BIO 275c MICROBIOLOGÍA Y PARASITOLOGÍA...

BIO 275cBIO 275cMICROBIOLOGMICROBIOLOGÍÍA Y PARASITOLOGA Y PARASITOLOGÍÍA CLA CLÍÍNICASNICAS

Prof. Encargado:Prof. Encargado:Dr. Alexis KalergisDr. Alexis Kalergis

(akalergis@bio.puc.cl)(akalergis@bio.puc.cl)

Bio275cOrganización• Clases expositivas• Pasos prácticos y talleres• Conferencias invitadas• Seminarios de los alumnos

Evaluación:• 4 pruebas teóricas, 80% (clases,

conferencias, prácticos y seminarios).• Tests de entrada a los pasos prácticos,

10%• Presentación de seminario, 10%

DocentesDra. Katia Abarca Dra. Marcela FerrésDra. Patrica GarcíaDra. Ana María GuzmánDr. Alexis Kalergis

(responsable)Dr. Marcelo López-LastraDr. Guido MoraDra. Marisa Torres Dr. Bruno Tesser

(instructor)

ConferencistasDra. Ximena AguileraDra. Susan BuenoDr. Jorge JiménezDr. Carlos PérezDra. Sandra Solari

¿Qué es la Microbiología?

“Ciencia que estudia la biología de los microorganismos”

Microbiología deriva de 3 palabras griegas:mikros (pequeño), bios (vida) y logos (ciencia)

Tipos de microorganismos:

BacteriasVirus (*)Hongos

Parásitos

Ramas principales de la microbiología

Bacteriología Virología

Micología Parasitología

Cryptococcus neoformans Plasmodium falciparum

Salmonella typhimurium HIV VRS

Micro-organismos pueden colonizar una enorme variedad de espacios-nichos.

Las causas y terapias para enfermedades antes de 1880 (Köch y Pasteur) :

CAUSA TERAPIA

• Ira de Dios

• Mal Aire

• Vampiros

• Arrepentimiento

• Sol, altitud, sequedad

• Estaca en el corazón

Louis Pasteur, 1880:• propone la teoría de que las enfermedades son causadas por gérmenes.• Primeros Experimentos modernos de vacunación usando microbios atenuados:

protección de pollos contra el cólera y perros contra la rabia.

Robert Koch, 1882:• Descubre el bacilo de la tuberculosis, Premio Nobel 1905.• Postulados de Koch para probar la Etiología de una enfermedad infecciosa.

Plaga y tuberculosisantes de Koch

Mercy Brown Mercy Brown is sometimes known as the last traditional North American vampire. Mercy died on January 17, 1892 at age 19. Her death followed those of her mother, Mary Brown, and older sister, Mary Olive. At the time of her death, her brother, Edwin, was gravely ill. Mercy's Father, George Brown was desperate to save him. In an attempt to rid the family of a perceived curse, George Brown, decided to dig up the bodies of the women, including Mercy, who had only been buried for about one month. During the exhumation, observers noted that Mercy's body appeared to have turned over inside the coffin and that blood was present in her heart. Fearing Mercy was a vampire, the Exeter townspeople removed her heart and burned it on a nearby rock before reburying her. Folklore at the time said that destroying the heart of a vampire would kill it, and by consuming the remains of the vampire's heart, the curse would be broken and the victim would get well. George Brown fed the ashes to his son, Edwin, who died two months later. It is now known that Tuberculosis caused the mysterious deaths once attributed to Rhode Island vampires, including the case of Mercy Brown.

Fines del siglo XIX.Conceptos requeridos para una teoría moderna

de infección e inmunidad.

• Concepto de un agente causante de la enfermedad (Etiología).

• Concepto de transmisión de este agente (Contagio)

• Concepto de inmunidad y resistencia a la enfermedad.

Edward Jenner,first successful vaccination (1790s)

Louis Pasteur,Anti-rabies vaccination trial (1880s)

Robert KöchIdentification of the causative agent for tuberculosis (1880s)

Trudeau,Discovery of first treatment for

tuberculosis (1880s)

Fines del siglo XIX.Conceptos requeridos para una teoría moderna

de infección e inmunidad.

