Mycobacterium tuberculosis

***Mycobacterium tuberculosis*** (MTB) é a especie bacteriana patóxena da familia das Mycobacteriaceae que é o axente causante da maioría dos casos de tuberculose (TB). Descubriuna en 1882 o alemán Robert Koch, polo que informalmente se lle chama tamén **bacilo de Koch**. *M. tuberculosis* ten unha infrecuente cuberta cerosa na súa superficie celular (feita principalmente de ácido micólico), o que fai á célula impenetrable á hora de facer a tinguidura de Gram. En vez da tinguidura de Gram úsase a detección por técnicas que determinan a súa resistencia ácido alcohol á decoloración. A fisioloxía de *M. tuberculosis* é moi aerobia e require niveis de oxíxeno altos. Principalmente é un patóxeno do sistema respiratorio de mamíferos, que infecta os pulmóns. Os métodos de diagnóstico usados normalmente para a tuberculose son a proba cutánea da tuberculina, a tinguidura de resistencia ácido alcohol, e as radiografías pulmonares.

## Fisiopatoloxía 
*M. tuberculosis* require oxíxeno para crecer (aerobio obrigado). Non retén ben ningunha tinguidura bacteriolóxica debido ao alto contido lipídico da súa parede, e é difícil determinar se é grampositiva ou gramnegativa (pode dar un resultado debilmente grampositivo ou indeterminado); polo que en vez da tinguidura de Gram se utiliza xeralmente a tinguidura de Ziehl-Neelsen ou da resistencia ácido alcohol (resistencia á decoloración polos ácidos e alcohois ou *acid-fastness*). Aínda que estas bacterias non se poden encadrar claramente dentro da categoría das grampositivas desde un punto de vista empírico (é dicir, non reteñen o pigmento cristal violeta), clasifícanse como bacterias grampositivas ácido alcohol resistentes (*acid-fast*) debido a que carecen de membrana externa, o que é característico das paredes grampositivas.

Cando está nos pulmóns, *M. tuberculosis* é captada polos macrófagos alveolares, pero estes non poden dixerila. A súa parede celular impide a fusión do fagosoma co lisosoma. Especificamente, *M. tuberculosis* bloquea a molécula ponte entre ambos os dous orgánulos, o autoantíxeno endosómico temperán 1 (EEA1, *early endosomal autoantigen 1*); porén, este bloqueo non impide a fusión de vesículas cheas de nutrientes. En consecuencia, a bacteria multiplícase sen parar dentro do propio macrófago. A bacteria tamén posúe o xene *UreC*, que impide a acidificación do fagosoma. A bacteria tamén evita que a maten os macrófagos ao neutralizar os intermediatos de nitróxeno reactivo.

A capacidade de producir mutantes de *M. tuberculosis* e comprobar a presenza de produtos xénicos concretos con funcións específicas fixo aumentar significativamente o noso coñecemento da patoxénese e factores de virulencia de *M. tuberculosis*. Coñécense moitas proteínas segregadas e exportadas que son importantes na patoxénese.

### Variacións nas cepas 
[miniatura|dereita|*M. tuberculosis* vista con [microscopio electrónico.]]
*M. tuberculosis* pertence ao xénero *Mycobacterium*, que comprende aproximadamente 100 especies recoñecidas ou propostas. As especies máis coñecidas son *M. tuberculosis* e *M. leprae* (causante da lepra).

*M. tuberculosis* é moi diversa xeneticamente, o cal dá lugar a significativas diferenzas fenotípicas entre os illamentos clínicos. As distintas cepas de *M. tuberculosis* están asociadas con diferentes rexións xeográficas. Porén, os estudos fenotípicos suxiren que a variación das cepas nunca ten implicacións no desenvolvemento de novas vacinas e diagnósticos. A variación microevolutiva non afecta á eficacia biolóxica relativa e á dinámica de transmisión das cepas resistentes a antibióticos.

