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Toxina microbiana

Las toxinas microbianas son toxinas producidas por microorganismos , incluyendo bacterias , hongos , protozoos , dinoflagelados y virus . Muchas toxinas microbianas promueven in...

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Las toxinas microbianas son toxinas producidas por microorganismos , incluyendo bacterias , hongos , protozoos , dinoflagelados y virus . Muchas toxinas microbianas promueven infecciones y enfermedades al dañar directamente los tejidos del huésped y al debilitar el sistema inmunitario. Las endotoxinas se refieren comúnmente al lipopolisacárido (LPS) o lipooligosacárido (LOS) que se encuentran en la membrana plasmática externa de las bacterias Gram negativas. La toxina botulínica , producida principalmente por Clostridium botulinum y con menor frecuencia por otras especies de Clostridium , es la sustancia más tóxica conocida en el mundo. [ 1 ] Sin embargo, las toxinas microbianas también tienen usos importantes en la ciencia médica y la investigación. Actualmente, se están desarrollando nuevos métodos para detectar toxinas bacterianas con el fin de aislar y comprender mejor estas toxinas. Las posibles aplicaciones de la investigación sobre toxinas incluyen el combate a la virulencia microbiana, el desarrollo de nuevos fármacos anticancerígenos y otros medicamentos, y el uso de toxinas como herramientas en neurobiología y biología celular . [ 2 ]

Bacteriano

Las toxinas bacterianas se pueden clasificar como exotoxinas o endotoxinas . Las exotoxinas se generan y secretan activamente; las endotoxinas permanecen como parte de la bacteria. Generalmente, una endotoxina forma parte de la membrana externa bacteriana y no se libera hasta que la bacteria es eliminada por el sistema inmunitario . La respuesta del cuerpo a una endotoxina puede implicar una inflamación grave . En general, el proceso inflamatorio se considera beneficioso para el huésped infectado, pero si la reacción es lo suficientemente grave, puede provocar sepsis . Las exotoxinas suelen ser proteínas con actividad enzimática que interfieren con las células del huésped, desencadenando los síntomas asociados con la enfermedad. Las exotoxinas también son relativamente específicas de la bacteria que las produce; por ejemplo, la toxina diftérica solo la produce la bacteria Corynebacterium diphtheriae y es necesaria para la enfermedad de la difteria. [ 3 ] Algunas toxinas bacterianas pueden utilizarse en el tratamiento de tumores . [ 4 ] Las endotoxinas se refieren comúnmente al lipopolisacárido (LPS) o lipooligosacárido (LOS) que se encuentran en la membrana plasmática externa de las bacterias Gram negativas. No todas las cepas de una especie bacteriana son virulentas; existen algunas cepas de Corynebacterium diphtheriae que no producen la toxina diftérica y se consideran no virulentas y no toxigénicas. Otras clasificaciones utilizadas para describir las toxinas incluyen enterotoxina , neurotoxina , leucocidina o hemolisina, que indican la zona del cuerpo del huésped a la que se dirige la toxina. Las enterotoxinas se dirigen a los intestinos, las neurotoxinas a las neuronas, las leucocidinas a los leucocitos (glóbulos blancos) y las hemolisinas a los glóbulos rojos. La actividad de las exotoxinas se puede separar en actividad citotóxica específica o actividad citotóxica amplia según si la toxina se dirige a tipos celulares específicos o a diversos tipos celulares y tejidos, respectivamente. Las toxinas letales se refieren al grupo de toxinas que son los agentes evidentes responsables de la muerte asociada a la infección.

La toxicosis es la patogénesis causada únicamente por la toxina bacteriana, sin que necesariamente implique una infección bacteriana (por ejemplo, cuando las bacterias han muerto, pero ya han producido toxinas que se ingieren). Puede ser causada por toxinas de Staphylococcus aureus , por ejemplo. [ 5 ]

Ejemplos

Clostridial

Existen más de 200 especies de Clostridium en el mundo que viven en lugares comunes como el suelo, el agua, el polvo e incluso nuestro tracto digestivo. Algunas de estas especies producen toxinas dañinas como la toxina botulínica y la toxina tetánica, entre otras. La mayoría de las especies de Clostridium que poseen toxinas suelen tener toxinas AB, en las que una parte de la toxina interviene en la entrada celular y la otra parte introduce una carga tóxica, a menudo una enzima, en la célula. [ 6 ] Las toxinas de Clostridium están muy extendidas y son causas comunes de enfermedades en humanos y otros organismos.

Clostridioides difficile

La toxina A y la toxina B son las dos principales toxinas producidas por Clostridioides difficile . La toxina A y la toxina B son glucosiltransferasas que causan la colitis pseudomembranosa asociada a antibióticos y la diarrea grave que caracterizan la presentación clínica de las infecciones por Clostridioides difficile . [ 7 ] La toxina binaria CDT también es producida por algunas cepas de C. difficile . [ 8 ]

Botulino

Las neurotoxinas botulínicas (BoNT) son los agentes causantes del botulismo, una enfermedad mortal causada por intoxicación alimentaria, y podrían representar una importante amenaza de guerra biológica debido a su extrema toxicidad y facilidad de producción. También sirven como herramientas poderosas para tratar una lista cada vez mayor de afecciones médicas que se benefician de sus propiedades paralizantes; un ejemplo de medicamento con BoNT como ingrediente activo es el Botox. [ 2 ] Las neurotoxinas botulínicas (BoNT) son neurotoxinas proteicas producidas por la bacteria Clostridium . Actualmente, las BoNT se estudian ampliamente debido a su capacidad para ayudar en enfermedades inflamatorias crónicas como el acné, la esclerosis múltiple y con fines cosméticos.

