Presentación Vibrio cholerae

1. Vibrio cholerae

2. ANTECEDENTES HISTÓRICOS
1817. El colera asiatico
1831-1832 se propaga en la sociedad inglesa
1842 Traslado desde la india a China, por una expedición inglesa
Asia central e Imperio Ruso
1846 A través de los peregrinos de La Meca se propago a la región
del mediterraneo
1847-1848 Muerte de más de un millón de habitantes rusos
Se extendio por Polonia, Austria y Hungría siguiendo el curso del río
Elba llegó a Prusia, Francia e Inglaterra y de ahí al Continente
Americano.

3. IDENTIFICACIÓN DE
V. cholerae
• …up to now, 22 cholera victims and 17 cholera
patients have been examined in Calcutta…. In
all cases the comma bacillus and only the
comma bacillus has been found. These results,
taken together with those obtained in Egypt,
prove that we have found the pathogen
responsible for cholera…
• Robert Koch, 2 Feb. 1884

4. Antecedentes sobre el microorganismo
El agente responsible del Colera fue descrito por primera vez por el Italianao
Pacini en 1854, quien encuentra un gran numero de bacterias curvas
en el contenido intestinal de victimas del colera, que llamo Vibrio cholera
MORFOLOGIA
Bacilo Gram negativo, de forma curva con una longitud de 1.5-2.0 um y
0.5 um de ancho y dispone de un solo flagelo

5. AGUA Y CÓLERA
UK, 1831

6. Participación del Agua en la Transmisión del Cólera
John Harnold, marino mercante procedente de Hamburgo, llego a Londres
el día 22 de septiembre. Murió pocas horas después de su arribo en una
habitación de alquiler en Horsleydown, Londres.
Otro inquilino moriría ocho días después de rentar la misma habitación.
John Snow
Padre de la Epidemiología
El método de Snow
Establecer el factor común entre los infectados
El dato clínico sobre los problemas digestivos
La ingesta de agua el elemento común entre los afectados
por el padecimiento.

7. Participación del Agua en la Transmisión del Cólera
En 1849, publicó On the Mode of Communication of Cholera
en la que teorizó con pruebas --que él consideraba-- fehacientes de que
el cólera se propagaba a través del agua contaminada.
Sus observaciones sobre la contaminación de los alimentos
y de los suministros del agua le permitieron concluir que
el “cholera invariably commneces with the affection of the alimentary canal”

8. Comportamiento biológico de Vibrio,
mecanismos de transmisión al humano
y al ambiente acuático
AGUA POTABLE ALIMENTOS
AGUAS NEGRAS
HUMANOS
Ecosistema Acuático
pH, Temperatura,
Salinidad, Sustratos
Vibrio spp.
Epibionte
Planctónico

9. CUIDADO CON EL AGUA Y ALIMENTOS

10. Vibrio cholerae y cólera
• El género Vibrio incluye numerosas especies
en ambientes acuáticos
• Se han reportado más de 200 diferentes
serogrupos (antígenos somáticos, “O”) de V.
cholerae
• Las cepas epidémicas pertenecen a los
serogrupos O1 y O139

11. Antígeno O1 y O139 de V. cholerae

14. SEROTIPOS DE V. cholerae O1
SEROTIPO DETERMINANTES
ANTIGENICOS -O
Ogawa Inaba
Ogawa A, B + -
Inaba A, C - +
Hikojima A, B, C + +

16. PANDEMIAS DE CÓLERA
• 1817-1920: Priméras 6 pandemias (origen India),
Biotipo Clásico (serogrupo O1)
• 1935: Brote epidémico en Indonesia
• Biotipo El Tor (serogrupo O1)
• 1961: Séptima pandemia (origen Indonesia)
Biotipo El Tor
• 1991: Epidemia en el Continente Americano
(Lima, Perú) El Tor O1
• 1992: Epidemia en S. Asia (origen Bahía de
Bengala), serogrupo O139; . Desplazamiento
temporal El Tor O1

17. V. cholerae O1 y O139: cólera y toxigenicidad
• Las cepas O1 toxigénicas han causado
las siete pandemias de cólera desde 1817
• El 5% de las cepas O1 son no toxigénicas
• La cepa O139 Bengal inició un brote en la
India en 1992 (¿octava pandemia?)
• Existen reportes de brotes aislados
ocasionados por cepas V cholerae O10,
O12, O31,O37 y O53

