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Acanthamoeba

Acanthamoeba es un género de amebas que se recuperan comúnmente del suelo, agua dulce y otros hábitats . El género Acanthamoeba tiene dos etapas en su ciclo de vida, la etapa de...

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Acanthamoeba es un género de amebas que se recuperan comúnmente del suelo, agua dulce y otros hábitats . El género Acanthamoeba tiene dos etapas en su ciclo de vida, la etapa de trofozoíto metabólicamente activo y una etapa de quiste latente y resistente al estrés. En la naturaleza, las especies de Acanthamoeba son generalmente bacterívoras de vida libre. Sin embargo, también son patógenos oportunistas capaces de causar infecciones graves y, a veces, fatales en humanos y otros animales. [1]

Distribución

Las especies de Acanthamoeba se encuentran entre los protozoos más frecuentes en el medio ambiente. [1] Se encuentran distribuidas por todo el mundo y se han aislado del suelo, el aire, las aguas residuales, el agua de mar, las piscinas cloradas, el agua corriente doméstica, el agua embotellada, las unidades de tratamiento dental, los hospitales, las unidades de aire acondicionado y los estuches de lentes de contacto. Además, se han aislado de la piel humana, las fosas nasales, la garganta y los intestinos, así como de plantas y otros mamíferos. [2]

Papel en la enfermedad

Microscopía y diagnóstico molecular de la encefalitis por Acanthamoeba : barra de escala: 10 μm

Las enfermedades causadas por Acanthamoeba incluyen queratitis y encefalitis amebiana granulomatosa (GAE). [3] Esta última se observa a menudo, pero no siempre, en pacientes inmunodeprimidos. [4] La GAE es causada por las amebas que ingresan al cuerpo a través de una herida abierta y luego se propagan al cerebro. [5] La combinación de respuestas inmunes del huésped y proteasas amebales secretadas causa una hinchazón cerebral masiva [6] que resulta en la muerte en aproximadamente el 95% de los infectados.

Encefalitis amebiana granulomatosa (EGA)

La encefalitis amebiana granulomatosa (EAG) es causada por una infección amebiana del sistema nervioso central (SNC). Se caracteriza por síntomas neurológicos que incluyen dolor de cabeza, convulsiones y anomalías del estado mental. [1] Estos empeoran progresivamente durante semanas o meses, y conducen a la muerte en la mayoría de los pacientes. [1] La infección generalmente se asocia con afecciones subyacentes como inmunodeficiencia , diabetes, neoplasias malignas, desnutrición, lupus eritematoso sistémico y alcoholismo. [1] El parásito ingresa al cuerpo a través de cortes en la piel o al ser inhalado en el tracto respiratorio superior. [1] Luego, el parásito se propaga a través de la sangre hacia el SNC. Acanthamoeba cruza la barrera hematoencefálica por medios que aún no se comprenden. La invasión posterior del tejido conectivo y la inducción de respuestas proinflamatorias conducen a un daño neuronal que puede ser fatal en cuestión de días. Las lesiones granulomatosas puras son raras en pacientes con SIDA y otros estados de inmunodeficiencia relacionados, ya que los pacientes no tienen una cantidad adecuada de células T CD+ve para generar una respuesta granulomatosa a la infección por Acanthamoeba en el SNC y otros órganos y tejidos. [4] Un manguito perivascular con amebas en el tejido necrótico es un hallazgo habitual en el SIDA y en las condiciones de inmunodeficiencia de células T relacionadas.

