REVISIÓN DE LITERATURA

PATOGENESIS DE Listeria monocytogenes, MICROORGANISMO ZOONOTICO EMERGENTE.

PATHOGENESIS OF Listeria monocytogenes, MICROORGANISM ZOONOTIC EMERGENT

Kirvis Torres¹, Sara Sierra¹, Raúl Poutou¹*, Ana Carrascal¹, Marcela Mercado².

¹Laboratorio de Microbiología de Alimentos, Laboratorio de Biotecnología Aplicada, Grupo de Biotecnología Ambiental e Industrial.
²Grupo de Enfermedades Infecciosas. Depto. Microbiología, Facultad de Ciencias, Pontificia Universidad Javeriana, Bogotá, D.C. ]]> *Correspondencia:rp000274@javeriana.edu.co

RESUMEN

Listeria monocytogenes además de ser un paradigma para la investigación inmunológica se ha convertido en sistema modelo apropiado para el análisis de los mecanismos moleculares del parasitismo intracelular de otras bacterias. Investigadores en el área de la inmunología se interesaron en este microorganismo cuando se reconoció el riesgo que representaba para la salud pública y la seguridad en la industria de alimentos. Desde mediados de los años 80’s se ha investigado la biología molecular de los marcadores de virulencia de este microorganismo, la biología celular de las interacciones de los marcadores de virulencia con los receptores de la célula hospedero, el citoesqueleto, las vías de transducción de señales y los mecanismos de inmunidad mediada por células del hospedero. El propósito de esta revisión es describir algunas características taxonómicas y filogenéticas de Listeria monocytogenes, la incidencia humana y animal de varios serotipos, la fisiopatología de la infección, modelos animales y de cultivo celular utilizados para estudios de virulencia, las poblaciones de riesgo, manifestaciones clínicas de listeriosis humana y animal, el tratamiento, la organización genética y evolución de los determinantes de virulencia, los mecanismos empleados para interactuar con la célula hospedera, y los mecanismos para escapar de los procesos de muerte celular y pasar de una célula infectada a otra. La información recopilada resulta de gran importancia para el personal de salud, industria, consumidores y población de riesgo; razón por la cual Listeria monocytogenes es un patógeno que representa una amenaza para la salud pública mundial.

Palabras clave: Patogénesis, Listeria monocytogenes, resistencia antimicrobiana, biología molecular, serotipo

ABSTRACT

Listeria monocytogenes in addition to being a paradigm for the immunological investigation has become in an appropriate model system to the analysis of the molecular mechanisms of the intracellular parasitism of other bacteria strains. Inmunologyst were interested in this microorganism when was recognized as a risky organism for public health and the food industry security. From mid of the 80’s scientists have researched the molecular biology of virulence markers of this microorganism, the cellular biology of the interactions of these markers with the receptors of the host cell, the cytoskeleton, the transduction signals routes and the mechanisms of immunity mediated by the host cells. The intention of this review is to describe some taxonomic and phylogenetics characteristics of Listeria monocytogenes, the human and animal incidence of several serotypes, the physiopathology of the infection, animals models and cellular culture employed  for virulence studies, the risk populations, clinical manifestations of human and animal listeriosis, the treatment, the genetic organization and evolution de  the virulence markers, the mechanisms used to interact with the host cell, the mechanism to escape from the cellular death processes and to pass through an infected cell to another one. The compiled information is from great importance for the health personnel, consumers and risk population; reason for which Listeria monocytogenes it is a pathogen that represents a threat for world-wide the public health.

Key words: Pathogenesis, Listeria monocytogenes, antimicrobial resistance, molecular biology, serotype.

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INTRODUCCIÓN

La listeriosis es una enfermedad bacteriana invasiva, producida por Listeria monocytogenes; cocobacilo Gram-positivo psicrótrofo, móvil, no esporulado, anaerobio facultativo, patógeno de origen alimentario en humanos y animales con una amplia distribución en la naturaleza. La contaminación alimentaria, en epidemias o en casos esporádicos, en poblaciones inmunosuprimidas, constituyen los dos factores fundamentales para la presentación de la enfermedad. La amplia distribución de Listeria monocytogenes se debe a la capacidad de sobrevivir durante períodos de tiempo prolongados en diferentes medios. Por consiguiente, los alimentos se pueden contaminar en cualquier eslabón de la cadena productiva y en el almacenamiento en frío.

El parasitismo intracelular de L. monocytogenes es considerado un modelo importante para la investigación de los mecanismos moleculares de patogénesis intracelular bacterianos (Shen et al., 1998). Conceptos importantes como la inhabilidad de los anticuerpos para proteger contra infecciones producidas por patógenos intracelulares, la importancia de macrófagos activados en la eliminación de parásitos intracelulares, y el papel que juega los linfocitos T en la inmunidad celular inmediata fueron establecidos bajo los estudios con el modelo murino de listeriosis (North 1978).

CARÁCTERÍSTICAS FILOGENÉTICAS

El género Listeria está constituido por seis especies, Listeria innocua, Listeria weishimeri, Listeria seeligeri, Listeria ivanovii, Listeria grayi, Listeria murrayi. Únicamente dos especies de este género son patogénicas: L. monocytogenes asociada con infección en humanos y animales y Listeria ivanovii asociada únicamente con infección en animales (Seeliger 1986).

El genoma de L. monocytogenes fue secuenciado recientemente y posee un cromosoma circular de 2.944.528pb con un promedio de G + C de 39%. Se han identificado 2853 genes, sin embargo al 35.3% de estos no se les conoce función. De otro lado, L. innocua posee un único cromosoma circular de 3.011.209pb con un contenido promedio de G + C de 37%. Dentro del género Listeria, estas dos especies presentan alto grado de homología en la secuencia del RNA ribosomal 16S (RNAr 16S) siendo las de mayor cercanía taxonómica (Figura 1) (Von Both et al., 1999).

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La habilidad de Listeria sp., para colonizar y crecer en un amplio rango de ecosistemas se correlaciona con la presencia de 331 genes que codifican para diferentes proteínas de transporte. El número de componentes reguladores del genoma de Listeria monocytogenes es similar a otras bacterias, tales como Bacillus subtilis, Escherichia coli, Clostridium spp., Staphylococcus spp., Streptococcus spp., Lactobacillus spp., Bronchothrix spp., y superior a M. tuberculosis y Neisseria meningitidis. El análisis de la secuencia de los genomas de L. monocytogenes y L. innocua revelan una relación filogenética con B. subtilis, lo que sugiere un origen común para las tres especies.

SEROTIPIFICACIÓN

La heterogeneidad en la virulencia de L. monocytogenes ha sido observada en estudios in vivo (ratón) y en estudios in vitro (cultivos celulares); pero la correlación entre el nivel de virulencia y el origen o tipo de cepa no ha sido establecida (Brosch et al., 1993). Sin embargo, se han encontrado diferencias significativas entre la virulencia de cepas de origen clínico y de alimento, siendo las primeras las que presentan dosis letales más bajas (Norrung 2000). Basados en los antígenos somático (O) y flagelar (H), existen hasta el momento, 13 serovariedades de L. monocytogenes. Sin embargo, tres de ellas (½a, ½b y 4b) han sido aisladas en más del 90% de los casos de listeriosis humana y animal (Low et al., 1993). Otras serovariedades, como el ½c, ha sido encontrada como contaminantes de alimentos (Espaze et al., 1991). Algunas de estas serovariedades son compartidas por L. innocua y por L. seeligeri (Menudier et al., 1991). L. innocua está representada sólo por tres serovariedades y es considerada una variante no patógena de L. monocytogenes (Tabla 1).

Entre las serovariedades asociadas a listeriosis, las cepas 4b causan más del 50% de los casos en todo el mundo, pero las cepas de grupo antigénico ½ (½a, ½b y ½c) predominan en los aislamientos a partir de alimentos (Rocourt 1994a; Rocourt 1994b); esto sugiere que las cepas serotipo 4b están más adaptadas a tejidos de hospedero mamífero que las cepas del serogrupo ½ (Swaminathan et al., 1995).

Un grupo de cepas relacionadas fenotípica y genómicamente de la serovariedad 4b fueron encontrados como responsables de los brotes más importantes de listeriosis humana transmitidos por alimentos en California en 1985 (Linnan et al., 1988), Suiza entre 1983 y 1987 (Bille 1990), Dinamarca entre 1985 y 1987 (Samuelsson et al., 1990) y Francia en 1992 (Goulet et al., 1993), soportando la idea de que la patogenia está asociada a ciertos clones de L. monocytogenes (Jacquet et al., 1995).