Tétanos

Clostridium tetani produce la toxina tetánica (proteína TeNT), que provoca una enfermedad mortal conocida como tétanos en muchos vertebrados (incluidos los humanos). [ 9 ] La toxina tetánica es producida por Clostridium tetani , una bacteria formadora de esporas que se encuentra comúnmente en el suelo. El tétanos es una enfermedad paralítica que afecta comúnmente a los recién nacidos y a las personas no inmunizadas. El tétanos entra en el cuerpo de los organismos a través de heridas o cortes en la piel y se puede encontrar en el estiércol, el suelo y el polvo. El mecanismo del tétanos incluye la prevención de la transmisión de glicina y ácido γ-aminobutírico desde las interneuronas inhibitorias en la médula espinal, lo que lleva a la activación de las neuronas motoras que causan contracción (conocida como parálisis espástica). También puede causar disautonomía a través de un proceso similar que conduce a la desinhibición autonómica. Cuando la toxina tetánica ingresa al organismo, es captada por las terminaciones nerviosas colinérgicas, viaja a través de los axones hasta la médula espinal, donde posteriormente es liberada por las neuronas motoras y recaptada por las terminaciones nerviosas inhibitorias, lo que provoca pérdida de inhibición y reflejos exagerados en las personas intoxicadas. La intoxicación por tétanos es una enfermedad prevenible mediante vacunación. [ 10 ]

Toxina perfringolisina O

Clostridium perfringens es una bacteria anaeróbica grampositiva que se encuentra frecuentemente en el intestino grueso y delgado de humanos y otros animales. Clostridium perfringens tiene la capacidad de reproducirse rápidamente, produciendo toxinas que causan enfermedades. La perfringolisina, una toxina formadora de poros, puede provocar gangrena en terneros en presencia de la toxina alfa.

estafilocócico

Las proteínas de evasión inmunitaria de Staphylococcus aureus presentan una conservación significativa de sus estructuras proteicas y una variedad de actividades dirigidas a los dos elementos clave de la inmunidad del huésped: el complemento y los neutrófilos . Estos factores de virulencia secretados ayudan a la bacteria a sobrevivir a los mecanismos de respuesta inmunitaria. [ 2 ]

Ejemplos de toxinas producidas por cepas de S. aureus incluyen enterotoxinas que causan intoxicación alimentaria, toxinas exfoliativas que causan el síndrome de piel escaldada y la toxina del síndrome de choque tóxico (TSST) que subyace al síndrome de choque tóxico . [ 7 ] Estos ejemplos de toxinas se clasifican como superantígenos . [ 7 ]

Las cepas de S. aureus multirresistentes también producen toxina alfa, clasificada como una toxina formadora de poros , que puede causar abscesos . [ 7 ]

Shiga

Las toxinas Shiga (Stx), responsables de enfermedades transmitidas por los alimentos, son una clasificación de toxinas producidas por Escherichia coli productora de toxina Shiga (STEC) y Shigella dysenteriae serotipo 1. La Stx se identificó por primera vez en S. dysenteriae y posteriormente se descubrió que era producida por ciertas cepas de E. coli . [ 11 ] Las Stx actúan inhibiendo la síntesis de proteínas de las células infectadas y se pueden dividir en dos grupos antigénicamente diferentes: Stx/Stx1 y Stx2. [ 7 ] La Stx1 es inmunológicamente equivalente a la Stx; sin embargo, recibió un nombre separado para indicar que es producida por STEC y no por S. dysenteriae . La Stx2 es producida solo por STEC y es antigénicamente diferente de Stx/Stx1. El término toxinas similares a la shiga se usaba anteriormente para distinguir aún más las toxinas shiga producidas por E. coli, pero hoy en día, se las denomina colectivamente toxinas shiga. [ 11 ] Dentro de las cepas STEC, un subgrupo clasificado como E. coli enterohemorrágica (EHEC) representa una clase de patógenos con factores de virulencia más severos además de la capacidad de producir Stxs. Las infecciones por EHEC dan lugar a enfermedades más graves de colitis hemorrágica y síndrome urémico hemolítico . [ 7 ] Hay alrededor de 200 cepas de STEC, y la amplia gama de diversidad y virulencia entre ellas puede atribuirse en parte a la transferencia horizontal de material genético mediada por fagos. [ 12 ]

Toxina del ántrax

La enfermedad del ántrax en humanos resulta de la infección con cepas de Bacillus anthracis productoras de toxinas que pueden inhalarse, ingerirse en alimentos o bebidas contaminados, o adquirirse a través de lesiones en la piel como cortes o raspaduras. [ 13 ] Los animales domésticos y salvajes también pueden infectarse por inhalación o ingestión. Dependiendo de la vía de entrada, la enfermedad puede presentarse inicialmente como ántrax por inhalación, ántrax cutáneo o ántrax gastrointestinal, pero eventualmente se extenderá por todo el cuerpo, provocando la muerte si no se trata con antibióticos. [ 13 ] La toxina del ántrax está compuesta por tres dominios: antígeno protector (PA), factor de edema (FE) y factor letal (FL). El FE es una adenilato ciclasa que actúa sobre el ATP. La enzima FL es una metaloproteasa que confiere el fenotipo letal asociado con la enfermedad del ántrax. [ 7 ] Dado que el FL es el agente responsable de la muerte de los huéspedes infectados, se clasifica en el grupo de toxinas letales. [ 3 ]

Toxina diftérica

La toxina diftérica es producida por la bacteria virulenta Corynebacterium diphtheriae , que infecta las membranas mucosas de la garganta y la cavidad nasal, causando un engrosamiento grisáceo de la garganta, dolor de garganta, debilidad, fiebre leve, inflamación de los ganglios linfáticos del cuello y dificultad para respirar. [ 14 ] La toxina diftérica es una ADP-ribosiltransferasa que inhibe la síntesis de proteínas, lo que provoca los síntomas asociados a la enfermedad. [ 7 ] La difteria solía ser una de las principales causas de muerte infantil hasta la creación de una vacuna. [ 14 ] La vacuna contra la difteria contiene un toxoide diftérico, antigénicamente idéntico pero inactivado y no tóxico. Cuando el toxoide se introduce en el cuerpo mediante una vacuna, se genera una respuesta inmunitaria sin las secuelas asociadas a la toxicidad. [ 3 ]