La biopsia cerebral normalmente revela edema severo y necrosis hemorrágica . [7] Un paciente que ha contraído esta enfermedad generalmente muestra síntomas subagudos, incluyendo estado mental alterado, dolores de cabeza, fiebre, rigidez de cuello, convulsiones y signos neurológicos focales (como parálisis de nervios craneales y coma), todos ellos conducen a la muerte en un plazo de una semana a varios meses. [8] Debido a la rareza de este parásito y la falta de conocimiento, ahora no se conocen buenos diagnósticos o tratamientos para la infección por Acanthamoeba . Los casos de queratitis por Acanthamoeba en el pasado se han resuelto con una terapia que consistía en atropina y algunos otros medicamentos sin efectos antimicrobianos. Publicaciones recientes muestran que la atropina interfiere con el receptor CHRM1 del protista , causando la muerte celular. [9]

La infección suele imitar la de la leptomeningitis bacteriana , la meningitis tuberculosa o la encefalitis vírica. El diagnóstico erróneo a menudo conduce a un tratamiento erróneo e ineficaz. En el caso de que la Acanthamoeba se diagnostique correctamente, los tratamientos actuales, como la anfotericina B , la rifampicina , la trimetoprima - sulfametoxazol , el ketoconazol , el fluconazol , la sulfadiazina o el albendazol , solo tienen un éxito provisional. El diagnóstico correcto y oportuno, así como los métodos de tratamiento mejorados y la comprensión del parásito, son factores importantes para mejorar el resultado de la infección por Acanthamoeba . Un artículo publicado en 2013 ha demostrado efectos sustanciales de algunos medicamentos aprobados por la FDA con una tasa de muerte in vitro superior al 90%. [4] Estos resultados fueron efectos in vitro , pero como los medicamentos ya están aprobados, las infecciones humanas pueden ser dirigidas después de los cálculos de dosis en ensayos clínicos realizados con estos diversos grupos de medicamentos.

Queratitis acanthamoebiana

Acanthamoeba patógena vista bajo un microscopio óptico

Cuando están presentes en el ojo, las cepas de Acanthamoeba pueden causar queratitis acanthamoebica , que puede provocar úlceras corneales o incluso ceguera. [10] Esta afección se presenta con mayor frecuencia entre usuarios de lentes de contacto que no desinfectan adecuadamente sus lentes, lo que se agrava por no lavarse las manos antes de manipular las lentes. Las soluciones multiuso para lentes de contacto son en gran medida ineficaces contra Acanthamoeba , mientras que las soluciones a base de peróxido de hidrógeno tienen buenas características de desinfección. [11] [12]

La primera curación de una infección corneal se logró en 1985 en el Moorfields Eye Hospital . [13]

En mayo de 2007, Advanced Medical Optics, fabricante de los productos Complete Moisture Plus Contact Lens Solution, emitió un retiro voluntario de sus soluciones Complete Moisture Plus. El temor era que los usuarios de lentes de contacto que utilizaban su solución corrían un mayor riesgo de queratitis acanthamoebiana que los usuarios de lentes de contacto que utilizaban otras soluciones. El fabricante retiró el producto después de que los Centros para el Control y Prevención de Enfermedades de los Estados Unidos descubrieron que 21 personas posiblemente habían contraído una infección por Acanthamoeba después de utilizar Complete Moisture Plus en el mes anterior al diagnóstico. [14]

Como reservorio bacteriano

Varias especies de bacterias que pueden causar enfermedades humanas también pueden infectar y replicarse dentro de las especies de Acanthamoeba . [1] Estas incluyen Legionella pneumophila , Pseudomonas aeruginosa y algunas cepas de Escherichia coli y Staphylococcus aureus . [1] [15] Para algunas de estas bacterias, la replicación dentro de Acanthamoeba se ha asociado con un mayor crecimiento de los macrófagos y una mayor resistencia a algunos antibióticos. [1] Además, debido a la alta prevalencia de Acanthamoeba en el medio ambiente, se ha propuesto que estas amebas sirvan como reservorio ambiental para algunos patógenos humanos. [1]

Ecología

A. castellanii se encuentra en altas densidades en diversos ecosistemas del suelo. Se alimenta de bacterias, pero también de hongos y otros protozoos.

Esta especie es capaz de lisar bacterias y producir una amplia gama de enzimas, como celulasas o quitinasas, [16] y probablemente contribuye a la descomposición de la materia orgánica en el suelo, contribuyendo al ciclo microbiano .