18. 1961
1974
1970
1991
1991
La séptima pandemia y el regreso del cólera a
Latinoamérica
Fuente:
•OPS - OMS
•Más de 400 000 casos
•Cerca de 4 000 muertes
•16 países afectados

19. Epidemiología del cólera
• Casos agrupados por localidad y temporada
• Alto número de casos en niños en áreas endémicas
• Cambios anuales en el patrón de resistencia a
antibióticos
• Diversidad clonal en cepas epidémicas
• Emergencia y reemergencia en zonas con escasas
condiciones de saneamiento e higiene

20. Vibrio cholerae y Cólera en México

21. Pandemias que han afectado a México
1a (1817)
2a (1833) México
3a (1849) México
4a (1866) México
5a (1883)
6a (1899)
7a (1961) México 1991)

22. El cólera regresa a México (1991-2002)
Total:
45 979 casos
545 muertes
Fuente:
•Boletín epidemiológico de la Secretaria de Salud, 1999-2003.
18000
16000
14000
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0
1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002
Casos
250
200
150
100
50
0
Muertes
Casos
Muertes
71 9 5 1 1
Octubre 2010, reporte de un caso en la Ciudad de Guadalajara Jalisco, México
y dos casos en Culiacan Sinaloa, México. Uno en octubre 2010 y otro más en 2011

23. • 28 OCTOBER 2013 - The Ministry of Health in Mexico has reported
an additional five cases of infection with Vibrio cholerae O1 Ogawa
toxigenic.
• The five cases occurred in the geographic zone of la Huasteca, an
area where urbanization, availability of drinking water and basic
sanitation services are limited.
• From 9 September to date, a total of 176 confirmed cases, including
one death, of infection with Vibrio cholerae O1 Ogawa toxigenic has
been reported in the country. Of these, two are from the Federal
District, 157 cases from the state of Hidalgo, nine from the state of
Mexico, two from the state of San Luis Potosi and six from the state
of Veracruz. Eighty-nine of the total confirmed cases are women and
87 are men. Fifty-seven cases have been hospitalized.

25. PATOGENESIS

26. Factores de virulencia de V. cholerae
• Factores de colonización y asociación intercelular:
TCP (toxin-coregulated pilus), ACF (accesory
colonization factor)
• Toxinas (CT, ZOT, ACE)
• Flagelo polar
• Proteasas
• Hemaglutininas solubles y asociadas
• Neuraminidasa
• Sideróforos

28. LA EXPRESIÓN DE LA TOXINA DEL CÓLERA (CTX) ESTA CODIFICADA
POR GENES INTEGRADOS EN EL CROMOSOMA DE UN FAGO
100 nm ctx Φ

29. CTX-F
• CTX-F: Fago atemperado, no lítico
• Genoma: ssDNA+, 7 a 9 kb
• Receptor primario: TCP
• Arreglo biotipo específico
• Ausencia de inmunidad heteróloga
• Integración sitio-específica (Cromosoma I)
• Diferencias en secuencias RS
• Forma: plásmido (pCTX) o profago

30. Arreglo del elemento genético CTX (ctxAB)
cep orfU
ace
zot
ctxA
ctxB
RS1 RS1
• Reporte sobre su existencia 1996 (Waldor, M. K., and J. J. Mekalanos. Science
272:1910-1914).
• El genoma del fago: Puede integrarse en el cromosoma de la bacteria en sitios de
unión específicos (attachment site), formando lisógenos estables, o pueden
encontrarse como un plásmido referido como la forma replicativa
• El fago CTX puede infectar cepas de V. cholerae no toxigénicas.
• Pueden aparecer nuevas cepas toxigénicas.