Aunque Gray y Killinger en 1966 (Gray 1966) indicaron que las serovariedades de Listeria no están relacionadas con el hospedero, el proceso patológico y el origen geográfico; el posible tropismo de ciertos clones de L. monocytogenes por el humano pueden explicar, las observaciones hechas en Scotland (Reino Unido), donde en el mismo período de tiempo la serovariedad 4b fue aislada de casos humanos, mientras los casos de rumiantes estuvieron relacionados con la serovariedad ½a (Low et al., 1993).

Existen diferencias en el tropismo patogénico entre cepas de L. monocytogenes. En humanos, por ejemplo, las cepas serovariedad 4b han sido aisladas de fetos más que de casos no asociados con el embarazo (McLauchlin 1990). En ovejas, las dos formas clínicas de infección por L. monocytogenes, meningoencefalitis y aborto, no ocurren simultáneamente en el mismo rebaño (Vázquez-Boland et al., 1996).

En un estudio realizado por el Laboratorio de Salud Pública del Distrito Capital (Bogotá, Colombia) en muestras de derivados cárnicos tipo jamón, procedentes de diferentes hospitales del Distrito, entre Enero y Agosto del 2002, se aislaron las serovariedades 4b y ½b, siendo la serovariedad 4b la predominante (Comunicación personal Herber Vera, Referente de Ambiente del Distrito).

FISIOPATOLOGIA DE LA INFECCIÓN ListeriaL

La listeriosis se define clínicamente cuando el microorganismo es aislado de sangre, líquido cefalorraquídeo (LCR) o de otros sitios del organismo humano o animal, que normalmente son estériles (placenta) (Low 1997). La susceptibilidad del hospedero juega un papel importante en la presentación de la enfermedad luego de la exposición a L. monocytogenes; de esta manera la mayoría de pacientes experimentan un defecto fisiológico ó patológico que afecta la inmunidad mediada por células T, lo que justifica la clasificación de L. monocytogenes como un patógeno oportunista. La fisiopatología de la infección por L. monocytogenes en humanos y animales no está totalmente esclarecida. La investigación de la fisiopatología de listeriosis requiere de un modelo animal en el cual el agente infeccioso pueda manifestar el mismo tropismo celular y tisular que en humanos; modelo en el que se observen los mismos efectos directos e indirectos que causan los daños inmunopatológicos (Lecuit 2002).

Existen dos estrategias para establecer un modelo para el estudio de la listeriosis: La primera es identificar una especie animal en la cual la interacción ligando-receptor sea específica y similar al humano. La segunda es generar un animal modificado genéticamente (transgénico), generalmente un ratón con un receptor no-funcional, en el cual el receptor humano pueda ser expresado bajo el control de un promotor tisular específico durante el proceso infeccioso (Lecuit 2002).

La inoculación intravenosa de L. monocytogenes en el ratón induce letalidad dosis-dependiente. Este modelo de infección ha sido usado por décadas para el estudio de la infección bacteriana intracelular y la inmunidad mediada por células (Mackaness 1969). En contraste, la inoculación oral es una vía ineficiente para inducir listeriosis sistémica, porque el paso de L. monocytogenes a través de la barrera intestinal es muy lento, confirmando que L. monocytogenes no es un microorganismo enteropatógeno para el ratón (Lecuit 2002).

Para investigar la interacción de proteínas de superficie de L. monocytogenes con la célula hospedero, se han probado diferentes modelos animales. Los modelos de ratón y rata han sido utilizados para el análisis de los factores de virulencia de L. monocytogenes que presentan homología con el humano, listeriolosina O (LLO), ActA, fosfolipasa C fosfatidilinositol (PI-PLC) y fosfolipasa C fosfatidilcolina (PC-PLC); pero han sido inapropiados para el estudio del mecanismo de interacción del receptor E-caderina en células epiteliales con la Internalina A de L. monocytogenes, ya que la naturaleza de uno de los aminoácidos que compone la E-caderina en ratón (ácido glutámico), es diferente al del humano (prolina), por esta razón estos modelos animales son resistentes a infección oral por L. monocytogenes (Lecuit 1999).

En roedores se ha estudiado experimentalmente la tromboencefalitis por L. monocytogenes (Blanot et al., 1997). El descubrimiento de la especificidad por el hospedero y la elucidación del mecanismo de patogenia, ha conducido a la generación de ratones transgénicos que expresan receptores humanos que permiten la penetración de la bacteria a las células epiteliales, así como la posibilidad de atravesar los endotelios y alcanzar los órganos blancos de infección (Lecuit 2002).

Para evaluar el papel de la interacción internalina-E caderina en la habilidad de L. monocytogenes para cruzar la barrera intestinal, se diseñó un modelo de ratón transgénico (Lecuit 2001). El c-DNA de la E-caderina humana fue puesto bajo control del promotor del gen que codifica para la proteína de unión al ácido graso intestinal (iFABP), el cual es exclusivamente activo en enterocitos del intestino delgado post mitóticos, no proliferativos (Hermiston 1996). En este modelo transgénico L. monocytogenes interactuó directamente con la E-caderina enterocítica, se internalizó en las células, cruzó la barrera intestinal, se multiplicó en la lámina propia del intestino delgado y se diseminó a los nódulos linfáticos mesentéricos, hígado y bazo (Lecuit 2002).

La patogenicidad de L. monocytogenes se debe a la capacidad para adherirse, invadir y multiplicarse dentro de una gran variedad de células no fagocíticas (enterocitos, hepatocitos, fibroblastos, células endoteliales y células dendríticas). Esta propiedad, ha sido estudiada detalladamente en cultivos celulares, y es el punto de partida para el análisis fisiopatológico de la listeriosis humana (Gilot et al., 1999). La entrada de L. monocytogenes y la colonización de los tejidos del hospedero se lleva a cabo en cuatro etapas:

a. Cruce de la barrera intestinal: Antes de alcanzar el intestino, L. monocytogenes ingeridas tiene que soportar el ambiente adverso del estómago (Doyle 2001). Al menos 13 proteínas de estrés oxidativo y 14 proteínas de “shock” tóxico, son inducidas bajo condiciones de estrés en L. monocytogenes (Vázquez-Boland et al., 2001b).

L. monocytogenes posee un factor de transcripción sigma (sigma B) codificado por el gen sigB, homólogo a los encontrados en Staphylococcus aureus y Bacillus subtilis. Mutantes de este gen muestran un incremento de la sensibilidad al estrés ácido, sin embargo las cepas mutantes son capaces de diseminarse al hígado y al bazo de la misma manera que L. monocytogenes silvestre (Wiedmann et al., 1998).

Existe controversia con respecto al punto de entrada y el mecanismo de traslocación intestinal usado por L. monocytogenes. Rácz en 1972, infectó intragástricamente cobayos con 1010 UFC de L. monocytogenes, el análisis histológico reveló, que todos los animales desarrollaron enteritis. En etapas iniciales, la bacteria pudo detectarse principalmente en las células epiteliales absorbentes del área apical de las vellosidades, mientras en fases tardías, la bacteria se detectó en el interior de los macrófagos del estroma de las vellosidades, lo que sugirió que L. monocytogenes penetra el hospedero invadiendo el epitelio intestinal (Rácz et al., 1972).

En otros estudios usando ratones inoculados con 108 a 109 UFC, no se observó invasión del epitelio de las vellosidades intestinales, en cambio se evidenció colonización de las placas de Péyer (Marco et al., 1997), sugiriendo que L. monocytogenes usa las células M del epitelio como una entrada portal, al igual que se ha reportado para otros patógenos bacterianos (Siebers 1996). Otro estudio en 1998 demostró a través de un modelo murino y microscopía electrónica que L. monocytogenes penetra el hospedero por las células M dispuestas sobre las placas de Péyer (Jensen et al., 1998). Sin embargo, la penetración Listerial a este nivel no fue efectiva, porque únicamente un pequeño número de bacterias fueron observadas en asociación con el folículo asociado al epitelio sobre las placas de Péyer (Marco et al., 1992).

La traslocación intestinal de Listeria ocurre sin la formación de lesiones histológicas en el intestino del ratón (Marco et al., 1992). Esto sugiere que la fase intestinal que involucra la multiplicación bacteriana en la mucosa intestinal, no es requerida por L. monocytogenes para el desarrollo de infección sistémica.

Un estudio de infección intestinal en murino mostró que L. monocytogenes es traslocada a órganos internos en pocos minutos, demostrando que el cruce de la barrera intestinal ocurre en ausencia de replicación intraepitelial. El sitio preferencial para la replicación bacteriana fue las placas de Péyer. El foco de la infección se apreció a través de reacciones piogranulomatosas en el tejido folicular subepitelial y células mononucleares con bacterias visibles en su interior (Pron et al., 1998); los eventos de presentación antigénica tuvieron lugar en el intestino durante las fases tempranas de la colonización del hospedero; fenómeno que juega un papel importante en la resistencia adquirida a la reinfección posterior por exposición oral a L. monocytogenes (Low 1991).