Toxina de la tos ferina

La toxina pertussis es producida por la bacteria virulenta Bordetella pertussis y es responsable de la tos ferina, una enfermedad respiratoria que puede ser mortal para los lactantes. La tos severa e incontrolable dificulta la respiración, produciendo el sonido característico de "silbido" que se produce al inhalar. [ 15 ] Bordetella pertussis ataca los cilios del tracto respiratorio superior, los cuales son dañados por la toxina pertussis, una ADP-ribosiltransferasa que actúa sobre las proteínas G. [ 7 ]

Toxina del cólera

El cólera , caracterizado por diarrea acuosa abundante, es una enfermedad potencialmente mortal que se transmite por vía fecal-oral a través de alimentos o agua contaminados con Vibrio cholerae toxigénico . [ 16 ] V. cholerae ataca los intestinos y secreta la toxina del cólera , una exotoxina y una potente enterotoxina que actúa como una ADP-ribosiltransferasa que actúa sobre las proteínas G. [ 7 ] Esto provoca un aumento del AMPc intracelular y obliga a las células intestinales a expulsar cantidades significativas de agua y electrolitos hacia la luz intestinal . [ 17 ]

Toxina listeriolisina O

La toxina listeriolisina O es una exotoxina producida por Listeria monocytogenes y se asocia con enfermedades sistémicas transmitidas por los alimentos y meningitis . [ 7 ] La toxina listeriolisina O se clasifica como una toxina formadora de poros que ataca las células de colesterol del huésped, insertando un poro en la membrana plasmática de la célula huésped e inhabilitando permanentemente el funcionamiento celular. [ 3 ]

Lipopolisacáridos (LPS)

Los lipopolisacáridos (LPS) producidos por bacterias gramnegativas son un ejemplo de endotoxinas. Los LPS son componentes estructurales de la membrana externa de las bacterias que solo se vuelven tóxicos para el huésped como resultado de la destrucción de la membrana celular bacteriana por parte del sistema inmunitario. [ 3 ]

BMAA

La β-metilamino- L- alanina (BMAA) es una neurotoxina producida por cianobacterias que viven en las raíces de las cícadas . La BMAA puede estar presente en el almidón elaborado a partir de los tallos y/o semillas de las cícadas (como la harina de arrurruz de Florida ) que no se haya lavado suficientemente, o en la carne de animales que hayan consumido cícadas. [ 18 ]

Métodos de detección en entornos de agua dulce

Los grupos de toxinas naturales más prominentes que existen en los ambientes acuáticos son las micotoxinas , las toxinas de algas , las toxinas bacterianas y las toxinas vegetales (8). Estas biotoxinas marinas son peligrosas para la salud humana y han sido ampliamente estudiadas debido a su alto potencial de bioacumulación en las partes comestibles de los mariscos. [ 19 ]

Las bacterias y algas autótrofas son organismos no relacionados; sin embargo, en ambientes acuáticos, ambos son productores primarios . [ 20 ] Las cianobacterias son bacterias autótrofas importantes en la red trófica del agua. Las explosiones de cianobacterias conocidas como floraciones algales pueden producir cianotoxinas dañinas tanto para el ecosistema como para la salud humana. Estas floraciones algales dañinas tienen más probabilidades de producirse en cantidades peligrosas cuando hay un exceso de nutrientes , la temperatura es de 20  °C, hay más luz y las aguas están más tranquilas. [ 20 ] La eutrofización y otra contaminación pueden conducir a un ambiente que promueve las floraciones de cianobacterias . [ 20 ] Los procesos que promueven un exceso de nutrientes y las actividades humanas, como la escorrentía agrícola y los desbordamientos de aguas residuales , son los principales responsables. [ 19 ] Otros factores incluyen que las especies de algas y los herbívoros se encuentren en concentraciones más altas, lo que permite una abundancia de organismos cianobacterianos que están asociados con la producción de toxinas. [ 19 ] La detección de la extensión de una floración de algas comienza tomando muestras de agua a varias profundidades y ubicaciones en la floración. [ 19 ]

Seguimiento de toxinas mediante adsorción en fase sólida (SPATT)

SPATT se introdujo en 2004 como un método para monitorear toxinas acuáticas. Esta herramienta es capaz de adsorber toxinas generadas por microalgas o cianobacterias, conocidas como cianotoxinas . [ 21 ] La adsorción es pasiva, y las biotoxinas se adhieren a sobres porosos rellenos de resina, o bolsas SPATT, donde luego se extraen físicamente y se examinan. [ 22 ]

SPATT es una herramienta útil para el seguimiento de floraciones de algas, ya que es fiable, sensible y económica. Tiene la capacidad de alertar rápidamente sobre la existencia de toxinas acuáticas, lo que evita su bioacumulación en la vida marina. [ 22 ] Una de las desventajas es que no ofrece muy buenos resultados para toxinas solubles en agua en comparación con compuestos hidrofóbicos. Esta herramienta se utiliza principalmente para determinar las concentraciones intercelulares de toxinas, pero las cianobacterias también pueden lisarse para determinar la cantidad total de toxinas en una muestra. [ 19 ] Otros inconvenientes, como la falta de calibración y la capacidad de monitorizar solo toxinas disueltas, dificultan la implementación más generalizada de esta herramienta. [ 21 ] Sin embargo, los dispositivos SPATT pueden detectar muchas toxinas lipofílicas e hidrofílicas que están relacionadas con floraciones de algas nocivas. [ 21 ]