• Concepto de un agente causante de la enfermedad (Etiología).• Concepto de transmisión de este agente (Contagio)• Concepto de especificidad y reproducibilidad de una enfermedad.• Concepto de interacción entre hospedero y agente patógeno.

Postulados de Koch(Prueba de la Etiología de una

enfermedad infecciosa) :

• El organismo patogénico sospechoso debe estar presente en TODOS los de caso enfermedad, y ausente de tejidos sanos.

• El organismo patogénico sospechoso debe ser cultivado en condicionesaisladas

• Celulas del cultivo aislado deben causar la enfermedad en un animal sano.• El organismo debe ser aislado nuevamente y demostrar ser el original.

Causa de las enfermedades infecciosas

• Gran impacto sociológico – La enfermedad no es un castigo– La enfermedad es prevenible (higiene,

contagio, etc.)– Desarrollo de vacunas (profilaxis)– Desarrollo de antibióticos (terapia)

Algunas definicionesPatógeno: Cualquier microbio que es capaz de causar una enfermedad (daño en el hospedero).

Patogenicidad: La capacidad de un microbio de producir una enfermedad o daño en los tejidos del hospedero.

Virulencia: La capacidad relativa de un microbio de causar daño en los tejidos del hospedero.

Factor de virulencia (o determinante de virulencia): Cualquier componente molecular del patógeno que cuando es removido disminuye la virulencia pero no la viabilidad del patógeno.

Isla de patogenicidad: Genes de virulencia que se encuentran agrupados en un locus dentro de alguno de los cromosomas del patógeno.

Patogenicidad depende del microbio y del hospedero!!

Enfermedad:

El daño es el resultado del balance entre la virulencia del patógeno y la respuesta del hospedero contra la infección

Patogenesis mediada porcomponentes del hospedero

Respuesta inmunedel hospedero

Patogenesis mediada porla bacteria

Destrucciónde tejidos

Toxinas

T

IgG1IgE

TT

IgG1IgE

Respuesta inmunedel hospedero

Dañ

o

Clasificación de patógenosde acuerdo a la causa del daño

The microscope used by Robert Hooke. The objective lens was fitted at the end of an adjustable bellows (G), with illumination focused on the specimen by a single lens

Robert Hooke (1664).

A drawing by Robert Hooke, which represents one of the first microscopic descriptions of microorganisms: a blue mold growing on the surface of leather; the round structures contain spores of the mold.

Photograph of a replica of Leeuwenhoek’s microscope. The lens is mounted in the brass plate adjacent to the tip of the adjustable focusing screw

Leeuwenhoek’s drawings of bacteria, published in 1684. Even from these crude drawings we can recognize several morphological types of common bacteria. A, C, F, and G, rod-shaped; E, spherical or coccus-shaped; H, cocci packets.

Antoni van Leeuwenhoek (1684)

Louis Pasteur, 1864

• Destruyó la teoría de la generación espontánea en 1864 (Experimentos con matraces "cuello de cisne”).

• Propuso a los microorganismos como agentes causales de enfermedad.

• Trabajó en la fermentación del vino.

• Generó la vacuna para la rabia

Fin de la teoría de la generación espontánea

Experimentosde Louis Pasteur con

matraces cuello de cisne

1

2 3

Robert Koch (1876)

Definió los postulados sobre la identificación de microorganismos patógenos (Actualmente vigentes).

Identificó a los microorganismos como agentes causales de enfermedad

Trabajos sobre la etiología del carbunco (Bacillus anthracis)

Fines del siglo XIX.Conceptos requeridos para una teoría moderna

de inmunidad.

• Concepto de un agente causante de la enfermedad (Etiología).• Concepto de transmisión de este agente (Contagio)• Concepto de especificidad y reproducibilidad de una enfermedad.• Concepto de interacción entre hospedero y agente patógeno.

Postulados de Koch (Prueba de la Etiología de una enfermedad infecciosa) :

• El organismo patogénico sospechoso debe estar presente en TODOS los de caso enfermedad, y ausente de tejidos sanos.

• El organismo patogénico sospechoso debe ser cultivado en condicionesaisladas

• Celulas del cultivo aislado deben causar la enfermedad en un animal sano.

• El organismo debe ser aislado nuevamente y demostrar ser el original.

Los postulados de Koch

Cumplimiento de los postulados de Koch en humanos??

