Cardiobacterium hominis

Cardiobacterium hominis /ˌkɑːrdiəʊbækˈtɪəriəm ˈhɒmɪnɪs/ (KAR-dee-oh-bak-TEER-ee-um HOM-i-nis) es una bacteria microaerófila , pleomórfica , exigente y Gram negativa que forma parte de la familia Cardiobacteriaceae y del grupo HACEK . ^{[ 1 ]} Se encuentra con mayor frecuencia en la microbiota humana , específicamente en la región orofaríngea , incluyendo la boca y la parte superior del tracto respiratorio . Es una de las causas de endocarditis , una inflamación potencialmente mortalcerca del revestimiento interno y las válvulas del corazón. ^{[ 2 ]} Si bien las infecciones causadas por Cardiobacterium hominis son poco comunes, diversas manifestaciones clínicas están relacionadas con la bacteria, incluyendo meningitis , sepsis e infecciones óseas. ^{[ 2 ]}

En 1964, los investigadores IJ Slotnick y Mary Dougherty nombraron la especie en honor a su investigación sobre un paciente varón de 54 años. ^{[ 3 ]} El género Cardiobacterium es una frase compuesta por dos palabras extranjeras: kardia y bacteria . El sustantivo femenino "kardia" se traduce como corazón, y el sustantivo latino neutro "bacterium" significa pequeño bastón. Hominis es un sustantivo latino masculino en genitivo que se traduce como ser humano, de un hombre. ^{[ 4 ]} El género y la especie completos se pueden traducir al inglés como una bacteria del corazón de un ser humano , lo que refleja el aislamiento original que se produjo a partir de la endocarditis infecciosa en las válvulas cardíacas . ^{[ 2 ]}

Cardiobacterium hominis fue descubierto originalmente en 1962 a partir del análisis de cuatro casos de endocarditis infecciosa durante diez meses. ^{[ 5 ]} Tras su primer aislamiento, los investigadores describieron Cardiobacterium hominis , que entonces no se reconocía, como un organismo similar a Pasteurella y lo clasificaron como grupo "II-D" por los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades . ^{[ 5 ]}

En 1964, los investigadores IJ Slotnick y M. Dougherty del Laboratorio de Bacteriología, Hospital St. Jude y Departamento de Microbiología, Universidad de Tennessee encontraron Cardiobacterium hominis en un paciente varón de 54 años con endocarditis infecciosa . ^{[ 3 ]} Los cirujanos encontraron un gran agujero en la válvula aórtica , y los investigadores luego cultivaron el tejido aórtico . Se aislaron bacterias gramnegativas con morfología de bacilo del tejido después de 48 horas. ^{[ 3 ]} Cardiobacterium hominis fue identificado más tarde usando espectroscopia de masas . Casualmente, la bacteria fue caracterizada más tarde como otra especie del género Cardiobacterium , porque se encontró en tejido cardíaco y se descubrió que era una causa de endocarditis infecciosa . ^{[ 6 ]} La identificación de esta bacteria resultó ser un desafío debido a su naturaleza pleomórfica . Cardiobacterium hominis se clasificó en el grupo HACEK debido a su perfil infeccioso similar al del resto de los organismos HACEK , como los grupos de géneros Haemophilus , Aggregatibacter , Eikenella y Kingella , que se sabe que causan endocarditis en humanos. ^{[ 7 ]}

Cardiobacterium hominis pertenece al dominio Bacteria y al filo Pseudomonadota . ^{[ 1 ]} El organismo es miembro de la clase Gammaproteobacteria , orden Cardiobacteriales , familia Cardiobacteriaceae y género Cardiobacterium . ^{[ 1 ]} La única otra especie del género Cardiobacterium es Cardiobacterium valvarum , conocida por la flora orofaríngea y organismo causante similar de la endocarditis infecciosa . ^{[ 1 ]} Por lo tanto, Cardiobacterium valvarum es el vecino filogenético más cercano del organismo . Los siguientes vecinos más cercanos a la bacteria están en la familia Pseudomonadota , que comúnmente se denominan proteobacterias . ^{[ 8 ]} Algunas bacterias Gram negativas que están en este filo son Escherichia , Salmonella y Vibrio .