Reacción en cadena de la polimerasa (PCR)

La PCR es una herramienta molecular que permite el análisis de información genética. Se utiliza para amplificar la cantidad de ADN específico en una muestra, generalmente genes específicos. Los objetivos genéticos para cianobacterias en la PCR incluyen el gen del ARN ribosomal 16S, el operón de la ficocianina , la región del espaciador transcrito interno y el gen de la subunidad β de la ARN polimerasa . La PCR es eficaz cuando se conoce el gen de una enzima que produce la toxina microbiana o la toxina microbiana misma. [ 19 ] Un tipo de PCR es la PCR en tiempo real, también llamada PCR cuantitativa. [ 23 ] Este tipo de PCR utiliza fluorescencia y realiza un análisis midiendo la cantidad de fluorescencia que refleja la muestra de ADN, más específicamente los ácidos nucleicos, en momentos específicos. [ 23 ] Otro tipo de PCR es la PCR digital, que se centra en la cuantificación de ácidos nucleicos. La PCR digital utiliza diluciones y muestras de reacciones de microlitros para lograr una cuantificación más precisa de los ácidos nucleicos. Este tipo ofrece un análisis más lineal al observar las reacciones positivas y negativas. [ 24 ] Ambas PCR son beneficiosas, pero cada una tiene sus ventajas y desventajas. La PCR digital tiene varias ventajas sobre la PCR en tiempo real, como la ausencia de curva estándar, mayor precisión y menor afectación por inhibidores simples. [ 25 ] La PCR digital también tiene desventajas con respecto a la PCR en tiempo real, como un tiempo de reacción limitado, mayor complejidad y alto riesgo de contaminación. [ 25 ]

Inhibición enzimática

Existen diversas formas de monitorizar los niveles enzimáticos mediante la inhibición enzimática. El principio general en muchas de ellas se basa en el conocimiento de que numerosas enzimas son activadas por compuestos liberadores de fosfato, como el trifosfato de adenosina . Mediante el uso de fosfato marcado con 32P radiomarcado, se puede emplear un análisis fluorométrico. También se pueden utilizar polímeros específicos para inmovilizar enzimas y que actúen en un biosensor electroquímico. En general, las ventajas incluyen un tiempo de respuesta rápido y una mínima preparación de la muestra. Algunas desventajas incluyen la falta de especificidad para obtener lecturas de cantidades muy pequeñas de toxina y la rigidez de los ensayos al aplicar ciertos procedimientos a diferentes toxinas. [ 19 ]

Métodos inmunoquímicos

Este método de detección utiliza anticuerpos de mamíferos para unirse a toxinas microbianas, las cuales pueden procesarse de diversas maneras. Entre los métodos comerciales de detección inmunoquímica se encuentran los ensayos inmunoenzimáticos (ELISA). Este ensayo tiene la ventaja de poder detectar una amplia gama de toxinas, pero podría presentar problemas de especificidad dependiendo del anticuerpo utilizado. [ 19 ] Una configuración más novedosa implica el uso de puntos cuánticos de CdS , que se emplean en un inmunosensor electroquimioluminiscente. [ 26 ] Un aspecto importante de los métodos inmunoquímicos que se están probando en laboratorios es el uso de nanocables y otros nanomateriales para detectar toxinas microbianas. [ 19 ]

Tetrodotoxinas

Estas toxinas son producidas por especies de bacterias Vibrio y tienden a acumularse en la vida marina, como el pez globo. Estas toxinas se producen cuando las bacterias Vibrio se ven afectadas por cambios en la temperatura y la salinidad del ambiente, lo que conduce a la producción de toxinas. El principal peligro para los humanos es durante el consumo de mariscos contaminados. La intoxicación por tetrodotoxina se está volviendo común en aguas marinas más septentrionales y típicamente más frías, ya que las mayores precipitaciones y las aguas más cálidas debido al cambio climático desencadenan que las bacterias Vibrio produzcan toxinas. [ 7 ] La mayoría de la vida marina que produce esta toxina se encuentra típicamente en aguas cálidas, por ejemplo, el Mar Rojo y el Mar Mediterráneo. [ 27 ] Por ejemplo, el pez globo produce esta toxina; algunos peces globo, como Takifugu V., producen tetrodotoxina en sus glándulas cutáneas. [ 28 ] Otro organismo que libera la tetrodotoxina de su piel son los pulpos de anillos azules ( Hapalochlaena fasciata ). Los caracoles Natica lineata producen la tetrodotoxina y la almacenan en el músculo. El caracol libera la toxina absorbiendo agua en la cavidad muscular, la cual se libera cuando es atacado. [ 29 ] Una vez que un ser humano ingiere la toxina, puede experimentar síntomas leves como parestesias en los labios o la lengua, vómitos y dolores de cabeza. También puede experimentar síntomas graves como insuficiencia respiratoria o cardíaca. Actualmente, no existe tratamiento para la intoxicación por tetrodotoxina, salvo el soporte respiratorio. [ 30 ]

Toxina viral

Rotavirus NSP4

Hasta el momento, solo se ha descrito una toxina viral: la NSP4 del rotavirus . Esta inhibe la vía secretora mediada por microtúbulos y altera la organización del citoesqueleto en células epiteliales polarizadas . Se la ha identificado como la enterotoxina viral basándose en la observación de que la proteína causaba diarrea cuando se administraba por vía intraperitoneal o intraileal en ratones lactantes de forma dependiente de la edad. [ 31 ] La NSP4 puede inducir la secreción acuosa en el tracto gastrointestinal de ratones neonatos mediante la activación de un mecanismo dependiente de la edad y del Ca 2+permeabilidad aniónica de la membrana plasmática dependiente de -. [ 32 ]

