Corynebacterium

Corynebacterium é un xénero de bacterias grampositivas, de forma bacilar. Están amplamente distribuídas na natureza e son na súa maioría inocuas, pero tamén hai algunhas que poden causar enfermidades en humanos, como C. diphtheriae, causante da difteria. Algunhas son útiles para a industria, como C. glutamicum. Taxonomía
O xénero Corynebacterium foi creado por Lehmann e Neumann en 1896 como un grupo taxonómico que contiña os bacilos responsables de causar a difteria. O xénero definiuse baseándose en características morfolóxicas. Os estudos do ARNr 16S permitiron despois agrupalos na subdivisión de eubacterias grampositivas con alto contido G: C, cunha relación filoxenética moi próxima con Arthrobacter, Mycobacterium, Nocardia, e Streptomyces. O termo procede do grego koryne ("moca, maza") e bacterion ("bastonciño"). O termo "difteroides" utilízase par designar as corinebacterias que non producen difteria (algunhas poden producir outro trastorno chamado pseudodifteria), polo que C. diphtheriae estaría excluída. O termo, difteroide pode tamén significar "con forma de maza" ou corineiforme na tinguidura de Gram. Características
As principais características do xénero Corynebacterium foron descritas por Collins e Cummins en 1986. Son bacterias grampositivas, catalase positivas, non formadoras de esporas, inmóbiles, con forma de bacilo recto ou lixeiramente curvado. Xeralmente están presentes gránulos metacromáticos que son rexións onde se acumulan fosfatos. O seu tamaño está entre 2 e 6 micrometros de lonxitude e 0, 5 micrómetros de diámetro. Estas bacterias agrúpanse dun modo característico, que foi descrito como en forma de "V", "barreiras" (palisades) ou "letras chinesas". As formas en "V" orixínanse porque durante a división binaria as dúas células non conseguen separarse porque a parede ten dúas zonas con índice de fractura diferente e só a capa máis interna intervén na formación do tabique divisorio e quedan unidas pola capa externa. Poden aparecer tamén con forma elíptica. Son organismos aerobios ou anaerobios facultativos, quimioorganótrofos, cun contido GC xenómico de 51–65%. Son pleomórficas ao longo do seu ciclo de vida; poden ter varios tamaños e frecuentemente teñen engrosamentos en ambos os extremos, dependendo das condicións reinantes no medio.
Parede celular
A parede celular é distintiva, cun predominio de ácido meso-diaminopimélico na parede de mureína e moitas repeticións de arabinogalactano e de ácido corinemicólico (un ácido micólico de 22 a 26 átomos de carbono), ligados por enlaces disacáridos denominados L-Rhap-(1 → 4)--D-GlcNAc-fosfato. Todo isto forma un complexo freceunte nas especies de Corynebacterium: o micolil-AG–peptidoglicano (mAGP).
Cultivo
Os cultivos de corinebacterias crecen lentamente, mesmo en medios enriquecidos. En termos de requirimentos nutricionais, todas necesitan biotina para crecer. Algunhas cepas tamén precisan tiamina e PABA. Algunhas especies de Corynebacterium ás que se lle secuenciou o xenoma teñen entre 2, 5 e 3 millóns de pares de baes. A bacteria crece en medio de Loeffler, ágar sangue, e ágar tripticase soia (TSA). Forman pequenas colonias cincentas con aparencia granular, principalmente translúcidas, pero con centros opacos, convexas, con beiras continuas. A cor tende a ser branca amarelada no medio de Loeffler. No medio TSA poden formar colonias de cor cincenta con centros negros e beiras dentadas, que semellan flores (C. gravis), ou con beiras continuas (C. mitis), ou unha mestura entre esas dúas formas (C. intermedium). Hábitat
As Corynebacterium aparecen normalmente na natureza no solo, auga, plantas, e produtos alimenticios. Especies de Corynebacterium poden mesmo encontrarse na mucosa e na flora da pel humana e de animais. As especies C. bovis, C. mutissium, C. xerosis e C. hoffmani habitan na pel de todos os seres humanos, especialmente na zona axilar, e cando detectan a suor, multiplícanse rapidamente, dando lugar ao característico cheiro das axilas. Algunhas especies coñécense polos seus efectos patoxénicos en humanos e outros animais. A máis salientable é C. diphtheriae, que adquire a capacidade de producir toxina diftérica só despois de que interacciona cun bacteriófago, que a lisoxeniza. Outras especies patoxénicas para os humanos son: C. amicolatum, C. striatum, C. jeikeium, C. urealyticum, e C. xerosis; todas as cales son importantes como patóxenos en pacientes inmunosuprimidos. As especies patoxénicas para outros animais son C. bovis e C. renale. Xenómica