Marshall y Warren + Helicobacter pyloriVIH + Peter Duesberg

Atributos de un patógeno exitoso (factores de virulencia):

• Colonización (invasión: adherencia y entrada)

• Evasión de los mecanismos de defensa del hospedero

• Persistencia• Replicación o multiplicación• Diseminación

Postulados Moleculares de Köch 1980(estándares para las evidencias de que un gen codifica para

un factor de virulencia).

Para probar que un fenotipo de virulencia es causado por la expresión de un gen específico es necesario:

• Aislar una bacteria mutante con un fenotipo que difiere del fenotipo silvestre (virulencia)

• Clonar el gen silvestre, y

• Al introducir el gen silvestre en la bacteria mutante se debe reproducir el fenotipo silvestre (virulencia)

Invasión de células epiteliales por Salmonella y Shigella

• Bacterias gram negativas, son patógenos intracelulares.

• Invaden células epiteliales que no son fagocíticas

• Utilizan un sistema de secreción de tipo III para inyectar proteínas bacterianas que inducen la formación de pliegues en la superficie de la célula epitelial.

• De esta manera estas bacterias evaden la fagocitosis por células del sistema inmune

Colas de actina en Shigella

Colas de actina como factor de virulencia (diseminación bacteriana)

Evaluando los postulados moleculares de Kochpara la generación de colas de actina en Shigella

• Generar mutantes de Shigella

• Evaluar fenotipo de las mutantes (pérdida de las colas de actina)

• Clonar el gen silvestre que fue mutado

• Introducir el gen silvestre en la cepa de shigella mutante y recuperar el factor de virulencia (colas de actina)

• Introducir el gen en otra especie de bacteria (E. coli) e inducir la generación de colas de actina.

Shigella silvestre (virulenta)

Shigella mutante (atenuada)

¿Por qué estudiar los factores de virulencia?

• Incrementar el conocimiento de la biología del hospedero:– Mecanismos de acción de las toxinas– Mecanismos de internalización del patógeno

• Permitiría combatir de una mejor manera las enfermedades:– Nuevos tratamientos (blancos para drogas y antibióticos).– Mejores vacunas– Mejores diagnósticos

Bacteria-mediatedAdhesion pedestals

• Movie part 1• Movie part 2• Movie part 3

BACK

Enteropathogenic E. coli (EPEC) causes the localized destruction of microvilli and the formation of actin-rich pedestals, a process known as attaching and effacing. It requires translocation of the intimin receptor (Tir) by the TTSS. Tir is inserted into the host membrane.

The bacterial outer-membrane adhesin intimin contacts Tir.

EPEC recruits WASP to areas of attachment. WASP is normally activated by the small GTPase Cdc42, but EPEC does not require Cdc42 to form actin pedestals, suggesting that they activate WASP in an alternative manner.

WASP recruits and activates the Arp2/3 complex, which nucleates actin and stimulates the formation of actin filaments.

Shigella also recruits WASP by the activity of IcsA on the surface of the bacteria.IcsA increases the affinity of WASP for the Arp2/3 complex and the ability to assemble actin filaments.WASP works as a molecular ratchet, binding actin filaments at the bacterial surface and, in association with the Arp2/3 complex, adding actin monomers to one end of the filaments

Subordinacion de la maquinaria de polimerizacionde actina por patogenos entericos

Patógenos entéricos intracelulares utilizan los sistemas de secreción para inyectar moléculas que controlan el citoesqueleto de la células blanco para promover la

invasión.

Algunas bacterias tienen evolucionados mecanismos para ingresar a las células del hospedero que no son naturalmente fagocíticas (Ej.: Células del epitelio intestinal)

Las proteínas secretadas o de la superficie bacteriana que inducen la fagocitosis de la bacteria por células no-fagocíticas son llamadas invasinas

Mecanismos de patogenicidad bacteriana: InvasividadInvasinas...

Mecanismo de invasión:

• Adhesión bacteriana a la superficie de la célula hospedera

• Inducción de reordenamientos en el citoesqueleto celular (polimerización y depolimerización de filamentos de actina)

• Se produce la fagocitosis de la bacteria, que ahora habita dentro de una vacuola especializada

Invasión de Salmonella en células epiteliales humanas

Mecanismos de patogenicidad bacteriana: InvasividadInvasinas...