Más del 90% de bacterias son acumuladas en el hígado, capturadas por las células de Kupffer alineadas en las sinusoides. En experimentos de depleción del sistema inmune “in vivo”, los macrófagos residentes destruyen la mayoría de bacterias ingeridas, lo que resulta en la disminución del tamaño de la población bacteriana, durante las primeras 6 horas de infección (Ebe et al., 1999). Las células de Kupffer inician el desarrollo de la inmunidad anti-Listeria induciendo la proliferación dependiente de antígenos de linfocitos T y la secreción de citoquinas (Gregory 1990). No todas las células bacterianas son destruídas por macrófagos tisulares, y su número se incrementa en 2 a 5 días en órganos de ratón (De Chastellier 1994).

El sitio principal de multiplicación bacteriana en el hígado es el hepatocito (Conlan 1992). Mackannes (1962) fue el primero es demostrar que L. monocytogenes era capaz de sobrevivir y multiplicarse en macrófagos (Mackaness 1969). Existen dos vías posibles para el acceso de L. monocytogenes al parénquima del hígado después de la traslocación intestinal del microorganismo y el transporte por el torrente sanguíneo portal o arterial: Vía células de Kupffer, por la diseminación célula a célula o por la invasión directa de hepatocitos después de cruzar la barrera endotelial fenestrada que rodea los sinusoides hepáticos. Se ha demostrado “in vitro” que L. monocytogenes invade eficientemente los hepatocitos (Dramsi et al., 1995).

La microscopía electrónica de tejido hepático de ratones infectados sugiere que L. monocytogenes desarrolla completamente el ciclo infeccioso intracelular en los hepatocitos (Gaillard et al., 1996). El paso de hepatocito a hepatocito conduce a la formación de un foco infeccioso en el que L. monocytogenes se disemina a través del parénquima hepático sin entrar en contacto con los efectores humorales del sistema inmune; lo que pudiera explicar por qué los anticuerpos no son importantes en la inmunidad anti-Listeria (Edelson et al., 1999). Durante las etapas tempranas de colonización hepática, los polimorfonucleares son reclutados en los sitios de infección, en respuesta a la liberación de quimioatractantes por parte de los hepatocitos, formando microabscesos (Rogers et al., 1996). Los neutrófilos juegan un papel importante en el control de la fase aguda de la infección Listerial (Rogers 1993), y en la destrucción “in vivo” de Listeria en hepatocitos infectados (Conlan 1991).

Estudios en macrófagos murinos P388D₁ revelan la activación de NF-_KB; factor de transcripción que media la respuesta a la infección causada por L. monocytogenes a través de la regulación de genes involucrados en la respuesta inmune (Hauf et al., 1997). Las formas inactivas de NF-_KB conocidas como IkBa y IkBb son fosforiladas por quinasas IkB, que inducen la traslocación de NF-_KB dentro del núcleo de la célula hospedera, donde regula la expresión de citoquinas proinflamatorias (Hauf et al., 1994).

La activación de NF-kB en hepatocitos de ratón es esencial para eliminar a L. monocytogenes del hígado, este es un mecanismo de respuesta inmune innata local (Lavon et al., 2000). Entre dos y cuatro días después de la infección, los neutrófilos son reemplazados gradualmente por células mononucleares sanguíneas y linfocitos para formar los granulomas característicos que actúan como barreras físicas limitando el foco infeccioso e impidiendo la diseminación bacteriana de una célula a otra (Portnoy 1992).

Entre cinco a siete días de postinfección, L. monocytogenes comienza a desaparecer en los órganos internos de ratón como resultado de la activación de macrófagos por medio del interferón gamma (IFN-g) y la inducción de la respuesta inmune adquirida mediada por linfocitos T CD8⁺ (Gregory 2000). Los linfocitos T citotóxicos reaccionan contra los epítopes de los antígenos del complejo mayor de histocompatibilidad clase I o II presentes en la membrana de la célula blanco, desencadenando la apoptosis de los hepatocitos infectados (Parham 1997).

Wagner y Czuprynski (1993) observaron la expresión temporal de citoquinas en el hígado de ratones infectados con L. monocytogenes; IFN-g, el factor de necrosis tumoral (TNF-a) y la interleuquina 10 (IL-10), fueron inducidos un día después de la infección, las IL-2 y la IL-4 producidas por los LT fueron expresadas el primer día, pero suprimidas tres días después de la infección.

La protección contra L. monocytogenes también involucra los linfocitos T CD4⁺ TH1 (Geginat et al., 1998) y mecanismos innatos como la activación de células T asesinas (“natural killer”). El IFN-g y la IL-12 producidos por los macrófagos inducen la formación de LT CD4⁺ TH1 (Emoto et al., 1997).

Las lipoproteínas bacterianas pueden ser potentemente proinflamatorias e inducen respuestas inmunitarias innatas y adaptativas en mamíferos. Dentro de las lipoproteínas descritas para L. monocytogenes está la TcsA que es presentada por el complejo mayor de histocompatibilidad tipo II (CMH II) y media la activación de linfocitos T CD4 (Aliprantis 1999).

L. monocytogenes es un patógeno multisistémico que puede infectar un amplio rango de tejidos hospederos. Sin embargo, las principales formas clínicas de listeriosis muestran que este microorganismo posee tropismo por el útero grávido y el sistema nervioso central (Vázquez-Boland et al., 2001b).

c. Colonización de útero grávido y feto: El aborto y la muerte del neonato debido a Listeria spp., han sido reproducidos experimentalmente por inoculación intravenosa, oral y respiratoria de Listeria en animales gestantes susceptibles, como ovejas, reses, conejos, cobayos, ratones y ratas, de esta manera se demuestró que L. monocytogenes accede al feto por penetración hematógena de la barrera placentaria (Abram 1997). En ratones grávidos, la bacteria primero invade la membrana basal y progresa hacia el vello placental, donde causa infiltración inflamatoria y necrosis (Abram 1997). Los macrófagos no actúan como efectores en la placenta murina, mientras los neutrófilos son la población celular más importante contra Listeria (Guleria 2000).

En humanos la infección placentaria se caracterizada por numerosos microabscesos e inflamación de las vellosidades con necrosis focal (Parkassh et al., 1998). La colonización de la membrana trofoblástica seguida por la traslocación a través de la barrera endotelial, permite a la bacteria alcanzar la corriente sanguínea fetal, conduciendo a una infección generalizada y la posterior muerte del feto en útero o la muerte prematura del neonato infectado con lesiones piogranulomatosas miliares (Vázquez-Boland et al., 2001b).

La depresión local de la respuesta inmune celular en la placenta, puede contribuir al aumento de la susceptibilidad a la infección uterina por L. monocytogenes (Vázquez-Boland et al., 2001b). En roedores, la gestación reduce la resistencia a L. monocytogenes y prolonga el curso de la infección primaria en el hígado (Abram 1997); lo anterior se correlaciona con la deficiencia en la producción de IFN-g que resulta en la invasión Listerial de la placenta y los tejidos fetales (Nakane et al., 1985).

d. Invasión del cerebro: en humanos, la infección del sistema nervioso central se presenta en forma de meningitis, Sin embargo, esta meningitis está asociada frecuentemente con la presencia de focos infecciosos en el parénquima cerebral, especialmente en el tallo cerebral lo que sugiere que L. monocytogenes tiene tropismo por el tejido nervioso (Lorber 1996).

Aunque se presenta infiltración mononuclear y linfocítica de las meninges, esta condición ocurre como una extensión del proceso cerebral, y las lesiones macroscópicas pueden restringirse a áreas basales, al cerebro blando y al cerebelo. En humanos, al igual que en rumiantes se desarrolla una cerebritis que involucra el romboencéfalo (Lorber 1996). El neurotropismo y la predilección de L. monocytogenes por el romboencéfalo se ha demostrado en los rumiantes, en los cuales la infección en el sistema nervioso central, en contraste a la situción en humanos, se desarrolla como encefalitis. En estos animales, el foco infeccioso es restringido a la médula oblongata y el cordón espinal (Vázquez-Boland et al., 2001b).

L. monocytogenes invade el cerebro por migración centrípeta a lo largo de los nervios craneales. La parálisis unilateral del nervio craneal es característica de romboencefalitis en rumiantes, conduciendo al desarrollo de la enfermedad “circling” que se caracteriza por tortículis involuntaria y andar sin rumbo, en círculos como resultado de las lesiones del tallo cerebral (Wesley 1999).