A análise comnparativa de xenomas de corinebacterias permitiu a identificación de varios indeis sinatura conservados, que son únicos do xénero. Dous exemplos destes indeis sinatura conservados en Corynebacterium son unha inserción de dous aminoácidos nunha rexión conservada do encima fosforribosa difosfato: decaprenil-fosfato fosforribosiltransferase e outra inserción de tres aminoácidos na acetato quinase. Ambos os indeis serven como marcadores moleculares para especies do xénero Corynebacterium. Ademais, identificáronse 16 proteínas sinatura conservadas, que só se atoparon no xénero Corynebacterium. Tres das proteínas sinatura conservadas teñen homólogos que se encontran en especies de Dietzia, que se cre que é o xénero máis emparentado con Corynebacterium. Nas árbores filoxenéticas baseadas en secuencias de proteínas concatenadas ou no ARNr 16S, o xénero Corynebacterium forma un clado diferenciado, dentro do cal hai un subclado diferente, o clúster I. Neste subclado están as especies C. diptheriae, C. pseudotuberculosis, C. ulcerans, C. aurimucosum, C. glutamicum e C. efficiens. Este clúster pode distinguirse por ter varios indeis sinatura conservados, como unha inserción de 2 aminoácidos en LepA e outra de 7 ou 8 aminoácidos en RpoC. Hai tamén 21 proteínas sinatura conservadas, que se encontran só nos membros do clúster I. Propúxose outro clúster no que se incluirían C. jeikeium e C. urealyticum, baseándose na presenza de 19 proteínas sinatura conservadas, que son únicas para as especies. Patoxenia
A doenza máis salientable causada por estas bacterias é a difteria humana, orixinada pola Corynebacterium diphtheriae. É unha infección aguda contaxiosa caracterizada pola formación de pseudomembranas de células epiteliais mortas, glóbulos brancos, glóbulos vermellos e fibrina, que se forma arredor das tonsilas e farinxe. É unha doenza pouco común que tende a ocorrer en individuos non vacinados, especialmente nenos en idade escolar, ou en países subdesenvolvidos, vellos, pacientes con neutropenia ou inmunodepriomidos, ou con aparellos prostéticos, como próteses de válvulas cardíacas, catéteres ou derivacións (shunt). Pode ocasionalmente infectar feridas, a vulva, a conxuntiva, e o oído medio. Pode orixinar infeccións nosocomiais (hospitalarias). As cepas virulentas e toxixénicas son lisoxénicas (levan un profago integrado), e producen unha exotoxina formada por dúas cadeas polipeptídicas, que se produce cando a bacteria sofre transformación xenética por un xene pertencente ao profago β.
Varias especies causan enfermidades en animais, principalmente C. pseudotuberculosis, que causa linfadenites en cabras e ovellas e algunhas son patóxenas humanas e poden producir linfoadenopatías granulosas, pneumonite, farinxite, infeccións da pel e endocardites, en individuos sans ou inmunodeprimidos. A endocardite corineobacteriana é máis frecuente en pacientes con aparellos intravasculares. C. tenuis crese que causa a tricomicose palmelina e a tricomicose axilar. C. striatum pode causar cheiro axilar. C. minutissimum causa eritrasma. Aplicacións industriais
As especies non patóxenas de Corynebacterium utilízanse en aplicacións industriais moi importantes, como a produción de aminoácidos, nucleótidos, e factores nutricionais; bioconversión de esteroides; degradación de hidrocarburos; curación do queixo; e produción de encimas. Algunhas especies producen metabolitos similares a antibióticos, como: bacteriocinas do tipo corinecina-linocina, axentes antitumorais, etc.
Algunhas especies de Corynebacterium utilízanse na produción en masa de aminoácidos. Unha das especies máis estudadas é C. glutamicum, cuxo nome fai refencia á súa capacidade de producir ácido glutámico en condicións aeróbicas. Utilízase na industria alimentaria como glutamato monosódico na produción de prebe de soia e iogur. O ácido glutámico é un aditivo alimentario que se produce a razón de 1, 5 millóns de toneladas ao ano. A ruta metabólica utilizada por Corynebacterium foi manipulada para a produción de lisina e treonina.
A expresión do factor de crecemento epidérmico humano funcionalmente activo foi conseguida en C. glutamicum, o que demostra o seu potencial na produción a escala industrial de proteínas humanas. As proteínas expresadas poden ser dirixidas á secreción ou ben pola vía secretora xeral (Sec) ou ben pola vía de translocación Tat.
A diferenza das bacterias gramnegativas, as Corynebacterium grampositivas carecen dos lipopolisacáridos que funcionan como endotoxinas antixénicas en humanos. Especies
A maioría das especies de corinebacterias non son lipófilas, pero algunhas si.
Non lipófilas
As bacterias non lipófilas poden clasificarse como fermentativas e non fermentativas: Conrinebacterias fermentativas
Grupo de Corynebacterium diphtheriae
Corynebacterium xerosis e Corynebacterium striatum
Corynebacterium minutissimum
Corynebacterium amycolatum
Corynebacterium glucuronolyticum
Corynebacterium argentoratense
Corynebacterium matruchotii
Corynebacterium sp.
Corinebacterias non fermentativas
Corynebacterium afermentans subsp. afermentans
Corynebacterium auris
Corynebacterium pseudodiphtheriticum
Corynebacterium propinquum
Lipófilas
Corynebacterium jeikeium
Corynebacterium urealyticum
Corynebacterium afermentans subsp. lipophilum
Corynebacterium accolens
Corynebacterium macginleyi
CDC coryneform grupos F-1 e G
Corynebacterium bovis