toxinas bacterianas

1. miércoles, 8 de febrero de 2023 1

2. EXOTOXINAS • Producidas y excretadas por G- y G+ • Polipeptidos • Inestables • Altamene antigenicas • Convertida en toxoide • Suele unirse a receptores especificos • Generalmente controladas por genes extracromosomicos • Específicos a ciertas funciones celulares ENDOTOXINAS • Parte integral de la pared celular de bacterias G- • liberadas en la lisis bacteriana y durante el crecimiento • LPS complejos (lipido A) • Estables • Débiles inmunogenos • No se transforman en toxoide • Síntesis dirigida por genes cromosómicos • Sintomas de choque generalizado o hipersensibilidad

3. CONTENIDO 3 Toxinas bacterianas Exotoxinas G+ Bacilos Toxinas cloatridiales Toxina antracica Cocos Estreptolisina Leucocidina Enterotoxina estafilocicica B Alfa/beta/delta toxina Actinobacteria Toxina de la difteria G- Toxina Shiga Enterotoxina termoestable de E.coli Coleratoxina Endotoxinas LPS

4. BoNT • Permanece en el nervio terminal TeNT • Transporte axonal retrogrado (dineina) e intercambio transinaptico a las terminales de celulas de Renshaw (glicina) 4 • El género Clostridium comprende un número de bacilos formadores de esporas gram positivas. • Pertenece al grupo de las metzicinas (metaloproteasas dependientes de Zn)

5. TOXICOCINETICA Esporas en un ambiente anaerobio, germinan, se replican y producen la toxina La toxina es absorbida por cualquier superficie mucosa, generalmente en el tracto gastrointestinal y heridas. Existe solo un tipo de presentación clínica, sin importar la vía de exposición Desaminacon oxidativa por L- glutamato deshidrogensas  α- cetoglutarato y amoníaco  Urea Sus mecanismos de biotransformacion, distribución cinética, y excreción son desconocidos (Peterson y Talcott, 2006) NEUROTÓXICA BOTULÍNICA 5

6. 6 (Lacy, et al. 1998) 10402 aminoácidos 100-kDa heavy chain disulfide bond 50-kDa light chain

7. TOXICODINAMIA La escisión de cualquier proteína SNARE resulta en la inhibición de la liberación de acetilcolina las proteínas SNAP-25, sintaxina y VAMP (sinaptobrevina), componen el aparato responsables de la exocitosis de acetilcolina la cadena ligera es una proteinasa dependiente de zinc que escinde diferentes componentes de la familia (SNARE) – La cadena pesada facilita la unión a gangliósidos de membrana. Endocitosis mediada por receptor  protonacion del endosoma. NEUROTÓXICA BOTULÍNICA 7

8. miércoles, 8 de febrero de 2023 8 (Lalli et al, 2003) Dineina, F-actina (rojo),microtubulos (marron) Sitios de acción de TeNT y BoNT en la unión neuromuscular Molecular targets of clostridial neurotoxins (CNTs). (Y Tambe, 2007)

10. BoNT (Neurotoxina Botulinica ) Pertenece al grupo de las metzicinas (metaloproteasas dependientes de Zn), Existen 8 tipos (A, B, C-1, C-2, D, E, F, y G). Esta categorizada como agente de amenaza tipo A, dentro de los agentes de bioterrorismo (CDC). Crystal structure of Botulinum Neurotoxin Serotype A. (Lacy et al, 1998) • 150 kDa • DL50 = 1.3–2.1 ng/kg (Stephen, 2001)

11. • Clostridium botulinum • C. butyricum (tipo E) • C. baratii (tipo F) • C. argentinense C. botulinum se encuentra normalmente en suelos y sedimentos acuiferos de la mayoria de regiones del mundo. Regiones deficientes en fosforo (“pica”), gestación y lactancia. 11 FUENTES U ORIGEN (J. Craig Venter Institute, 2009)