Bacteria invadiendo una célula epitelial humana (in vitro)

Luego de invadir, la bacteria se localiza dentro de una vacuola especializada en la célula epitelial

Bacterias utilizan el sistema de secreción de tipo III para inyectar otros factores de virulencia en las

células del hospedero.

Sistema de secreción tipo III

Factores de virulencia de bacterias gram negativas (Salmonella, Shigella),Sistemas macromoléculares de secreción de tipo pilus IV, tipo II y tipo III.

• Las proteínas requeridas para la fimbria de tipo IV y para losotros sistemas de secreción son similares y residen en la membranainterna.

• Los 3 sistemas usan una proteína multimérica (secretina) que se ubica en la membrana externa y que tiene un poro central queforma el canal para la secreción.

Mecanismos de patogenicidad bacteriana: InvasividadColonización (Adhesión, adaptación y multiplicación)...

Factores de adherencia(adhesinas)

•Fimbrias•Pili•Lipopolisacárido (LPS)•Acidos teicoicos y lipoteicoicos•Otros componentes de la pared celular

•Glicocalix•Cápsula

Luego de la adhesión bacteriana a un tejido específico, ocurre una adaptación al nuevo hábitat (acondicionamiento del metabolismo,

etc), lo que le permite comenzar a multiplicarse lentamente para lograr su asentamiento en el hospedero (Colonización inicial)

Escherichia coli enteropatogénica (EPEC) adherida a la superficie de células epiteliales de intestino humano

(Formación de microcolonias)

Patogenicidad bacteriana: evasión de las defensas del hospedero.

Células dendríticas controlan la activación de la respuesta inmune contra patógenos.

Las células dendríticas se localizan en lugares estratégicos e inician la inmunidad adaptativa

Células dendríticas interactúan con linfocitos T para inducir su

activación (inmunidad)

Dendritic cells capture pathogensand activate T cells

It would be advantageous for pathogens to interfere with DC function

Gewirtz et alRescigno et al

Dra. SusanBueno

Dr. JaimeTobar

E M

DC

DCDC

SPI-2

SPI-1

?

Búsqueda de factores de virulencia en Salmonella

Bueno et al, Crit. Rev. Immunol., 2005

Features of Pathogenicity islands

• PIs are defined as DNA sequences that:– (i) encode (often many) virulence genes;– (ii) are present in pathogenic strains and absent in less-pathogenic

strains of one species or a related species;– (iii) differ in G+C content in comparison to the DNA of the host

bacteria;– (iv) are often more than 30 kb;– (v) represent compact, distinct genetic units, often flanked by

direct repeats;– (vi) are associated with tRNA genes and/or insertion sequences (IS

elements) at their boundaries;– vii) contain (often cryptic) "mobility" genes (IS elements, integrase

genes, transposons, origins of plasmid replication);– (viii) which are often unstable

Pathogenicity Islands: Pathogen Evolution through Horizontal Gene Transfer

Virulence genes often cluster in localized regions of thechromosome, termed pathogenicity islands.

Three observations suggest that pathogens have acquired these gene clusters through horizontal gene transfer:

(a) pathogenicity islands often have a GC content that differs significantly from the rest of the bacterial chromosome;(b) pathogenicity islands are often flanked by genes that are contiguous in closely related but nonpathogenic bacteria;(c) remnants of bacteriophage or transposon insertion

sequences often lie near the borders of pathogenicity islands,suggesting a possible mechanism for acquisition of these genes.

Pathogenicity islands often contain multiple functionallyrelated genes necessary for a specific virulence phenotype,suggesting that acquisition of a pathogenicity island duringevolution may in one "quantum leap" open up new host niches or lifestyles for the pathogen.

For example, Salmonella pathogenicity island 1 (SPI-1) encodes genes necessary for invasion of intestinal epithelial cells and induction of intestinal secretory and inflammatoryresponses. In contrast, Salmonella pathogenicity island 2 (SPI-2) encodes genes essential for intracellular replication,and, in the mouse enteric fever model, is necessary for establishment of systemic infection beyond the intestinal epithelium. Many pathogenicity islands, including SPI-1 and SPI-2, encode specialized devices for the delivery of virulence proteins into host cells, termed type III secretion systems (TTSSs).

Good bacteria and bad viruses

Acquisition of virulence factors by V. cholerae.

