UNIVERSIDAD CENTROOCCIDENTAL “LISANDRO ALVARADO” DECANATO DE CIENCIAS DE LA SALUD DEPARTAMENTO DE MEDICINA PREVENTIVA Y

1. UNIVERSIDAD CENTROOCCIDENTAL “LISANDRO ALVARADO” DECANATO DE CIENCIAS DE LA SALUD DEPARTAMENTO DE MEDICINA PREVENTIVA Y SOCIAL SECCION DE MICROBIOLOGÍA Microbiología Médica I Tema 16 Treponema ESPIROQUETAS Borrelia Leptospira Lic. Yudy Aranguren Septiembre 2009

2. UNIDAD 9: BACTERIAS ESPIRALADAS TEMA 16: ESPIROQUETAS 16.1.- Explicar las características biológicas, morfológicas, ultraestructurales y factores de virulencia de las espiroquetas. 16.2.- Diferenciar a los géneros Treponema, Borrelia y Leptospira por sus características biológicas, antigénicas, tinciones u otras técnicas de visualización. 16.3.- Ordenar los pasos para la identificación de grupos y subgrupos taxonómicos de las especies de importancia médica del género Leptospira. 16.4.- Ordenar los pasos para la identificación los pasos para la identificación en el laboratorio de las especies de importancia médica de los géneros Treponema y Borrelia.

3. Borrelia burgdorferi Borrelia recurrentis Borrelia spp. Leptospira interrogans Leptospira biflexa Leptospiraspp. > 17 especies Treponema pallidum subespecie pallidum Treponema pallidum subespecie pertenue Treponema pallidum subespecie endemicum Treponema carateum TAXONOMIA- PATOGENOS ORDEN: SPIROCHAETALES FAMILIAS LEPTOSPIRACEAE SPIROCHAETACEAE GÉNEROS BORRELIA TREPONEMA LEPTOSPIRA ESPECIES

4. ESPIROQUETAS CARACTERISTICAS ESTRUCTURALES: • FORMA DE LA CÉLULA: • Bacilos largos y delgados en forma • helicoidal formando una espira Treponema • Cuerpo celular flexible Borrelia • Células individuales Leptospira

5. ESPIROQUETAS • TIPO DE PARED: • No se tiñen con la coloración • de Gram • Pared tipo Gram negativa • Fina capa de peptidoglicano: • Forma • Flexibilidad

6. 2.- Permite los característicos movimientos tipo: • Rotación • Flexión • Tirabuzón o sacacorcho ESPIROQUETAS • FLAGELO: Endoflagelo, fibras axiales o flagelo periplasmático • 1.- Número de fibras axiales varía entre los • géneros: 2 y 200 fibras axilales: • Treponemas: 6 • Borrelias: 7 - 20 • Leptospiras: 2 3.- Quimiotáxis

7. CILINDRO PROTOPLASMATICO ENDOFLAGELOS O FIBRAS AXIALES MEMBRANA EXTERNA MEMBRANA INTERNA y CAPA DE PEPTIDOGLICANO ESPIROQUETAS • FLAGELO: • 3.- Rodea al cilindro protoplasmático, colocado en el espacio periplasmático, entre la membrana interna y la membrana externatambién llamada: Envoltura externa o vaina

8. Membrana externa Fibras axiales o flagelo Espacio periplasmático Capa de peptidoglicano Membrana citoplasmática o membrana interna J Bacteriol. 1964 October; 88(4): 1087–1103. ESPIROQUETAS • Las fibras axiales (endoflagelos) se insertan en los polos de la célula y se solapan en la región central.

9. ESPACIO PERIPLASMÁTICO CILINDRO PROTOPLASMÁTICO NUCLEOIDE RIBOSOMAS CAPA DE PEPTIDOGLICANO FIBRAS AXIALES RIBOSOMAS MEMBRANA CITOPLASMÁTICA O MEMBRANA INTERNA MEMBRANA EXTERNA Ultraestructura de una espiroqueta: Corte transversal

10. MEMBRANA EXTERNA FIBRAS AXIALES CILINDRO PROTOPLASMÁTICO ESPIROQUETAS

11. MEMBRANA EXTERNA CILINDRO PROTOPLASMÁTICO ESPIROQUETAS

12. ESPIROQUETAS FISIOLOGIA y HÁBITAT: • Tolerancia de O2 : Van desde aerobios a anaerobios estrictos • Fermentan y oxidan azucares y aminoácidos • Hábitat: • Vida libre en ambientes ricos en materia orgánica • Saprófitos • Patógenos

13. GÉNERO TREPONEMA

14. TAXONOMIA ORDEN: SPIROCHAETALES FAMILIAS LEPTOSPIRACEAE SPIROCHAETACEAE GÉNEROS BORRELIA TREPONEMA LEPTOSPIRA ESPECIES Treponema pallidum subespecie pallidum Treponema pallidum subespeciepertenue Treponema pallidum subespecie endemicum Treponema carateum Sífilis Frambesia Bejel o Sífilis endémica Pinta o Mal de Pinto