Fisiología

Papel como organismo modelo

Debido a que Acanthamoeba no difiere mucho a nivel ultraestructural de una célula de mamífero, es un modelo atractivo para estudios de biología celular; es importante en microbiología celular, biología ambiental, fisiología, interacciones celulares, biología molecular, bioquímica y estudios evolutivos, debido a los roles versátiles de los organismos en el ecosistema y la capacidad de capturar presas por fagocitosis , actuar como vectores y reservorios de patógenos microbianos y producir infecciones humanas graves. Además, Acanthamoeba se ha utilizado ampliamente para comprender la biología molecular de la motilidad celular [17] y la latencia de las células cancerosas mediante la exploración en profundidad del proceso de enquistamiento. [18]

La secuencia del genoma de Acanthamoeba , recientemente disponible, reveló varios ortólogos de genes empleados en la meiosis de eucariotas sexuales . Estos genes incluían Spo11 , Mre11 , Rad50 , Rad51 , Rad52 , Mnd1, Dmc1 , Msh y Mlh . [19] Este hallazgo sugiere que Acanthamoeba es capaz de alguna forma de meiosis y puede ser capaz de experimentar reproducción sexual. Además, dado que Acanthamoeba divergió temprano del árbol genealógico eucariota, estos resultados sugieren que la meiosis estuvo presente temprano en la evolución eucariota.

Debido a su facilidad y economía de cultivo, la cepa Neff de A. castellanii , descubierta en un estanque del Golden Gate Park en la década de 1960, se ha utilizado eficazmente como organismo modelo clásico en el campo de la biología celular. A partir de solo 30 L de medio simple inoculado con A. castellanii , se pueden obtener alrededor de 1 kg de células después de varios días de cultivo aireado a temperatura ambiente. Iniciado en el laboratorio de Edward D. Korn en los Institutos Nacionales de Salud (NIH), se han descubierto muchas moléculas biológicas importantes y se han dilucidado sus vías utilizando el modelo de Acanthamoeba . Thomas Dean Pollard aplicó este modelo en el NIH, la Facultad de Medicina de Harvard , la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins y el Instituto Salk de Estudios Biológicos para descubrir y caracterizar muchas proteínas que son esenciales para la motilidad celular, no solo en las amebas, sino también en muchas otras células eucariotas, especialmente las de los sistemas nervioso e inmunológico humano, el embrión en desarrollo y las células cancerosas. Acanthamoeba también ha servido como modelo para estudiar la evolución de ciertas proteínas G. Este eucariota unicelular expresa pocos GPCR sobre su membrana celular que cumplen una función vital para el microorganismo, se han utilizado herramientas bioinformáticas de homología estructural para demostrar la presencia de un homólogo del receptor muscarínico M1 humano en A. castellanii . [20] El bloqueo de estos receptores muscarínicos en estudios anteriores ha demostrado ser amebicida en Acanthamoeba spp. [5] Más recientemente, se ha informado que los canales de calcio dependientes de voltaje en Acanthamoeba spp. (CavAc) tienen similitudes con los canales de calcio dependientes de voltaje humanos como TPC-1 y los canales de calcio de tipo L y responden a bloqueadores de los canales de Ca como la loperamida. [21] Este microbio modelo se ha estudiado para comprender estados neurodegenerativos complejos, incluida la enfermedad de Alzheimer. Los científicos han aislado un neurotransmisor, la acetilcolina, en Acanthamoeba y la maquinaria enzimática necesaria para su síntesis. [22]

Endosimbiontes

Las especies de Acanthamoeba contienen diversos endosimbiontes bacterianos que son similares a los patógenos humanos, por lo que se las considera patógenos humanos emergentes potenciales. [23] La naturaleza exacta de estos simbiontes y el beneficio que representan para el huésped amebiano aún deben aclararse. Entre ellos se incluyen Legionella y patógenos similares a Legionella . [24]

Virus gigantes

Los virus gigantes Mimivirus , Megavirus y Pandoravirus infectan a Acanthamoeba . [25]

Los miembros del género Acanthamoeba son inusuales porque sirven como huéspedes de una variedad de virus gigantes (que tienen más de 1000 genes codificadores de proteínas; por ejemplo, Pandoravirus , que tiene alrededor de 2500 genes codificadores de proteínas en su genoma).

