Micoplasma

Os micoplasmas (antes PPLO) son as bacterias que pertencen ao xénero Mycoplasma, que carecen de parede celular e pertencen ao filo Firmicutes ou, noutras clasificacións, ao Tenericutes. Como non teñen parede celular, non son afectadas por moitos antibióticos comúns como a penicilina ou outros beta-lactámicos que actúan sobre a síntese dos compoñentes da parede celular. Poden ser parasitas ou saprófitas. Varias especies son patóxenas para os humanos, como M. pneumoniae, que é un importante causante de pneumonía atípica e outros trastornos respiratorios, e M. genitalium, que se cre está implicada en enfermidades inflamatorias pelvianas. Mycoplasma ten un tamaño diminuto de aproximadamente 0, 1 μm de diámetro, polo que é a célula máis pequena coñecida. Orixe do nome
O nome Mycoplasma contén a raíz grega mykes, que significa fungo, e foi introducido por Albert Bernhard Frank en 1889, que pensaba que estas bacterias eran fungos, debido a que tiñan algunhas características parecidas a fungos.
Un nome antigo que se aplicou aos Mycoplasma foi organismos PPLO (Pleuro pneumonia-Like Organisms, Organismos Similares aos da Pleuropneunomía), referíndose a organismos similares ao axente causante da pleuroneumonía contaxiosa bovina (CBPP). Posteriormente viuse que o modo de crecemento similar ao dos fungos é exclusivo da especie M. mycoides, pero non se dá noutros micoplasmas. Características
Recoñecéronse 100 especies do xénero Mycoplasma, o cal pertence a clase Mollicutes. Os Mollicutes son parasitos ou comensais de humanos, doutros animais (como os insectos), e de plantas; pero o xénero Mycoplasma está por definición restrinxido a hóspedes vertebrados. Para o crecemento dos micoplasmas requírese colesterol e tamén para outros Mollicutes. A súa temperatura óptima de crecemento é a miúdo a temperatura dos seus hóspedes de sangue quente (por exemplo, 37 °C en humanos) ou a temperatura ambiente se o hóspede non regula a súa temperatura interna. As análises das secuencias do ARNr 16S e do seu contido de xenes, indica fortemente que os Mollicutes, micoplasmas incluídos, están moi emparentados coa póla dos Lactobacillus ou a dos Clostridium da árbore filoxenética (Firmicutes sensu stricto). Nalgunhas clasificacións os micoplasmas son separados dos Firmicutes e clasificados como Tenericutes.
Morfoloxía celular
As bacterias do xénero Mycoplasma e as especies relacionadas caracterízanse pola falta de parede celular. A pesar disto, as células a miúdo presentan unha certa forma, cun tamaño caracteristicamente pequeno de só arredor do 10% do volume dunha célula de Escherichia coli. Estas formas das células presumiblemente contribúen á capacidade dos micoplasmas de prosperar nos seus respectivos ambientes. A maioría son pseudococoidais, pero hai notables excepcións. As especies do clúster M. fastidiosum teñen forma de bacilo. As especies do clúster de M. pneumoniae, incluída a propia M. pneumoniae, posúen unha extensión polar que sobresae da súa célula de forma pseudococoidal. Esta estrutura en punta, denominada orgánulo de adhesión ou orgánulo terminal, utilízase esencialmente para a adherencia ás células hóspede e para moverse ao longo de superficies sólidas (mobilidade por escorregamento), e está implicada na división celular normal. As células M. pneumoniae son pleomórficas, cun orgánulo de adhesión de dimensións regulares nun polo e un filamento traseiro de lonxitude variable e incerta función no outro extremo, mentres que outras especies no clúster tipicamente carecen dese filamento. Outras especies como M. mobile e M. pulmonis teñen estruturas similares con similares funcións.