15. Bejel Pinta o Mal de Pinto Sífilis Enfermedades asociadas Frambesia

16. CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES DE LOS TREPONEMAS: • Forma: Espiroquetas de forma • helicoidal con espiras muy cercanas • y con extremos rectos • Tamaño: • Ancho: 0,1 – 0,2 µm • Largo: 6 - 20 µm • Espiras regulares con separaciones de 1 µm • Flagelos: Tres pares de endoflagelos • Especie tipo: Treponema pallidum

17. Envoltura mucosa de glucosaminoglucano TREPONEMAS Corte transversal y longitudinal de Treponema pallidum

18. HABITAT: • Saprófítos: Especies de vida libre (3 especies) • Flora normal en humanos: Placa dental, intestinos y genitales. • Patógena: Piel y secreciones genitales CARACTERISTICAS FISIOLÓGICAS • Flora normal y saprófítos: Anaerobios Facultativos • Treponema pallidum: microaerófilo (1 – 4 % O2 ) • Treponema pallidum: No se ha podido cultivar en medios artificiales • Cultivos cortos en cultivos celulares (epitelio de conejo) • Inoculación en testículos de conejos. • Especies no patógenas: cultivo de tejido • Sensibilidad: • Calor y desecación • Compuestos con arsénico, mercurio y bismuto

19. TREPONEMAS CARACTERISTICAS ANTIGÉNICAS • Treponema pallidum: • Membrana externa: • No tiene Lipopolisacáridos • Posee proteínas unidas a lípidos que las aísla del contacto con Ac • Cardiolipina: Componente lipídico de la membrana externa • Antígeno utilizado en las pruebas NO TREPONEMICAS de la Sífilis • Proteínas de membrana inducen Ac específicos para pruebas • TREPONEMICAS basadas en IFI y Microhemaglutinación

20. CAPA MUCOIDE • 4.- Capa mucoide: • Efecto antifagocitario • Inhibe el contacto con los Anticuerpos TREPONEMAS FACTORES DE VIRULENCIA: • 1.- Presencia de proteínas de la membrana externa: • Adhesinas • Activan la respuesta inmune generando lesiones al paciente • No tiene Lipopolisacáridos (LPS) 2.- Hialuronidasa: Favorece la invasión de los tejidos vasculares 3.- Produce Fibronectina: Mimetiza a la célula hospedera evadiendo la fagocitocis.

21. 1.- Observación directa al fresco en microscópico de Campo oscuro TREPONEMAS MÉTODOS DE IDENTIFICACIÓN EN EL LABORATORIO 1.- Exámen directo de secreciones de las lesiones: No se tiñen con Gram o Giemsa

22. 3.- Inmunofluorescencia directa TREPONEMAS • 2.- Tinciones de Plata (argénticas): • Fontana - Tribondeau 2.- PCR: Determinación de fragmentos específicos del genoma de los treponemas

23. GÉNERO BORRELIA

24. TAXONOMIA ORDEN: SPIROCHAETALES FAMILIAS SPIROCHAETACEAE LEPTOSPIRACEAE LEPTOSPIRA TREPONEMA GÉNEROS BORRELIA Borrelia burgdorferi Borrelia recurrentis Borrelia sp. Enfermedad de Lyme ESPECIES Fiebre recurrente epidémico Fiebre recurrente endémico

25. Enfermedades asociadas Enfermedad de Lyme Fiebre recurrente

26. Endoflagelos: 7 – 20 fibras axiales • Imparte motilidad por flexión o rotación • Se tiñen bien con anilinas: Giemsa o Wrigth CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES DE LAS BORRELIAS: • Largas varillas arrolladas helicoidalmente: • Ancho:0,2 a 0,5 µm • Largo: 8 a 30 µm • Pocas espiras, laxas e irregulares con separaciones de 2-4 µm • Pared celular tipo Gram negativo

27. CARACTERISTICAS FISIOLÓGICAS • Requerimientos nutricionales muy complejos • Difícil cultivo en el laboratorio • Medios líquidos con sangre o suero LAS BORRELIAS • HABITAT: • Se mantienen en la naturaleza en mamíferos silvestre y artrópodos que sirven de vectores: • Piojos • Garrapatas • Microaerófilos • Resistencia: Sobreviven a 4°C durante meses

28. Enfermedad Recaída Recaída Antícuerpo 1 Antícuerpo 2 Antícuerpo 3 Antígeno 3 Antígeno 1 Antígeno 2 Días LAS BORRELIAS CARACTERISTICAS ANTIGÉNICAS Borrelia recurentis: Variación antigénica durante la infección mediante reordenamiento genético de las proteínas de membrana externa.

