Mycobacterium

Mycobacterium é un xénero de Actinobacteria, que é o único membro da familia Mycobacteriaceae (micobacteriáceas). A miúdo faise referencia a elas chamándolles micobacterias. O xénero inclúe patóxenos que orixinan graves enfermidades nos mamíferos, como a tuberculose (Mycobacterium tuberculosis) e a lepra (Mycobacterium leprae). O prefixo myco que forma parte do seu nome procede do grego e significa “fungo”, facendo alusión ao modo similar ao dos fungos que ten a micobacteria de crecer na superficie dos líquidos cando se cultiva.James H. Kerr and Terry L. Barrett, “Atypical Mycobacterial Diseases”, Military Dermatology Textbook, p. 401.

 Características microbiolóxicas 
miniatura|300px|Parede celular de micobacteria: 1-lípidos externos, 2-ácido micólico, 3-polisacáridos (arabinogalactano), 4-peptidoglicano, 5-membrana plasmática, 6-lipoarabinomanano (LAM), 7-fosfatidilinositol manósido, 8-esqueleto da parede celular.

As micobacterias son bacterias aeróbicas e inmóbiles (excepto a especie Mycobacterium marinum, que é móbil dentro de macrófagos) que son cracteristicamente ácido-alcohol resistentes (resisten a decoloración por ácidos durante a tinguidura). En xeral, as micobacterias non conteñen endósporas e son consideradas xeralmente grampositivas. Porén, observouse esporulación en Mycobacterium marinum e talvez en M. bovis.Ghosh, Jaydip, Pontus Larsson, Bhupender Singh, B M Fredrik Pettersson, Nurul M Islam, Sailendra Nath Sarkar, Santanu Dasgupta, y Leif A Kirsebom. 2009. Sporulation in mycobacteria. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 106, no. 26 (Junio 30): 10781-10786. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19541637, aínda que isto foi moi contestado por outros científicos.Traag BA, Driks A, Stragier P, Bitter W, Broussard G, Hatfull G, Chu F, Adams KN, Ramakrishnan L, Losick R.2010. Do mycobacteria produce endospores? Proc Natl Acad Sci U S A. 2010 Jan 12;107(2):878-81. Cómpre tamén facer algunhas precisións sobre a súa tinguidura de Gram, xa que desde un punto de vista empírico non parecen corresponder á categoría das grampositivas (é dicir, en xeral, non reteñen ben o colorante cristal violeta), e son clasificadas como bacterias ácido resistentes. Todas as especies de Mycobacterium comparten unha parede celular característica, de maior grosor ca a doutras bacterias, hidrofóbica, cerosa, e rica en ácido micólico/micolatos. A parede celular consta dunha capa de micolatos hidrofóbicos e unha capa de peptidoglicano unidas polo polisacárido, arabinogalactano. A parede celular fai unha contribución substancial á robustez das bacterias deste xénero. As rutas biosintéticas dos compoñentes da parede celular son dianas potenciais das novas drogas contra a tuberculose. Moitas especies non parecen ter cápsula ou é moi difícil de ver coas técnicas de microscopía convencionais, pero nalgunhas, como M. tuberculosis está demostrada a presenza de cápsula.Daffé M, Etienne G. The capsule of Mycobacterium tuberculosis and its implications for pathogenicity. Tuber Lung Dis. 1999;79(3):153-69. PMID 10656114. 

Moitas especies de Mycobacterium poden adaptarse rapidamente ao crecemento en substratos moi simples, utilizando amoníaco ou aminoácidos como fontes de nitróxeno, e glicerol como fonte de cabono en presenza de sales minerais. As súas temperaturas de crecemento óptimas varían amplamente segundo a especie e van desde 25 °C a algo máis de 50 °C.

Algunhas especies poden ser moi difíciles de cultivar e poden tardar moito tempo en desenvolverse en cultivo. Ademais, algunhas especies teñen ciclos reprodutivos extremadamente longos; por exemplo, M. leprae pode precisar máis de 20 días para completar un ciclo de división (por comparación, algunhas cepas de E. coli tardan só 20 minutos), facendo que o seu cultivo en laboratorio sexa un proceso lento. Ademais, a facilidade para aplicarlles técnicas de manipulación xenética é moito menor ca noutras especies bacterianas.

