Francisella tularensis

Francisella tularensis é unha especie de bacterias gramnegativas patóxenas causantes dunha enfermidade chamada tularemia, cuxa forma pneumónica adoita ser letal sen tratamento. É unha bacteria esixente para o seu cultivo, intracelular facultativa, que require cisteína para crecer. A bacteria considérase como un axente perigoso polo seu posible uso no bioterrorismo e foi desenvolvida como arma biolóxica.

 Subespecies 
Esta especie descubriuse en esquíos de terra no condado californiano de Tulare en 1911, e denominouse Bacterium tularense, illada por George Walter McCoy en San Francisco, do que se informou en 1912.A. Tärnvik1 and L. Berglund, Tularaemia. Eur Respir J 2003; 21:361-373.McCoy GW, Chapin CW. Bacterium tularense, the cause of a plaguelike disease of rodents. Public Health Bull 1912;53:17–23. Máis tarde o nome do xénero mudouse a Francisella en honor do bacteriólogo Edward Francis, que a asociou coa tularemia. Clasificáronse catro subespecies (biovares) de F. tularensis. 
 O biovar tularensis (ou tipo A) atópase fundamentalmente en Norteamérica, é o máis virulento e está asociado con infeccións pulmonares mortais. O biovar inclúe a cepa de laboratorio primaria do tipo A, a SCHUS4. 
 O biovar palearctica (tamén chamado holarctica ou tipo B) encóntrase predominantemente en Europa e Asia pero raramente provoca doenzas mortais. Obtívose unha vacina viva atenuada da cepa da subespecie palearctica, mais non obtivo aínda licenza para o seu uso.
 Subespecie novicida (antes clasificada como F. novicida) considérase unha cepa relativamente non virulenta. Xeralmente só afecta a individuos gravemente inmunocomprometidos. 
 Biovar mediasiatica, que se encontra principalmente en Asia central e da que se sabe pouco das súas características e da capacidade de infectar a seres humanos.

 Patoxénese 

Informouse da presenza de F. tularensis en aves, réptiles, peixes, invertebrados e mamíferos incluíndo os humanos. Con todo, non se viu ningún caso de tularemia que se iniciase por unha transmisión de humano a humano, polo que se pode dicir que a tularemia se contrae por contacto con animais infectados ou vectores como as carrachas, mosquitos, e certas moscas Chrysops. Entre os hóspedes que fan de reservorio importantes están os lagomorfos, roedores, aves galiformes e cervos.

A infección por F. tularensis pode producirse por varias rutas. A máis común é por contacto coa pel, que orixina a forma ulceroglandular da doenza. A inhalación da bacteria, especialmente a do biovar tularensis, orixina a tularemia pneumónica, que é potencialmente letal. Aínda que as formas pulmonar e ulceroglandular da tularemia son máis comúns, describíronse tamén outras rutas de inoculación, entre as que están a infección orofarínxea causada polo consumo de comida contaminada e a infección conxuntiva debida á inoculación no ollo.

F. tularensis pode sobrevivir fóra do hóspede mamífero durante semanas e foi atopada na auga, praderías, e pacas de feo. Os aerosois que conteñen a bacteria poden xerarse ao mover restos de cadáveres, por exemplo ao segar herba; polo que á turalemia se lle ten chamado a enfermidade do segador de herba. Estudos epidemiolóxicos recentes indican unha correlación positiva entre os traballos que implican a mencionada actividade e a infección por F. tularensis.

 Ciclo de vida 

F. tularensis é unha bacteria intracelular facultativa que pode infectar á maioría dos tipos celulares, pero principalmente aos macrófagos do organismo hóspede. F. tularensis entra no macrófago por medio da fagocitose que este realiza, e a bacteria queda secuestrada no interior da célula infectada dentro dun fagosoma. Despois, F. tularensis sae do fagosoma e pasa ao citosol e prolifera rapidamente. Finalmente, a célula infectada sofre apoptose, e a proxenie da bacteria liberase para iniciar unha nova rolda de infección.

 Factores de virulencia 
miniatura|dereita|250px|Unha lesión provocada pola tularemia na pel da parte dorsal da man dereita.
Os mecanismos de virulencia de F. tularensis non están ben caracterizados. Como outras bacterias intracelulares que saen dos compartimentos fagosómicos para replicarse no citosol, as cepas de F. tularensis producen diferentes axentes hemolíticos, que poden facilitar a degradación do fagosoma. Identificouse a actividade de hemolisina, denominada NlyA, con reactividade inmunolóxica para o anticorpo anti-HlyA de Escherichia coli no biovar novicida.http://www3.interscience.wiley.com/cgi-bin/fulltext/118841535 A fosfatase ácida AcpA doutras bacterias actúa como hemolisina, pero en F. tularensis o seu papel como factor de virulencia é moi debatido.