Participación del virus en la toxicidad

Varios bacteriófagos contienen genes de toxinas que se incorporan al genoma de la bacteria huésped mediante infección, volviéndola tóxica. [ 12 ] Muchas toxinas bacterianas bien conocidas se producen a partir de cepas específicas de especies bacterianas que han adquirido toxicidad mediante conversión lisogénica , pseudolisogenia o transferencia horizontal de genes . [ 12 ] Si bien estas no son toxinas virales, los investigadores siguen muy interesados ​​en el papel que desempeñan los fagos en las toxinas bacterianas debido a su contribución a la patogénesis (toxigénesis), la virulencia, la transmisibilidad y la evolución general de las bacterias. [ 12 ] Ejemplos de toxinas codificadas por genes de fagos:

  • Toxinas del cólera: codificadas por fagos CTX, las cepas virulentas de Vibrio cholerae requieren conversión lisogénica por infección de fagos CTX [ 33 ].
  • Se ha demostrado que varias toxinas botulínicas (BoNT): las BoNT de tipo C y D están codificadas por fagos clostridiales y son producidas por cepas de Clostridium botulinum que albergan estos genes de fago [ 34 ].
  • Toxinas Shiga: codificadas por fagos lambdoides, producidas principalmente por cepas lisogénicas productoras de toxina Shiga de E. coli (STEC) [ 35 ].
  • Toxinas de la difteria: codificadas por el corinefago ß, producidas por cepas lisogénicas de Corynebacterium diphtheriae infectadas con el corinefago ß [ 36 ]
  • Varias toxinas de estafilococos ( estafilocinasa (SAK), enterotoxina estafilocócica A (SEA), toxina exfoliativa (ETA), leucocidina de Panton-Valentine (PVL) y otras enterotoxinas): toxinas codificadas por fagos y producidas por cepas lisogénicas convertidas del grupo de estafilococos. [ 12 ]

Micovirus

Algunos micovirus también contienen genes de toxinas expresados ​​por especies de hongos hospedantes tras la infección viral. [ 37 ] Si bien estas toxinas se clasifican como micotoxinas, el papel de los micovirus también es de interés para los investigadores en términos de virulencia fúngica. [ 37 ] Ejemplos de ello son los micovirus ScV-M1, ScV-M2 y ScV-M28 de la familia Totiviridae , que contienen los genes de " toxina asesina " K1, K2 y K3, respectivamente. [ 37 ] Estas "toxinas asesinas" son producidas por levaduras, concretamente de la especie Saccharomyces cerevisiae , que destruyen las células de levadura vecinas. [ 37 ] Recientemente, los investigadores descubrieron que solo las levaduras infectadas con los micovirus ScV-M1, ScV-M2 o ScV-M28 tienen la capacidad de producir una "toxina asesina". [ 37 ]

Micotoxinas

Las micotoxinas son metabolitos secundarios producidos por microhongos . [ 38 ] Las micotoxinas pueden ser dañinas porque pueden causar enfermedades y la muerte en humanos y animales. [ 38 ] Se encuentran en muchos productos farmacéuticos, como antibióticos y promotores del crecimiento. [ 38 ] Las micotoxinas también pueden desempeñar un papel en los agentes de guerra química (AGQ), que son sustancias químicas que contienen toxinas utilizadas para causar la muerte, daños o lesiones a individuos considerados enemigos por las fuerzas armadas durante la guerra. [ 39 ]

Las micotoxinas son sintetizadas por diferentes tipos de mohos y están formadas por un amplio grupo de toxinas. [ 40 ] Las micotoxinas tienen un bajo peso molecular, generalmente inferior a 1000 gramos por mol. [ 40 ] Se han investigado aproximadamente 400 micotoxinas tóxicas producidas por 100 especies diferentes de hongos. [ 40 ] Las micotoxinas ingresan al cuerpo de un ser humano o animal a través de los alimentos y pueden contaminar muchos tipos de cultivos durante el cultivo, la cosecha, el almacenamiento y en áreas con alta humedad. [ 40 ] La Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO) informó que alrededor del 25% de los productos agrícolas contienen micotoxinas, lo que puede ocasionar pérdidas económicas en el sector agrícola. [ 40 ] Los niveles de secreción de micotoxinas dependen de la temperatura; la temperatura ideal para su crecimiento oscila entre los 20 y los 37 grados Celsius. [ 40 ] La producción de micotoxinas también depende en gran medida de la actividad del agua; el rango ideal sería de 0,83 a 0,9 aw y superior. [ 40 ] La humedad también juega un papel clave en la producción de micotoxinas. [ 40 ] Niveles más altos de humedad (entre 70% y 90%) y humedad (entre 20% y 25%) permiten que las micotoxinas crezcan más rápidamente. [ 40 ] Los alimentos que contienen micotoxinas se encuentran en cereales, especias y semillas. [ 40 ] También se pueden encontrar en huevos, leche y carne de animales que se han contaminado durante su proceso de alimentación. [ 40 ] Dado que son resistentes a altas temperaturas y a la recepción física y química, se considera inevitable su presencia al cocinar a altas temperaturas. [ 40 ]

Tipos

El tricoteceno es una micotoxina producida por el hongo Fusarium graminearum . [ 41 ] La toxina T-2 , tipo A, y la DON, tipo B, son las principales micotoxinas responsables de la toxicidad en humanos y animales. [ 41 ] Estos dos tipos provienen de un epóxido en las posiciones C12 y C13 de los tricotecenos. [ 41 ] La toxina T-2 se descubrió después de que civiles consumieran trigo contaminado por el hongo Fusarium durante la Segunda Guerra Mundial, proveniente de un arma biológica. La toxina T-2 causó un brote y provocó en los humanos síntomas como intoxicación alimentaria , escalofríos, náuseas, mareos, etc. [ 41 ] La micotoxina tricotecena afecta a los animales disminuyendo la glucosa plasmática, el recuento de glóbulos rojos y leucocitos . [ 41 ] Se han descrito cambios patológicos en el hígado y el estómago, así como pérdida de peso. [ 41 ]

