Chlamydiae
Microbiología
Las clamidias tienen una envoltura gramnegativa sin peptidoglicano detectable; sin embargo, recientes análisis genómicos han revelado que tanto C. trachomatis como C. pneumoniae codifican para proteínas que forman una vía casi completa para la síntesis de peptidoglicano, incluyendo proteínas de unión a penicilina.10 Las clamidias también comparten un antígeno lipopolisacárido específico del grupo y utilizan el trifosfato de adenosina (ATP) del hospedador para la síntesis de la proteína clamidial.10 Aunque las clamidias son auxotróficas para tres de los cuatro nucleósidos trifosfatos, codifican enzimas funcionales de catabolización de la glucosa, que pueden utilizarse para generar ATP.10 Al igual que con la síntesis de peptidoglicanos, por alguna razón, estos genes están desactivados, lo que puede estar relacionado con su adaptación al entorno intracelular. Todas las clamidias también codifican una proteína abundante llamada proteína principal de la membrana externa (MOMP u OmpA) que está expuesta en la superficie en C. trachomatis y C. psittaci pero aparentemente no en C. pneumoniae.10 La MOMP es el principal determinante de la clasificación serológica de los aislados de C. trachomatis y C. psittaci. Las clamidias son sensibles a los antibióticos que interfieren en la síntesis de ADN y proteínas, como las tetraciclinas, los macrólidos y las quinolonas. C. pneumoniae carece de una vía de recuperación o biosíntesis de triptófano y es resistente a las sulfonamidas y a la trimetoprima.4
Las clamidias tienen un ciclo de desarrollo único con formas infecciosas y reproductivas morfológicamente distintas: el cuerpo elemental (EB) y el cuerpo reticulado (RB; Fig. 184-1). Después de la infección, los EB infecciosos, que tienen entre 200 y 400 nm de diámetro, se adhieren a la célula huésped mediante un proceso de unión electrostática y se introducen en la célula por endocitosis que no depende del sistema de microtúbulos. Las EB tienen forma de espora; son metabólicamente inactivas pero estables en el medio extracelular. Dentro de la célula huésped, la EB permanece dentro de un fagosoma revestido de membrana, con inhibición de la fusión fagosomal-lisosomal. La membrana de inclusión carece de marcadores de la célula huésped, pero los marcadores lipídicos trafican con la inclusión, lo que sugiere una interacción funcional con el aparato de Golgi. Las clamidias parecen eludir la vía endocítica del huésped, habitando una vacuola no ácida que se disocia de los endosomas tardíos y los lisosomas. A continuación, las EBs se diferencian en RBs que sufren una fisión binaria. Después de aproximadamente 36 horas, las RBs se diferencian de nuevo en EBs. A pesar de la acumulación de 500 a 1000 EBs infecciosas en la inclusión, la función de la célula huésped se ve mínimamente alterada. Aproximadamente a las 48 horas, la liberación puede producirse mediante citolisis o un proceso de exocitosis o extrusión de toda la inclusión, dejando la célula huésped intacta. Esta estrategia tiene mucho éxito y permite al organismo causar una infección crónica esencialmente silenciosa.
Varios estudios in vitro han cuestionado este paradigma bifásico. Las clamidias pueden entrar en un estado persistente in vitro tras el tratamiento con ciertas citoquinas, como el interferón-γ (IFN-γ); el tratamiento con antibióticos, específicamente la penicilina; la restricción de ciertos nutrientes, como el hierro, la glucosa y los aminoácidos; la infección en monocitos; y el choque térmico.4,11 Mientras se encuentra en el estado persistente, la actividad metabólica se reduce y el organismo suele ser refractario al tratamiento con antibióticos. Estos diferentes sistemas producen características de crecimiento similares, incluyendo la pérdida de infectividad y el desarrollo de pequeñas inclusiones que contienen menos EBs y RBs y hallazgos ultrastucturales, específicamente, RBs morfológicamente anormales, lo que sugiere que están de alguna manera alterados durante su desarrollo por lo demás normal. Estos RB anormales suelen denominarse cuerpos aberrantes (AB). También se ha demostrado que la restricción de ciertos nutrientes induce la persistencia de las clamidias. El análisis ultraestructural de C. pneumoniae tratada con IFN-γ también revela inclusiones atípicas que contienen grandes ABs de tipo reticular sin evidencia de rediferenciación en EBs.
