Bacteriófago T12

El bacteriófago T12 es un bacteriófago que infecta a la bacteria Streptococcus pyogenes . Es una especie propuesta de la familia Siphoviridae en el orden Caudovirales, también conocido como virus con cola . ^{[ 1 ]} Convierte una cepa inofensiva de bacterias en una cepa virulenta. Porta el gen spe A que codifica la toxina eritrogénica A. ^{[ 2 ]} speA también se conoce como exotoxina piógena estreptocócica A, toxina de la escarlatina A o incluso toxina escarlatinal . ^{[ 3 ] [ 4 ]} Nótese que el nombre del gen " spe A" está en cursiva; el nombre de la toxina "speA" no está en cursiva. La toxina eritrogénica A convierte una cepa inofensiva y no virulenta de Streptococcus pyogenes en una cepa virulenta mediante lisogenia , un ciclo de vida caracterizado por la capacidad del genoma para integrarse en la célula huésped y mantenerse de forma estable durante generaciones. ^{[ 5 ]} Los fagos con un ciclo de vida lisogénico también se denominan fagos templados . ^{[ 2 ]} El bacteriófago T12, miembro propuesto de la familia Siphoviridae , que incluye bacteriófagos relacionados portadores de spe A, es también un fago prototípico para todos los fagos portadores de spe A de Streptococcus pyogenes , lo que significa que su genoma es el prototipo de los genomas de todos estos fagos de S. pyogenes . ^{[ 6 ]} Es el principal sospechoso como causa de la escarlatina, una enfermedad infecciosa que afecta a niños pequeños. ^{[ 5 ]}

La posibilidad de la participación de bacteriófagos en la producción de speA se introdujo por primera vez en 1926 cuando Cantacuzene y Boncieu informaron que cepas no virulentas de S. pyogenes se transformaron en cepas virulentas a través de algún elemento transferible. Frobisher y Brown informaron resultados similares en 1927, y en 1949, los informes fueron confirmados por Bingel ^{[ 7 ] [ 8 ]} Más tarde, en 1964, Zabriskie informó que el fago T12 podía causar la producción de speA por lisogenia en cepas de las que pasó a formar parte. ^{[ 9 ]} En 1980, Johnson, Schlievert y Watson pudieron confirmar esto y demostrar que el gen para la producción de speA se transfirió de cepas toxigénicas de bacterias a cepas no toxigénicas a través de lisogenia. En su experimento, cada colonia bacteriana transformada y productora de toxinas era lisogénica, es decir, contenía el gen T12. Además, ninguna de las colonias que contenían el genoma T12 fue negativa para speA, y por lo tanto, se llegó a la conclusión de que todos los lisógenos producían la toxina. ^{[ 10 ]} Sin embargo, McKane y Ferretti informaron en 1981 que un mutante espontáneo del fago T12 indujo la producción de speA de manera virulenta. Este mutante, el bacteriófago T12cp1, entró en el ciclo lítico , un ciclo de vida en el que la célula huésped es destruida. ^{[ 11 ]} En 1983, Johnson y Schlievert publicaron un mapa del genoma T12, revelando también que ocurren tres rondas de empaquetamiento en el genoma. ^{[ 9 ]} Al año siguiente, Johnson y Schlievert y Weeks y Ferretti también encontraron, independientemente, que el bacteriófago T12 lleva el gen estructural para speA. ^{[ 8 ] [ 12 ]} En 1986, Johnson, Tomai y Schlievert mapearon el sitio de unión (attP) para T12 adyacente al gen spe A, y establecieron que todas las cepas bacterianas que producen la toxina portan el fago T12 mismo, o un bacteriófago estrechamente relacionado. ^{[ 5 ]} Y finalmente, en 1997, McShan y Ferretti publicaron que habían encontrado el segundo sitio de unión (attR) para T12, mientras que también revelaron en otra publicación, que también se atribuyó a Tang, que el bacteriófago T12 se inserta en un gen que codifica un ARNt de serina en el huésped. ^{[ 2 ] [ 6 ]}

Se encontró que el mapa físico del genoma T12 era circular con una longitud total de 36,0 kb. ^{[ 9 ]} Se informó que el genoma del fago contiene el gen spe A, ^{[ 12 ]} que es un segmento de 1,7 kb del genoma del fago T12 flanqueado por sitios SalI y HindIII . ^{[ 8 ]}