12. 12

13. SIGNOS CLÍNICOS Muerte Parálisis muscular flácida progresiva Disfagia Falla respiratoria Disminución en la producción de lagrimas , saliva Disminución del reflejo palpebral (queratitis y conjuntivitis ) Midriasis NEUROTÓXICA BOTULÍNICA 13

14. DIAGNOSTICO NEUROTÓXICA BOTULÍNICA 14 DIFERENCIALES • Miastenia gravis • Rabia • Fiebre de leche El ensayo tradicional (prueba de sero neutralización en ratón), depende de la adquisición de 4mL de suero o 50g de vómito, Heces o muestras de alimento, Secreciones nasales ELISA Cultivo del microorganismo a partir de los tejidos afectados

15. 15

16. TERAPIA • Los cuidados de soporte: consisten en el mantenimiento de la hidratación y soporte nutricional, Oxigenoterapia en los casos que sea necesario, alimentación por tubo nasogástrico, Reposicionamiento, ungüento oftálmico, enemas con agua tibia (Plumlee, 2004). • Inmunoterapia pasiva mediante antitoxina botulínica trivalente (A, B y E), e inmunoterapia activa con toxoide (Madsen, 2001). La recuperación puede tomar de 2 a 8 semanas y depende de la regeneración de la unión neuromuscular (Salzman, Madsen, & Greenberg, 2006) 16 NEUROTÓXICA BOTULÍNICA 1. Manejo de la dieta 2. Cuidados de soporte, lavado gástrico, debridar heridas 3. Toxoide (inmunización) 4. Antitoxina (Dosis de 30.000 IU, IV), ha tenido éxito en potros

17. TETANOSPASMINA (Toxina tetánica ) Clasificacion: DLminima de 2.5 ng/kg El gen estructural para TeNT, tent, se encuentra en un plásmido grande en C. tetani. Es precedido por tetR, y la proteína reguladora TetR, activa la expresión de tent (Marvaud et al. 1998). La producción de toxina está regulada en última instancia por los factores nutricionales y microambientales, pero los mecanismos moleculares son desconocidos (Gyles, Prescott, Songer, & Thoen, 2010). 17 Transporte axonal retrogrado (dineina) e intercambio transinaptico a las terminales de celulas de Renshaw (glicina)

18. 18 (Gonzales et al, 2005)

19. SIGNOS CLÍNICOS 19 CUATRO TIPOS DE TÉTANO GENERALIZADO involucra los músculos respiratorios inestabilidad cardiovascular interferir con la respiración. SEVERO marcado por disfunción autonómica espasmo muscular ESPASMO MUSCULAR opistotonos risa sardónica presión sanguínea labil. Tetano cefalico Tétano local OTRAS Neonatal (cordon umbilical ) (Salzman et al, 2006)

20. DIAGNOSTICO Toxina tetánica 20 Akbulut, Grant, y McLauchlin (2005), describen un analisis por PCR para detectar fragmentos geneticos de la neurotoxina Los ensayos de laboratorio para la detección de tetanospasmina no están ampliamente disponibles, y C. tetani sólo se recupera a partir de cultivos de la herida en el 30% de los casos (Salzman, Madsen, & Greenberg, 2006). Se basa en los hallazgos clínicos DIFERENCIALES Intoxicación por estricnina Hipocalcemia en neonatos Rabia (Rejas, 2007)

21. TERAPIA Diazepam (0.1 mg/kg), Vencuronio (100 µg/kg) Ventilación asistida Debridar herida, minimizar estimulos metronidazol IV (10–15 mg/kg) Toxoide tetánico e Ig específica Toxina tetánica 21 (Goonetilleke & Harris, 2004)

22. TOXINA COLÉRICA 22 Clasificación: es producido por serogrupos de V. cholerae O1, O139 , O141 y Se trata de una subunidad A de 28 kDa con dos dominios estructurales, en donde A1 tiene actividad ADP-ribosiltransferasa, y A2 se une a la subunidad B. La porción B de la toxina es un oligómero de 12 kDa con 5 subunidades que se unen con alta afinidad a gangliósido GM1.

