Streptococcus pneumoniae

O ***Streptococcus pneumoniae*** ou **pneumococo**, é unha bacteria patóxena causante de diversas infeccións e procesos invasivos graves en humanos. Trátase dunha bacteria grampositiva de 1,2-1,8 µm de lonxitude, de forma oval co extremo lanceolado. É inmóbil, non forma endósporas, e é un membro alfa-hemolítico do xénero *Streptococcus*. Xeralmente, preséntase en forma de diplococo, polo que inicialmente foi denominado *Diplococcus pneumoniae*, aínda que existen algúns factores que poden inducir a formación de cadeas. O pneumococo é un patóxeno case exclusivamente humano causante dun gran número de infeccións (pneumonía, sinusite, peritonite etc.) e de procesos invasivos graves (meninxite, sepse etc.), particularmente en anciáns, nenos e persoas inmunodeprimidas. *S. pneumoniae* foi recoñecida como a causa principal da pneumonía xa a finais do século XIX, e é suxeito de moitos estudos de inmunidade humoral. É o principal microorganismo causante de pneumonía adquirida na comunidade.

O hábitat natural do pneumococo é a nasofarinxe humana e a colonización pode ter lugar durante os primeiros días de vida.

Metabolicamente, o pneumococo é un microorganismo microaerófilo, catalase-negativo, que se encontra dentro do grupo das bacterias ácido lácticas, xa que este composto é o principal produto resultante da fermentación de carbohidratos.

A variante morfolóxica illada con máis frecuencia en persoas infectadas con pneumococo é a forma “lisa” de Griffith (S), que se presenta encapsulada, coas marxes lisas e que forma colonias de aparencia mucosa. Foi precisamente Frederick Griffith quen, en 1928, puxo de manifesto que a cápsula é o principal factor de virulencia nos seus famosos experimentos sobre transformación bacteriana coas cepas S e R, que levarían despois a Oswald Avery a demostrar que o material xenético é o ADN.

## Historia 
En 1881, illouse por primeira vez o organismo que se coñece como pneumococo polo seu papel como axente causante da pneumonía, de forma simultánea e independente polo médico norteamericano George Sternberg e o químico francés Louis Pasteur.

O organismo foi denominado *Diplococcus pneumoniae* desde 1920 pola súa característica aparencia de diplococo nos esputos tratados con tinguidura de Gram. Foi renomeado como *Streptococcus pneumoniae* en 1974 debido ao seu crecemento en cadeas en medios líquidos.

*S. pneumoniae* xogou un papel fundamental para demostrar que o material xenético era o ADN (inicialmente moitos pensaban que eran as proteínas). En 1928, Frederick Griffith demostrou a existencia da transformación bacteriana, convertendo pneumococos benignos en formas virulentas letais ao inocular en ratos pneumococos de colonias rugosas, non capsulados, benignos (cepa R) xunto con outros mortos pola calor, capsulados, virulentos e de colonias lisas (cepa S). Griffith pensaba que algún "factor transformante" pasaba das bacterias da cepa S ás da R e causaba a transformación (as R pasaban a ser S), pero non soubo determinar que era. O experimento de Griffith foi continuado en 1944 por Oswald Avery e os seus colaboradores, que demostraron que o "factor transformante" que provocaba o cambio nos pneumococos era o ADN. O ADN levaba os xenes para a formación da cápsula, que facía á bacteria virulenta. Os traballos de Avery foron o nacemento da era molecular da xenética.

## Xenética 
O xenoma de *S. pneumoniae* é un molécula de ADN circular que contén entre 2,0 e 2,1 millóns de pares de bases, dependendo da cepa. Ten un conxunto central de 1553 xenes, e outros 154 xenes no seu viruloma, que contribúen á virulencia, e 176 xenes que manteñen un fenotipo non invasivo. A información xenética pode variar ata un 10% entre distintas cepas.

## Transformación en *S. pneumoniae* 
A transformación xenética natural bacteriana implica a transferencia de ADN desde unha bacteria a outra a través do medio que as rodea. A transformación é un proceso do desenvolvemento complexo que require enerxía, dependente da expresión de numerosos xenes (en *S. pneumoniae* cómpren polo menos 23 xenes). Para que unha bacteria se una e capte ADN exóxeno e o recombine no seu cromosoma debe de entrar nun estado fisiolóxico especial, chamado competencia.