Las lesiones cerebrales en la meningoencefalitis Listerial son típicas y muy similares en humanos o animales y consisten en nódulos perivasculares de infiltrados inflamatorios, compuestos de células mononucleares, neutrófilos dispersos y linfocitos; microabscesos parenquimales y focos de necrosis. Las bacterias están generalmente ausentes en las áreas perivasculares de inflamación y son abundantes en el parénquima cerebral alrededor de las áreas necróticas (Jungi et al., 1997). La invasión por L. monocytogenes de neuronas cultivadas “in vitro” es un evento relativamente raro (Dramsi andCossart 1998).

L. monocytogenes es capaz de invadir células del endotelio microvascular cerebral de humanos “in vitro” e inducir la activación de moléculas para la adhesión endotelial (E-selectina, ICAM-1 y VCAM-1) que conducen al incremento de la unión de polimorfonucleares neutrófilos a las células endoteliales infectadas (Kayal et al., 1999; Greiffenberg et al., 2000). Experimentos de depleción en ratones usando un anticuerpo monoclonal específico, mostró que los neutrófilos juegan un papel crítico en la eliminación de L. monocytogenes de los focos infecciosos en el cerebro (López et al., 2000).

POBLACIÓN DE RIESGO

L. monocytogenes posee predilección por personas con inmunidad celular disminuida, las poblaciones de riesgo son: mujeres en estado de gravidez (Bartfield 2000; DiMaio 2000), ancianos, neonatos (Becroft 1971); personas inmunocomprometidas (cáncer, transplantes renales, SIDA, diabetes, terapias inmunosupresoras, alcoholismo). (Graham et al., 2002; Morritt et al., 2002; Nolla-Salas et al., 2002; Vander et al., 2002).

La listeriosis en adultos excepto mujeres embarazadas, es asociada en muchos casos (>75%) con: neoplasias (leucemia, linfoma o sarcoma) y quimioterapia antineoplástica, terapia inmunosupresora (transplante de órganos o uso de corticoides) (Patel 1997), enfermedad hepática crónica (cirrosis o alcoholismo) (Kendall et al., 1972), endocarditis, enfermedad del riñón, diabetes y enfermedad del colágeno (lupus) (Rocourt 1996; Spyrou et al., 1997).

La infección por el virus de inmunodeficiencia humana (VIH) es también un factor de riesgo para listeriosis. El SIDA es una condición de predisposición que oscila entre el 5 y el 20% de los casos de listeriosis en adultos excepto mujeres embarazadas. El riesgo de contraer listeriosis es de 300 a 1000 veces mayor para pacientes con VIH que para la población general. Aunque muchos de los casos son asociados con factores de riesgo, hay algunos pacientes adultos donde los factores de predisposición no han sido determinados (Goulet et al., 1993).

CARACTERÍSTICAS CLÍNICAS DE LISTERIOSIS HUMANA

Dos formas básicas de presentación de listeriosis pueden distinguirse: listeriosis perinatal y listeriosis en el paciente adulto. En ambas instancias, las formas clínicas predominantes corresponden a infección diseminada o infección local en el sistema nervioso central (SNC). Los alimentos contaminados son la mayor fuente de infección tanto en casos esporádicos como epidémicos (Rocourt 1996). La dosis mínima requerida de Listeria monocytogenes para causar infección clínica en humanos no ha sido determinada, sin embargo el gran número de L. monocytogenes detectadas en los alimentos responsabilizados de casos esporádicos y epidémicos de listeriosis (106) sugiere que es alta (Vázquez-Boland et al., 2001b).

Niveles de 102 a 104 células de L. monocytogenes por gramo de alimento han sido asociados con listeriosis en humanos, especialmente en pacientes inmunosuprimidos, ancianos y mujeres embarazadas (McLauchlin et al., 1991; Pinner et al., 1992). Sin embargo, la dosis infectiva puede variar dependiendo de la patogenicidad y virulencia de la cepa involucrada y los factores de riesgo y susceptibilidad del hospedero (Vázquez-Boland et al., 2001b). La dosis infectiva de L. monocytogenes depende de factores como el estado inmunológico del paciente, la concentración de patógeno en el alimento, la virulencia de la cepa, y la cantidad de alimento consumido (McLauchin 1996).

La listeriosis fetomaternal y listeriosis neonatal resultan de la transmisión de la infección madre-feto por vía transplacentaria y desarrollo de corioamnionitis. La mayoría de los casos de listeriosis en el feto ocurren después del quinto mes de embarazo, aunque se han presentado casos de infecciones tempranas que ocasionan daños en el embrión (Silver 1998). La listeriosis materna puede precipitar el trabajo de parto y provocar un óbito fetal o un parto pretérmino de un feto infectado. La mujer puede portar el microorganismo en el tracto genital por algún tiempo, ocasionando complicaciones en embarazos posteriores (Schuchat 1997).

La infección neonatal por Listeria monocytogenes se puede manifestar en dos formas:

a) Listeriosis de inicio temprano: El período de incubación es de 1.5 días y la infección ocurre in útero; se asocia con aborto espontáneo, nacimiento prematuro, bajo peso al nacer, bronconeumonía o septicemia al nacimiento, o muerte del recién nacido por una infección diseminada conocida como granulomatosis infantiséptica, caracterizada por la presencia de microabscesos piogranulomatosos diseminados particularmente en hígado, bazo y vellosidades coriónicas; con mortalidad del 35 al 10%. Los síntomas generalmente incluyen dolor pulmonar, debilitamiento del corazón, deficiencias respiratorias, cianosis, vómito, convulsiones y descarga temprana del meconio (Schlech 1996). Las madres de estos productos con frecuencia tienen antecedente de infección tipo influenza con fiebre o infección de vías urinarias en las semanas que preceden el parto. Durante esta etapa los cultivos de sangre materna son positivos para Listeria monocytogenes (Klatt et al., 1986).

b) En menor frecuencia se observa la listeriosis neonatal tardía (10 al 15% de casos perinatales), generalmente ocurre de 1 a 8 semanas post-parto e involucra síndrome febril acompañado por meningitis y en algunos casos gastroenteritis y neumonía, presumiblemente como resultado de la aspiración de exudados maternales contaminados durante el parto, aunque se han reportado casos en donde la enfermedad es adquirida mediante transmisión horizontal por fomites o por personal médico en unidades neonatales, con mortalidad del 13 al 43% en pacientes tratados y de 100% en pacientes no tratados (Slutsker 1999).

La mortalidad en casos de listeriosis neonatal es baja (10-20%), pero puede dejar secuelas como hidrocefalia o retardo psicomotor (Evans et al., 1984). L. monocytogenes es una de las tres causas principales de meningitis bacterial en neonatos (Lorber 1996); en adultos, afecta el sistema nervioso central en un 55 a 70% de los casos, normalmente se desarrolla como una meningoencefalitis acompañada por trastornos severos de la conciencia, desórdenes en el movimiento y en algunos casos parálisis en los nervios craneales (Armstrong 1993). Cuando L. monocytogenes es diseminada vía sanguínea al sistema nervioso central, puede ocasionar meningitis supurativa aguda, cerebritis focal o multifocal, meningoencefalitis, absceso cerebral o espinal y listeriosis bulbar o romboencefalitis. La listeriosis es comúnmente caracterizada por formación de listeromas y necrosis focal. El tamaño, número y sitio de las lesiones varía de persona a persona y está relacionado con el modo de infección, la dosis del microorganismo, la edad y la resistencia del paciente (Mrowka et al., 2002).

La forma encefalítica en la cual el microorganismo es aislado con dificultad del fluido crebroespinal, es común en animales pero rara en humanos. El curso de la enfermedad es usualmente bifásico, con una fase subfebril inicial de 3 a 10 días en las cuales se presentan dolores de cabeza, desórdenes visuales, malestar general; seguida por una segunda fase de síntomas severos de romboencefalitis (Vázquez-Boland et al., 2001b).

El porcentaje de mortalidad por infecciones en el sistema nervioso central es alrededor del 20% pero pueden llegar a elevarse hasta un 40-60% si está asociado con enfermedades recurrentes que debilitan el sistema inmune. Se ha estimado que el 10% de la población que adquiere meningitis bacterial es causada L. monocytogenes. Debido a la efectiva vacunación contra Haemophylus influenzae; L.monocytogenes es ahora la causa mas común de infección meningeal en adultos después de Streptoccocus pneumoniae, Neisseria meningitidis y el Streptococo del grupo B. Sin embargo, en ciertos grupos de alto riesgo, como pacientes con cáncer, L. monocytogenes es la principal causa de meningitis bacterial (Schuchat 1997).

