UNIVERSIDAD CENTROOCCIDENTAL “LISANDRO ALVARADO”

DECANATO DE CIENCIAS DE LA SALUD

DEPARTAMENTO DE MEDICINA PREVENTIVA Y SOCIAL

SECCION DE MICROBIOLOGÍA

Microbiología Médica I Tema 26

Realizado por: Lic. Yudy Aranguren

Enero 2014

ESPIROQUETAS

Borrelia

Treponema

Leptospira

Profesores:

Isabel Alvarez, Luisa Morantes

Yudy Aranguren, Emilio Martínez

BACTERIAS ESPIRALADAS

TEMA 26: ESPIROQUETAS

26.1.- Explicar las características biológicas, morfológicas, ultraestructurales

y factores de virulencia de las espiroquetas.

26.2.- Diferenciar a los géneros Treponema, Borrelia y Leptospira por sus

características biológicas, antigénicas, tinciones u otras técnicas de

visualización.

26.3.- Ordenar los pasos para la identificación de grupos y subgrupos

taxonómicos de las especies de importancia médica del género Leptospira.

26.4.- Ordenar los pasos para la identificación los pasos para la identificación

en el laboratorio de las especies de importancia médica de los géneros

Treponema y Borrelia.

ORDEN: SPIROCHAETALES

GÉNEROS

FAMILIASSPIROCHAETACEAE LEPTOSPIRACEAE

BORRELIA LEPTOSPIRATREPONEMAESPECIES

Borrelia burgdorferi

Borrelia recurrentis

Borrelia spp.

TAXONOMIA- PATOGENOS

Leptospira interrogans

Leptospira biflexa

Leptospira spp.

> 17 especiesTreponema pallidum subespecie pallidum

Treponema pallidum subespecie pertenue

Treponema pallidum subespecie endemicum

Treponema carateum

Borrelia

Treponema

Leptospira

ESPIROQUETAS

FORMA DE LA CÉLULA:

• Bacilos largos y delgados en forma helicoidal formando una espira

CARACTERISTICAS ESTRUCTURALES:

• Células individuales

• Cuerpo celular flexible

TIPO DE PARED:

• No se tiñen con la coloración

de Gram

• Pared tipo Gram negativa

ESPIROQUETAS

• Fina capa de peptidoglicano:• Forma• Flexibilidad

FLAGELO: Endoflagelo, fibras axiales o flagelo periplasmático

1.- Número de fibras axiales varía entre los

géneros: 2 y 200 fibras axilales:

• Treponemas: 6

• Borrelias: 7 - 20

• Leptospiras: 2

2.- Permite los característicos movimientos tipo:

• Rotación

• Flexión

• Tirabuzón o sacacorcho

3.- Quimiotáxis

ESPIROQUETAS

ENDOFLAGELOS O FIBRAS AXIALES MEMBRANA EXTERNA

CILINDRO PROTOPLASMATICO

MEMBRANA INTERNA y CAPA DE PEPTIDOGLICANO

FLAGELO:

3.- Rodea al cilindro protoplasmático, colocado en el espacio

periplasmático, entre la membrana interna y la membrana externa

también llamada: Envoltura externa o vaina

ESPIROQUETAS

• Las fibras axiales (endoflagelos) se insertan en los polos de la célula y se solapan en la región central.

J Bacteriol. 1964 October; 88(4): 1087–1103.

Membrana externaFibras axiales o flagelo

Espacio periplasmático

Capa de peptidoglicano

Membrana citoplasmática o membrana interna

ESPIROQUETAS

Ultraestructura de una espiroqueta: Corte transversal

CILINDRO PROTOPLASMÁTICO

CAPA DE PEPTIDOGLICANO

MEMBRANA EXTERNA

MEMBRANA CITOPLASMÁTICA O

MEMBRANA INTERNA

FIBRAS AXIALES

NUCLEOIDE

RIBOSOMAS

RIBOSOMAS

ESPACIO PERIPLASMÁTICO

CILINDRO PROTOPLASMÁTICO

MEMBRANA EXTERNAFIBRAS AXIALES

ESPIROQUETAS

MEMBRANA EXTERNA

CILINDRO PROTOPLASMÁTICO

ESPIROQUETAS

FISIOLOGIA y HÁBITAT:

• Tolerancia de O2 : Van desde aerobios a anaerobios estrictos

ESPIROQUETAS

• Hábitat:

• Vida libre en ambientes ricos en materia orgánica

• Saprófitos

• Patógenos

• Fermentan y oxidan azucares y aminoácidos

GÉNERO

TREPONEMA

ORDEN: SPIROCHAETALES

GÉNEROS

FAMILIAS

SPIROCHAETACEAE LEPTOSPIRACEAE

BORRELIA LEPTOSPIRATREPONEMA

ESPECIES

TAXONOMIA

Treponema pallidum subespecie pallidum

Treponema pallidum subespecie pertenue

Treponema pallidum subespecie endemicum

Treponema carateum

Sífilis

Frambesia

Pinta o Mal de Pinto

Bejel o Sífilis endémica

Bejel

Pinta o Mal de PintoSífilis

Frambesia

Enfermedades asociadas

CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES DE LOS TREPONEMAS:

