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 conocidos como virus con cola . ^[1] Convierte una cepa inofensiva de bacterias en una cepa virulenta. Lleva el gen spe A que codifica la toxina eritrogénica A. ^[2] speA también se conoce como exotoxina piógena estreptocócica A, toxina A de la escarlatina 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 a través de la lisogenia , un ciclo de vida que se caracteriza por la capacidad del genoma de convertirse en parte de la célula huésped y mantenerse estable allí 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, también es un fago prototípico de todos los fagos portadores de spe A de Streptococcus pyogenes , lo que significa que su genoma es el prototipo de los genomas de todos los 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 fue introducida 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 podría causar la producción de speA por lisogenia en cepas de las que se convirtió en 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 la lisogenia. En su experimento, cada colonia bacteriana transformada 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 concluyó 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 forma virulenta. Este mutante, el bacteriófago T12cp1, entró en el ciclo lítico , un ciclo de vida en el que se destruye la célula huésped. ^[11] En 1983, Johnson y Schlievert publicaron un mapa del genoma T12, revelando también que en el genoma se producen tres rondas de empaquetamiento. ^[9] Al año siguiente, Johnson y Schlievert y Weeks y Ferreti también descubrieron, de forma independiente, que el bacteriófago T12 lleva el gen estructural de 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 llevan el propio fago T12, 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 fue acreditada 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 informa que el genoma del fago lleva el gen spe A, ^[12] que es un segmento de 1,7 kb del genoma del fago T12 flanqueado por los sitios SalI y HindIII . ^[8]

El gen de la integrasa del fago (int) y el sitio de unión del fago (attp) se encuentran justo aguas arriba del gen speA en el genoma del fago. El bacteriófago T12 se integra en el cromosoma de S. pyogenes mediante recombinación específica del sitio en el bucle anticodón de un gen que codifica para 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 de estreptococos lisogenizados que producen speA. Las enfermedades son respuestas sistémicas a la speA que circula en el cuerpo. ^[13]

La escarlatina , también conocida como fiebre escarlata , se llama así por la erupción característica de color rojo brillante que provoca. Es más común en niños de entre cuatro y ocho años de edad. ^{[ cita requerida ]}

La primera etapa de la escarlatina es típicamente una faringitis estreptocócica , que se caracteriza por dolor de garganta, fiebre, dolor de cabeza y, a veces, náuseas y vómitos. En dos o tres días, aparece una erupción eritematosa difusa con una textura de papel de lija. La erupción aparece primero en el cuello y luego se extiende al pecho, la espalda y las extremidades del cuerpo. Una capa blanca amarillenta cubre la lengua y luego se desprende, dejando la lengua con un aspecto de fresa y papilas hinchadas. La erupción desaparece después de cinco o seis días de la aparición de la enfermedad y va seguida de descamación de la piel, especialmente en las manos y los pies. ^{[14] [15]}

La penicilina , un antibiótico , es el fármaco de elección para el tratamiento de la escarlatina, así como de cualquier otra infección por S. pyogenes . En el caso de las personas alérgicas a la penicilina, se pueden utilizar los antibióticos eritromicina o clindamicina . Sin embargo, se ha informado de resistencia ocasional a estos fármacos. ^[16]

En el síndrome de shock tóxico estreptocócico (StrepTSS), la 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 y gamma-interferón). Estas citocinas (TNFα, TNFβ) parecen mediar la fiebre, el shock y la insuficiencia orgánica características de la enfermedad. ^{[13] [17] [18]}

El síndrome de shock tóxico estreptocócico es una enfermedad febril aguda que comienza con un síndrome leve similar a un virus, caracterizado por fiebre, escalofríos, mialgia , diarrea, vómitos y náuseas, e implica una infección menor de tejidos blandos que puede progresar a shock, insuficiencia multiorgánica y muerte. ^[18]

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 por estreptococo incluyen clindamicina y gammaglobulina intravenosa . ^[18]

La presencia del bacteriófago lisogénico T12 se puede comprobar mediante ensayos de placa si la cepa indicadora utilizada es susceptible al fago que se está probando. 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 de bacterias que pueda ser infectada por el fago que se necesita detectar. Una vez que se establece el agar blando, las muestras que se están probando para la presencia del fago se extienden sobre las placas de agar blando. Luego, las placas se incuban durante la noche y se controlan para detectar aclaramientos (placas) al día siguiente. Si el fago está presente, las cepas indicadoras se infectarán y pasarán por el ciclo lisogénico normal mientras las placas se incuban y luego se someterán a lisis . La placa que determina si el fago está presente o no es causada por la lisis de las cepas indicadoras. Los títulos de placas se pueden encontrar diluyendo las muestras y contando las unidades formadoras de placa (UFP). ^[19]

También se pueden utilizar pruebas bioquímicas como el Southern blot para detectar la speA que el fago produce a partir del gen speA . Esto se hizo en una investigación de Johnson, Tomai y Schlievert en 1985 aislando el ADN de cepas de estreptococos y realizando una digestión de restricción utilizando BglII . Una vez completada la digestión, las muestras de ADN se analizaron en gel para separar el ADN. A continuación, el ADN de este gel se transfirió a papel de nitrocelulosa y se incubó con sondas específicas para speA. En este artículo se puede ver una imagen de este Southern blot . ^[5]

Los bacteriófagos se propagan muy fácilmente. ^[20] Con exposiciones más bajas, la luz ultravioleta puede aumentar la producción tanto del fago T12 como de speA. ^[4] Los tiempos de exposición más prolongados a la luz ultravioleta pueden matar al fago. La luz ultravioleta estresa a las bacterias lisogénicas, lo que hace que los fagos se propaguen y hagan estallar las células bacterianas del huésped. ^[21] 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 . ^[22]

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