Burkholderia mallei

Burkholderia mallei é unha especie de bacterias gramnegativas aerobias, que é un patóxeno animal que causa o mormo en equinos e tamén pode afectar a humanos. O nome latino malleus fai referencia a dita doenza equina. A especie está moi emparentada con B. pseudomallei, e segundo a tipificación de secuencia multilocus habería que considerala como unha subespecie de B. pseudomallei. B. mallei evolucionou a partir de B. pseudomallei por redución selectiva e delecións do xenoma desta última. A diferenza da especie estreitamente relacionada B. pseudomallei e doutros membros do xénero Burkholderia, esta bacteria non é móbil. A súa forma é intermedia entre coco e bacilo e mide uns 1,5–3 μm de lonxitude e 0,5–1μm de diámetro e presenta extremos arredondados.

 Descubrimento e historia inicial 
Wilhelm Schütz e Friedrich Löffler foron os que primeiro illaron a especie Burkholderia mallei en 1882.Fong, I.W., and Alibek, K. (2005). Bioterrorism and infectious Agents: A New Dilemma for the 21st Century. Springer, 99 – 145 Foi illada do fígado e bazo dun cabalo infectado.Whitlock, G.C., Estes, D.M., and Torres, A.G. (2007). Glanders: off to the races with Burkholderia mallei. FEMS Microbiology Letters, 277(2), 115 – 122 Esta bacteria é tamén unha das primeiras que foi identificada como posuidora dun sistema de secreción de tipo VI, que é importante para a súa patoxenicidade.

 Relacións con outras Burkholderiaceae 
A maioría dos organismos da familia Burkholderiaceae viven no solo, pero B. mallei non. Como B. mallei é un patóxeno obrigado de mamíferos, debe causar enfermidade nun hóspede mamífero para poder vivir, reproducirse e transmitirse a outro hóspede.Bondi, S.K. and Goldberg, J.B. (2008). Strategies toward vaccines against Burkholderia mallei and Burkholderia pseudomallei. Pubmed Central, 7(9), 1357-1365

B. mallei está moi estreitamente emparentada con B. pseudomallei, ata o punto que en xenes conservados son idénticas ao 99%. O ADN de B. malllei ten uns 1,4 Mb que o de B. pseudomallei. Especúlase que B. mallei evolucionou a partir dunha cepa de B. pseudomallei despois de que esta última infectou un animal. A bacteria perdeu os xenes que non eran necesarios para vivir dentro dun hóspede animal. Esta idea apóiase nos estudos que compararon cepas de B. mallei con B. pseudomallei e indicaron que os seus dous respectivos xenomas son moi similares. Os xenes que permitían que a bacteria vivise no ambiente do solo, como os xenes que lle daban a B. mallei a capacidade de protexerse contra bactericidas, antibióticos, e antifúnxicos, probalemente sufriron deleción. Así, a razón de que B. mallei non se atope fóra do hóspede débese á carencia destes xenes. As comparacións de xenomas tamén parecen indicar que B. mallei aínda está evolucionando e adaptándose a un estilo de vida intracelular.Losada, L., Ronning, C.M., DeShazer, D., Woods, D., Fedorova, N., kim, H.S., Shabalina, S.A., Pearson, T.R., Brinkac, L., Tan, P., Nandi, T., Crabtree, J., Badger, J., Beckstrom-Sternberg, S., Saqib, M., Schutzer, S.E., Keim, P., and Nierman, W.C. (2010). Continuing Evolution of Burkholderia mallei Through Genome Reduction and Large – Scale Rearrangements. Genome Biology and Evolution, 2, 102 – 116

 Xenoma 
O xenoma de B. mallei foi secuenciado nos Estados Unidos por The Institute of Genomic Research (TIGR). O tamaño do xenoma é menor que o da especie relacionada B. pseudomallei. B. mallei ten un cromosoma circular de 3,5 megapares de bases (Mb) e un segundo cromosoma máis pequeno ou "megaplásmido" de 2,3 Mb. Atopáronse moitas secuencias de inserción e xenes de fase variable. O cromosoma 1 contén os xenes relacionados co metabolismo, formación da cápsula, e biosíntese do lipopolisacárido. B. mallei ten unha cápsula de polisacárido, que indica a súa portencialidade como patóxeno. O cromosoma 2 é onde contén a maioría da información sobre os sistemas de secreción e xenes asociados á virulencia. A tipificación de secuencia multilocus revelou que B. mallei seguramente evolucionou a partir dunha redución xenómica de B. pseudomallei, xa que uns 1000 xenes de B. pseudomellei están ausentes no xenoma de B. mallei. O xenoma de B. mallei ten unha gran cantidade de secuencias de inserción.

 Taxonomía 
Burkholderia mallei chamouse primeiramente Bacillus mallei e despois estivo incluída no xénero Pseudomonas co nome P. mallei ata inicios da década de 1990. Posteriormente pasouse ao xénero Burkholderia.