Infection with TCP was a critical step in the evolution of virulence by non-pathogenic strains of V. cholerae. This bacteriophage/type IV fimbriaserves not only as a colonization factor, but also as a receptor for the CTX encoding cholera toxin. Both bacteriophages can integrate into the bacterial genome and form episomalreplication intermediates. The production of cholera toxin and the biogenesis of CTX both depend on a secretinencoded within the bacterial genome.

Los genes que codifican para factores de virulencia se agrupan en islas de patogenicidad que son transmitidas de

bacteria a bacteria o de fagos a bacterias

Salmonella typhimurium as a pathogen model

Gram (-) Bacilli

Causative agent of typhoid fever in mice

Virulent strains do not efficiently prime T cells

Attenuated strains prime T cells

Hypothesis

Salmonella interferes with DC ability to activate bacteria-

specific T cells

Experimental system: processing and location of bacterial antigens

Salmonella pOVA

+DC

OVA

S. typhimurium14028s pOVA1 2 3kDa

47.5 -

32.5 -

CD8+

CD4+

Activation

pUC

S. typhimurium14028s pGFP

Salmonella-GFPD

endr

itic

cells

CD8+

10 3 10 4 10 5 10 60

25

50

75

100

OVA Purificada

DC Number

IL-2

(U/m

l)

103 104 105 10 60

50

100

150

OVA Purificada

DC NumberIL

-2 (U

/ml)

Salmonella keeps DCs from presenting bacterial antigens to T cells

Potentiation of antigen presentation by directingbacteria to FcγRs on DCs

CD8+

103 104 105 1060

25

50

75

100 Salmonella OVA

DC Number

IL-2

(U/m

l)

CD4+

10 3 10 4 10 5 10 60

50

100

150 Salmonella OVA

DC NumberIL

-2 (U

/ml)

Receptores Fcγ

Presentaciónen MHC-I y II

CD8+

CD4+

Activation

Salmonella OVA-IgG

+

DC

Salmonella

Salmonella-IgG

CD4+

10 3 10 4 10 5 10 60

50

100

150 Salmonella OVASalmonella OVA-IgG

DC NumberIL

-2 (U

/ml)

CD8+

10 3 10 4 10 5 10 60

25

50

75

100 Salmonella OVASalmonella OVA-IgG

DC Number

IL-2

(U/m

l)

By targeting bacteria to FcγRs on DCs antigen presentation to T cells is restored

Tobar et al, J. Immunol. 173: 4058-65, 2004

Possible evasion mechanism

Escape from antigen presentation

Bacterial degradation Antigen presentation

LysosomesFcγR

+

T CELL

Inhibition of fagosome-lysosome fusion?

A Salmonella spiC mutant (SPI-2) is defective for intramacrophage survival (Groisman and collegues).

Fulfilling Koch molecular postulates by defining the role for a SPI-2 secreted protein in Salmonellapathogenesis.

Intramacrophage survival properties of wild-type, spiA and spiC mutant strains of S.enterica in J774 macrophages. Macrophage survival can be restored to the spiC mutant by the spiC+-containing single copy plasmid pEG9127 but not by the plasmid vector (pBAC108L).

Salmonella spiC and spiA mutants exhibit wild-type levels of invasion into Henle-407 cells. The invasion-defective mutant pho-24 was evaluated in the same experiments and is shown here for comparative purposes.

A Salmonella virulence protein that inhibits cellular trafficking (Groisman and colleagues.)

Abrogation of the NADPH phagocyte oxidase restores virulence to SPI2-deficient S. typhimurium mutants (Fang and colleagues).

Survival curves are shown for:

A. wild-type C57BL/6 mice B. wild-type mice fed drinking water containing the iNOS inhibitor aminoguanidineC. congenic immunodeficient IFN-γknockout miceD. gp91phox knockout mice

Intraperitoneal challenge with wild-type S. typhimurium or isogenicstrains with mutations at ssaJ::Tn5, ssaV::Tn5, ssrA::Tn5, or sseB::aphT. An isogenic aroA-mutant S. typhimurium strain with attenuated virulence in mice was included as an additional control.