Otra forma clínica frecuente de listeriosis en algunos pacientes, es la bacteriemia o septicemia (15 del 50% de los casos), con un alto porcentaje de mortalidad hasta de 70%, si esta asociado con enfermedades recurrentes que debilitan el sistema inmune. Existen otros formas clínicas atípicas en el 5 al 10% de los casos, como la endocarditis (tercera forma más frecuente), miocarditis, arteritis, neumonía, pleuritis, hepatitis, colecistitis, peritonitis, abscesos localizados, artritis, osteomielitis, sinusitis, otitis y conjuntivitis (Low 1997; Slutsker 1999).
]]> Se ha identificado una forma primaria de infección cutánea por L.monocytogenes la cual es caracterizada por una erupción piogranulamotosa; esta forma ocurre esporádicamente entre granjeros y veterinarios y se adquiere por contacto directo con el tracto genital o la placenta de vacas que han abortado debido a infección por Listeria (Marth 1988; Ireton et al., 1996).

SENSIBILIDAD A ANTIBIÓTICOS

El patrón de sensibilidad a los antibióticos de L. monocytogenes ha permanecido relativamente estable con el paso de los años (Cherubin et al., 1991). Generalmente, este microorganismo es sensible “in vitro” a una amplia gama de antibióticos como penicilina, ampicilina, gentamicina, eritromicina, tetraciclinas, rifampicina, cotrimoxazol y vancomicina. Las fluorquinolonas y las cefalosporinas actuales presentan una pobre actividad, especialmente las de tercera y cuarta generación como cefotaxima y cefepima; todas las cepas de Listeria monocytogenes son resistentes a fosfomicina (Kalstone 1991).

Se han descrito resistencias a macrólidos y a tetraciclinas en algunos aislamientos; suelen estar codificadas por plásmidos, aunque también hay casos de resistencia a tetraciclinas codificada cromosómicamente. La rifampicina posee buena actividad “in vitro” pero selecciona cepas resistentes durante el tratamiento con mucha facilidad. Aunque se han descrito fracasos clínicos en tratamientos con penicilina o ampicilina, no se ha encontrado ninguna cepa resistente a estos antibióticos (Kalstone 1991).

La mayor parte de los antibióticos se comportan como bacteriostáticos frente a L. monocytogenes. En particular los ß-lactámicos tienen un gran intervalo entre la concentración mínima inhibitoria (CMI) y la concentración mínima bactericida (CMB). Sólo se ha observado actividad bactericida en los aminoglucósidos, glucopéptidos y cotrimoxazol (Hofer 1988).

TRATAMIENTO CONTRA L. monytogenes

Al ser la listeriosis una enfermedad relativamente rara en humanos, no hay estudios prospectivos y controlados que establezcan el mejor tratamiento antibiótico. Se ha visto que Listeria monocytogenes puede ser refractaria a los mecanismos bactericidas de muchos antibióticos porque es intracelular y usa este mecanismo para multiplicarse y protegerse de los antibióticos que se encuentran en el fluido extracelular; sólo pocos agentes pueden penetrar, acumularse y alcanzar el citosol de las células que hospedan este microorganismo (Charpentier 1997).

Actualmente se considera que los antibióticos de primera elección son la penicilina o la ampicilina (â-lactámicos), solas o asociadas a gentamicina (aminoglucósido). Se han descrito fallos terapéuticos con estos antibióticos, pero nunca se ha demostrado resistencia al compuesto ß-lactámico utilizado; el antibiótico de segunda elección es eritromicina (macrólido) (Hof et al., 1997).

La combinación de trimetoprim y sulfametoxazol se ha utilizado con éxito en pacientes alérgicos a penicilinas, considerándose en la actualidad la terapia alternativa en esta circunstancia. Hay estudios donde se relaciona la existencia de un plásmido de 3.7Kb en cepas de Staphylococcus haemolyticus (colonizador de la piel), que codifica para la dihidrofolato reductasa y que confiere resistencia a sulfametoxazol. También se ha observado que el aumento del uso de sulfametoxazol en profilaxis para toxoplasmosis en pacientes transplantados o VIH positivos, a pesar de que puede disminuir el número de casos de listeriosis en adultos, también pudede generar resistencia (Charpentier 1997).

La duración del tratamiento no está clara. Tras dos semanas de terapia se han descrito recurrencias en pacientes inmunosuprimidos; por lo que parece conveniente prolongar la terapia entre tres y seis meses. En general dos semanas parecen ser suficientes en bacteremias mientras que en meningitis se deberían utilizar ciclos más largos (Hof et al., 1997).

Considerando que la L. monocytogenes comparte mecanismos de parasitismo intracelular con otros organismos, su caracterización puede ser de utilidad para hallar nuevos agentes terapéuticos. Vázquez Boland (2001b) ha identificado el primer factor de virulencia bacteriano que está implicado específicamente en la fase de proliferación intracelular y que es compartido por otros microorganismos. De esta forma, si se desarrollan inhibidores específicos de este mecanismo, se podría frenar la proliferación “in vivo” de ésta y de otras bacterias patógenas.

ORGANIZACIÓN GENÉTICA Y EVOLUCIÓN DE LOS DETERMINANTES DE VIRULENCIA DE L. monocytogenes

Aunque se han reportado plásmidos en Listeria spp. (Poyart-Salmeron et al., 1990; Lebrun et al., 1994); todos los determinantes de virulencia identificados hasta el momento están codificados cromosómicamente. Los genes de virulencia de Listeria spp., se organizan dentro de unidades genéticas conocidas como islas de patogenicidad (PAIs). Las PAIs son adquiridas por la bacteria por mecanismos de transferencia de información genética horizontal, algunas veces como parte de un elemento móvil genético, por lo cual son importantes en la evolución de la virulencia bacteriana (Hacker 2000).

Una serie de factores de virulencia son producidos por L. monocytogenes para facilitar el proceso invasivo (Portnoy et al., 1992). Seis de los factores de virulencia responsables del parasitismo intracelular de L. monocytogenes (prfA, plcA, hly, mpl, actA y plcB) están organizados en una isla cromosomal de 9kb conocida como grupo de genes de virulencia PrfA dependiente; isla denominada como isla 1 de patogenicidad de Listeria (LIPI-1) (Figura 1) (Vázquez-Boland et al., 2001a; Vázquez-Boland et al., 2001b).

El locus de virulencia está formado en tres unidades transcripcionales (Figura 1). La posición central está ocupada por el monocistrón hly, que codifica para una citolisina sulfidrilo-activada (listeriolisina O) requerida para la ruptura de la vacuola fagocítica y la liberación de la bacteria dentro del citoplasma; prerequisito para la proliferación intracelular de L. monocytogenes (Cossart 2001c; Vázquez-Boland et al., 2001a). Corriente abajo del monocistrón hly, y en el mismo sentido de transcripción se encuentra el operón lecitinasa de 5.7Kb que comprende tres genes: mpl, actA y plcB y tres pequeños marcos de lectura abiertos (ORFs) adicionales (Figura 1) (Vázquez-Boland et al., 1992a; Vázquez-Boland et al., 1992b). El gen ActA codifica para la proteína ActA, el factor responsable de la motilidad basado en actina y la diseminación célula a célula de L. monocytogenes (Lasa et al., 1998). El gen plcB codifica para la fosfolipasa C fosfatidilcolina específica (PC-PLC), que media la disolución de la doble membrana de los fagosomas secundarios, formados después de la diseminación célula a célula. El gen mpl codifica para la proteasa mpl, la cual procesa extracelularmente el propéptido inactivo de la PC-PLC (Smith et al., 1995).

Corriente arriba del monocistrón hly, y transcrito en dirección opuesta, está el operón plcA-prfA (Figura 1). El primer gen de este bicistrón (plcA), codifica para la fosfolipasa C fosfatidilinositol específica (PI-PLC), la cual media la desestabilización de los fagosomas primarios junto con la LLO y la PC-PLC (Smith et al., 1995). El gen prfA codifica para la proteína PrfA, factor de transcripción estructural y funcionalmente relacionado a la proteína Crp (CAP) de Enterobacterias. El gen prfA de 27kDa es el activador transcripcional de los genes de virulencia de L. monocytogenes (Figura 1) (Goebel 2000a). La expresión del regulón de virulencia vía PrfA depende de diversas señales ambientales. Estas señales de activación incluyen temperatura alta (37ºC) (Leimeister-Wachter et al., 1992), condiciones de estrés (Sokolovic et al., 1990), reclusión de componentes del medio de crecimiento celular por carbón activado (Ripio et al., 1996), contacto con células del hospedero y el ambiente citoplasmático eucariótico (Renzoni et al., 1999).

El modelo actual de expresión del regulón de virulencia vía PrfA de L. monocytogenes predice un mecanismo que involucra la activación alostérica de PrfA por un cofactor putativo de bajo peso molecular, cuyos niveles dependen de las condiciones ambientales (Vega et al., 1998). La activación del PrfA conduce a la síntesis de más proteína PrfA por retroalimentación positiva, mediada por el promotor dependiente de PrfA, el cual gobierna la síntesis del RNAm del bicistrón plcA-prfA (Vega et al., 1998).

