar el resultado de la infección por Acanthamoeba . Un artículo publicado en 2013 ha mostrado efectos sustanciales de algunos medicamentos aprobados por la FDA con una tasa de destrucción in vitro superior al 90%. Estos resultados fueron efectos in vitro , pero como los medicamentos ya están aprobados, las infecciones humanas se pueden atacar después de los cálculos de dosis en los ensayos clínicos realizados con estos diversos grupos de medicamentos.

Queratitis acantamoebia

Acanthamoeba patógena vista bajo un microscopio óptico

Cuando están presentes en el ojo, las cepas de Acanthamoeba pueden causar queratitis acanthamoeba , que puede provocar úlceras corneales o incluso ceguera. Esta condición ocurre con mayor frecuencia entre los usuarios de lentes de contacto que no desinfectan adecuadamente sus lentes, agravada por no lavarse las manos antes de manipular las lentes. Las soluciones multiusos para lentes de contacto son en gran medida ineficaces contra Acanthamoeba , mientras que las soluciones a base de peróxido de hidrógeno tienen buenas características de desinfección.

La primera cura de una infección de la córnea se logró en 1985 en el Moorfields Eye Hospital .

En mayo de 2007, Advanced Medical Optics, fabricante de productos Complete Moisture Plus Contact Lens Solution, emitió un retiro voluntario de sus soluciones Complete Moisture Plus. El temor era que los usuarios de lentes de contacto que usaban su solución tenían un mayor riesgo de queratitis acanthamoebic que los usuarios de lentes de contacto que usaban otras soluciones. El fabricante retiró el producto después de que los Centros para el Control de Enfermedades de los Estados Unidos descubrieron que posiblemente 21 personas habían recibido una infección por Acanthamoeba después de usar Complete Moisture Plus en el mes anterior al diagnóstico.

Como reservorio bacteriano

Varias especies de bacterias que pueden causar enfermedades humanas también pueden infectar y replicarse dentro de las especies de Acanthamoeba . Estos incluyen Legionella pneumophila , Pseudomonas aeruginosa y algunas cepas de Escherichia coli y Staphylococcus aureus . Para algunas de estas bacterias, la replicación dentro de Acanthamoeba se ha asociado con un mayor crecimiento en los macrófagos y una mayor resistencia a algunos antibióticos. Además, debido a la alta prevalencia de Acanthamoeba en el medio ambiente, se ha propuesto que estas amebas sirvan como reservorio ambiental para algunos patógenos humanos.

Ecología

A. castellanii se puede encontrar en altas densidades en varios ecosistemas de suelo. Se alimenta de bacterias, pero también de hongos y otros protozoos.

Esta especie es capaz de lisar bacterias y producir una amplia gama de enzimas, como celulasas o quitinasas, y probablemente contribuye a la descomposición de la materia orgánica en el suelo, contribuyendo al circuito microbiano .

Fisiología

Papel como organismo modelo

Debido a que Acanthamoeba no difiere mucho a nivel ultraestructural de una célula de mamífero, es un modelo atractivo para estudios de biología celular; Es importante en microbiología celular, biología ambiental, fisiología, interacciones celulares, biología molecular, bioquímica y estudios evolutivos, debido a las funciones versátiles de los organismos en el ecosistema y la capacidad de capturar presas por fagocitosis , actuar como vectores y reservorios de patógenos microbianos. y producir infecciones humanas graves. Además, Acanthamoeba se ha utilizado ampliamente para comprender la biología molecular de la motilidad celular y la latencia de las células cancerosas mediante una exploración en profundidad del proceso de enquistamiento.

La secuencia del genoma de Acanthamoeba disponible recientemente reveló varios ortólogos de genes empleados en la meiosis de eucariotas sexuales . Estos genes incluyen Spo11 , Mre11 , Rad50 , Rad51 , Rad52 , Mnd1, Dmc1 , Msh y Mlh . Este hallazgo sugiere que Acanthamoeba es capaz de alguna forma de meiosis y puede experimentar reproducción sexual. Además, dado que Acanthamoeba divergió temprano del árbol genealógico eucariota, estos resultados sugieren que la meiosis estuvo presente temprano en la evolución eucariota.