Regulator of SPI2 expression

Secretory apparatus

Secretory apparatus

Translocon componentcontrol

wild-type mice wild-type mice

+ iNOS inhibitor

IFN-γ knockout gp91phoxknockout

Abrogation of the NADPH phagocyte oxidaserestores the ability of SPI2-deficient S. typhimurium mutants to survive in macrophages.

The survival of wild-type S. typhimurium or isogenic SPI2-deficient strains with mutations at ssaJ::Tn5, ssrA::Tn5, sseA::aphT, and sseB::aphT was measured in macrophages from:

A) C57BL/6

B) congenic gp91phox knockout mice

Exclusion of the NADPH phagocyte oxidasefrom Salmonella-containing vacuoles.

Immunofluorescence microscopy for p22 and p47 NADPH oxidase subunits (red).

Both NADPH oxidase p22phox (E) and p47phox (F) subunits coalesced in the vicinity of GFP-positive (green) sseB-deficient S. typhimurium.

This contrasts with the dispersed pattern of vesicular distribution in the cytoplasm of macrophages infected with GFP-expressing (green) wild-type bacteria (G and H).

(I) and (J ) show p22phox and p47phox staining in macrophages from gp91phox knockout (phox KO) mice infected in vitro with sseB-mutant S. typhimurium.

E M

DC

DCDC

SPI-2

SPI-1

?

Búsqueda de Determinantes Moleculares responsables de la interferencia en la función de la DC: Isla de Patogenicidad 2

Bueno et al, Crit. Rev. Immunol., 2005

Sistema Secretor de Tipo III codificado en la Isla de Patogenicidad 2

MembranaVacuolar

MembranasBacterianas

CitoplasmaDC

EfectoresSpiC SifA

ΔspiA

Sistema Secretorno Funcional

ΔspiC

Ausencia de EfectorImplicado en Evasión

Lisosomal

ΔSPI-2

Ausencia de IslaCompleta

Identificación de factores de virulencia de Salmonellatyphimurium en DCs: Rol de la SPI-2

0.0 2.5 5.0 7.5 10.00

10

20

30

40

50

60

70WT

ΔspiAΔspiCΔSPI-2

Tiempo (h)

CFU

(x 1

03 cél

ulas

)

Cepas mutantes de Salmonella presentan menor sobrevivencia intracelular en DCs, desde las 4 horas

Tobar et al., 2005. Manuscrito Enviado

Cepas mutantes de Salmonella son presentadas eficientemente por DCs a linfocitos T CD8+ y CD4+

CD4+

103 104 105 1060.00

0.25

0.50

0.75

1.00

WT

SpiASpiCSPI-2

DC Number

IL-2

(O.D

. 450

nm

)

CD8+

103 104 105 1060.00

0.25

0.50

0.75

1.00

DC Number

IL-2

(OD

450

nm

)

Tobar et al., 2005. Manuscrito Enviado

Presentación de antígenos derivados de Salmonella in vitro

Mutantes SPI-2 de Salmonella colocalizancon marcadores lisosomales dentro de DCs

WT

ΔspiC ΔSPI-2

ΔspiA

LAMP-2

Salmonella

Tobar et al., 2005. Manuscrito Enviado

ΔSPI- 2

ΔspiC

ΔspiA

WT

Mutantes SPI-2 de Salmonella presentansignos de degradación dentro de DCs

Tobar et al., 2005. Manuscrito Enviado

Experimentos in vivo con cepas de Salmonella

mutantes para SPI-2

Infección Oral105 CFU

Día 5 post inoculación

Suero(ELISA IgG anti OVA)

Hígado, Bazo, Nódulos Mesentéricos Linfáticos

(Colonización)

WT SpiA SpiC SPI-20

500

1000

1500

2000HígadoBazoLNs

CFU

/105 c

ells

1/400.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6 ΔspiA pOVAΔspiC pOVAΔSPI-2 pOVA

Preimmune14028s pOVA

Sample Dilution

Abs

orba

nce

(450

nm

)

1/5 1/10 1/20 1/30 1/40 1/50

Cepas mutantes en la SPI-2 presentan atenuación en virulencia in vivo

COLONIZACION Producción IgG anti-OVA

Tobar et al., 2005. Manuscrito Enviado

Proliferación in vivo de linfocitos T específicos para OVA

OT-I Bazo

CFSE

WT

Día 1

Día 2 Análisis Bazo (Tinción con anti-CD8)