• Tamaño:Ancho: 0,1 – 0,2 µmLargo: 6 - 20 µm

• Forma: Espiroquetas de forma

helicoidal con espiras muy cercanas

y con extremos rectos

• Especie tipo: Treponema pallidum

• Espiras regulares con separaciones de 1 µm

• Flagelos: Tres pares de endoflagelos

Corte transversal y longitudinal de Treponema pallidum

TREPONEMAS

Envoltura mucosa de glucosaminoglucano

• Flora normal y saprófítos: Anaerobios Facultativos

• Treponema pallidum: microaerófilo (1 – 4 % O2 )

• Treponema pallidum: No se ha podido cultivar en medios artificiales

• Cultivos cortos en cultivos celulares (epitelio de conejo)

• Inoculación en testículos de conejos.

CARACTERISTICAS FISIOLÓGICAS

HABITAT:

• Saprófítos: Especies de vida libre (3 especies)

• Flora normal en humanos: Placa dental, intestinos y genitales.

• Patógena: Piel y secreciones genitales

• Sensibilidad:

• Calor y desecación

• Compuestos con arsénico, mercurio y bismuto

• Especies no patógenas: cultivo de tejido

CARACTERISTICAS ANTIGÉNICAS

TREPONEMAS

Treponema pallidum:

• Membrana externa:

• No tiene Lipopolisacáridos

• Posee proteínas unidas a lípidos que las aísla del contacto con Ac

• Cardiolipina: Componente lipídico de la membrana externa

• Antígeno utilizado en las pruebas NO TREPONEMICAS de

la Sífilis

• Proteínas de membrana inducen Ac específicos para pruebas

TREPONEMICAS basadas en IFI y Microhemaglutinación

TREPONEMAS

FACTORES DE VIRULENCIA:

1.- Presencia de proteínas de la membrana externa:

• Adhesinas

• Activan la respuesta inmune generando lesiones al paciente

• No tiene Lipopolisacáridos (LPS)

2.- Hialuronidasa: Favorece la invasión de los tejidos vasculares

3.- Produce Fibronectina: Mimetiza a la célula hospedera evadiendo

la fagocitocis.

4.- Capa mucoide:

• Efecto antifagocitario

• Inhibe el contacto con los Anticuerpos

CAPA MUCOIDE

TREPONEMAS

1.- Exámen directo de secreciones de las lesiones:

No se tiñen con Gram o Giemsa

1.- Observación directa al fresco

en microscópico de Campo oscuro

MÉTODOS DE IDENTIFICACIÓN EN EL LABORATORIO

2.- Tinciones de Plata (argénticas):

• Fontana - Tribondeau

TREPONEMAS

3.- Inmunofluorescencia directa

2.- PCR: Determinación de fragmentos específicos del genoma de los treponemas

ORDEN: SPIROCHAETALES

GÉNEROS

FAMILIAS SPIROCHAETACEAE LEPTOSPIRACEAE

BORRELIA LEPTOSPIRATREPONEMA

ESPECIES Borrelia burgdorferi

Borrelia recurrentis

Borrelia sp.

TAXONOMIA

Enfermedad de Lyme

Fiebre recurrente epidémico

Fiebre recurrente endémico

Fiebre recurrente Enfermedad de Lyme

Enfermedades asociadas

• Endoflagelos: 7 – 20 fibras axiales

• Imparte motilidad por flexión o rotación

• Largas varillas arrolladas helicoidalmente:

Ancho: 0,2 a 0,5 µm

Largo: 8 a 30 µm

• Pocas espiras, laxas e irregulares con separaciones de 2-4 µm

• Se tiñen bien con anilinas: Giemsa o Wrigth

• Pared celular tipo Gram negativo

CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES DE LAS BORRELIAS:

• Requerimientos nutricionales muy complejos

• Difícil cultivo en el laboratorio

• Medios líquidos con sangre o suero

CARACTERISTICAS FISIOLÓGICAS

HABITAT:

• Se mantienen en la naturaleza en mamíferos silvestre y artrópodos que sirven de vectores:

• Piojos• Garrapatas

LAS BORRELIAS

• Resistencia: Sobreviven a 4°C durante meses

• Microaerófilos

CARACTERISTICAS ANTIGÉNICAS

LAS BORRELIAS

Enfermedad Recaída Recaída

Días

Antígeno 1 Antígeno 2 Antígeno 3

Antícuerpo 1 Antícuerpo 2 Antícuerpo 3

Variación antigénica durante la infección mediante reordenamiento genético de las proteínas de membrana externa.

Borrelia recurentis:

FACTORES DE VIRULENCIA:

LAS BORRELIAS

1.- No producen exotoxinas

2.- Lipopolisacaridos de la membrana externa como ENDOTOXINA:

• Induce la fiebre

3.- La Borrelia burgdorferi presenta moléculas de

superficie que capturan e inactivan la fracción C3

del complemento

Evasión del Sistema de Complemento

1.- Exámen directo:

Extensiones sanguíneas teñidas con Giemsa o Wright.