 Tipificación 
Non hai un sistema estandarizado para diferenciar entre B. mallei e B. pseudomallei. Os métodos que se utilizan para diferencialas e identificar unha cepa doutra son a ribotipificación, electroforese en xel de campo pulsado, electroforese de encimas multilocus, análise de ADN polimórfico amplificado aleatorio, e tipificación de secuencia multilocus. A comparación do ADN de B. mallei e B. pseudomallei debe facerse co ADNr de 23S, xa que non hai diferenzas identificables entre as dúas especies no ADNr de 16S.Bauernfeind, A., Roller, C., Meyer, D., Jungwirth, R., and Schneider, I. (1998). Molecular procedure for rapid detection of Burkholderia mallei and Burkholderia pseudomallei. Journal of Clinical Microbiology, 36(9), 2737–2741

 Crecemento en cultivo 
Tanto B. mallei coma B. pseudomallei poden cultivarse en laboratorio, en ágar nutriente. Cando crece en cultivo, B. mallei forma colonias lisas grises translúcidas. Nun período de 18 horas a 37 °C, unha colonia de B. mallei pode atinxir de 0,5 a 1 mm de diámetro. O crecemento dos cultivos de B. mallei en ágar MacConkey son variables. Moitos microbiólogos están pouco habituados a cultivar esta especie, polo que frecuentemente B. mallei é identificado erradamente como unha especie de Pseudomonas ou un contaminante presente no cultivo.

 Resistencia e susceptibilidade a antibióticos 
Esta bacteria é susceptible a numerosos desinfectantes, como o cloruro de benzalconio, ioduro, cloruro de mercurio, permanganato potásico, hipoclorito de sodio ao 1%, e etanol. O microorganismo pode ser destruído por quentamento ou pola luz UV. Os antibióticos como a estreptomicina, amicacina, tetraciclina, doxiciclina, carbapenems, ceftazidime, amoxicilina/ácido clavulánico, piperacilina, cloranfenicol e sulfatiazol son efectivos contra esta bacteria in vitro. B. mallei, igual que B. pseudomallei, é resistente a varios antibióticos como os aminoglicósidos, polimixinas, e antibióticos beta lactámicos. Actualmente non hai vacina para protexer a humanos ou animais da infección por B. mallei. Cómpre atopar un modelo animal que prediga as respostas inmunes necesarias para crear inmunidade contra esta bacteria antes de que poida desenvolverse unha vacina. Pénsase que os ratos teñen unha susceptibilidade moi similar á dos humanos a B. mallei e serían un posible animal modelo para procurar a vacina.

 Patoxenicidade 
B. mallei é o axente causante do mormo, que historicamente afectou a animais como cabalos, mulas e burros principalmente, e en raros casos tamén a humanos. Os cabalos son considerados os hóspedes naturais de B. mallei e son moi susceptibles á súa infección. B. mallei infecta e entra na célula do seu hóspede por medio da lise do vacúolo de entrada. Unha vez que está na célula, B. mallei ten unha mobilidade baseada na actina dependente de proteína. Tamén pode iniciar a fusión das células hóspede, o que dá lugar a células xigantes multinucleadas (MNGCs). A consecuencia da formación destas células xigantes non foi aínda determinada, pero pode permitirlle á bacteria espallarse a células diferentes, evadirse das respostas do sistema inmunitario do hóspede infectado ou permitir que a bacteria permaneza no hóspede por longo tempo. B. mallei pode sobrevivir dentro das células hóspede pola súa capacidade de alterar as funcións de destrución das bacterias da célula. Abandona os vacúolos nos que entra axiña, o que permite unha replicación eficiente da bacteria dentro da célula. O abandono temperán da célula tamén lle permite evitar ser destruída polas defensinas lisosómicas e outros axentes celulares que matan patóxenos. As células xigantes poden axudar a protexer a bacteria das respostas inmunitarias.Galyov, E.E., Brett, P.J., and DeShazer, D. (2010). Molecular Insights into Burkholderia pseudomallei and Burkholderia mallei Pathogenesis. Annual Review of Microbiology, 64, 495 – 517 A capacidade que ten B. mallei de vivir dentro da célula hóspede fai que o desenvolvemento dunha vacina sexa difícil e complexo. A vacina tería que crear unha resposta inmune mediada por células e tamén unha resposta humoral contra a bacteria para poder protexer de forma efectiva contra ela. Como B. mallei é moi próxima a B. pseudomallei é posible que unha vacina contra a primeira protexese tamén contra a segunda.

 Síntomas da infección por B. mallei 
Os cabalos que están infectados cronicamente por B. mallei e teñen o mormo, presentan tipicamente unha descarga de moco nasal, lesións pulmonares, e formación de nódulos arredor do fígado e bazo. A infección aguda en cabalos produce febre alta, perda de graxas ou músculo, erosión da superficie do tabique nasal, e descarga de mocos ou hemorraxia. A bacteria afecta principalmente a pulmóns e vías aéreas.
A infección en humanos por B. mallei é rara, aínda que ocasionalmente se pode producir entre persoas que traballan nos laboratorios que manipulan cultivos da bacteria ou en persoas que están frecuentemente preto de animais infectados. A bacteria xeralmente infecta ás persoas a través dos ollos, nariz, boca, ou cortes na pel. Unha vez que a persoa está infectada, desenvolve febre e calafríos. Finalmente, preséntase pneumonía, pústulas, e abscesos, que poden ter un resultado mortal nun período de 7 a 10 días se o paciente non é tratado con antibióticos. O modo en que se produce a infección tamén afecta ao tipo de síntomas que se orixinan. Se a bacteria entra a través da pel, prodúcese unha infección local na pel, mentres que cando se inhala pode causar infeccións pulmonares ou sepses nos músculos, fígado ou bazo. A infección por B. mallei ten unha taxa de mortalidade do 95% se non é tratada, e do 50% se é tratada con antibióticos.