29. 3.- La Borrelia burgdorferipresenta moléculas de superficie que capturan e inactivan la fracción C3 del complemento Evasión del Sistema de Complemento LAS BORRELIAS FACTORES DE VIRULENCIA: 1.- No producen exotoxinas • 2.- Lipopolisacaridos de la membrana externa como ENDOTOXINA: • Induce la fiebre

30. Borrelia borgdorferi • 1.- Exámen directo: • Inmunofluorescencia directa • 2.- Aislamiento de muestras de pacientes: • Cultivo en medios líquidos como el: • Barbour-Stoenner-Kelly (BSK II) • Crecimiento lento (Inútil para Dx) • Requerimientos nutricionales muy complejos MÉTODOS DE IDENTIFICACIÓN EN EL LABORATORIO Borrelia recurentis: • 1.- Exámen directo: • Extensiones sanguíneas teñidas con Giemsa o Wright. 3.- PCR: Determinación de fragmentos específicos del genoma de las borrelias

31. GÉNERO LEPTOSPIRA

32. TAXONOMIA ORDEN: SPIROCHAETALES FAMILIAS LEPTOSPIRACEAE SPIROCHAETACEAE GÉNEROS BORRELIA TREPONEMA LEPTOSPIRA LEPTONEMA TURNERIELA ESPECIES Leptospira interrogans sensu lato* Leptospira biflexa sensu lato Leptospira spp. > 17 especies ESPECIES PATÓGENAS ESPECIES NO PATÓGENAS *sensu lato:En sentido amplio

34. Extremidades en gancho CARACTERÍSTICAS GENERALES LEPTOSPIRAS: • Espiroquetas enrolladas con espiras numerosas y muy apretadas • Tamaño: • Ancho: 0,1 – 0,3 µm • Largo: 4 - 18 µm

35. LEPTOSPIRAS FLAGELO: Endoflagelo, fibras axiales o flagelo periplasmático 1.- Número de fibras axiales: 2 • 2.- Permite los característicos movimientos tipo: • Rotación • Flexión • Tirabuzón o sacacorcho • 3.- Quimiotáxis: • Las leptospiras tienen un número mayor de genes que codifican para proteínas de motilidad y quimiotáxis que las Borrelias y los Treponemas.

36. LEPTOSPIRAS • Número de cromosomas: 2 • Sensibilidad: • Desecación • Luz solar • Pierden viabilidad a pH ácido: 6.8 • Cloro y detergentes • Resistencia: • Mantienen viables a agua por varios días a pH alcalino • Liofilización • -70° C

37. LEPTOSPIRAS • HABITAT: • Saprófitas o de vida libre: aguas limpias y estancadas. Soportan • cierto nivel de salinidad. • Patógenas: Tiene como huésped a diversos tipos de mamíferos, • reptiles, anfibios. CARACTERISTICAS FISIOLÓGICAS • Requerimientos nutricionales complejos: • Suplemento de albúmina bovina o suero de conejo • Fuente de carbono y energía: Ácido graso de cadena larga • Fuente de nitrógeno: Sales de amonio • Cultivo en el laboratorio: • Medios semisólidos: EMHJ, Fletcher o Stuart • Incubación entre 28 a 30 °C • Crecimiento lento: 18 horas como tiempo de generación • Aerobios obligados

38. LEPTOSPIRAS FACTORES DE VIRULENCIA: 1.- No producen exotoxinas 2.- Lipopolisacaridos de la membrana externa como ENDOTOXINA: • 3.- Produce dos hemolisinas: Lipoproteínas de la membrana externa • Fosfolipasa • Esfingomielinasa 5.- Hialuronidasa: Favorece la invasión de los tejidos vasculares

39. Leptospira interrogans sensu lato Leptospira biflexa sensu lato ESPECIES PATÓGENAS ESPECIES NO PATÓGENAS • Lipopolisacaridos (LPS) determinan las características antigénica de • cada grupo: LEPTOSPIRAS • CARACTERISTICAS ANTIGÉNICAS: Estructura antigénica compleja • Base de la clasificación clásica del género Leptospira • Serogrupo: Grupo de serovares con antígenos comunes • Serovar: Unidad básica taxonómica

40. 2.- Tinciones de Plata: • Fontana modificado 3.- Inmunofluorescencia LEPTOSPIRAS MÉTODOS DE IDENTIFICACIÓN EN EL LABORATORIO 1.- EXÁMEN DIRECTO 1.- Observación directa al fresco en microscópico de Campo oscuro

41. LEPTOSPIRAS • 2.- CULTIVO: • Medios especiales: EMJH, Fletcher o Stuart • Aisla de sangre, LCR, orina • Crecen con lentitud: • Tiempo de generación: 18 horas • Aerobios • Requieren incubación a 28 – 30 °C durante hasta 6 semanas. Cultivos puros: 1 semana 3.- PCR: Determinación de fragmentos específicos del genoma de las Leptospiras

42. CUADRO COMPARATIVO DE LOS GÉNERO DE ESPIROQUETAS