VÍAS EVOLUTIVAS DE LOS GENES DE VIRULENCIA

Análisis filogenéticos basados en el RNA ribosomal 16S (RNAr 16S) y 23S (RNAr 23S) han revelado que el género Listeria comprende dos grupos evolutivos, uno relativamente distante y que corresponde a L. grayi y el otro que incluye por un lado L. monocytogenes (patógena) y L. innocua (no patógena) y por el otro L. ivanovii (patógena), L. seeligeri y L. welshimeri (no patógenas) (Figura 2) (Vázquez-Boland et al., 2001b).

L. ivanovii desarrolla un ciclo de vida intracelular similar a L. monocytogenes ya que lleva una copia de LIPI-1. Las estructuras genéticas de LIPI-1 de L. monocytogenes y L. ivanovii son idénticas, pero las secuencias de ADN exhiben únicamente un 73 a un 78% de similaridad, un grado de divergencia compatible con la distancia genética que separa ambas especies (Figura 2) (Vázquez-Boland et al., 2001b).

El resultado de LIPI-1 en cada una de las dos líneas de descendencia es importante en la diversificación posterior del género; estabilización en L. monocytogenes y L. ivanovii; deleción temprana en L. innocua y L. welshimeri e inactivación funcional en L. seeligeri (Vázquez-Boland et al., 2001b).

CICLO INFECCIOSO INTRACELULAR DE L. monocytogenes

La razón por la que L. monocytogenes causa infección está explicada en la capacidad para inducir fagocitosis en células del sistema mononuclear fagocítico, seguida de la replicación dentro de estas y la transferencia directa a células vecinas (Drevets 1999). El ciclo de infección se divide en cuatro etapas: Internalización, Evasión de la vacuola intracelular, Nucleación de filamentos de actina y Expansión de célula a célula (Vázquez-Boland et al., 2001b).

A. Internalización: El ciclo comienza con la adhesión a la superficie de la célula eucariota y la subsecuente penetración de la bacteria dentro de la célula hospedero, L. monocytogenes es tomada por las células del hospedero a través de fagocitosis (Finlay 1997).

Las bacterias invasivas han sido clasificadas dentro de dos grupos de acuerdo al cambio morfológico que ocurre en el sitio de entrada:

o Mecanismo “trigger” (disparador): Una bacteria en contacto con una célula, libera factores de virulencia directamente dentro del citoplasma del hospedero; factores que activan la maquinaria del citoesqueleto y vías de transduccción de señales que forman una membrana rugosa que internaliza la bacteria en un tipo de macropinocitosis.

o Mecanismo “zipper” (cremallera): Un ligando de la bacteria interactúa con una molécula de superficie sobre la célula hospedero, generalmente una proteína involucrada en la adhesión celular y/o activación de la maquinaria del citoesqueleto. La interacción de este receptor con el ligando de la bacteria induce rearreglos locales en la actina del citoesqueleto y otras señales que culminan en el desarrollo del cuerpo bacterial por la membrana plasmática. Listeria pertenece a la segunda categoría de bacterias invasivas (Machesky 2001).

La internalina A y la proteína de adhesión a Listeria (LAP) de 104KDa son proteínas de superficie de Listeria requeridas para la penetración al interior de las células no fagocíticas (Nivia et al., 1999; Pandiripally et al., 1999; Santiago et al., 1999). La internalina A forma parte del la familia multigénica de internalinas junto con las internalinas E, F, G y H las cuales no están involucradas en el proceso invasivo de L. monocytogenes pero son importantes para la colonización del tejido del hospedero “in vivo” (Kajava 1998; Raffelsbauer 1998; Schubert 2001).

La internalina A, proteína de superficie de 800 aminoácidos, está unida covalentemente al peptidoglicano y contiene un dominio amino terminal repetitivo rico en leucina (LRR) seguido de una región inter-repetitiva conservada (IR), el carbono terminal comprende dos y medio repeticiones de 75 aminoácidos, seguida de una región que contiene un motivo LPXTG que permite la unión covalente de la proteína al péptidoglicano (Cossart et al., 2003).

El receptor en la célula epitelial, para la internalina A es la proteína transmembranal E-caderina, glicoproteína transmembranal que contiene cinco dominios extracelulares de caderina (Ectodominios, EC1-EC5) y un dominio intracitoplasmático que regula la adhesión célula a célula y es dependiente de calcio. La E-caderina forma un dímero permitiendo las interacciones homofílicas mediadas por los dominios EC1 y EC2. Diferentes proteínas interactúan con el dominio citoplasmático formando un complejo de unión que se activa en forma de cascada, p120 è Vav2, Shcèb catenina, b cateninaèa catenina, a cateninaèafadina, b cateninaèIQGAP. La interacción del IQGAP, efector de las GTPasas Rac-1 y Cdc42 con la b catenina regula la conexión de la E-caderina con el citoesqueleto de actina, inhibiendo la asociación de la catenina con la a catenina. Adicionalmente, proteínas como la a-actinina, zyxina, vinculina, VASP/MENA, ZO-1, complejo Arp2/3 y algunas proteínas transmembranales adicionadas a la nectina completan este complejo (Kussel-Andermann 2000; Vasioukhin 2000; Nagafuchi 2001; Vasioukhin 2001).

Las regiones LRR e IR de la InlA se unen a los ectodominios de la E-caderina, activando la fusión de los aminoácidos del dominio citoplasmático y el rearreglo del complejo de unión de la E-caderina tras la fosforilación de la p120. Esta vía de señalización desencadena la entrada de la bacteria a la célula hospedero. Adicionalmente se estimulan proteínas transmembranales como la vezatina y sus ligandos, la miosina VIIA y componentes de la matriz extracelular como el heparán sulfato que estimulan la fagocitosis de L. monocytogenes y que sugieren que el proceso de internalización requiere de un motor de miosina (Figura 3) (Kussel-Andermann 2000; Lecuit 2000; Cossart et al., 2003).

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Dos vías de señalización sinérgicas son activadas por Listeria cuando interactúa con una célula de mamífero, la primera mediada por la InlA y la otra por otra internalina denominada InlB, la cual es una proteína de 630 aminoácidos que contiene un péptido señal, una región LRR constituída por una región cap N-terminal pequeña y una región tubular extensa ligeramente curva constituída de motivos lámina b seguidos de hélices, una región IR que simula una inmunoglobulina y una región carboxi-terminal formada por tres módulos altamente conservados de 80 aminoácidos que incluyen un dipéptido inicial Gly-Trp (módulo GW), y que están unidos de manera no covalente a los ácidos lipoteicoicos de la pared celular bacteriana (Jonquieres 1999; Schubert 2001; Bierne 2002; Cabanes et al., 2002; Marino 2002). El módulo GW de la InlB media la unión específica al gC1qR el cual puede moverse alternativamente entre la mitocondria, superficie celular y el núcleo (Van Leeuwen 2001; Marino 2002).

Met (receptor para el factor de crecimiento hepatocito (HGF)) es un heterodímero compuesto de una subunidad a de 45KDa y una subunidad de 145KDa. La subunidad a y la región amino terminal de la subunidad b forman el dominio extracelular. El sitio de autofosforilación necesario para la funcionabilidad del receptor es la subunidad b que tiene un dominio transmembranal y una cola citoplasmática con un dominio rico en tirosina y con actividad tirosin-quinasa. La InlB interactúa con el dominio extracelular del receptor Met a través del dominio LRR (Figura 4) (Cossart 2001a; Cossart et al., 2003).

Recientemente los glicosaminoglicanos (GAGs) han sido identificados como un tercer tipo de ligando para la InlB. Estos compuestos sirven para “decorar” los proteoglicanos sobre la superficie de las células de mamíferos e incrementar la eficiencia de la entrada bacteriana. Los GAGs promueven la oligomerización y el almacenamiento en la superficie celular de factores de crecimiento tales como el HGF; adicionalmente protegen al HGF de proteasas extracelulares. La InlB se une a los GAGs a través de los módulos GW. La presencia de GAGs incrementa la activación del receptor Met dependiente de InlB (Figura 4) (Jonquieres 2001).