33. Cholera Infection
RtxA
ZOT
ACTG
ARF
NanH
ERO1L
ERP70
ACE
Endosome
cAMP
ZOT
Receptor
Cl -
Cl -
HCO
-
3
Diarrhea
H2O, K+,
Na+
Vibrio cholerae
Disassembly of
tight junction
Channels Channels
CFTR
PKC
PIP2
Intestinal
Enterocyte
ADP
Ribosylation
A1
S
ec
61
P
RtxA
AC
A1
A1
Golgi
ACTG
NAD
ADPR
A1 A2
A1 A2
B
GM1
}CTx
ZOT
PLC
AK
Actin Filament
Polymerization
DAG
ZOT
Stimulating mucosal cells to pump large
amounts of Cl- (Chloride Ions) into the
intestinal contents.
H2O (Water), Na+ (Sodium Ions), K+
(Potassium ions), HCO3- (Bicarbonate
Ions) and other electrolytes follow due to
the osmotic and electrical gradients caused
by the loss of Cl-.

34. CARACTERÍSTICAS DE LAS EVACUACIONES ASOCIADAS CON LA
INFECCIÓN POR Vibrio cholerae

39. MECANISMOS EMPLEADOS POR LA BACTERIA
PARA PERSISTIR EN EL AMBIENTE

40. Vibrio cholerae DOS CROMOSOMAS DOS ESTILOS DE VIDA
LA SECUENCIACIÓN DEL
GENÓMA DE Vibrio cholerae,
PROPORCIONO LA
INFORMACIÓN
PARA QUE SE PUEDA
ENTENDER, COMO UN
MICROORGANISMO
AMBIENTAL DE VIDA LIBRE
EMERGE, PARA CONVERTIRSE
EN UNA BACTERIA DE GRAN
IMPORTANCIA COMO
PATÓGENO
DE HUMANOS
Heidelberg et al., 2000. Nature. 406:477-483.

41. COMPORTAMIENTO DUAL DE Vibrio cholerae

42. Estrategias de supervivencia de
V. cholerae en el ambiente
Estado viable no cultivable (VNC)

43. MORFOLOGÍA COLONIAL
BIOPELÍCULAS

44. CARACTERIZACIÓN DE VIBRIO CHOLERAE
HEMÓLISIS Y BIOPELÍCULAS
Producción de
exopolisacáridos
favoreciendo la
presencia de
colonias arrugadas

45. Vibrio cholerae No O1-No O139
RESERVORIO Y TRANSMISOR DEL FAGO ctx
TRANSFERENCIA HORIZONTAL DE GENES ENTRE
Vibrio cholerae No O1 A Vibrio cholerae O1

46. Vibrio cholerae No O1- No O139 PATÓGENOS EMERGENTES
• Conversión por CTXФ de cepas de V. cholerae TCP+
• Colonización y multiplicación
• Selección de clonas de V. cholerae toxigénicas
¿Partículas libres de CTXФ?
Excreción de V. cholerae Toxigénico,
la propagación a través de aguas
superficiales mantiene las epidemias
de cólera
Inducción de lisógenos por
¿factores ambientales?
(dependiendo de la estación y de
las condiciones climáticas)
• V. cholerae no toxigénico TCP+
• V. cholerae toxigénico
• V. cholerae no toxigénico TCP-
• Otros microorganismos
• Flora acuática
AMBIENTE
GASTROINTESTINAL
CTXФ
CTXФ
CTXФ
CTXФ
V. cholerae
(lisogenos de CTXФ)
¿Donador de la isla
de patogenicidad
TCP/ACF?
CTXФ
CTXФ
AMBIENTE
ACUATICO
Faruque, S. M., Albert, M. J., Mekalanos, J. J.
Microbiol. Mol. Biol. Rev. 1998 62:1301-134.

47. Correlación: Fagos / Casos de cólera
Mayor
Menor
Tiempo
Casos de cólera
Concentración de fagos específicos
en el ambiente • Madico et al. 1996. J. Clin. Microbiol. 34:2968–2972.
• Faruque et al. 2005. Proc. Natl. Acad. Sci. 102:1702-1707

48. FAGOS OBTENIDOS DE MUESTRAS DE AGUA
Micrografía electrónica de vibriofagos de muestras de agua ambiental
en Bangladesh
Faruque et al. 2005 Proc. Natl. Acad. Sci. 102:1702-1707

49. APA= Agua peptonada alcalina

53. Prueba de la cuerda

54. ¿COMO PREVENIR EL CÓLERA?
La mejor manera de prevenir la enfermedad es la higiene
por lo que es importante lavarse las manos antes de comer
y después de ir al baño, por otro lado no se debe ingerir
agua que no sea potable y evitar el consumo de alimentos
crudos o mal cocidos.