CONCEPTO

EXISTEN MICROORGANISMOS BENEFICIOSOS O DAÑINOS TANTO PARA

EL MEDIO AMBIENTE Y PARA OTROS SERES VIVOS

Contenidos teóricos:

- Asociaciones simbióticas de los microorganismos con sus hospederosMicorrizas-Ciclo nitrógenoMicrobiota normal

- Microorganismos patógenosPatógeno primarioPatógeno oportunista

- Microorganismos beneficiosos Probióticos

Los microorganismos pueden ser beneficiosos o dañinos tanto para el medio ambiente como para otros seres vivos.

TIPOS DE SIMBIOSIS

MUTUALISMO: los organismos interactúan recibiendo beneficios mutuamente.

COMENSALISMO: uno de los organismos involucrados obtiene beneficios sin ocasionar daño al otro.

PARASITISMO: un organismo resulta beneficiado de la interacción y el otro se ve afectado.

SIMBIOSIS: INTERACCIÓN ENTRE SERES VIVIENTES (Simbiontes)

MICROORGANISMOS DAÑINOS PARA EL AMBIENTE

• Marea roja

• Alexandrium catenella (Microalga, Protozoo)

• Se reduce el contenido de oxígeno disuelto en agua. • Se reduce la cantidad de luz solar que se filtra en el agua.

Imposibilita la fotosíntesis de otras algas y plantas acuáticas.

• Pueden taponar las estructuras respiratorias de peces y otros animales.

• Pueden provocar la muerte por envenenamiento.

• Armillaria ostoyae (hongo)

• Organismo viviente más grande sobre la tierra: 8,9 km2

(Oregon, EEUU)

• Parásito de árboles y otras plantas

“MICROORGANISMOS” DAÑINOS PARA EL AMBIENTE

BACTERIAS BENEFICIOSAS PARA EL AMBIENTE

BIOLIXIVIACIÓN

MICROORGANISMOS - BIOTECNOLOGÍA

BIORREMEDIACIÓN

MICROORGANISMOS - BIOTECNOLOGÍA

PRODUCCIÓN DE INSULINA HUMANA(Escherichia coli)

PRODUCCIÓN DE ANTIBIÓTICOS

TRIADA EPIDEMIOLÓGICA

LA OCURRENCIA DE UNA ENFERMEDAD INFECCIOSA DEPENDERÁ DE LA INTERACCIÓN ENTRE EL HOSPEDERO, EL AGENTE Y EL MEDIO AMBIENTE.

Por ejemplo:

Agente: grado de patogenicidad (virulencia)

Hospedero: genotipo, inmunocompetencia

Medio ambiente: condiciones que favorezcan la transmisión y proliferación del agente, como la estacionalidad.

TIPOS DE SIMBIOSIS

MUTUALISMO: los organismos interactúan recibiendo beneficios mutuamente.

COMENSALISMO: uno de los organismos involucrados obtiene beneficios sin ocasionar daño al otro.

PARASITISMO: un organismo resulta beneficiado de la interacción y el otro se ve afectado.

SIMBIOSIS: INTERACCIÓN MICROBIOS ENTRE SERES VIVIENTES

EN UN HOSPEDERO, LOS MICROORGANISMOS PUEDEN COLONIZAR O INFECTAR:

1. COLONIZACIÓN: Establecimiento de un microorganismo o una comunidad de microorganismos, en un tejido del hospedero sin ocasionar daño.

2. INFECCIÓN: Vulneración de barreras físicas y/o inmunológicas por parte del agente microbiano, causando daño al hospedero. No siempre conduce a la manifestación de enfermedad. La infección deriva de una colonización.

3. PORTACIÓN: el agente reside en el hospedero sin manifestación sintomática y este último puede actuar como fuente de contagio. La portación puede ser transitoria o permanente.

MICROORGANISMOS PATÓGENOS

1- PATÓGENOS PRIMARIOS: Agentes que pueden ocasionar un daño en el hospedero inmunocompetente, por acción directa, determinada por su virulencia.

Ejemplo: Neisseria meningitidis (Meningitis, Meningococcemia)Corynebacterium diphteriae (Difteria)

2- PATÓGENOS OPORTUNISTAS: Agentes que pueden ocasionar daño al hospedero ante un compromiso previo del sistema inmunológico. Pueden ser parte de la microbiota normal.