La zearalenona es una micotoxina producida por Fusarium graminearum y Fusarium culmorum , presentes en diversos alimentos y piensos. [ 41 ] La zearalenona es una micotoxina estrogénica no esteroidea que se encuentra en trastornos reproductivos de animales de granja y, en humanos, causa síndrome hipoestrogénico. [ 41 ] Entre los efectos de la zearalenona se incluyen el agrandamiento del útero , el mal funcionamiento del tracto reproductivo, la disminución de la fertilidad en mujeres y la alteración de los niveles de progesterona y estradiol . [ 41 ] Si se consume zearalenona durante el embarazo, puede provocar una reducción del peso fetal y disminuir la probabilidad de supervivencia del embrión. [ 41 ]

Las fumonisinas , causadas por Fusarium verticillioides , se encuentran en la naturaleza en zonas donde la fumonisina B1 ha contaminado extensamente el área. [ 41 ] Estas micotoxinas son compuestos hidrófilos. Estudios han demostrado que el cáncer de esófago puede estar relacionado con el consumo de maíz que contiene fumonisinas. [ 41 ] Otros efectos de las fumonisinas incluyen defectos congénitos del cerebro, la columna vertebral y la médula espinal. [ 41 ] En animales, se ha comprobado que los problemas de edema pulmonar e hidrotórax en cerdos están asociados con las fumonisinas. [ 41 ]

La ocratoxina es una micotoxina producida por especies de Aspergillus y Penicillium . [ 41 ] La ocratoxina más estudiada es la ocratoxina A (OTA), una toxina fúngica. [ 41 ] Esta micotoxina afecta a los riñones y causa enfermedad renal en humanos. [ 41 ] La ocratoxina A es un compuesto inmunosupresor . [ 41 ] La ocratoxina es un carcinógeno renal, y se ha detectado en animales que contienen OTA. [ 41 ]

La aflatoxina es una micotoxina producida por Aspergillus flavus y Aspergillus parasiticus . [ 41 ] Un tipo de aflatoxina, la AFB1 , es la micotoxina más común que se encuentra en los alimentos para consumo humano y animal. [ 41 ] La AFB1 afecta el hígado tanto de humanos como de animales. [ 41 ] La aflatoxicosis aguda puede causar síntomas en humanos y animales como dolor abdominal, vómitos e incluso la muerte. [ 41 ]