El gen de la integrasa del fago (int) y el sitio de unión del fago (attp) se encuentran justo antes del gen speA en el genoma del fago. El bacteriófago T12 se integra en el cromosoma de S. pyogenes mediante recombinación sitio-específica en el bucle anticodón de un gen que codifica el ARNt de serina. El sitio de unión bacteriano (attB) tiene una secuencia de 96 pares de bases homóloga al sitio de unión del fago y se encuentra en el extremo 3' del gen del ARNt, de modo que la secuencia codificante del gen del ARNt permanece intacta después de la integración del profago . El fago T12 es el primer ejemplo de un fago de un huésped grampositivo con bajo contenido de GC que utiliza este tipo de sitio de integración. ^{[ 2 ] [ 6 ]}

Enfermedades como la escarlatina y el síndrome de shock tóxico estreptocócico son causadas por cepas estreptocócicas lisogenizadas que producen speA. Estas enfermedades son respuestas sistémicas a la speA que circula en el organismo. ^{[ 13 ]}

Síndrome de shock tóxico estreptocócico

En el síndrome de shock tóxico estreptocócico (StrepTSS), la proteína speA producida por cepas estreptocócicas infectadas actúa como un superantígeno e interactúa con monocitos y linfocitos T humanos , induciendo la proliferación de células T y la producción de monocinas (p. ej. , factor de necrosis tumoral α , interleucina 1 , interleucina 6 ) y linfocinas (p. ej., factor de necrosis tumoral β, interleucina 2 e interferón gamma). Estas citocinas (TNFα, TNFβ) parecen mediar la fiebre, el shock y la insuficiencia orgánica característicos de la enfermedad. ^{[ 13 ] [ 19 ] [ 20 ]}

Signos y síntomas

El síndrome de shock tóxico estreptocócico (SST) es una enfermedad febril aguda que comienza con un síndrome leve similar a una infección viral, caracterizado por fiebre, escalofríos, mialgia , diarrea, vómitos y náuseas, e implica una infección menor de los tejidos blandos que puede progresar a shock, insuficiencia multiorgánica y muerte. ^{[ 20 ]}

Tratamiento

Si bien la penicilina es un tratamiento eficaz para las infecciones leves, es menos eficaz en los casos graves. Los tratamientos emergentes para el síndrome de shock tóxico estreptocócico incluyen la clindamicina y la gammaglobulina intravenosa . ^{[ 20 ]}

La presencia del bacteriófago lisogénico T12 puede detectarse mediante ensayos de placa si la cepa indicadora utilizada es susceptible al fago que se está analizando. Los ensayos de placa consisten en verter una solución de agar blando con una cepa indicadora sobre una placa de agar. La cepa indicadora debe ser una cepa bacteriana susceptible de ser infectada por el fago que se desea detectar. Una vez que el agar blando se ha solidificado, las muestras que se van a analizar para detectar la presencia del fago se siembran en placas de agar blando. Las placas se incuban durante la noche y se comprueba la presencia de placas al día siguiente. Si el fago está presente, las cepas indicadoras se infectarán y completarán el ciclo lisogénico normal durante la incubación, para luego sufrir lisis . La placa que determina la presencia o ausencia del fago se produce por la lisis de las cepas indicadoras. Los títulos de placas se pueden determinar diluyendo las muestras y contando las unidades formadoras de placa (UFP). ^{[ 21 ]}

Las pruebas bioquímicas, como el Southern blot, también pueden utilizarse para detectar la proteína speA que el fago produce a partir del gen speA. Esto se realizó en una investigación llevada a cabo por Johnson, Tomai y Schlievert en 1985, aislando el ADN de cepas de estreptococos y realizando una digestión con la enzima de restricción BglII . Una vez completada la digestión, las muestras de ADN se sometieron a electroforesis en gel para separar el ADN. El ADN de este gel se transfirió a papel de nitrocelulosa y se incubó con sondas específicas para speA. En este artículo se puede observar una imagen de este Southern blot . ^{[ 5 ]}

Los bacteriófagos se propagan con mucha facilidad. ^{[ 22 ]} A bajas exposiciones, la luz ultravioleta puede aumentar la producción tanto del fago T12 como de speA. ^{[ 4 ]} Tiempos de exposición a la luz ultravioleta más prolongados pueden matar al fago. La luz ultravioleta estresa a las bacterias lisogénicas, lo que lleva a los fagos a propagarse y romper las células bacterianas del huésped. ^{[ 23 ]} En el caso del T12, la exposición a la luz ultravioleta aumenta la propagación del bacteriófago T12 a los 20 segundos de exposición. Después de 20 segundos de exposición, la luz ultravioleta comienza a matar al bacteriófago dañando su genoma . ^{[ 24 ]}

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