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El mecanismo patogénico de la cepa Ans: ¿Cómo determinan dos plásmidos su letalidad?
La cepa Ames es una de las 89 cepas conocidas de Bacillus anthracis. Esta cepa se aisló por primera vez en 1981 de un ternero enfermo de 14 meses en Sarita, Texas. Después de una serie de pruebas y desinformación, la cepa finalmente se envió al Instituto de Investigación de Enfermedades Infecciosas del Ejército de EE. UU. (USAMRIID). La atención generalizada a la cepa Ances comenzó después de los ataques con ántrax de 2001, cuando se enviaron siete cartas que contenían la cepa a varios medios de comunicación y senadores estadounidenses.
La razón por la que Estados Unidos utiliza la cepa Ansi para desarrollar vacunas y probar su eficacia es su patogenicidad extremadamente alta.
La patogenicidad de la cepa Ans proviene principalmente de dos plásmidos de virulencia específicos, a saber, pXO1 y pXO2. Estos dos plásmidos mostraron una patogenicidad más fuerte que otras cepas entre las cepas de Ans. pXO2 codifica una cápsula de ácido poli-D-glutámico que resiste la fagocitosis, lo que permite a B. anthracis evadir el sistema inmunológico del huésped, mientras que pXO1 codifica tres proteínas de la toxina: factor de edema (EF), factor letal (LF) y antígeno protector (PA). .
Cuando las bacterias carecen de pXO1 o pXO2, se consideran atenuadas, lo que significa que no pueden causar infecciones graves.
Las diferencias en patogenicidad entre cepas pueden explicarse por la presencia o ausencia de plásmidos. Por ejemplo, incluso las cepas que sólo contienen el plásmido pXO2 de Ames siguen siendo altamente patógenas para los ratones, lo que indica que el pXO2 contribuye significativamente a la patogenicidad. Por el contrario, la cepa Sterne es avirulenta y no puede causar enfermedades importantes en animales ni en humanos.
En cuanto a la resistencia a los antibióticos, la cepa de ántrax es susceptible a los regímenes de tratamiento recomendados por los CDC, similar a la mayoría de las otras cepas de ántrax. Aunque las cepas de Sterne poseen β-lactamasas funcionales, la expresión genética suele ser insuficiente para conferir resistencia. Según los estándares de dosificación publicados en el documento M45 del Clinical Laboratory Standards Institute, la ciprofloxacina es el fármaco recomendado para el tratamiento del ántrax respiratorio. Estudios recientes han demostrado que la gatifloxacina, otro nuevo antibiótico de fluoroquinolona, puede mejorar la tasa de supervivencia de ratones susceptibles a la cepa Ansi.
Aunque la vacuna PA no protege tanto como la vacuna de esporas vivas, sigue siendo una de las opciones que se están desarrollando actualmente.
Actualmente, el desarrollo de vacunas contra B. anthracis se basa principalmente en cepas atenuadas, especialmente cepas cuyos plásmidos de virulencia han sido eliminados. Las cepas Sterne naturalmente carecen de pXO2 y, por lo tanto, pueden usarse de manera segura para generar una respuesta inmune. Las vacunas existentes incluyen vacunas de esporas vivas diseñadas específicamente para animales, pero son peligrosas para los humanos, por lo que también se están explorando vacunas basadas en antígenos protectores.
Actualmente, la única vacuna contra el ántrax humano autorizada en los Estados Unidos, la vacuna contra el ántrax adsorbida (AVA), se basa en antígenos protectores, pero su eficacia contra la cepa Ames varía según los modelos animales. Este resultado inconsistente resalta la necesidad de realizar estudios exhaustivos en múltiples organismos modelo para probar la eficacia de la vacuna en humanos. Actualmente, los investigadores también están buscando activamente formas de inactivar las esporas de ántrax con formaldehído y otras sustancias para proporcionar a los humanos nuevas alternativas a las esporas vivas y las vacunas AP.
La identificación de polimorfismos de nucleótidos (SNP) de las cepas de Ansinus puede ayudar a rastrear el brote.
Se han identificado seis SNP altamente específicos para la cepa Anse, lo que permite realizar pruebas de diagnóstico en la flora. Estos SNP no sólo pueden distinguir la cepa Ames de otras 88 especies de Bacillus anthracis, sino que también proporcionan información importante para estudios epidemiológicos. La baja tasa de cambio genético de la cepa Ans garantiza aún más su estabilidad como marcador de diagnóstico. Utilizando una combinación de estos SNP y PCR en tiempo real, los investigadores pudieron confirmar o descartar que miles de muestras pertenecieran a la cepa Andersen.
La estabilidad de la cepa Ans y su potencial riesgo de armas biológicas nos hacen pensar nuevamente: ¿Qué medidas deberían tomar los humanos para fortalecer la defensa ante la amenaza de patógenos tan mortales?