Os micoplasmas son estraños entre as bacterias porque a maioría requiren esterois para a estabilidade da súa membrana plasmática. Os esterois cáptanos do seu medio, xeralmente como colesterol procedente do seu hóspede animal. Os micoplasmas xeralmente posúen un xenoma relativamente pequeno de 0, 58-1, 38 megabases, o que significa que teñen unha capacidade biosintética drasticamente reducida e isto explica a súa dependencia dun hóspede. Ademais utilizan un código xenético alternativo no que o codón UGA codifica o aminoácido triptófano en lugar de ser o codón de parada ópalo habitual. Teñen un contido GC (en guanina e citosina) baixo (23-40 mol%). Primeiro illamento
En 1898 Nocard e Roux informaron do cultivo do axente causante da pleuroneumonía contaxiosa bovina, que era naquel tempo unha grave e frecuente enfermidade do gando vacún. A enfermidade cáusaa o M. mycoides subsp. mycoides SC (tipo colonias pequenas), e o traballo de Nocard e Roux representou o primeiro illamento dun micoplasma. O cultivo de micoplasmas foi e é difícil polos complexos requirimentos para o crecemento que teñen.
Estes investigadores tiveron éxito ao inocularen unha bolsa semipermeable de medio estéril con fluído pulmonar dun animal infectado e depositaren esta bolsa dentro da cavidade peritoneal dun coello vivo. Despois de 15 ou 20 días, o fluído da bolsa estaba opaco, o que indicaba o crecemento dun microorganismo. A opacidade non se observaba na bolsa control. Este caldo túrbido podía ser utilizado para inocular outras bolsas ou aimais sans, que pouco despois enfermaban. Porén, isto non funcionaba se se quentaba o material, o que indicaba que existía alí un axente biolóxico. O medio inoculado na bolsa, unha vez retirado do coello, podía utilizarse para facer crecer o microorganismo in vitro, o que demostraba a posibilidade do cultivo de células libres e desbotar posibles causas virais das infeccións, aínda que isto non foi completamente apreciado naquel tempo. Pequeno xenoma
Avances recentes en bioloxía molecular e en xenómica centraron a atención nos últimos tempos nos xeneticamente simples micoplasmas, especialmente en M. pneumoniae e a especie próxima M. genitalium. O segundo xenoma completamente secuenciado que foi publicado foi o de M. genitalium, que ten un dos menores xenomas dos organismos de vida libre. A secuencia do xenoma de M. pneumoniae foi publicado pouco despois e foi a primeira secuencia xenómica determinada por primer walking dunha libraría de cósmidos en vez de pola técnica da escopeta de xenomas completos (whole-genome shotgun). A xenómica e proteómica de Mycoplasma continúa facendo esforzos para comprender a denominada célula mínima con capacidade para vivir, o catálogo do contido proteico completo dunha célula, e outros conceptos biolóxicos.
Xenoma sintético de micoplasma
Creouse un xenoma sintetizado quimicamente dunha célula de micoplasma baseado enteiramente en ADN sintético que pode autorreplicarse, e que se denominou M. laboratorium. Taxonomía
A importancia médica e agrícola dos membros do xénero Mycoplasma e outros xéneros relacionados fixo que moitos destes organismos fosen exhaustivamente catalogados por cultivo, seroloxía, secuenciación do xene do ARNr da subunidade ribosómica menor, e secuenciación de todo o xenoma. Os estudos recentes de filoxenia molecular serviron para clarificar pero ás veces para complicar diversos aspectos da organización da clase Mollicutes.
Orixinalmente o nome común "micoplasmas" servía normalmente para designar a todos os membros da clase Mollicutes. O nome "Mollicutes" deriva do latín mollis cutes, que significa "pel mol", facendo referencia a que estas bacterias carecen de paraede celular e da capacidade xenética de sintetizar peptidoglicano. Agora Mycoplasma é un xénero de Mollicutes e tende a reservarse o nome micoplasmas para el. A pesar da súa falta de parede celular, moitos taxonomistas clasificaron os Mycoplasma e outros xéneros relacionados no filo Firmicutes (de firmes cutes, "pel dura" ou parede celular dura), que constaba de bacterias grampositivas de baixo contido GC como Clostridium, Lactobacillus, e Streptococcus, debido ás semellanzas nos seus ARNr de 16 S. A orde Mycoplasmatales contén unha soa familia, Mycoplasmataceae, que comprende dous xéneros: Mycoplasma e Ureaplasma. Agora, algúns clasifican a clase Mollicutes no filo de recente creación Tenericutes.