A tipificación das cepas é útil na investigación dos estalidos epidémicos de tuberculose, porque lle dá ao investigador probas a favor ou en contra da transmisión de persoa a persoa. Se consideramos a situación na que unha persoa A ten tuberculose e se cre que a adquiriu da persoa B, e comprobamos que os illamentos de cada persoa pertencen a diferentes tipos, entón a transmisión de A a B queda difinitivamente desbotada; pero se as bacterias son da mesma cepa, entón isto apoiaría (pero non probaría definitivamente) a hipótese de que B infectou a A.

Ata comezos da década de 2000, as cepas de *M. tuberculosis* eran tipificadas (ou tipadas) por electroforese en xel de campo pulsado (PFGE). Pero esta agora foi substituída pola técnica do exame das VNTR (*variable number tandem repeat*, repeticións en tándem de número variable), que é tecnicamente máis sinxela de realizar e permite discriminar mellor entre cepas. Este método examina a presenza de secuencias de ADN repetidas no xenoma de *M. tuberculosis*.

Hai tres xeracións de tipificación de VNTR para *M. tuberculosis*. O primeiro esquema, chamado ETR (*exact tandem repeat*, repetición en tándem exacta), utiliza só cinco loci, pero a resolución que ofrecían estes cinco loci non era tan boa coma a PFGE. O segundo esquema, chamado MIRU (*mycobacterial interspersed repetitive unit*, unidade repetitiva intercalada micobacteriana) presentaba unha discriminación igual de boa ca a PFGE. A terceira xeración desta técnica ou MIRU2 engadiu nove loci máis á análise ata un total de 24. Isto proporciona un grao de resolución maior ca a da PFGE e é a que actualmente está estandarizada para a tipificación de *M. tuberculosis*.

### Capas hipervirulentas 
Os estalidos epidémicos de *Mycobacterium* cáusanos xeralmente cepas hipervirulentas de *M. tuberculosis*. En experimentos de laboratorio, estes illamentos clínicos provocan unha inmunopatoloxía pouco usual, e poden ser hiperinflamatorias ou hipoinflamatorias. Diversos estudos indicaron que a maioría dos mutantes hipervirulentos teñen delecións nos encimas que modifican a súa parede celular ou en reguladores que responden aos estímulos do ambiente. O estudo destes mutantes indicou os mecanismos que permiten que *M. tuberculosis* enmascare o seu potencial patoxénico completo, inducindo a formación dun granuloma que lle proporciona un nicho protector, e permite que os bacilos manteñan unha infección persistente a longo prazo.
miniatura|dereita|*Mycobacterium tuberculosis* (tinguido de vermello) en medio dun tecido azul (tinguidura de Ziehl-Neelsen).

### Microscopia 
*M. tuberculosis* caracterízase por formar granulomas caseosos que conteñen células xigantes de Langhans, que teñen núcleos con forma de ferradura. As bacterias identifícanse pola súa cor vermella na tinguidura para a resistencia á decoloración por ácido-alcohol.

## Xenoma 
O xenoma da cepa H37Rv publicouse en 1998. O tamaño deste xenoma era de 4 millóns de pares de bases, con 3.959 xenes; do 40% deses xenes xa se caracterizou a súa función, e postulouse unha función probable para outro 44%. O xenoma contén seis pseudoxenes.

O xenoma contén 250 xenes impicados no metabolismo dos ácidos graxos, con 39 deles implicados no metabolismo de policétidos que xera a cuberta cérea da bacteria. Un número tan grande de xenes conservados mostra a importancia evolutiva da cuberta cérea para a supervivencia do patóxeno.

Arredor do 10% da capacidade codificante está reservada ás familias de xenes PE/PPE que codifican as proteínas ricas en glicina ácidas. Estas proteínas teñen un motivo N-terminal conservado, e a deleción deste motivo prexudica á súa capacidade de crecemento nos macrófagos e nos granulomas.