Aínda que F. tularensis non contén os sistemas de secreción de virulencia típicos dalgunhas das bacterias patóxenas máis coñecidas, si contén varias proteínas ABC (ATP-binding cassette) transportadoras, que poden estar ligadas á secreción de factores de virulencia. F. tularensis utiliza pili de tipo IV para unirse ao exterior da célula hóspede e así ser fagocitada. As cepas mutantes que carecen deses pili mostran unha patoxenicidade moi atenuada.

A expresión da proteína de 23 kD IglC é necesaria para que F. tularensis saia dos fagosomas e para a replicación intracelular. Na súa ausencia a F. tularensis mutante morre e é degradada polo macrófago. Esta proteína está localizada nunha suposta illa de patoxenicidade regulada polo factor de transcrición MglA.

F. tularensis, in vitro, regula á baixa a resposta inmunitaria das células infectadas, o que é unha táctica usada por moitos organismos patóxenos para asegurarse que a replicación non é (aínda que sexa por un tempo breve) obstaculizada polo sistema inmunitario do hóspede, ao bloquear os sinais de alarma das células infectadas. Esta regulación á baixa da resposta inmune require a proteína IglC, aínda que unha vez máis non está de todo claro cales son as contribucións a isto da IglC e outros xenes.

Existen outros varios xenes de virulencia supostos pero non se caracterizou a súa función na patoxenicidade de F. tularensis.

 Xenética 
Como moitas outras bacterias, F. tularensis divídese asexualmente, dividíndose en dúas células fillas idénticas xeneticamente, polo que as variacións xenéticas deben ser introducidas por mutacións ou transferencia horizontal de xenes.

Secuenciouse o xenoma de F. tularensis biovar tularensis cepa SCHU4. Os estudos resultantes desta secuenciación indican que varias rexións codificantes de xenes do xenoma de F. tularensis están interrompidas por mutacións e isto crea bloqueos en varias vías metabólicas e sintéticas que cómpren para a supervivencia. Isto indica que F. tularensis evolucionou cara a unha dependencia do organismo hóspede para obter certos nutrientes e outros procesos que normalmente estaban a cargo dos xenes inutilizados.

O xenoma de F. tularensis contén elementos de tipo transposón infrecuentes, que lembran a outros similares que se encontran en organismos eucarióticos.

 Xenoma 
 Francisella Genome Projects (de Genomes OnLine Database)
 Análise comparativa dos xenomas de Francisella (no Sistema de Xenomas Microbianos Integrado do Departamento de Enerxía dos Estados Unidos)

 Filoxenética 
Moita da diversidade xenética global de F. tularensis subsp. holarctica está presente en Suecia.Karlsson E, Svensson K, Lindgren P, Byström M, Sjödin A, Forsman M, Johansson A (2012) The phylogeographic pattern of Francisella tularensis in Sweden indicates a Scandinavian origin of Eurosiberian tularaemia. Environ Microbiol doi: 10.1111/1462-2920.12052 Isto suxire que esta subespecie se orixinou en Escandinavia e espallouse desde alí ao resto de Eurosiberia.

 Uso como arma biolóxica 
Ao finalizar o programa de guerra biolóxica dos EEUU en 1969, unha das sete armas biolóxicas estandarizadas que se desenvolveron foi F. tularensis.Croddy, Eric C. and Hart, C. Perez-Armendariz J., Chemical and Biological Warfare, (Google Books), Springer, 2002, pp. 30-31, (ISBN 0-387-95076-1), accessed October 24, 2008.

Debido á súa baixa dose infecciosa, á súa facilidade de espallarse en forma de aerosol e a que ten unha alta virulencia, F. tularensis clasifícase como axente de bioterrorismo do tipo Axente Selectivo de clase A polo goberno dos Estados Unidos (a mesma categoría que Yersinia pestis, e os virus da varíola e Ebola).

 Notas 

 Véxase tamén 
 Outros artigos 
 Tularemia

 Ligazóns externas 
 Francisella tularensis information from the CDC/National Center for Infectious Diesase:
 BioHealthBase centro de recursos bioinformáticos  do NIAID. Xenoma, proteínas e caracterísitcas de F. tularensis.

Categoría:Proteobacterias