23. FUENTE U ORIGEN Vibrio cholerae Por la ingestión de agua de contaminada comida contaminada con materia fecal Con crustáceos contaminados miércoles, 8 de febrero de 2023 23

24. miércoles, 8 de febrero de 2023 24 TOXINA COLÉRICA (Touluse, 2001)

25. TOXICODINAMIA Las subunidades B se unen a los receptores del gangliosido GMt en las células epiteliales de la mucosa intestinal. Después de la unión, se separan la subunidad A y el componente A2, lo cual facilita la entrada del componente Al en la célula. EI componente Al estimula la produccion de la enzima adenilciclasa, la cual rige la producción del monofosfato de adenosina ciclico (AMPc). Las altas concentraciones intracelulares de AMPc dan como resultado una alteración del transporte activo de los electrolitos a traves de la membrana celular, lo cual impide la absorcion de líquido y conduce a su secrecion en el intestino delgado. Cuando el volumen de líquido que entra en el colon proveniente del intestino delgado es mayor que la capacidad de reabsorción de aquel, se presenta la diarrea. 25 TOXINA COLÉRICA

26. SIGNOS CLINICOS Se manifiesta dentro de 4 horas a 5 días incluyendo dolor de cabeza La fiebre de grado bajo o ausente. vómito diarrea que es característica la apariencia de “agua de arroz ''. Deshidratacion (Líquidos y electrolitos ) hipopotasemia acidosis colapso cardiovascular muerte 26 TOXINA COLÉRICA

27. DIAGNOSTICO Con base en los signos y síntomas (diarrea acuosa) Agar Kligler hierro Aislar de las heces o de hisopados rectales. Enriquecimiento en caldo agua peptona alcalina, Serología para el serogrupo O1 y sus serotipos Ogawa e Inaba y para el serogrupo O139 27 TOXINA COLÉRICA

30. TERAPIA dirigido principalmente a la reposición de líquidos y electrolitos ya sea por vía oral o intravenosa. antibióticos como la ciprofloxacina, doxiciclina, trimetoprima- sulfamethoxisole . 30 TOXINA COLÉRICA

31. TRATAMIENTO 31 Ciprofloxacina Tabletas Antibacteriano quinolónico Perros: 5 a 15 mg/kg peso vivo cada 12 horas bacteremia y patógenos resistentes 10 - 15 mg/ kg Gatos(anorexia ) 8 a 15 mg/kg peso vivo cada 12 horas Doxicilina: perro :Infecciones intestinales : 5 a 10 mg/kg de peso corporal cada 24 hs, 10 a 15 días; 1/2 a 1 para cada 5 kg de peso (Doxilina 50 mg); 1 a 2 comp. cada 30 kg de peso (Doxilina 150 mg). Gatos: intestinales 5 a 10 mg/kg de peso corporal cada 24 horas, 7 a 14 días; 1 comp. cada 5 kg de peso (Doxilina 50 mg). Trimetoprim-sulfametoxazol: Perros: 5 ml por cada 16 kg de peso cada 12 horas, tratamiento mínimo por 5 días. Gatos: 1.5 ml por cada 5 kg de peso cada 12 horas, tratamiento mínimo por 5 días.