A competencia en *S. pneumoniae* é inducida por axentes que danan o ADN, como a mitomicina C (un axente que promove enlaces cruzados entre fibras de ADN) e os antibióticos fluoroquinolonas, como norfloxacina, levofloxacina e moxifloxacina (inhibidores da topoisomerase que causan roturas na dobre hélice do ADN). A transformación protexe a *S. pneumoniae* contra os efectos bactericidas da mitomicina C. Michod et al. recompilaron probas de que a indución da competencia en *S. pneumoniae* está asociada cun incremento da resistencia ao estrés oxidativo e un incremento da expresión da proteína RecA, un compoñente clave da maquinaria de reparación recombinacional para reparar os danos no ADN. Baseándose nestes descubrimentos, suxeriron que a transformación é unha adaptación para a reparación dos danos oxidativos no ADN. A infección por *S. pneumoniae* estimula os leucocitos polimorfonucleares (neutrófilos) a producir unha explosión oxidativa, que é potencialmente letal para as bacterias. A capacidade de *S. pneumoniae* de reparar os danos oxidativos no ADN do seu xenoma, causados polas defensas do hóspede, probablemente contribúe á virulencia deste patóxeno.

## Infección e diagnose 
[miniatura|dereita|*S. pneumoniae* no [líquido cefalorraquídeo. Tinguidura FA (coloreado dixitalmente).]]

*S. pneumoniae* forma parte da flora normal do tracto respiratorio superior, pero, como ocorre tamén con outros membros da flora natural, pode facerse patóxeno en certas condicións (por exemlo, se o sistema inmunitario do hóspede está suprimido). As invasinas, como a pneumolisina, a presenza dunha cápsula antifagocítica, varias adhesinas e compoñentes inmunoxénicos da parede celular son todos factores de virulencia importantes.

A diagnose faise xeralmente baseándose na sospeita clínica da súa presenza xunto con cultivos positivos feitos a partir de mostras de practicamente calquera parte do corpo. Unha titulación ASO de >200 unidades é significativa. *S. pneumoniae* é, en xeral, sensible á optoquina, pero tamén se detectou resistencia a esta substancia.

A atromentina e a leucomelona posúen actividade antibacteriana, inhibindo o encima enoíl-acil proteína portadora redutase (esencial para o metabolismo de ácidos graxos en *S. pneumoniae*).

A **identificación do pneumococo** lévase a cabo por medio de tres probas:
* A súa sensibilidade á lise en presenza de sales biliares.
* A súa sensibilidade á optoquina (o que o diferencia de *S. viridans*).
* A reacción capsular fronte a antisoros específicos ou reacción de "Quellung".

## Resistencia a antibióticos 
Obsérvase unha crecente resistencia a antibióticos de *S. pneumoniae*. Hai cepas que resisten a algún ou a varios antibióticos como a penicilina (caso máis frecuente), cloranfenicol, eritromicina, trimetoprim/sulfametoxazol, vancomicina, tetraciclina e ofloxacina.

## Vacinas 
miniatura | dereita | Cartel do SERGAS sobre a vacina do pneumococo.Existen vacinas contra esta bacteria de polisacáridos purificados e recombinantes (co polisacárido unido a proteínas).

A vacina de polisacáridos consta de polisacáridos purificados de 23 serotipos da bacteria (1, 2, 3, 4, 5, 6b, 7F, 8,9N, 9V, 10A, 11A, 12F, 14, 15B, 17F, 18C, 19F, 19A, 20, 22F, 23F e 33F). Estimula as células B a liberar IgM pero non sempre é efectiva e a inmunidade non é moi duradeira.

A vacina conxugada consta de polisacáridos capsulares unidos covalentemente co toxoide diftérico CRM197, que é moi inmunoxénico pero non tóxico. Estimula principalmente as células T e células B de memoria, e produce unha inmunidade máis duradeira, pero contra menos serotipos.

Cando ambas as bacterias están xuntas *in vivo* na cavidade nasal dun rato, en dúas semanas, só *H. influenzae* sobrevive. Cando ambas as dúas se sitúan separadamente en distintas zonas da cavidade nasal, sobreviven ambas. Examinando o tracto respiratorio superior dun rato exposto a ambas as bacterias, encóntrase un número extraordinariamente alto de neutrófilos do sistema inmunitario. En ratos expostos a só unha das bacterias, estes neutrófilos non están presentes.

As probas de laboratorio mostran que os neutrófilos que son expostos a bacterias xa mortas de *H. influenzae* eran máis agresivos ao atacaren a *S. pneumoniae* que os neutrófilos que non foron expostos. A exposición a *H. influenzae* mortas non ten efecto sobre as *H. influenzae* vivas.

Propóñense dous posibles escenarios para explicar estes fenómenos:

# Cando *H. influenzae* é atacada por *S. pneumoniae*, envía sinais ao sistema inmunitario para que ataque a *S. pneumoniae*.
# A combinación de dúas especies pon en marcha unha alarma do sistema inmunitario que non se pon en funcionamento se está presente só unha das especies.

Non está claro por que *H. influenzae* non é afectada pola resposta do sistema inmunitario.

## Notas 
## Véxase tamén 
### Ligazóns externas 
* Pneumococo- Causas, Síntomas, Diagnóstico, Tratamento, Prevención