Diversidad

La Acanthamoeba se puede distinguir de otros géneros de amebas basándose en características morfológicas. [26] Sin embargo, diferenciar una especie de Acanthamoeba de otra por morfología ha resultado difícil. Basándose en la secuenciación del 18S rDNA , las cepas conocidas de Acanthamoeba se pueden organizar en 12 grupos, denominados T1-T12. [26] La mayoría de los aislados causantes de enfermedades pertenecen al tipo T4. [26]

A continuación se incluye una lista de las especies descritas de Acanthamoeba , con los tipos de secuencia indicados cuando se conocen. Las especies que se han identificado en pacientes enfermos están marcadas con *.

  • A. astronyxis (Ray y Hayes 1954) Página 1967 * (T7)
  • A. byersi Qvarnstrom, Nerad y Visvesvara 2013 *
  • A. castellanii Volkonski 1931 * (T4) [ A. terricola Pussard 1964 ]
  • A. comandoni Pussard 1964 (T9)
  • A. culbertsoni (Singh y Das 1970) Griffin 1972 * (T10)
  • A. divionensis Pussard y Pons 1977 (T4)
  • A. echinulata Pussard y Pons 1977
  • A. gigantea Schmöller 1964
  • A. glebae (Dobell 1914)
  • A. gleichenii Volkonsky 1931
  • A. Griffith Sawyer 1971 (T3)
  • A. hatchetti Sawyer, Visvesvara y Harke 1977 * (T11)
  • A. Healyi Moura, Wallace y Visvesvara 1992 (T12)
  • A. hyalina Dobel & O'connor 1921
  • A. jacobsi Sawyer, Nerad y Visvesvara 1992
  • A. queratitis * [27]
  • A. lenticulata Molet & Ermolieff-braun 1976 (T3)
  • A. lugdunensis Pussard & Pons 1977 * (T4)
  • A. mauritaniensis Pussard y Pons 1977 (T4)
  • A. micheli Corsaro et al. 2015
  • A. palestinensis (Reich 1933) Página 1977 * (T1)
  • A. paradivionensis Pussard y Pons 1977 (T4)
  • A. pearcei Nerad y otros 1995
  • A. polyphaga (Puschkarew 1913) Volkonsky 1931 * (T4)
  • A. pustulosa Pussard y Pons 1977 (T2)
  • A. pyriformis (Olive y Stoianovitch 1969) Spiegel y Shadwick 2016
  • A. quina Pussard & Pons 1977 *
  • A. rhysodes (Singh 1952) Griffin 1972 * (T4)
  • A. royreba Willaert, Stevens y Tyndall 1978
  • A. sohi Kyung-il y Shin 2003
  • A. stevensoni Sawyer y otros 1993 (T11)
  • A. triangularis Pussard y Pons 1977 (T4)
  • A. tubiashi Lewis y Sawyer 1979 (T8)

Etimología

Del griego akantha (espina), que se añadió antes de "amoeba" (cambio) para describir a este organismo como poseedor de una estructura similar a una espina ( acanthopodia ). Este organismo es ahora bien conocido como Acanthamoeba , un protozoo protista anfizoico, oportunista y no oportunista ampliamente distribuido en el medio ambiente. [28]

Véase también

Referencias

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  • Acanthamoeba – Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades
  • Vídeo de Acanthamoeba en la queratitis por lentes de contacto
  • Marciano-Cabral F, Cabral G (abril de 2003). "Acanthamoeba spp. como agente de enfermedades en humanos". Clinical Microbiology Reviews . 16 (2): 273–307. doi :10.1128/CMR.16.2.273-307.2003. PMC  153146 . PMID  12692099.
  • Recurso completo sobre la ameba
  • La salud ocular y la Acanthamoeba
  • Imágenes e ilustraciones de Acanthamoeba
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