Otro modelo de infección persistente de C. pneumoniae es la infección continua a largo plazo. A diferencia de los modelos descritos anteriormente, los cultivos continuos se vuelven espontáneamente persistentes cuando tanto las clamidias como las células del huésped se multiplican libremente en ausencia de estrés. La infección por C. pneumoniae se mantuvo en células HEp-2 y A549 durante más de 4 años sin centrifugación, adición de cicloheximida o IFN-γ.12 Los niveles de infección en estas células infectadas eran elevados (del 70% al 80%). Los estudios ultraestructurales revelaron tres tipos de inclusiones en estas células. Aproximadamente el 90% eran las típicas inclusiones grandes que oscilaban aproximadamente entre 5 y 12 µm de diámetro. El segundo tipo (inclusiones alteradas) contenía EBs y RBs normales, pero en un número considerablemente menor que las inclusiones típicas, y ABs pleomórficos, que eran hasta cuatro o cinco veces el tamaño de los RBs normales (2,5 µm de diámetro); su citoplasma era homogéneo. El tercer tipo de inclusión eran pequeñas inclusiones aberrantes, de una media de 4 µm de diámetro, que contenían unos 60 AB de tamaño similar a los RB normales, pero que parecían electrónicamente densos y ya no conservaban una forma esférica suave. Estos AB densos conservaban la estructura característica de la membrana externa de las clamidias, con muy poco espacio periplásmico, y las membranas estaban más estrechamente unidas al cuerpo de las clamidias, de forma similar a los RB normales. No se observaron EBs en estas inclusiones. Estos hallazgos muestran que el ciclo de desarrollo de C. pneumoniae puede combinar las formas típicas de desarrollo con la fase persistente en el cultivo de tejidos.
Otro posible mecanismo de persistencia de la clamidia podría ser a través de un efecto directo sobre la célula huésped, posiblemente a través de un efecto sobre la apoptosis, que es un importante regulador del crecimiento celular y del desarrollo de los tejidos. La apoptosis es un proceso genéticamente programado y estrechamente controlado, a diferencia de la necrosis, en la que intervienen la inflamación y el daño tisular inespecíficos y las enzimas intracelulares, la condensación del núcleo y el citoplasma y la fragmentación. Se ha descubierto que muchos patógenos microbianos, incluidas las clamidias, modulan la apoptosis celular para sobrevivir y multiplicarse. Se ha demostrado que Chlamydia spp. induce e inhibe la apoptosis de la célula huésped, dependiendo de la etapa del ciclo de desarrollo de la clamidia.13 Las clamidias protegen a las células infectadas contra la apoptosis como resultado de estímulos externos durante las primeras etapas de la infección y pueden inducir la apoptosis de la célula huésped durante las etapas posteriores del ciclo de vida. Así, las clamidias pueden proteger a las células infectadas contra los mecanismos citotóxicos del sistema inmunitario, y la apoptosis observada al final del ciclo de infección puede contribuir a la respuesta inflamatoria porque las células apoptóticas secretan citoquinas proinflamatorias y facilitan la liberación del organismo de las células infectadas. Los estudios con cultivos tratados con IFN-γ han informado de que las células infectadas con C. trachomatis y C. pneumoniae se resisten a la apoptosis como resultado de los ligandos externos, a través de la inhibición de la activación del caspace. Los datos de los estudios con el modelo celular de infección continua a largo plazo mostraron marcadas diferencias en el efecto de C. pneumoniae sobre la apoptosis en las células A549 infectadas de forma aguda y crónica.13 La infección aguda por C. pneumoniae indujo cambios apoptóticos en las células A549 en las primeras 24 y 48 horas tras la infección. La inducción de la apoptosis en la infección aguda puede facilitar la liberación de C. pneumoniae de la célula huésped. La infección crónica por C. pneumoniae inhibió los cambios apoptóticos en las primeras 24 horas y hasta 7 días. Estos resultados sugieren que la inhibición de la apoptosis puede ayudar a proteger al organismo cuando se encuentra en estado intracelular y persistente.