Historicamente, describir unha bacteria como bacteria que non tiña parede celular era suficiente para clasificala no xénero Mycoplasma, e por iso este é o xénero máis antigo e amplo da clase con aproximadamente a metade das especies da clase (107 descritas validamente), cada unha delas xeralmente limitada a un só hóspede específico, aínda que un mesmo hóspede pode albergar a máis dunha especie, algunhas patóxenas e outras comensais. Nos últimos estudos, viuse que moitas destas especies están distribuídas en tres ordes diferentes.
Un criterio limitante para a inclusión dentro do xénero Mycoplasma é que o organismo teña un hóspede vertebrado. En realidade, a especie tipo M. mycoides, xunto con outros importantes micoplasmas como M. capricolum, están evolutivamente máis relacionados co xénero Spiroplasma da orde Entomoplasmatales do que con outros membros do xénero Mycoplasma. Estas e outras discrepancias probablemente permanecerán sen resolver debido á gran confusión que un cambio de xénero pode producir entre a comunidade médica e agrícola.
As restantes especies do xénero Mycoplasma son divididas en tres grupos non taxonómicos: hominis, pneumoniae e fermentans, baseándose no seu ARNr de 16 S.
O grupo hominis comprende os clústeres filoxenéticos do M. bovis, M. pulmonis, e M. hominis, entre outros. M. hyopneumoniae é o principal axente bacteriano causante da complexa enfermidade respiratoria porcina.
O grupo pneumoniae comprende os clústeres do M. muris, M. fastidiosum, U. urealyticum, os actualmente incultivables mollicutes hemotróficos, denominados informalmente haemoplasmas (recentemente transferidos aos xéneros Haemobartonella e Eperythrozoon), e o clúster M. pneumoniae. Este clúster contén as especies (entre parénteses o hóspede normal ou probable) M. alvi (bovino), M. amphoriforme (humano), M. gallisepticum (aviario), M. genitalium (humano), M. imitans (aviario), M. pirum (inseguro/humano), M. testudinis (tartarugas), e M. pneumoniae (humano). A maioría senón todas estas especies comparten algunhas características únicas como o orgánulo de adhesión, a posesión de homólogos das proteínas accesorias de citoadherencia de M. pneumoniae, e modificacións especializadas do seu aparato de división celular.
Un estudo de 143 xenes de 15 especies de Mycoplasma suxire que o xénero pode ser agrupado en catro clados ou grupos: M. hyopneumoniae, M. mycoides, M. pneumoniae e Bacillus-Phytoplasma. O grupo M. hyopneumoniae está máis emparentado co grupo M. pneumoniae do que co grupo M. mycoides. Contaminante de laboratorio
As especies de Mycoplasma encóntranse a miúdo nos laboratorios de investigación como contaminantes de cultivos celulares. A contaminación dos cultivos con micoplasmas ocorre debido á contaminación por individuos infectados ou outros cultivos. As células de Mycoplasma son fisicamente pequenas, menores de 1 µm, e son difíciles de detectar co microscopio óptico. Os micoplasmas poden inducir nos cultivos cambios celulares, como aberracións cromosómicas, cambios no metabolismo e no crecemento celular. Unha infección grave por Mycoplasma pode destruír unha liña celular. As técnicas de detección inclúen sondas de ADN, inmunoensaios (ELISA), reacción en cadea da polimerase (PCR), uso de ágar sensible e tinguiduras ou marcaxes do ADN como DAPI ou Hoechst.
A porcentaxe de cultivos infectados nos laboratorios é moi significativa. En Estados Unidos estímase que están contaminados entre o 11 e o 15% e a metade dos científicos non fan probas de contaminación dos cultivos por micoplasmas. En Europa o grao de contaminación é máis alto e no Xapón pode chegar ao 80% dos cultivos. Arredor do 1% dos datos dos Ómnibus de Expresión Xenética (Gene Expression Omnibus) poden estar comprometidos por esta contaminación. Desenvolvéronse varias formulacións de axentes antimicoplasmas baseadas en antibióticos nos últimos anos.