MÉTODOS DE IDENTIFICACIÓN EN EL LABORATORIO

Borrelia recurentis:

Borrelia borgdorferi1.- Exámen directo:

Inmunofluorescencia directa

2.- Aislamiento de muestras de pacientes: • Cultivo en medios líquidos como el:

• Barbour-Stoenner-Kelly (BSK II) • Crecimiento lento (Inútil para Dx)• Requerimientos nutricionales muy complejos

3.- PCR: Determinación de fragmentos específicos del genoma de las borrelias

GÉNERO LEPTOSPIRA

ORDEN: SPIROCHAETALES

GÉNEROS

FAMILIAS

SPIROCHAETACEAE LEPTOSPIRACEAE

BORRELIA LEPTOSPIRATREPONEMA

ESPECIES

TAXONOMIA

Leptospira interrogans sensu lato*

Leptospira biflexa sensu lato

Leptospira spp. > 17 especies

ESPECIES PATÓGENAS

ESPECIES NO PATÓGENAS

LEPTONEMA TURNERIELA

*sensu lato: En sentido amplio

CARACTERÍSTICAS GENERALES LEPTOSPIRAS:

• Espiroquetas enrolladas con espiras numerosas y muy apretadas

• Extremidades en gancho

• Tamaño:

Ancho: 0,1 – 0,3 µm

Largo: 4 - 18 µm

FLAGELO: Endoflagelo, fibras axiales o flagelo periplasmático

1.- Número de fibras axiales: 2

2.- Permite los característicos movimientos tipo:

• Rotación

• Flexión

• Tirabuzón o sacacorcho

LEPTOSPIRAS

3.- Quimiotáxis:

• Las leptospiras tienen un número mayor de genes que codifican

para proteínas de motilidad y quimiotáxis que las Borrelias y los

Treponemas.

• Sensibilidad:• Desecación• Luz solar• Pierden viabilidad a pH ácido: 6.8• Cloro y detergentes

• Resistencia: • Mantienen viables a agua por varios días a pH alcalino• Liofilización• -70° C

• Número de cromosomas: 2

LEPTOSPIRAS

• Requerimientos nutricionales complejos:

• Suplemento de albúmina bovina o suero de conejo

• Fuente de carbono y energía: Ácido graso de cadena larga

• Fuente de nitrógeno: Sales de amonio

CARACTERISTICAS FISIOLÓGICAS

HABITAT:

• Saprófitas o de vida libre: aguas limpias y estancadas. Soportan

cierto nivel de salinidad.

• Patógenas: Tiene como huésped a diversos tipos de mamíferos,

reptiles, anfibios.

LEPTOSPIRAS

• Cultivo en el laboratorio:

• Medios semisólidos: EMHJ, Fletcher o Stuart

• Incubación entre 28 a 30 °C

• Crecimiento lento: 18 horas como tiempo de generación

• Aerobios obligados

FACTORES DE VIRULENCIA:

LEPTOSPIRAS

1.- No producen exotoxinas

2.- Lipopolisacaridos de la membrana externa como ENDOTOXINA:

3.- Produce dos hemolisinas: Lipoproteínas de la membrana externa

• Fosfolipasa

• Esfingomielinasa

5.- Hialuronidasa: Favorece la invasión de los tejidos vasculares

CARACTERISTICAS ANTIGÉNICAS: Estructura antigénica compleja

• Base de la clasificación clásica del género Leptospira

LEPTOSPIRAS

• Lipopolisacaridos (LPS) determinan las características antigénica de

cada grupo:

Leptospira interrogans sensu lato

Leptospira biflexa sensu lato

ESPECIES PATÓGENAS

ESPECIES NO PATÓGENAS

• Serovar: Unidad básica taxonómica

• Serogrupo: Grupo de serovares con antígenos comunes

3.- Inmunofluorescencia

MÉTODOS DE IDENTIFICACIÓN EN EL LABORATORIO

LEPTOSPIRAS

1.- EXÁMEN DIRECTO

2.- Tinciones de Plata:

• Fontana modificado

1.- Observación directa al fresco

en microscópico de Campo oscuro

2.- CULTIVO:

• Medios especiales: EMJH, Fletcher o Stuart

• Aisla de sangre, LCR, orina

• Crecen con lentitud:

• Tiempo de generación: 18 horas

• Aerobios

LEPTOSPIRAS

3.- PCR: Determinación de fragmentos específicos del genoma de las Leptospiras

• Requieren incubación a 28 – 30 °C durante hasta 6 semanas.

Cultivos puros: 1 semana

CARACTERISTICAS TREPONEMA BORRELIA LEPTOSPIRA

ESPECIES DE IMPORTANCIA MÉDICA

CARACTERISTICAS MORFOLÓGICAS

HABITAT

CARACTERISTICAS METABÓLICAS

FACTORES DE VIRULENCIA

CARACTERISTICAS ANTIGÉNICAS

MÉTODOS DE IDENTIFICACIÓN POR TINCION

MÉTODOS DE IDENTIFICACIÓN POR CULTIVO

CUADRO COMPARATIVO DE LOS GÉNERO DE ESPIROQUETAS