32. TERAPIA miércoles, 8 de febrero de 2023 32 MINISTERIO DE SALUD PUBLICO GUIA DE DIAGNOSTICO Y TRATAMIENTO DEL COLERA 2010

33. TOXINA LETAL ANTHRACICA 33 La Toxina ántracica es una combinación de dos toxinas binarias, la toxina letal ( LeTx - 90 kDa ) y la toxina del edema ( EdTx - 89 kDa ), y un antigeno protector (PA, 83 kDa), (Young y Collier 2007 ). (University of Toronto/Jeremy Mogridge)

35. TOXICOCINETICA 35

36. TOXICODINAMIA Factor I o edematógeno: es una adenilciclasa que hace que los niveles de AMPciclico en el interior de la celula, aumenten la permeabilidad y promueve los edemas, hemorragias, trombos y fallo cardiaco. Factor II o antígeno protector: facilita la endocitosis de la toxina en las células huésped. Factor III o letal: es responsable de los efectos letales de la toxina, altera la integridad de la membrana de la celular, originando permeabilidad capilar, trombosis capilar, shock secundario y asfixia. 36

37. Mechanism of Anthrax Toxins Protein Lounge animations @ 37

38. SIGNOS CLINICOS SOBREAGUDA 4 -6 horas Hipertermia /confusion, Esplenomegalia estreñimiento /diarrea SUBAGUDA muerte en 48-96 horas AGUDO 24 -48 horas Congestión de mucosas Temblor muscular (suinos,equinos y caninos) bazo de color rojo oscuro o negruzco CRONICA Descarga espumosa y sanguiolenta por la boca Edema de faringe y lengua Asfixia septicemia generalizada Disnea Fiebre Edemas incoordinación de mvtos,. Muerte Convulsiones terminales Hematuria Cianosis de mucosas Cese de alimentación y producción Sangre sin coagular

39. DIAGNÓSTICO 39 (Salinas, 2003) 1. Tinción de Gram 2. Detección de la cápsula con tinta china o la mancha M'Fadyean 3. Fluorescencia directa ( DFA ) 4. Reacción en cadena de la polimerasa (PCR). (Salzman, 2006) (Madar, 2005)

40. LISIS DEL FAGO GAMMA Y LA DE LA SENSIBILIDAD A LA PENICILINA sembrar en placa mediante estría una línea de la muestra sospechosa de contener B. anthracis placa con agar sangre o nutriente, y colocar una gota de 10–15 μl de la suspensión del fago sobre un lado de la zona sembrada y un disco de penicilina de 10 unidades en el otro lado. la gota de la suspensión del fago penetre en el agar antes de incubar la placa a 37°C. Si el cultivo problema contiene B. anthracis, en el área bajo el fago no aparecerá crecimiento bacteriano, debido a la lisis, y se podrá ver una zona clara alrededor del disco Sensibilidad a la penicilina algunas cepas de B. anthracis puede ser resistentes al fago o a la penicilina. Dado que el rendimiento de la prueba de la lisis del fago gama puede resultar afectada por la densidad del inóculo bacteriano, Abshire et al. (2005) 40

41. TERAPIA Algunos investigadores están investigando inhibidores del factor letal.Shoop et al (2005), han identificado un inhibidor del factor letal hidroximato que, en los animales, fue protectora cuando se administra de forma profiláctica y curativa cuando se utiliza en combinación con la ciprofloxacina. Curiosamente , la enfermedad puede progresar a pesar de la eliminación de las bacterias, porque las toxinas formadas continúan ejerciendo sus efectos devastadores incluso después de la muerte de las células que las elaboran . terapias bactericidas, tales como la ciprofloxacina o doxiciclina . 41

42. 42 Penicilina e grandes dosis (10,0000 a 22,000 UI /Kg de peso ) IV iniciando con penicilia cristalina (luego preparados de accion prolongada) • Cada ml de producto contiene ≥a 1 x 107 esporas de Bacillus anthracis, en solución salina con glicerina y saponina. • Dosificación: vía subcutánea Bovinos (región post - ecapular) 1,0 mL Ovinos (cara interna muslo) 0,5 mL Generalmente basta una sola vacunación al año, La primera vacunación se efectúa a los 6 meses de edad.