Ejemplo: Pseudomonas aeruginosa

N. meningitidis C. diphteriae

FACTORES DE VIRULENCIA

MICROBIOTA

Población microbiana que habita un nicho en particular. Puede ser un organismo, un órgano, un tejido, un sitio geográfico, etc.

LOCALIZACIÓN DE LA MICROBIOTA NORMAL HUMANA

SITIOS ANATÓMICOS COLONIZADOS POR MICROBIOTA NORMAL

- Piel y cabello

- Vías respiratorias altas (nasofaringe)

- Boca

- Esófago

- Tracto genitourinario inferior (porción distal de la uretra, vagina y glande)

- Tracto gastrointestinal (Muy abundante en el cólon)

PRINCIPALES PHYLA (phyla: plural de phylum)

• Bacteroidetes• Firmicutes• Actinobacteria• Proteobacteria

LOS MICROORGANISMOS DE LA MICROBIOTA PUEDEN OCASIONAR INFECCIONES

1- CAMBIO DE NICHO

Farmacia profesional, Vol. 27, Núm. 2, Marzo-Abril 2013

EJEMPLO:

• Infección urinaria ocasionada por Escherichia coli

LOS MICROORGANISMOS DE LA MICROBIOTA PUEDEN OCASIONAR INFECCIONES

EJEMPLO:

• Clostridium difficile forma parte de la microbiotaintestinal.

• Su proliferación se encuentra controlada por parte de otros microorganismos

• Como consecuencia de tratamiento antibiótico, la diversidad de la microbiota se ve afectada y C. difficileprofilera descontroladamente ocasionando diarrea (diarrea pseudomembranosa).

2- PRODUCTO DE LA DISBIOSIS (desbalance en composición de microbiota)

CAMBIOS O ALTERACIONES EN LA COMPOSICIÓN DE LA MICROBIOTAASOCIACIÓN CON PATOLOGÍAS

LA COMPOSICIÓN DE LA MICROBIOTA PUEDE VERSE ALTERADA EN PATOLOGÍAS COMO:

• ENFERMEDADES INFLAMATORIAS INTESTINALES CRÓNICAS

• DIABETES TIPO 2

• DIARREA

• OTRAS

EJEMPLO: INFLUENCIA DE LA MICROBIOTA INTESTINAL SOBRE EL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL (SNC)

COMUNICACIÓN SNC-MICROBIOTA INTESTINAL

- Existe inervación en el intestino.

- Compuestos producidos por bacterias pueden ser reconocidos por receptores nerviosos o células endocrinas intestinales pueden sensar y responder a alteraciones en la composición de la microbiota.

SE HAN ASOCIADO CAMBIOS EN LA MICROBIOTA A ANSIEDAD Y DEPRESIÓN

PRINCIPALES PROBIÓTICOS

- Bacterias género Lactobacillus (Phylum

Firmicutes)

- Bacterias género Bifidobacterium

(Phylum Actinobacteria)

TRANSPLANTE FECALTRANSPLANTE DE MUESTRA FECAL DE UN DONANTE SANO A UN PACIENTE ENFERMO. SE HA UTILIZADO CON ÉXITO EN EL TRATAMIENTO DE LA INFECCIÓN CON Clostridium difficile, BACTERIA QUE CAUSA DIARREA PSEUDOMEMBRANOSA ASOCIADA A TRATAMENTO ANTIBIÓTICO.

VÍAS DE ADMINISTRACIÓN: - Sonda nasogástrica- Enema- Cápsulas

Contenidos Prácticos

Agentes beneficiosos y dañinosObservación de la Microbiota Normal

- Observar las placas sembradas el primer día (microbioma).

- Identificación de bacterias patógenas.

- Realizar PCR de genes de virulencia desde placas crecidas en el día uno (tener preparado lisado de cultivo de patógenos).

- Realizar PCR a partir de una muestra de saliva para identificar presencia de bacterias beneficiosas y dañinas mediante amplificación del gen 16S (genes “especie-específicos”).

- Comparar in silico, de genomas de bacterias beneficiosas y dañinas. Analizar el ejemplo de Escherichia coli O104 en brote de Alemania.

Los microorganismos pueden ser beneficiosos o dañinos tanto para el medio ambiente como para otros seres vivos.

