Cepa Ames - Ames strain

La cepa Ames es una de las 89 cepas conocidas de la bacteria del ántrax ( Bacillus anthracis ). Se aisló de una novilla Beefmaster de 14 meses enferma que murió en Sarita, Texas en 1981. La cepa se aisló en el Laboratorio de Diagnóstico Médico Veterinario de Texas y se envió una muestra al Instituto de Investigación Médica de Enfermedades Infecciosas del Ejército de los Estados Unidos ( USAMRIID). Los investigadores de USAMRIID creyeron erróneamente que la cepa provenía de Ames, Iowa porque la dirección del remitente en el paquete era los Laboratorios de Servicios Veterinarios Nacionales del USDA en Ames y etiquetaron incorrectamente la muestra.

La cepa Ames llamó la atención del público durante los ataques de ántrax de 2001 cuando se enviaron por correo siete cartas que la contenían a los medios de comunicación y a los senadores de los Estados Unidos el 18 de septiembre de 2001 y el 9 de octubre de 2001.

Debido a su virulencia , Estados Unidos utiliza la cepa Ames para desarrollar vacunas y probar su eficacia. El uso de la cepa Ames comenzó en la década de 1980, después de que terminara el trabajo de armado de la cepa Vollum 1B y todas las existencias armadas fueron destruidas después del final del programa de guerra biológica de EE. UU . En 1969.

Virulencia

Plásmidos de virulencia

Los investigadores han identificado dos plásmidos de virulencia específicos en B. anthracis , y la cepa Ames expresa una mayor virulencia en comparación con otras cepas. La virulencia de B. anthracis resulta de dos plásmidos, pXO1 y pXO2. El plásmido pXO2 codifica una cápsula de ácido poli-D-glutámico antifagocítico, que permite a B. anthracis evadir el sistema inmunológico del huésped. El plásmido pXO1 codifica tres proteínas toxínicas: factor de edema (EF), factor letal (LF) y antígeno protector (PA). La variación en la virulencia puede explicarse por la presencia o ausencia de plásmidos; por ejemplo, los aislados a los que les falta pXO1 o pXO2 se consideran atenuados, lo que significa que no causarán una infección significativa. Un posible mecanismo que puede ser responsable de la regulación de la virulencia es el número de copias de plásmidos por célula. El número de plásmidos entre los aislados varía, con hasta 243 copias de pXO1 y 32 copias de pXO2 por célula. Los estudios han demostrado que pXO2 contribuye significativamente a la variación observada en la virulencia, ya que los mutantes que producen mayores cantidades de la cápsula muestran un mayor nivel de virulencia. Las cepas virulentas que se curaron del plásmido pXO1, pero que tenían el plásmido Ames pXO2, todavía eran completamente virulentas para los ratones; por tanto, el plásmido Ames pXO2 parece dar específicamente un mayor nivel de virulencia, ya que las cepas a las que les falta uno de los plásmidos suelen estar atenuadas. Además, se encontró que los aislados que portaban el pXO2 de Ames eran más virulentos que los que tenían la cepa pXO2 de Vollum 1B, también una cepa virulenta. Otra cepa conocida de ántrax, la cepa Sterne , es avirulenta, lo que significa que no causa una enfermedad significativa en animales o humanos.

Resistencia antibiótica

La cepa Ames es resistente a los antibióticos, mientras que otras cepas no muestran el mismo nivel de resistencia. La cepa Ames es difícil de tratar porque contiene tanto una 𝛃-lactamasa inducible como una cefalosporinasa; por tanto, ya no se recomienda el tratamiento con penicilina o amoxicilina sola. La ciprofloxacina es el tratamiento recomendado para el ántrax respiratorio, pero los estudios han demostrado que una fluoroquinolona más nueva , la gatifloxacina , puede aumentar la supervivencia de ratones susceptibles a la cepa Ames.

La cepa Sterne tiene dos 𝛃-lactamasas funcionales, pero la expresión génica no suele ser suficiente para permitir la resistencia a los fármacos. La cepa Sterne actúa como una buena comparación con otras cepas de ántrax, ya que es una cepa prototípica y fácil de trabajar, con sensibilidad a la penicilina.