La InlB permanece unida de manera no covalente a los ácidos lipoteicoicos de la pared celular bacteriana, donde es protegida de la degradación proteolítica y de agentes externos agresivos. En proximidad a la célula hospedero, la InlB puede disociarse de la superficie bacteriana por interacción con los GAGs. El dominio LRR soluble de la InlB interactúa con el dominio extracelular del receptor Met y el módulo GW soluble de la InlB interactúa con el receptor gC1qR induciendo la fosforilación de tirosinas de las proteínas Gab1 y Cbl y Shc y la formación de complejos con estas proteínas fosforiladas y la subunidad p85 del PI 3-quinasa que median las señales necesarias para la reorganización del citoesqueleto y otros eventos involucrados en la entrada a la célula hospedero. Los eventos que inducen la reorganización del citoesqueleto involucran las cascadas Rac=>Wave=>complejo Arp2/3; Rac-1=>PAK=>SSH=>factor ADF (cofilin) que estimulan el ensamblaje de filamentos de actina, el desarrollo del cuerpo bacterial por la membrana plasmática y el proceso de internalización (Figura 4). Simultáneamente se activan otras enzimas como la fosfolipasa C-g1 y el factor NF-kB que pueden afectar el destino de la bacteria en la célula y/o el comportamiento de la célula hospedero (Bierne 2001; Jonquieres 2001; Mansell 2001; Eden 2002; Cossart et al., 2003).

B. Evasión de la vacuola intracelular: Una vez que L. monocytogenes ha sido fagocitada por un macrófago, en pocas horas se cubre de filamentos de actina. La cubierta de actina se organiza para formar apéndices de actina F, facilitando el desplazamiento de L. monocytogenes en el interior del macrófago y la posterior diseminación a macrófagos contiguos. Las condiciones que existen en el fagolisosoma, pH de 5.5+/-0.2 y bajas concentraciones de hierro no le permiten multiplicarse, pero inducen la secreción de Listeriolisina O (LLO) (Dramsi 2002).

La Listerilosina O es una citolisina sulfidrilo-activada de 58kDa, codificada por el gen hly, oxígeno lábil, formada por 27 aminoácidos y cuya secuencia es similar a las secuencias PEST frecuentemente encontradas en proteínas de humanos y animales. La secuencia PEST es el punto de partida para las interacciones proteína-proteína y frecuentemente indican proteínas para degradación (Dramsi 2002; Goldfine 2002).

La Listeriolisina O reconoce el colesterol de membrana, forma poros y favorece la lisis de la membrana del fagolisosoma, emigrando al citosol de la célula hospedero, donde encuentra el medio favorable para la multiplicación (Goebel 2000b; Goldfine 2002).

Una vez la LLO perfora la membrana vacuolar, es reconocida por enzimas en el citoplasma de las células y destruída antes de que pueda dañar la membrana celular (Moors et al., 1999). La LLO actúa como un estímulo inflamatorio induciendo activación celular endotelial, activación neutrofílica y apoptosis, y es responsable de la b-hemólisis en agar sangre (Decatur 2000).

Dos tipos de fosfolipasas C sintetizadas por L. monocytogenes, las fosfolipasas C fosfatidilinositol específicas (PI-PLC) de 33KDa, codificadas por el gen plcA y las fosfolipasasas C fosfatidilcolina específicas (PC-PLC) de 29KDa, codificadas por el gen plcB, juegan un papel importante en el poder invasivo; se ha demostrado que las bacterias con mutaciones en los genes que codifican para estas enzimas son menos virulentas en ratones que las cepas silvestres (Bubert et al., 1999; Freitag 1999).

Experimentos con cepas mutantes para el gen plcA demuestran que la PI-PLC ayuda en el escape de la primera vacuola fagocítica de macrófagos derivados de médula ósea en murinos (Camilli et al., 1993; Bannam 1999), y de la línea celular de macrófagos murinos J774 (Wadsworth 1999). La infección de células J774 con cepas silvestres de L. monocytogenes desencadena una vía de señalización en la cual la LLO y la PI-PLC cooperan en el desdoblamiento del fosfatidilinositol (PI), componente estructural de la bicapa lipídica de la célula hospedero, para producir diacilglicerol (DAG). El DAG activa la traslocación a la membrana celular de la proteina kinasa C d (PKC d), implicada en la fosforilación y apertura de los canales de calcio en el primer minuto después de la adición de L. monocytogenes sobre las células J774 (Vázquez andDe Boland 1996; Levin et al., 1997). La movilización de PKC d permite la entrada de calcio en el citoplasma, que en combinación con el DAG produce la traslocación de PKC bII a endosomas tempranos; lo que ocurre según estudios de inmunofluorescencia entre 30 segundos y 3 minutos después de la infección de células J774 con cepas silvestres de L. monocytogenes (Figura 5) (Goldfine 2002; Wadsworth 2002).

La internalización de cepas silvestres de L. monocytogenes en células J774 genera tres aumentos sucesivos de calcio intracelular que favorecen el escape del microorganismo de la vacuola primaria fagocítica (Wadsworth 1999).

Cepas mutantes de L. monocytogenes que secretan LLO pero no fosfolipasas pueden escindir el PI en DAG y 1, 4, 5-trifosfato de inositol (IP3) a través de las fosfolipasas del hospedero. El DAG induce la traslocación solamente de la PKC bI ya que no hay elevación del calcio intracelular, resultando en un decrecimiento de la eficiencia de escape de las cepas mutantes de la vacuola primaria fagocítica. Estudios de inmunofluorescencia revelan que la traslocación de PKC bI ocurre entre uno a cuatro minutos después de la infección de células J774 con cepas mutantes de L. monocytogenes (Figura 5) (Goldfine 2002; Wadsworth 2002).

El DAG y el calcio son conocidos como activadores de isoformas de PKC en células hospederas infectadas. Las cuatro isoformas de PKC encontradas en macrófagos murinos J774, son a, bI, bII y d. Las isoformas a, bI y bII son activadas por calcio intracelular y/o DAG mientras que la isoforma d es activada por DAG pero es calcio dependiente (Ron 1999; Wadsworth 1999).

La activación de una fosfolipasa eucariótica (PLD) en células J774 coincide con la entrada de la cepa silvestre de L. monocytogenes a la célula hospedero y el comienzo de la maduración vacuolar (Wadsworth 1999).

C. Nucleación de filamentos de Actina y Expansión célula a célula: Las ATPasa ClpC y ClpE son proteínas de “stress” que ayudan en la disrupción de la membrana vacuolar y la supervivencia intracelular de Listeria. La ClpC modula la expresión de la proteína ActA y de las internalinas a nivel transcripcional (Gaillot et al., 2000).

Para que Listeria monocytogenes pueda moverse directamente a otras células, una proteína de superficie es activada ActA, que está polarmente distribuída sobre la superficie bacteriana e imita la proteína eucariótica WASP (proteína del síndrome de Wiscott-Aldrich) al inducir su propia motilidad dentro del citosol celular (Dramsi 1998; Cossart 2000a).

La ActA puede ser artificialmente dividida en tres regiones: Una región amino terminal cargada positivamente (ActA-N) formada por un dominio ácido (A), un sitio de unión a la actina (AB), una región homóloga al cofilin (C) y un sitio de unión al PI (P); un dominio central hecho de repeticiones ricas en prolina (PRRs); una región carboxi terminal que puede ser suprimida sin afectar el movimiento excepto para la última región de 30 aminoácidos que permite la inserción de la proteína Acta A en la membrana bacteriana (Pistor 1994; Cossart 2001b).

La ActA recluta la proteína VASP (fosfoproteína vasodilatadora) a través del dominio central. La VASP es una proteína encontrada en los sitios activos de polimerización de actina y es un sustrato para las quinasas dependientes de cGMP o cAMP (Niebuhr et al., 1997). La VASP recluta profilin y proporciona monómeros de actina competentes para polimerización a la región ActA-N (Geese et al., 2000). La VASP también interactúa con la actina F a través del dominio carboxi terminal EVH2 formando un puente de unión de la cola a la bacteria (Laurent et al., 1999).

La región ActA-N es esencial para el movimiento de la bacteria (Lasa et al., 1997). La región KKRRK de la ActA-N se une directamente a la actina G y junto con el complejo que contiene siete polipéptidos (complejo Arp2/3) induce la polimerización de moléculas globulares de actina para formar filamentos polarizados de actina (Skoble et al., 2000). Las células bacterianas se mueven a lo largo de estos filamentos hacia la membrana celular y forman estructuras llamadas listeriópodos. Estas protuberancias son fagocitadas por células adyacentes, conduciendo a la diseminación de esta bacteria sin exposición a los anticuerpos (Lasa et al., 1998).

La deleción o mutación de la región KKRRK de la ActA-N impide el reclutamiento del complejo Arp2/3 por la ActA en células infectadas y la polimerización de la actina y el movimiento célula a célula bacteriano (Pistor et al., 2000; Skoble et al., 2000). El complejo Arp2/3 es inactivo “in vitro”, pero cuando es incubado con ActA o con proteínas de la familia WASP/N-WASP/Scar, puede inducir polimerización de la actina (Welch et al., 1998).