 Resposta celular á infección 
Nos primeiros días da infección por B. mallei os neutrófilos, macrófagos, e células T diríxense ao bazo en grandes cantidades. As respostas celulares iniciais á infección por B. mallei implican ás células co antíxeno Gr-1+. As células T (e o óxido nítrico) son as máis importantes para combater a B. mallei nos estadios finais da infección.Rowland, C.A., Lever, M.S., Griffin, K.F., Bancroft, G.J., and Lukaszewski, R.A. (2010). Protective cellular responses to Burkholderia mallei infection. Microbes and Infection, 12(11), 846 – 853

 Presenza global 
B. mallei foi erradicada da maioría dos países occidentais, pero aínda afecta aos animais en África, Asia, Próximo Oriente, América central, e Suramérica. Moitos países occidentais eliminaron a doenza grazas a programas de control do mormo e con leis que obrigaban á notificación dos casos de infección ás autoridades sanitarias e a destrución dos animais afectados.Srinivasan, A., Kraus, C.N., and Deshazer, D., Becker, P.M., Dick, J.D., Spacek, L., Bartlett, J.G., Byrne, W.R., and Thomas, D.L. (2001). Glanders in a military research microbiologist. New England Journal of Medicine, 345(4), 256 – 258

 Arma biolóxica 
B. mallei e B. pseudomallei están na lista dos axentes potenciais para a guerra biolóxica. Os Centros para a Prevención e Control de Enfermidades (CDC) dos Estados Unidos clasifican a B. mallei como axente biolóxico crítico de categoría B. Como resultado as investigacións sobre B. mallei só poden facerse en instalacións con nivel de bioseguridade 3, tanto nos Estados Unidos coma internacionalmente. Pero aínda que é moi infectiva e unha arma biolóxica potencial, foron poucas as investigacións que se realizaron sobre esta bacteria. Nos Estados Unidos as investigacións con esta especie están supervisadas para asegurar a investigación responsable con estes axentes cun potencial dobre uso.http://www.phe.gov/s3/dualuse/Documents/oversight-durc.pdf

 Historia como arma biolóxica 
B. mallei foi utilizada intencionadamente para infectar animais e humanos durante a primeira guerra mundial. Os alemáns usaron B. mallei para infectar os animais que eran enviados polos países neutrais ás potencias Aliadas inimigas de Alemaña. Os plans alemáns para a guerra biolóxica empezaron en 1915 na costa leste dos Estados Unidos; pretendían infectar e matar o gando que os EUA ía enviar aos Aliados europeos e facilitar a transferencia da doenza aos humanos. Na costa leste era onde se reunía a moitos dos animais que ían ser embarcados e enviados ao outro lado do Atlántico. Os alemáns tamén infectaron os animais enviados por Romanía, Noruega e España. A sabotaxe biolóxica alemá fíxose tamén na Arxentina, onde os axentes utilizaron cultivos bacterianos obtidos en España para infectar as vacas, cabalos e mulas que Arxentina fornecía aos Aliados. O uso feito por Alemaña dos microbios como armas é un dos poucos ataques documentados intencionados con axentes biolóxicos en países neutrais.Wheelis, M. (1998). First shots fired in biological warfare. Nature. 395(6699), 213-213

Os xaponeses utilizaron B. mallei nas súas unidades de investigación para a guerra biolóxica. A máis importante destas unidades foi a Unidade 731, que utilizou esta bacteria para realizar experimentos con seres humanos vivos. Porén, os xaponeses non pasaron da investigación e non chegaron a crear unha arma biolóxica con B. mallei, pero si que a usaron para comprobar a súa eficacia para contaminar subministracións de auga, e os resultados desas probas foron un éxito.

O programa de armas biolóxicas ruso tamén se interesou por B. mallei e realizou probas de campo con ela. Algúns dos investigadores do programa quedaron infectados e morreron por esa causa durante estas investigacións. Suxeriuse que os rusos a utilizaron na guerra de Afganistán, pero non está probado.

 Notas 

 Véxase tamén 
 Ligazóns externas 
 xenomas de Burkholderia malleie información relacionada en PATRIC, un centro de recursos bioinformáticos da NIAID
 Pathema-Burkholderia Resource
 Centers for Disease Control and Prevention: Glanders (Burkholderia mallei) General Information
 Centers for Disease Control and Prevention: Bioterrorism Agents/Diseases
 Center for Biosecurity

Categoría:Burkholderiales