Véase también

Referencias

  1. ↑ KR Kessler y R Benecke (1997). " Toxina botulínica: del veneno al remedio - PubMed". Neurotoxicología . 18 (3): 761– 770. PMID 9339823. Las toxinas botulínicas, exotoxinas de Clostridium botulinum, son las sustancias naturales más tóxicas conocidas por el hombre. 
  2. 1 2 3 Proft T (2009). Toxinas microbianas : investigación actual y tendencias futuras . Norfolk: Caister Academic Press. ISBN  978-1-904455-44-8OCLC 280543853​​ 
  3. 1 2 3 4 5 "Toxinas proteicas bacterianas" . textbookofbacteriology.net . Consultado el 20 de abril de 2022 .
  4. ↑ "Diccionario de términos oncológicos del NCI" . Instituto Nacional del Cáncer . 2 de febrero de 2011. Consultado el 5 de mayo de 2020 .
  5. ↑ Harvey RA, Champe PC, Fisher BD (2007). Microbiología (2.ª ed.). Filadelfia: Lippincott Williams & Wilkins. ISBN  978-0-7817-8215-9OCLC 67817144​​ 
  6. ↑ Knapp O, Benz R, Popoff MR (marzo de 2016). "Actividad formadora de poros de toxinas binarias clostridiales" . Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes . Toxinas formadoras de poros: efectos celulares y aplicaciones biotecnológicas. 1858 (3): 512– 525. doi : 10.1016/j.bbamem.2015.08.006 . PMID 26278641 . 
  7. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Clark GC, Casewell NR, Elliott CT, Harvey AL, Jamieson AG, Strong PN, Turner AD (abril de 2019). "¿Amigos o enemigos? Impactos emergentes de las toxinas biológicas" . Trends in Biochemical Sciences . 44 (4): 365– 379. doi : 10.1016/j.tibs.2018.12.004 . PMID 30651181 . 
  8. ↑ Smits, Wiep Klaas; Lyras, Dena; Lacy, D. Borden; Wilcox, Mark H.; Kuijper, Ed J. (2016-04-07). "Infección por Clostridium difficile" . Nature Reviews. Disease Primers . 2 16020. doi : 10.1038/nrdp.2016.20 . ISSN 2056-676X . PMC 5453186. PMID 27158839 .   
  9. ↑ Dong, Min; Masuyer, Geoffrey; Stenmark, Pål (2019-06-20). "Neurotoxinas botulínicas y tetánicas" . Annual Review of Biochemistry . 88 : 811–837 . doi : 10.1146/annurev-biochem- 013118-111654 . ISSN 0066-4154 . PMC 7539302. PMID 30388027 .   
  10. ↑ Sudarshan, Raghav; Sayo, Ana Ria; Renner, David Roman; Saram, Sophia de; Godbole, Gauri; Warrell, Clare; Duong, Ha Thi Hai; Thwaites, C. Louise; Mehta, Arpan R.; Coughlan, Charles (2025-11-01). "Tétanos: reconocimiento y manejo" . The Lancet Infectious Diseases . 25 (11): e645– e657. doi : 10.1016/ S1473-3099 (25)00292-0 . ISSN 1473-3099 . PMC 7617864. PMID 40543524 .   
  11. 1 2 Melton-Celsa AR (agosto de 2014). "Clasificación, estructura y función de la toxina Shiga (Stx)" . Microbiology Spectrum . 2 (4) 2.4.06: 10.1128/microbiolspec.EHEC–0024–2013. doi : 10.1128/microbiolspec.EHEC-0024-2013 . PMC 4270005. PMID 25530917 .  
  12. 1 2 3 4 5 Waldor, Matthew K.; Friedman, David I.; Adhya, Sankar L. (2005). Fagos: su papel en la patogénesis bacteriana y la biotecnología . Washington, DC: Sociedad Americana de Microbiología. ISBN 1555813070.
  13. 1 2 "¿Qué es el ántrax? | CDC" . www.cdc.gov . 16 de febrero de 2022. Consultado el 24 de abril de 2022 .
  14. 1 2 "Síntomas de la difteria | CDC" . www.cdc.gov . 1 de diciembre de 2021. Consultado el 24 de abril de 2022 .
  15. ↑ "Tos ferina (pertussis) | CDC" . www.cdc.gov . 28 de marzo de 2022. Consultado el 24 de abril de 2022 .
  16. ↑ "Enfermedad y síntomas | Cólera | CDC" . www.cdc.gov . 2020-10-02 . Consultado el 24-04-2022 .
  17. ↑ Finkelstein, Richard A. (1996), "Cólera, Vibrio cholerae O1 y O139, y otros vibrios patógenos" , en Baron, Samuel (ed.), Microbiología médica (4.ª ed.), Galveston (TX): University of Texas Medical Branch at Galveston, ISBN  978-0-9631172-1-2PMID 21413330 , consultado el 24 de abril de 2022 
  18. ↑ Holtcamp, Wendee (1 de marzo de 2012). "La ciencia emergente del BMAA: ¿Contribuyen las cianobacterias a las enfermedades neurodegenerativas?" . Environmental Health Perspectives . 120 (3): a110– a116. doi : 10.1289/ehp.120-a110 (inactivo el 29 de enero de 2026). PMC 3295368. PMID 22382274 .  {{cite journal}}: CS1 maint: DOI inactivo desde enero de 2026 ( enlace )
  19. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Picardo M, Filatova D, Nuñez O, Farré M (2019-03-01). "Avances recientes en la detección de toxinas naturales en ambientes de agua dulce" . TrAC Trends in Analytical Chemistry . 112 : 75–86 . doi : 10.1016/j.trac.2018.12.017 . hdl : 10261/176574 .
  20. 1 2 3 Hummert, Ch.; Dahlmann, J.; Reinhardt, K.; Dang, H. Ph. H.; Dang, DK; Luckas, B. (2001-11-01). "Identificación de microcistinas en la cepa Microcystis aeruginosa del lago Thanh Cong, Hanoi, Vietnam mediante cromatografía líquida-espectrometría de masas" . Chromatographia . 54 (9): 569– 575. doi : 10.1007/BF02492180 . ISSN 1612-1112 . S2CID 97878739 .  
  21. 1 2 3 Roué M, Darius HT, Chinain M (abril de 2018). "Tecnología de seguimiento de toxinas por adsorción en fase sólida (SPATT) para el monitoreo de toxinas acuáticas: una revisión" . Toxins . 10 ( 4): 167. Bibcode : 2018Toxin..10..167R . doi : 10.3390/toxins10040167 . PMC 5923333. PMID 29677131 .  
  22. 1 2 MacKenzie L, Beuzenberg V, Holland P, McNabb P, Selwood A (diciembre de 2004). "Seguimiento de toxinas por adsorción en fase sólida (SPATT): una nueva herramienta de monitoreo que simula la contaminación por biotoxinas de bivalvos filtradores". Toxicon . 44 (8): 901– 918. Bibcode : 2004Txcn...44..901M . doi : 10.1016/j.toxicon.2004.08.020 . PMID 15530973 . 
  23. 1 2 Kralik, Petr; Ricchi, Matteo (2017). "Una guía básica para la PCR en tiempo real en el diagnóstico microbiano: definiciones, parámetros y todo" . Frontiers in Microbiology . 8 : 108. doi : 10.3389/fmicb.2017.00108 . ISSN 1664-302X . PMC 5288344. PMID 28210243 .   