Existe unha división natural entre as especies de micobacterias de crecemento lento e de crecemento rápido. As micobacterias que forman colonias claramente visibles a simple vista en sete días en subcultivo denomínanse de crecemento rápido, e as que requiren períodos máis longos chámanse de crecemento lento. As células das micobacterias son bacilos rectos ou lixeiramente curvados de entre 0,2 e 0,6 µm de largo e de 1,0 a 10 µm de longo.

 Pigmentación 
Algunhas micobacterias producen pigmentos carotenoides sen estaren expostas á luz. Outras requiren fotoactivación para a produción de pigmentos. Podemos distinguir os seguintes grupos:

Fotocromóxenas (Grupo I)
Producen colonias non pigmentadas cando crecen na escuridade e colonias pigmentadas só despois de seren expostas á luz e reincubadas.
 Exemplos: M. kansasii, M. marinum, M. simiae.

Escotocromóxenas (Grupo II)
Producen colonias de cor amarela ou laranxa intensas tanto se crecen á luz coma na escuridade.
 Exemplos: M. scrofulaceum, M. gordonae, M. xenopi, M. szulgai.

Non cromóxenas (Grupos III e IV)
Non están pigmentadas nin na luz nin na escuridade e teñen só unha cor amarela pálida, ou un pigmento beis ou cor canela que non se intensifica coa exposición á luz.
 Exemplos: M. tuberculosis, M. avium-intra-cellulare, M. bovis, M. ulcerans
 Exemplos: M. fortuitum, M. chelonae

 Tinguidura 
As micobacterias son os organismos clásicos ácido resistentes (non se decoloran con ácidos na tinguidura). As tinguiduras utilizadas para a avaliación de espécimes de mostras de tecidos ou microbiolóxicos son: tinguidura de Fite, tinguidura de Ziehl-Neelsen, e tinguidura de Kinyoun.'As micobacterias parecen estar fenotipicamente máis relacionadas con membros de Nocardia, Rhodococcus e Corynebacterium.

 Características ecolóxicas 

As micobacterias son organismos amplamente distribuídos na natureza, que viven tipicamente na auga (mesmo na auga da billa que foi tratada con cloro) e fontes alimenticias. Só algunhas, como os axentes da tuberculose e lepra, son parasitos obrigados e non son de vida libre.

 Patoxenicidade 

As micobacterias poden colonizar os seus hóspedes sen que estes noten ningún síntoma adverso. Por exemplo, miles de millóns de persoas teñen infeccións asintomáticas de M. tuberculosis. A bacteria vive nos seus corpos con normalidade sen facer dano e só causa enfermidade en raros casos.

As infeccións por micobacterias son moi difíciles de tratar. Estes microorganismos son robustos debido á súa parede celular, que non é claramente gramnegativa nin grampositiva (véxase máis arriba). Ademais, son resistentes de forma natural a varios antibióticos que interfiren coa biosíntese da parede celular, como a penicilina. Debido á súa peculiar parede celular, poden sobrevivir a unha longa exposición aos ácidos, alcalis, deterxentes, explosións oxidativas, lise polo sistema do complemento, e a moitos antibióticos. A maioría das micobacterias son susceptibles aos antibióticos claritromicina e rifamicina, pero apareceron xa cepas resistentes a eses antibióticos.

Como ocorre con outras bacterias patóxenas, as proteínas de superficie e as secretadas de M. tuberculosis contribúen significativamente á virulencia deste organismo. Hai unha lista crecente de proteínas extracitoplasmáticas das que se comprobou que teñen unha función na virulencia de M. tuberculosis.

 Clasificación médica 

As micobacterias poden clasificarse en varios grupos principais para os efectos de diagnose e tratamento: 
 o complexo de M. tuberculosis, que pode causar tuberculose: M. tuberculosis, M. bovis, M. africanum, e M. microti;
 M. leprae, que causa a enfermidade de Hansen ou lepra;
 micobacterias non tuberculosas (NTM), que son todas as outras micobacterias, que poden causar enfermidades pulmonares que se parecen á tuberculose, linfadenite, enfermidades da pel, ou enfermidades diseminadas.