Caracterizáronse nove ARNs pequenos (sRNA) non codificantes en *M. tuberculosis*, e prediciuse a existencia doutros 56 nun exame bioinformático.

## Evolución 
O complexo de especies ao que pertence *Mycobacterium tuberculosis* evolucionou en África e moi probablemente no Corno de África. O grupo *M. tuberculosis* ten varios membros entre os que se inclúen *Mycobacterium africanum*, *Mycobacterium bovis* (bacilo de Dassie), *Mycobacterium caprae*, *Mycobacterium microti*, *Mycobacterium mungi*, *Mycobacterium orygis* e *Mycobacterium pinnipedii*. Este grupo pode tamén incluír o clado de *Mycobacterium canettii*.

O clado de *M. canettii*, que inclúe a *Mycobacterium prototuberculosis*, é un grupo de especies de *Mycobacterium* que forman colonias lisas. A diferenza dos membros establecidos do grupo *M. tuberculosis*, estes sufriron a recombinación con outras especies. A maioría das cepas coñecidas deste grupo foron illadas no Corno de África.

Os membros establecidos do complexo de *M. tuberculosis* son todos clonais na súa propagción. As principais especies que infectan aos humanos foron clasificadas en sete oligotipos: tipo 1, que contén cepas de África oriental-India (EAI) e algunhas cepas Manu (indias); tipo 2, que é o grupo de Beijing; tipo 3, que comprende as cepas de Asia Central (CAS); tipo 4, propio de Ghana e Haarlem (H/T), América Latina-Mediterráneo (LAM) e cepas X; tipos 5 e 6 correspondentes a *Mycobacterium africanum* observadas predominantemente e con alta frecuencia en África occidental. Illouse un sétimo tipo do Corno de África. O antepasado común máis recente das cepas EAI e LAM estímase que data de hai 13.700 e 7.000 anos, respectivamente. As cepas Beijing e CAS diverxiron hai ~17.100 anos. Todos os tipos de *M. tuberculosis* empezaron a súa actual expansión hai ~5.000 anos, nun período que coincide coa aparición de *Mycobacterium bovis*. A cepa Beijing parece que foi a que máis éxito tivo cun incremento de ~500 no tamaño de poboación efectivo (Ne) desde que empezou a súa expansión. O menos exitoso das principais liñaxes parece que foi a que quedou limitada a África, onde sufriu un incremento de Ne de só 5 veces máis. Desde a súa evolución inicial *M. bovis* experimentou unha expansión do seu Ne de ~65 veces máis.

Os datos xenéticos apoian a idea de que *M. tuberculosis* procede dun patóxeno orixinalmente humano. Posteriormente desde os humanos a especie saltou a outros animais, como as vacas (a hipótese contraria, que tamén se ten formulado, non está apoiada polos estudos xenéticos de todo o complexo *M. tuberculosis*). A transición do hóspede humano a hóspedes animais estivo ligada á domesticación de animais e ao cultivo de plantas que tivo lugar no Crecente fértil a partir de hai uns 13.000 anos. As sociedades agrarias que se orixinaron nesa época e nas posteriores, que viviron en vilas ateigadas de xente, foron o ambiente ideal para que se expandise a epidemia entre os humanos.

A tuberculose existiu durante toda a historia e seguramente xa antes desde o Neolítico. En 1720, a historia da tuberculose empezou a parecerse a como actualmente entendemos a enfermidade, cando o médico Benjamin Marten describiu no seu libro *Unha teoría da tise* (*A theory of Consumption*), que a tuberculose podía ser causada por pequenas criaturas vivas que se transmitían a través do aire a outras persoas.

## Notas 
## Véxase tamén 
### Outros artigos 
* Mycobacterium

### Ligazóns externas 
* TB database: an integrated platform for Tuberculosis research
* Photoblog about Tuberculosis (imaxes)