  24. ↑ Pavšič J, Žel J, Milavec M (enero de 2016). "Evaluación de la PCR en tiempo real y diferentes plataformas de PCR digital para la cuantificación de ADN" . Analytical and Bioanalytical Chemistry . 408 (1): 107– 121. doi : 10.1007/s00216-015-9107-2 . PMC 4706846. PMID 26521179 .  
  25. 1 2 Kuypers J, Jerome KR (junio de 2017). " Aplicaciones de la PCR digital para la microbiología clínica" . Journal of Clinical Microbiology . 55 (6): 1621– 1628. doi : 10.1128/JCM.00211-17 . PMC 5442518. PMID 28298452 .  
  26. ↑ Zhang JJ, Kang TF, Hao YC, Lu LP, Cheng SY (31 de julio de 2015). "Inmunosensor electroquimioluminiscente basado en puntos cuánticos de CdS para la detección ultrasensible de microcistina-LR" . Sensores y Actuadores B: Química . 214 : 117–123 . Bibcode : 2015SeAcB.214..117Z . doi : 10.1016/j.snb.2015.03.019 . ISSN 0925-4005 . 
  27. ↑ Lago J, Rodríguez LP, Blanco L, Vieites JM, Cabado AG (octubre de 2015). "Tetrodotoxina, una neurotoxina marina extremadamente potente: distribución, toxicidad, origen y usos terapéuticos" . Marine Drugs . 13 (10): 6384– 6406. Bibcode : 2015MarDr..13.6384L . doi : 10.3390/md13106384 . PMC 4626696. PMID 26492253 .  
  28. ↑ Williams BL (febrero de 2010). " Ecología conductual y química de organismos marinos con respecto a la tetrodotoxina" . Marine Drugs . 8 (3): 381– 398. Bibcode : 2010MarDr...8..381W . doi : 10.3390/md8030381 . PMC 2857358. PMID 20411104 .  
  29. ↑ Williams, Becky L. (26 de febrero de 2010). "Ecología conductual y química de organismos marinos con respecto a la tetrodotoxina" . Marine Drugs . 8 (3): 381– 398. Bibcode : 2010MarDr...8..381W . doi : 10.3390/md8030381 . ISSN 1660-3397 . PMC 2857358. PMID 20411104 .   
  30. ↑ Bane, Vaishali; Lehane, Mary; Dikshit, Madhurima; O'Riordan, Alan; Furey, Ambrose (2014-02-21). "Tetrodotoxina: Química, Toxicidad, Origen, Distribución y Detección" . Toxins . 6 ( 2): 693– 755. doi : 10.3390/toxins6020693 . ISSN 2072-6651 . PMC 3942760. PMID 24566728 .   
  31. ↑ Jagannath MR, Kesavulu MM, Deepa R, Sastri PN, Kumar SS, Suguna K, Rao CD (enero de 2006). "Cooperación N- y C-terminal en la enterotoxina del rotavirus: nuevo mecanismo de modulación de las propiedades de una proteína multifuncional por un dominio conformacional estructural y funcionalmente superpuesto" . Journal of Virology . 80 (1): 412– 425. doi : 10.1128/JVI.80.1.412-425.2006 . PMC 1317517. PMID 16352566 .  
  32. ^ Borghan MA, Mori Y, El-Mahmoudy AB, Ito N, Sugiyama M, Takewaki T, Minamoto N (julio de 2007). "Inducción de óxido nítrico sintasa por la enterotoxina NSP4 del rotavirus: implicación para la patogenicidad del rotavirus" . La Revista de Virología General . 88 (parte 7): 2064–2072 . doi : 10.1099/vir.0.82618-0 . PMID 17554041 . 
  33. ↑ Dalsgaard, A.; Serichantalergs, O.; Forslund, A.; Lin, W.; Mekalanos, J.; Mintz, E.; Shimada, T.; Wells, JG (noviembre de 2001). "Aislamientos clínicos y ambientales de Vibrio cholerae serogrupo O141 portan el fago CTX y los genes que codifican los pili corregulados por toxinas" . Journal of Clinical Microbiology . 39 (11): 4086– 4092. doi : 10.1128/JCM.39.11.4086-4092.2001 . ISSN 0095-1137 . PMC 88491. PMID 11682534 .   
  34. ↑ Verheust, Céline; Pauwels, Katia; Mahillon, Jacques; Helinski, Donald R.; Herman, Philippe (marzo de 2010). "Uso controlado de bacteriófagos: evaluación de riesgos y recomendaciones de bioseguridad" . Bioseguridad aplicada . 15 (1): 32– 44. doi : 10.1177/153567601001500106 . ISSN 1535-6760 . S2CID 2927473 .  
  35. ↑ Herold, Sylvia; Karch, Helge; Schmidt, Herbert (24 de septiembre de 2004). "Bacteriófagos que codifican la toxina Shiga: genomas en movimiento" . Revista Internacional de Microbiología Médica . 294 (2): 115– 121. doi : 10.1016/j.ijmm.2004.06.023 . ISSN 1438-4221 . PMID 15493821 .  
  36. ↑ Murphy, John R. (1996), "Corynebacterium Diphtheriae" , en Baron, Samuel (ed.), Microbiología médica (4.ª ed.), Galveston (TX): University of Texas Medical Branch at Galveston, ISBN  978-0-9631172-1-2, PMID 21413281 , consultado el 27/04/2022 
  37. 1 2 3 4 5 Schmitt, Manfred J.; Breinig, Frank (marzo de 2006). "Toxinas asesinas virales de levadura: letalidad y autoprotección" . Nature Reviews Microbiology . 4 (3): 212– 221. doi : 10.1038/nrmicro1347 . ISSN 1740-1534 . PMID 16489348. S2CID 24668951 .   
  38. 1 2 3 Bennett JW, Klich M (julio de 2003). " Micotoxinas" . Clinical Microbiology Reviews . 16 (3): 497– 516. Bibcode : 2003CliMR..16..497B . doi : 10.1128/CMR.16.3.497-516.2003 . PMC 164220. PMID 12857779 .  
  39. ↑ Chauhan S, Chauhan S, D'Cruz R, Faruqi S, Singh KK, Varma S, et al. (septiembre de 2008). "Agentes de guerra química". Toxicología y farmacología ambiental . 26 (2): 113– 122. Bibcode : 2008EnvTP..26..113C . doi : 10.1016/j.etap.2008.03.003 . PMID 21783898 .  
  40. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Janik E, Niemcewicz M, Ceremuga M, Stela M, Saluk-Bijak J, Siadkowski A, Bijak M (octubre de 2020). "Aspectos moleculares de las micotoxinas: un grave problema para la salud humana" . Revista Internacional de Ciencias Moleculares . 21 (21): 8187. Bibcode : 2020IJMSc..21.8187J . doi : 10.3390/ijms21218187 . PMC 7662353. PMID 33142955 .  
  41. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Liew, Winnie-Pui-Pui; Mohd-Redzwan, Sabran (2018). "Micotoxina: su impacto en la salud intestinal y la microbiota" . Frontiers in Cellular and Infection Microbiology . 8 60. doi : 10.3389/fcimb.2018.00060 . ISSN 2235-2988 . PMC 5834427. PMID 29535978 .   
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