 Micósidos 

Os micósidos son alcohois fenólicos (como o fenolftiocerol), que se comprobou é un dos compoñentes dos glicolípidos das micobacterias denominados glicósidos de fenolftiocerol dimicocerosato Smith DW, Randall HM, MacLennan AP, Lederer E. Mycosides: a new class of type-specific glycolipids of Mycobacteria. Nature. 1960 Jun 11;186:887–888. PMID 13831939. . Os micósidos A e B teñen 18 e 20 átomos de carbono, respectivamente.A. P. MacLennan. The monosaccharide units in specific glycolipids of Mycobacterium avium. Biochem J. 1962 March; 82(3): 394–400. D Chatterjee, C M Bozic, C Knisley, S N Cho, and P J Brennan. Phenolic glycolipids of Mycobacterium bovis: new structures and synthesis of a corresponding seroreactive neoglycoprotein. Infect Immun. 1989 February; 57(2): 322–330. 

 Xenómica 
miniatura|Comparación da ortoloxía de proteínas entre M. tuberculosis, M. leprae, e M. smegmatis, os tres principais sistemas modelo na investigación das Mycobacterium.Akinola R. et al. 2013 A Systems Level Comparison of Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium leprae and Mycobacterium smegmatis Based on Functional Interaction. J Bacteriol Parasitol 2013, 4:4

Estudos xenómicos nos que se realizaron análises comparativas de xenomas micobacterianos identificaron varios indeis conservados e proteínas sinatura que se encontran unicamente en todas as especies secuenciadas do xénero Mycobacterium.Gao, B.; Paramanathan, R.; Gupta, R. S. (2006). "Signature proteins that are distinctive characteristics of Actinobacteria and their subgroups". Antonie van Leeuwenhoek 90 (1): 69–91. doi:10.1007/s10482-006-9061-2. PMID 16670965.Gao, B.; Gupta, R. S. (2012). "Phylogenetic Framework and Molecular Signatures for the Main Clades of the Phylum Actinobacteria". Microbiology and Molecular Biology Reviews 76 (1): 66–112. doi:10.1128/MMBR.05011-11. PMC 3294427. PMID 22390973. //www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3294427/. Ademais, encontráronse 14 proteínas só nas especies do xénero Mycobacterium e Nocardia, o que suxire que estes dous xéneros están estreitamente emparentados.

 Especies 
miniatura|318px|Posición filoxenética do bacilo da tuberculose no xénero Mycobacterium. O triángulo azul corresponde ás secuencias do bacilo da tuberculose que son idénticas ou difiren só nun nucleótido. As secuencias do xénero Mycobacterium que coinciden máis coas de M. tuberculosis proceden da base de datos BIBI (http://pbil.univ-lyon.fr/bibi/) e están aliñadas coas obtidas de 17 cepas lisas e MTBC. A árbore contigua sen raíz está baseada en 1.325 posicións de nucleótidos aliñados do xene de ARNr 16S. A escala indica as distancias por parellas despois de aplicar a corrección de Jukes-Cantor.
Poden usarse probas fenotípicas para identificar e distinguir diferentes especies de micobacterias e cepas. Noutros sistemas vellos, as micobacterias agrúpanse segundo a súa aparencia e grao de crecemento. Porén, estes son simplesiomorfías (trazos ancestrais herdados por varios taxons), e as clasificacións máis recentes están baseadas na cladística.

O'Neill e colegas presentaron recentemente unha análise filoxenética completa baseada en aliñamentos dos xenomas esenciais de 57 cepas de bacterias, entre as que estaban incluídas todas as micobacterias de que se dispón.

 De crecemento lento 

 Complexo da Mycobacterium tuberculosis 
 Mycobacterium tuberculosis complex (MTBC). Os membros deste complexo son os axentes causantes da tuberculose humana e animal. As especies incluídas son:
 M. tuberculosis, a principal causante da tuberculose humana
 M. bovis M. bovis BCG M. africanum M. canetti M. caprae M. microti M. pinnipedii Complexo da Mycobacterium avium 
 Mycobacterium avium complex (MAC), é un grupo de especies que nas infeccións diseminadas (pero non nas pulmonares) adoitan ser unha causa significativa de morte por SIDA nos paciente afectados. Neste complexo inclúense as especies seguintes:
 M. avium M. avium paratuberculosis, que foi implicada na enfermidade de Crohn en humanos (trastorno inflamatorio crónico no cal o sistema inmunitario ataca o tracto gastrointestinal posiblemente dirixiíndose aos antíxenos microbianos) e na enfermidade de Johne no gando vacún e ovino
 M. avium silvaticum M. avium "hominissuis" M. colombiense M. indicus pranii Clado de Mycobacterium gordonae 
 M. asiaticum M. gordonae Clado de Mycobacterium kansasii 
 M. gastri M. kansasii Clado de Mycobacterium nonchromogenicum/terrae 
 M. hiberniae M. nonchromogenicum M. terrae M. triviale Micobacterias que producen micolactona 
 M. ulcerans, que causa a úlcera de Buruli
 M. pseudoshottsii M. shottsii Clado de Mycobacterium simiae 
 M. triplex M. genavense M. florentinum M. lentiflavum
 M. palustre
 M. kubicae
 M. parascrofulaceum
 M. heidelbergense
 M. interjectum
 M. simiae