Día 5

Proliferación in vivo de linfocitos T transgénicos

CFSE

Núm

ero

de c

élul

as

A diferencia de Salmonella virulenta, mutantes de la SPI-2 inducen proliferación de linfocitos T transgenicos in vivo

Proliferacion OT-I

Proliferacion OT-II

Proliferacion SM1

Tobar et al., 2005. Manuscrito Enviadoend

Salmonella Host Range: An Immunological Point of View

Jaime Tobar, Susan Bueno, Francisco Perez andAlexis Kalergis

Salmonella Serovars

• Salmonella is a genus of enterobacteria that possesstwo species. One of them, Salmonella enterica, has

more than 2.200 serovars.

• Only some of S. enterica serovars are pathogenic, causing diseases such as gastroenteritis, bacteremia

and enteric fever.

• Some of the pathogenic S. enterica serovars have abroad host range, while others are host restricted

S. ParatyphiS. Typhi

S. CholeraesuisS. GallinarumS. Enteritidis

S. Typhimurium

S. Dublin

Salmonella enterica serovars

S. Typhi: Host-restricted serovar, onlycauses disease in humans

S. Typhimurium: Broad Host range serovar, causes a Typhoid-like disease in mice

S. Enteritidis: Broad Host range serovar, causes a persistent infection in chickens anda Typhoid-like disease in mice (it depends on

the S. Enteritidis strain…)

Interacción entre la DC y distintos serovares de Salmonellacomo determinante de la especificidad de hospedero

S. typhimurium

S. typhi

S. enteritidis

Muerte (15-30 días)

Sobrevivencia

Sobrevivencia

Enfermedad Sistémica

Enfermedad Autocontenida

Enfermedad Autocontenida

CFU intraperitoneal

Typhim

urium

Typhi

Enteritid

is

Uninfected

0

100

200

300

400

500

600

LiverSpleenLN

CFU

/100

0 ce

lls

Colonización de serovares en DCs in vivo después de infección oral o intraperitoneal

CFU Oral

Typhim

urium

Typhi

Enteritid

is

Uninfected

14028/OVA STH2370/OVA PT1/OVA

Uninfected1

2

3

1

2

3

1

2

3

1

SPLEEN

hrs

5 12 241.0×105

1.0×106

1.0×107

TyphimuriumEnteritidisTyphi

CFU

/100

000

cell

Niveles de presentación de antígenos es inversamente proporcional a la sobrevivencia bacteriana

Serovares que presentan enfermedad autolimitante presentan signos de degradación y colocalizan con lisosomas al interior de DCs de ratón.

S. T

yphi

mur

ium

S. E

nter

itidi

sS.

Typ

hi

S. T

yphi

mur

ium

S. E

nter

itidi

s

LAMP-1 Salmonella Merged

S. T

yphi

Bueno, Tobar, et al, enviado 2005

0 10 20 30 40 50

No pulse

Typhimurium

Typhi

Enteitidis

Peptide

OVA

% Kb-SIINFEKL (CD11c-Gated)

OT4H

0 25000 50000 75000 100000 1250000.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7Untreated

EntritidisPeptide

TyphimuriumTyphi

DC Number

IL-2

(OD

450

nm

)

B3Z

0 25000 50000 75000 100000 1250000.00

0.25

0.50

0.75Untreated

EnteritidisPeptide

TyphiTyphimurium

DC Number

IL-2

(OD

450

nm

)

Serovares que presentan enfermedad autolimitante son eficientemente presentados por DCs de ratón

Proliferación OT-I

Proliferación OT-II

S. typhimurium

S. typhimurium

S. typhi

S. typhi

S. enteritidis

S. enteritidis

Proliferación de linfocitos T in vivo

0 2 4 6 8 10 12 140

25

50

75

100 TyphimuriumTyphiEnteritidis

CFU

/100

00 c

ells

Time (h)

Lo opuesto ocurre en DCs humanas: Typhi vive, Typhimurium no…

Bueno, Tobar, et al, enviado 2005

iDC

Bacteria-DC encounter and

bacterial capture

Migration to LNs and Spleen

mDC

Impaired T Cell Activation

Impaired presentation ofbacteria-derived antigens

BacterialDissemination

Maturation

Bueno et al, Crit. Rev. Immunol., 2005