Debido a su facilidad y economía de cultivo, la cepa Neff de A. castellanii , descubierta en un estanque en Golden Gate Park en la década de 1960, se ha utilizado eficazmente como organismo modelo clásico en el campo de la biología celular. A partir de solo 30 L de medio simple inoculado con A. castellanii , se puede obtener aproximadamente 1 kg de células después de varios días de cultivo aireado a temperatura ambiente. Fue pionero en el laboratorio de Edward D. Korn en los Institutos Nacionales de Salud (NIH), se han descubierto muchas moléculas biológicas importantes y se han dilucidado sus vías utilizando el modelo de Acanthamoeba . Thomas Dean Pollard aplicó este modelo en los NIH, la Escuela de Medicina de Harvard , la Escuela de Medicina de la Universidad Johns Hopkins y el Instituto Salk de Estudios Biológicos para descubrir y caracterizar muchas proteínas que son esenciales para la motilidad celular, no solo en las amebas, sino también en muchas. otras células eucariotas, especialmente las del sistema nervioso e inmunológico humano, el embrión en desarrollo y las células cancerosas. Acanthamoeba también ha servido como modelo para estudiar la evolución de ciertas proteínas G. Este eucariota unicelular expresa pocos GPCR sobre su membrana celular que cumplen una función vital para el microorganismo. Se han utilizado herramientas bioinformáticas de homología estructural para mostrar la presencia de un homólogo del receptor muscarínico M1 humano en A. castellanii . El bloqueo de estos receptores muscarínicos en estudios anteriores ha demostrado ser amebicida en Acanthamoeba spp. Más recientemente, los canales de calcio dependientes de voltaje en Acanthamoeba spp. Se ha informado que (CavAc) tienen similitudes con los canales de calcio dependientes de voltaje humanos, como TPC-1 y canales de calcio de tipo L, y responden a bloqueadores de los canales de Ca como la loperamida. Este microbio modelo se ha estudiado para comprender estados neurodegenerativos complejos, incluida la enfermedad de Alzheimer. Los científicos han aislado un neurotransmisor acetilcolina en Acanthamoeba y la maquinaria enzimática necesaria para su síntesis.

Endosimbiontes

Acanthamoeba spp. contienen diversos endosimbiontes bacterianos que son similares a los patógenos humanos, por lo que se consideran patógenos humanos emergentes potenciales. La naturaleza exacta de estos simbiontes y el beneficio que representan para el anfitrión amebiano aún deben aclararse. Estos incluyen Legionella y patógenos similares a Legionella .

Virus gigantes

Los virus gigantes Mimivirus , Megavirus y Pandoravirus infectan Acanthamoeba .

Los miembros del género Acanthamoeba son inusuales al servir como hospedadores de una variedad de virus gigantes (que tienen más de 1000 genes que codifican proteínas; por ejemplo, Pandoravirus , que tiene alrededor de 2500 genes que codifican proteínas en su genoma).

Diversidad

Acanthamoeba se puede distinguir de otros géneros de amebas basándose en características morfológicas. Sin embargo, diferenciar una especie de Acanthamoeba de otra por morfología ha resultado difícil. Basándose en la secuenciación del rDNA 18S , las cepas conocidas de Acanthamoeba se pueden organizar en 12 grupos, denominados T1-T12. La mayoría de los aislamientos causantes de enfermedades pertenecen al tipo T4.

A continuación se muestra una lista de las especies descritas de Acanthamoeba , con los tipos de secuencia indicados cuando se conocen. Las especies que se han identificado en pacientes enfermos están marcadas con *.

  • A. astronyxis (Ray y Hayes 1954) Página 1967 * (T7)
  • A. byersi Qvarnstrom, Nerad y Visvesvara 2013 *
  • A. castellanii Volkonski 1931 * (T4) [ A. terricola Pussard 1964 ]
  • A. comandoni Pussard 1964 (T9)
  • A. culbertsoni (Singh y Das 1970) Griffin 1972 * (T10)
  • A. divionensis Pussard y Pons 1977 (T4)
  • A. echinulata Pussard & Pons 1977
  • A. gigantea Schmöller 1964
  • A. glebae (Dobell 1914)
  • A. gleichenii Volkonsky 1931
  • A. griffini Sawyer 1971 (T3)
  • A. hatchetti Sawyer, Visvesvara y Harke 1977 * (T11)
  • A. healyi Moura, Wallace y Visvesvara 1992 (T12)
  • A. hyalina Dobel y O'connor 1921
  • A. jacobsi Sawyer, Nerad y Visvesvara 1992
  • A. queratitis *
  • A. lenticulata Molet y Ermolieff-braun 1976 (T3)
  • A. lugdunensis Pussard y Pons 1977 * (T4)
  • A. mauritaniensis Pussard y Pons 1977 (T4)
  • A. micheli Corsaro y col. 2015
  • A. palestinensis (Reich 1933) Página 1977 * (T1)
  • A. paradivionensis Pussard y Pons 1977 (T4)
  • A. pearcei Nerad y col. 1995
  • A. polyphaga (Puschkarew 1913) Volkonsky 1931 * (T4)
  • A. pustulosa Pussard y Pons 1977 (T2)
  • A. pyriformis (Olive y Stoianovitch 1969) Spiegel y Shadwick 2016
  • A. quina Pussard & Pons 1977 *
  • A. rhysodes (Singh 1952) Griffin 1972 * (T4)
  • A. royreba Willaert, Stevens y Tyndall 1978
  • A. sohi Kyung-il y Shin 2003
  • A. stevensoni Sawyer y col. 1993 (T11)
  • A. triangularis Pussard & Pons 1977 (T4)
  • A. tubiashi Lewis y Sawyer 1979 (T8)

Etimología

Del griego akantha (pico / espina), que se añadió antes de "ameba" (cambio) para describir este organismo con una estructura similar a una espina ( acanthopodia ). Este organismo es ahora bien conocido como Acanthamoeba , un protista protozoario anfizoico, oportunista y no oportunista ampliamente distribuido en el medio ambiente.

Ver también

Referencias

enlaces externos