Vacunas contra el ántrax

Desarrollo de vacunas utilizando cepas atenuadas

Por lo general, la virulencia se puede reducir eliminando los plásmidos de virulencia, y estas cepas atenuadas se pueden usar para preparar vacunas contra B. anthracis . Si falta el plásmido pXO1 o pXO2, la cepa no puede producir todos los factores de virulencia y se considera atenuada. La cepa Sterne carece naturalmente de un plásmido pXO2; por tanto, se atenúa y se puede utilizar de forma segura para generar una respuesta inmunitaria. Para crear cepas atenuadas, generalmente se elimina el plásmido de virulencia pXO1, pero la cepa Ames puede ser virulenta en modelos de ratón si se elimina el plásmido pXO1, pero permanece el plásmido pXO2.

Las vacunas contra el ántrax se utilizan tanto para la inmunización humana como para el ganado. Una de las vacunas contra el ántrax más utilizadas en la actualidad se basa en la cepa Sterne, en forma de vacuna de esporas vivas para animales. Una vacuna con esporas vivas es peligrosa para los humanos, por lo que se han explorado vacunas basadas en la proteína toxina secretada, el antígeno protector (PA). Sin embargo, las vacunas PA son menos protectoras que las vacunas de esporas vivas y no se ha desarrollado una vacuna basada en PA contra la cepa Ames para humanos.

Vacunas contra el ántrax existentes

La única vacuna contra el ántrax humano autorizada en Estados Unidos, la vacuna contra el ántrax adsorbida (AVA), se basa en un antígeno protector y tiene un éxito variable contra Ames según el modelo animal. Esta inconsistencia sugiere que se deben estudiar múltiples organismos modelo cuando se prueban vacunas para uso humano. Actualmente, los investigadores están investigando una forma de inactivar las esporas de ántrax, como con formaldehído ; esto proporcionaría una alternativa a las vacunas de esporas vivas y PA.

Seguimiento de deformaciones

La identificación de polimorfismos de un solo nucleótido (SNP) específicos de la cepa en la cepa Ames permite el desarrollo de pruebas de diagnóstico que pueden ayudar a rastrear los brotes. Los SNP pueden definir grupos genéticos específicos y, por lo tanto, son importantes para detectar y subtipificar patógenos bacterianos. Seis SNP se identifican como altamente específicos y solo se ven en la cepa Ames; hay cuatro en el cromosoma, uno en el plásmido pXO1 y uno en el plásmido pXO2. Cualquiera de los seis SNP puede diferenciar la cepa Ames de las otras 88 cepas de B. anthracis . Sin embargo, uno de los SNP tiene menos poder discriminatorio contra las cepas que están estrechamente relacionadas con Ames.

Utilizando SNP específicos de la cepa de Ames y PCR en tiempo real , los investigadores pueden confirmar o rechazar miles de muestras como la cepa de Ames. La estabilidad de estos SNP como marcadores de diagnóstico se debe a las bajas tasas de mutación en el ADN de B. anthracis . La falta de estos eventos mutacionales limita la probabilidad de observar un falso positivo en estos ensayos, ya que es poco probable que la cepa mute a un estado nuevo o ancestral. Además, el ántrax tiene esta variabilidad genética reducida porque sus esporas pueden permanecer inactivas durante un período prolongado de tiempo y no deben acumular mutaciones genéticas ya que permanecen inactivas. Por lo tanto, la naturaleza estable de la cepa Ames permite a los investigadores buscar pequeñas variaciones genéticas y conectarlas a una muestra de origen. El enfoque de utilizar SNP específicos de la cepa permite una identificación de cepas altamente específica que se puede aplicar ampliamente a otros agentes bioterroristas.

Referencias

enlaces externos

• La cepa Ames
• Una respuesta de ántrax: Ames no procede de Iowa
• La cepa Ames: ¿Qué hay en un nombre?
• Cepa de ántrax Sterne (34F2) de Bacillus anthracis