El ADN genómico se extrajo utilizando el kit de purificación de ADN genómico Wizard de la empresa Promega . ^{[ 9 ]} La secuenciación del ADN produjo lecturas de extremos emparejados de 150 pb, descartándose las lecturas más cortas de 150 pb. El ensamblaje se realizó con el ensamblador de genomas SPAdes utilizando diferentes valores de k-mer de 43 a 127 y Quast utilizando puntuaciones N50 y L50 y la menor cantidad de contigs mayores de 1000 pb. ^{[ 9 ]} La anotación de estos ensamblajes se realizó utilizando RSAT y se analizó utilizando el visor SEED. La búsqueda de genes de resistencia a antibióticos y secuencias de profagos se completó a través de PHAST, mientras que la identificación, utilizando un método que comparó secuencias codificantes traducidas y proteínas que les corresponden, se realizó utilizando la base de datos CLUSTAL-W. Se encontró que después de secuenciar 2.456.795 lecturas de extremos emparejados de 15 pb y ensamblarlas, se encontró que el sistema RAST predijo 2.489 secuencias codificantes (CDS) con algunas funciones como metabolismo de la pared celular, virulencia y defensa, metabolismo de carbohidratos , metabolismo de proteínas , metabolismo de ARN , metabolismo de lípidos y metabolismo de ADN. ^{[ 9 ]} Después de una anotación adicional, algunos CDS revelaron una función potencial involucrada en la resistencia a antibióticos, pero Resfinder demostró una mayor sensibilidad a antibióticos como ceftriaxona y gentamicina . ^{[ 9 ]} Finalmente, también aparecieron una secuencia de profago completa y dos incompletas . ^{[ 9 ]}

La secuenciación de ADN produjo lecturas de extremos emparejados de 150 pb, descartándose las lecturas más cortas. La anotación de los ensamblajes se realizó con RAST y se analizó con SEED viewer. ^{[ 9 ]} La búsqueda de genes de resistencia a antibióticos y secuencias de profagos se completó mediante PHAST, mientras que la identificación, utilizando un método que comparó las secuencias codificantes traducidas y las proteínas correspondientes, se realizó con la base de datos CLUSTAL-W. ^{[ 9 ]}

En general, se encontró que la cepa T05791 secuenciada de Cardiobacterium hominis tenía un cromosoma circular con un tamaño de genoma de 2,7 megabases (Mb) y un contenido de G+C del 59%. ^{[ 10 ]} El nivel de ensamblaje es un genoma completo que consta de alrededor de 2670755 nucleótidos y un recuento total de genes de 2474, 2412 son genes de proteínas y 42 son genes de ARN. ^{[ 11 ]} El sistema RAST predijo genes que codifican para funciones tales como metabolismo de la pared celular, defensa, metabolismo de carbohidratos , metabolismo de proteínas, metabolismo de ARN, metabolismo de lípidos y metabolismo de ADN ^{[ 9 ]} Con respecto a su patogenicidad , Cardiobacterium hominis tiene una virulencia muy baja y mínimos genes ayudan a sus capacidades patógenas. ^{[ 12 ]} Una anotación adicional reveló funciones potenciales involucradas en la resistencia a antibióticos , pero Resfinder demostró una mayor sensibilidad a antibióticos como ceftriaxona y gentamicina . ^{[ 9 ]} También aparecieron una secuencia de profago completa y dos incompletas .

Cardiobacterium hominis tiene una morfología inconsistente en forma de bastón debido a su naturaleza pleomórfica . ^{[ 3 ]} Los bastones típicamente tienen extremos redondeados, con uno o ambos frecuentemente agrandados y tienen 0,5-0,6 μm de ancho y 1,0-2,2 μm de largo. ^{[ 3 ]} Otras características morfológicas que se han observado son pares, cadenas cortas, forma de lágrima y cúmulos. ^{[ 3 ]} El organismo prospera en concentraciones de alrededor de 2-10% de oxígeno y posee vías de gluconeogénesis y enzimas necesarias para producir precursores de nucleótidos . ^{[ 13 ]} Su utilización de metabolitos incluye la capacidad de construir ácido a partir de glucosa , fructosa y maltosa y posee algunas de las ventajas fisiológicas y morfológicas relativas a este género de bacterias incluyendo, la capacidad de vivir en ambientes con bajo oxígeno, resistencia al calor y al frío ( mesófilo ), formación de esporas y resistencia a antibióticos excepto a la penicilina . ^{[ 2 ]} La envoltura celular de Cardiobacterium hominis se caracteriza por una fina capa de peptidoglicano rodeada por una capa externa compuesta de lipopolisacáridos relacionados con bacterias Gram negativas . ^{[ 14 ]}