 Non agrupadas 
 M. branderi
 M. cookii
 M. celatum
 M. bohemicum
 M. haemophilum
 M. malmoense
 M. szulgai
 M. leprae, que causa a lepra
 M. lepraemurium
 M. lepromatosis, outra causante (menos significativa) de lepra, descrita en 2008
 M. africanum
 M. botniense
 M. chimaera
 M. conspicuum
 M. doricum
 M. farcinogenes
 M. heckeshornense
 M. intracellulare
 M. lacus
 M. marinum
 M. monacense
 M. montefiorense
 M. murale
 M. nebraskense
 M. saskatchewanense
 M. scrofulaceum
 M. shimoidei
 M. tusciae
 M. xenopi

 De crecemento intermedio 
 M. intermedium

 De crecemento rápido 
 Clado de Mycobacterium chelonae 
 M. abscessus
 M. chelonae
 M. bolletii

 Clado de Mycobacterium fortuitum 
 M. fortuitum
 M. fortuitum subsp. acetamidolyticum
 M. boenickei
 M. peregrinum
 M. porcinum
 M. senegalense
 M. septicum
 M. neworleansense
 M. houstonense
 M. mucogenicum
 M. mageritense
 M. brisbanense
 M. cosmeticum

 Clado de Mycobacterium parafortuitum 
 M. parafortuitum
 M. austroafricanum
 M. diernhoferi
 M. hodleri
 M. neoaurum
 M. frederiksbergense

 Clado de Mycobacterium vaccae 
 M. aurum
 M. vaccae

 CF 
 M. chitae
 M. fallax

 Non agrupadas 
 M. confluentis
 M. flavescens
 M. madagascariense
 M. phlei
 M. smegmatis
 M. goodii
 M. wolinskyi
 M. thermoresistibile
 M. gadium
 M. komossense
 M. obuense
 M. sphagni
 M. agri
 M. aichiense
 M. alvei
 M. arupense
 M. brumae
 M. canariasense
 M. chubuense
 M. conceptionense
 M. duvalii
 M. elephantis
 M. gilvum
 M. hassiacum
 M. holsaticum
 M. immunogenum
 M. massiliense
 M. moriokaense
 M. psychrotolerans
 M. pyrenivorans
 M. vanbaalenii
 M. pulveris

 Non agrupadas 
 M. arosiense
 M. aubagnense
 M. caprae
 M. chlorophenolicum
 M. fluoroanthenivorans
 M. kumamotonense
 M. novocastrense
 M. parmense
 M. phocaicum
 M. poriferae
 M. rhodesiae
 M. seoulense
 M. tokaiense

 Micobacteriófago 

As micobacterias poden ser infectadas por micobacteriófagos, que son virus bacterianos que poderían usarse no futuro para tratar a tuberculose e enfermidades relacionadas por terapia de fagos.

 Notas 

 Véxase tamén 
 Bibliografía 

 Diagnosis and Treatment of Disease Caused by Nontuberculous Mycobacteria. American Thoracic Society. Am J Respiratory and Critical Care Medicine. Aug 1997 156(2) Part 2 Supplement
 RIDOM: Ribosomal Differentiation of Medical Microorganisms
 J.P. Euzéby: List of Prokaryotic Names with Standing in Nomenclature - Genus Mycobacterium

 Ligazóns externas 
 Tuberculist : Base de datos de anotación do xenoma
 MTB Sysborg: Base de datos de anotación do xenoma do Institute of Genomics and Integrative Biology
 TB Structural Genomics Consortium: Estruturas das proteínas de Mycobacterium tuberculosis
 MycDB: Base de datos de Mycobacterium
 TBDB: Base de datos da tuberculose
 Mycobacterium: xenomas e información relacionada en PATRIC, un Centro de Recursos Bioinformáticos da NIAID
 Frequently Asked Questions about NTM Lung Disease
 PRASITE: Identificación de micobacterias 

Categoría:Mycobacteriales
Categoría:Doenzas infecciosas