Contenidos PrácticosObservemos la

comunidad microbiana.• Observación microscópica

y macroscópica.-Observar examen al fresco y tinciones de hongos y bacterias.

-Cultivar muestras de ambiente y ser humano (piel, mucosas, saliva) (COMUNIDADES).

• Caracterización fenotípica de algunas especies bacterianas.

-Cultivar bacterias en diferentes medios de cultivo (FISIOLOGÍA). -Realizar estudio de susceptibilidad mediante difusión.-Analizar el efecto de la presencia de antibióticos en cultivos bacterianos (GENERACIÓN DE MUTACIONES).-Inocular cepas de Acidithiobacillus (At. ferrooxidans, At. thiooxidans, At. caldus) y Leptospirrillum ferroxidans en medios energéticos distintos (pirita, azufre).

Contenidos PrácticosAgentes beneficiosos

y dañinos• Observación de la

Microbiota Normal-Observar las placas sembradas el primer día (microbioma).

• Identificación de bacterias patógenas

-Realizar PCR de genes de virulencia desde placas crecidas en el día uno (tener preparado lisado de cultivo de patógenos).- Realizar PCR a partir de una muestra de saliva para identificar presencia de bacterias beneficiosas y dañinas mediante amplificación del gen 16S. - Comparar in silico, genomas de bacterias beneficiosas y dañinas. Analizar el ejemplo de la E. coli de Alemania.

Contenidos PrácticosTransferencia

horizontal de genes• Observación de

fisiología bacteriana- Observar diferencias fenotípicas (lac +/-, hemólisis, batería bioquímica, tubo germinativo en Candidaalbicans)

-Leer y analizar del estudio de

susceptibilidad a antibióticos.

• Observación de la plasticidad del genoma bacteriano

-Analizar presencia de bacterias resistentes al antibiótico utilizado (MUTACIONES EN EL GENOMA). -Realizar ensayos de conjugación con cepas resistentes a antimicrobianos y relacionarlo con la THG (como mecanismo de adquisición de genes de resistencia).-Realizar comparación de genomas bacterianos in silico(análisis computacional)

Contenidos PrácticosQuorum sensing

biopelículas• Analizar los resultados

de THG-Observar crecimiento de bacterias que han adquirido el gen que le confiere resistencia mediante conjugación.

-Realizar PCR de genes de resistencia en cepas controles y resistentes.

• Observación de la comunicación entre los microorganismos

-Visualizar el fenómeno de “quorum sensing” utilizando cepas reporteras.

-Diferenciar qué bacterias han crecido en los diferentes medios según su fuente energética (pirita, azufre), mediante PCR -Diferenciar qué tipo de bacterias forman parte de las biopelículas.-Evidenciar biopelículas en placa dental usando revelador Caristop dual tone.

Placa Cerrada (control)

Placa Abierta

- Agar Sabouraud

- Agar Sangre

Agar sangre

SE DEJARÁN EXPUESTAS AL AMBIENTE UNA PLACA DE AGAR SABOURAUD Y UNA DE AGAR SANGRE, Y SE MANTENDRÁN PLACAS CERRADAS COMO CONTROL. ADEMÁS, SE SEMBRARÁN MUESTRAS DE UN OBJETO A ELECCIÓN EN UNA PLACA DE AGAR SANGRE.

ACTIVIDAD PRÁCTICA

ACTIVIDAD PRÁCTICA

Agar sangre

Agar manitol salado

SELECTIVO POR ALTA CONCENTRACIÓN DE NaCl y ADEMÁS DIFERENCIAL. COLONIAS DE Staphylococcus aureus SE VERÁNAMARILLAS.

LOS PRODUCTOS DE FERMENTACIÓN SUELEN EVIDENCIAR LA PRESENCIA DE DETERMINADAS BACTERIAS EN CULTIVO!!!

Agar Manitol Salado

Fermenta manitol

No fermenta manitol

EJEMPLOS:

- E. coli enteropatogénica (EPEC)- E. coli enterohemorrágica (EHEC)- E. coli enterotoxigénica (ETEC)- E. coli enteroagregativa (EAEC)- E. coli enteroinvasiva (EIEC)- E. coli de adherencia difusa (DAEC)

Cuadros más graves: EHEC

Biopelículas: EAEC

Identificación de antígenos idóneos para el desarrollo de vacunas contra E. coliuropatogénica (UPEC), en base a genomas de 4 cepas