La deleción de la región KKRRK en el dominio carboxi-terminal de las proteínas WASP, N-WASP o Scar conducen a la inhibición de la polimerización de la actina e impiden la formación de ondulaciones en la membrana cuando las células son estimuladas por un factor de crecimiento (Rohatgi et al., 1999).

Experimentos con cepas mutantes de L. monocytogenes para el gen plcB demuestran que la PC-PLC es activa durante la expansión célula a célula en murinos (Smith et al., 1995). La PC-PLC causa daño en las membranas vacuolares en algunos tipos de células como las células epiteliales, y pueden ser sustituídas por la LLO (Sibelius et al., 1999).

L. monocytogenes sobrevive dentro de fagosomas secundarios de doble membrana en la nueva célula infectada hasta la disrupción de la membrana vacuolar y la reiniciación de un nuevo ciclo de infección.

Experimentos con cepas de L. monocytogenes no productoras de Listeriolisina O, PC-PLC y SvpA (Lmo2185) (proteína de superficie con cola hidrofóbica similar a la ActA), han demostrado que son requeridas para la lisis del fagosoma secundario formado por la diseminación célula a célula (Gedde et al., 2000; Borezee 2001; Vázquez-Boland et al., 2001a).

En modelos murinos de infección por L. monocytogenes se ha observado un sobrelapamiento funcional de la PI-PLC y PC-PLC, ya que en la ausencia de LLO, la PC-PLC es capaz de mediar el escape de la vacuola primaria en células epiteliales Henle 407 (Marquis et al., 1997).

Otros factores de virulencia que participan en la patogénesis de manera más indirecta, están involucrados en las funciones de mantenimiento y supervivencia del microorganismo al interior del hospedero; funciones necesarias para la vida saprofítica. La p60 (iap) es una proteína extracelular de 60kDa, codificada por el gen iap (gen para la proteína asociada a la invasión). La expresión del gen iap es independiente de PrfA (Bubert et al., 1999), y es controlado a nivel posttranscripcional (Kohler et al., 1991). La proteína p60 que está asociada con la pared celular bacteriana es la responsable de la invasión intestinal y la supervivencia “in vivo” de L. monocytogenes (Hess et al., 1996). Esta proteína tiene una actividad hidrolasa mureína requerida para la formación del septo y esencial para la viabilidad celular (Wuenscher et al., 1993), lo cual hace difícil determinar la función precisa de la p60 en la virulencia debido a que las mutaciones iap son letales; adicionalmente p60, es la proteína de mayor antigenicidad en la respuesta inmune contra L. monocytogenes (Geginat et al., 1999).

Factores antioxidantes: Aunque no es claro como los macrófagos eliminan parásitos intracelulares como L. monocytogenes, se cree que la generación durante la ruptura oxidativa de intermediarios reactivos de oxígeno (ROI), la interacción del anión superóxido y el óxido nítrico (NO) y los intermediarios reactivos de nitrógeno (RNI) realizan un papel importante. Datos experimentales “in vitro” sugieren que ROI y RNI contribuyen significativamente a la muerte de L. monocytogenes mediada por macrófagos (Ohya et al., 1998a; Ohya et al., 1998b). El hierro es requerido para las reacciones catalíticas que conducen a la generación de ROI y RNI, y la correcta homeostasis intracelular de este elemento ha sido reportada como esencial para tener una adecuada actividad listericida de los macrófagos (Fleming 1997).

La catalasa y la superóxido dismutasa (SOD) son enzimas producidas por L. monocytogenes para detoxificar los radicales endógenos de oxígeno libres, generados durante el metabolismo oxidativo, lo cual es importante para contrarestar el mecanismo microbicida dependiente de oxígeno del hospedero, durante la infección (Haas 1993; Miller 1997). Otros mecanismos microbicidas como enzimas lisosomales, defensinas y péptidos antimicrobianos citosólicos son fundamentales para la defensa del hospedero con la infección Listerial (Hiemstra et al., 1999; Shiloh et al., 1999).

Salida de iones metálicos: El hierro es un elemento fundamental para todas las células vivientes, sirve como cofactor para muchas enzimas y está involucrado en el proceso de transporte de electrones. En tejidos animales, el hierro no está disponible libremente porque es secuestrado por la transferrina férrica en el suero y por la ferritina en el componente “hemo” dentro de las células. Así, los patógenos bacterianos tienen que desarrollar mecanismos especializados para capturar el hierro para su crecimiento en tejidos del hospedero (Payne 1993).

Tres sistemas de salida de hierro han sido descritos en L. monocytogenes. Uno involucra el transporte directo de citrato férrico a la célula bacteriana por un sistema inducible por citrato (Adams et al., 1990). Otro sistema involucra una reductasa férrica extracelular, la cual usa como sustrato catecolaminas cargadas con hierro y sideróforos (Coulanges et al., 1997; Coulanges et al., 1998). El tercer sistema involucra una proteína de unión a la transferrina localizada en la superficie celular bacteriana (Hartford et al., 1993), aunque la existencia de tal mecanismo ha sido cuestionado (Bhatt et al., 1994). Adicionalmente al papel como nutriente esencial, el hierro es también utilizado por L. monocytogenes como una molécula señal para la regulación de la expresión de los genes de virulencia. Este sistema sensor está basado en la diferencia de concentraciones de hierro libre entre el ambiente y el lumen intestinal (alto) y los tejidos del hospedero (bajo) (Litwin 1993).

Mediadores de respuesta a estrés: Una pequeña proporción de células de L. monocytogenes sobreviven al estrés originado por las condiciones hostiles de la vacuola fagocítica, y alcanzan el citoplasma, donde proliferan y conducen a la diseminación de la infección (De Chastellier 1994). La supervivencia bajo estrés involucra una respuesta adaptativa mediada por un grupo de proteínas conservadas que son reguladas “in vitro” al exponerse a choque térmico, pH bajo, agentes oxidativos, componentes químicos tóxicos y en general cualquier situación en la que el crecimiento bacteriano es afectado. Estas proteínas son chaperonas que contribuyen al plegamiento de proteínas o al ensamblaje de subunidades de proteasas que no pueden ser alteradas conformacionalmente, garantizando la función fisiológica esencial en células bajo condiciones de estrés (Doyle 2001).

Algunas proteínas Clp caseinolíticas, actúan como chaperonas y como enzimas proteolíticas involucradas en la patogénesis de L. monocytogenes (Doyle 2001). Las proteínas Clp son una familia de proteínas de choque térmico altamente conservadas, que están involucradas en la regulación de la proteólisis dependiente de ATP para eliminar proteínas tóxicas desnaturalizadas (Rouquette et al., 1996). La proteína ClpC es requerida para la adhesión y la invasión de L. monocytogenes, modulando la expresión de los genes InlA, InlB y ActA (Nair et al., 2000).

Las ATPasas ClpC y ClpE son requeridas para la supervivencia in vivo y el crecimiento intracelular en macrófagos. Estudios con mutantes dobles clpCclpE en L. monocytogenes han demostrado que estas proteínas contribuyen a la supervivencia intracelular del patógeno (Rouquette et al., 1998; Shen et al., 1998).

En conclusion, en los últimos 20 años, L. monocytogenes ha pasado de ser el agente causal de una enfermedad infecciosa de importancia limitada a uno de los microorganismos zoonóticos típicos transmitidos por alimentos y de mayor interés para las autoridades de salud pública y la industria de alimentos. Es importante el concocimiento sobre parasitismo intracelular practicado por esta bacteria, los determinantes moleculares responsables de las principales etapas de su ciclo de vida dentro de la célula hospedero, la fisiopatología de la listeriosis, manifestaciones clínicas y el tratamiento en las poblaciones de riesgo. Hasta hace poco, los estudios de los determinantes moleculares de L. monocytogenes estaban basados en el análisis de mutantes fenotípicas de este microorganismo, expuestas bajo condiciones in vitro. La tendencia actual es la aplicación de la tecnología genómica en el análisis de la secuencia genómica completa.

El conocimiento acumulado de la inmunobiología de la listeriosis experimental en el ratón, ha hecho de L. monocytogenes un candidato como sistema de producción antigénica para el desarrollo de nuevas vacunas vivas recombinantes. Experimentos recientes han mostrado que este microorganismo puede servir como vector para transferir ADN dentro de células eucarióticas para terapia génica. El progreso en la genómica de L. monocytogenes y el conocimiento de su fisiología puede servir para identificar moléculas blanco para el desarrollo de nuevos agentes antimicrobianos en el tratamiento de listeriosis y otras infecciones bacterianas o sustancias inhibidoras para el control selectivo de la supervivencia y crecimiento de L. monocytogenes en los alimentos.

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