43. SHIGATOXINA (VEROTOXINA) Clasificacion: Dentro de los dos principales subgrupos de Stx (Stx1 y Stx2), Stx2 es de gran importancia clínica, debido a que es responsable de la una mayoría de casos. Posee una estructura AB, similar a la Colera toxina, la subunidad A es una proteína de ~ 30 kDa con actividad enzimática que se une no covalentemente a la subunidad B, la cual está compuesta por 5 proteinas idénticas de ~ 7 kDa, (Obring , Louise, & Lingwood, 1993). 43

44. las toxinas Shiga (Stx) son producidas por dos diferentes bacterias gram-negativas y anaerobias, Shigella dysenteriae tipo 1 y, Escherichia coli toxigenica conocidas por causar enterocolitis hemorrágica y síndrome urémico hemolítico. 44 ORIGEN Fuente Consumo de agua y alimento contaminado

45. TOXICOCINETICA 45

46. TOXICODINAMIA una vez formada, la subunidad B de la toxina, se una con gran afinidad a receptores Gb3 en las células endoteliales y epiteliales (Obring , Louise, & Lingwood, 1993). La toxina intacta es endocitada y transportada al retículo endoplásmico por medio de aparato de Golgi. Allí la subunidad A es escindida en subunidad A1 y A2, la subunidad A1 es liberada al citoplasma, donde inhibe la síntesis de proteínas por medio de la ruptura de 28S rARN de la subunidad 60S ribosomal. Adicionalmente a interrumpir la síntesis de proteínas, la Stx ha demostrado inducir apoptosis y estimular la liberación de citoquinas proinflamatorias. 46

47. SIGNOS CLÍNICOS dolor abdominal típico de cólico vómito Diarrea sanguinolenta El síndrome urémico hemolítico se puede desarrollar 2 a 14 días despues, caracterizado por nefropatia, anemia hemolítica, y trombocitopenia. hallazgos neurológicos tempranos (letargo y confusión, estos síntomas pueden progresar a convulsiones, parálisis, coma y finalmente la muerte. † trombocitopenia 47

48. DIAGNÓSTICO 48 kits de ensayo enzimático ligado inmunoabsorbente (ELISA) serotipificación con coprocultivo y análisis en agar sorbitol-MacConkey

49. miércoles, 8 de febrero de 2023 49 DIAGNOSTICO DIFERENCIAL • Diarreas por Rotavirus • Corona virus • Salmonelosis

50. TERAPIA GENTAMICINA Administrar por vía intramuscular o endovenosa lenta 1 a 2 ml cada 30 kg de peso vivo (2 a 4 mg/kg) cada 12 horas durante 3 días.En terneros menores de 7 días aplicar la mitad de la dosis.En equinos, administrar cada 8 horas.: CIPROFLOXACINAPerros:5 a 15 mg/kg peso vivo cada 12 horas Infecciones de vías urinarias: 5 - 8 mg/kg óseas, sistémicas, bacteremia y patógenos resistentes (p.e. Enterobacter spp.): 10 - 15 mg/ kg Gatos:8 a 15 mg/kg peso vivo cada 12 horas Infecciones del tracto urinario: 5 - 8 mg/kg miércoles, 8 de febrero de 2023 50

51. ENDOTOXINAS (LPS) • Parte de la membrana celular de bacterias Gram negativas • La longitud del antigeno O se asocia con la morfologia de la cepa y su patogenisidad. 51 Escherichia coli, Salmonella, Shigella, Pseudomonas, Neisseria, Haemophilus influenzae, Bordetella pertussis y Vibrio cholerae. Antigeno O Nucleo Lipido A (Vickers, 2008)

52. Lisis bacteriana Proteina de union a LPS de fase aguda Celulas de Kupffer Monocitos CINETICA Y DINAMIA 52 pro-inflammatory cytokines, nitric oxide, and eicosanoids. (Hodgson, 2006) DL50: 1,093 mg/Kg (Gallego, 1972)

53. 53 TNF IL-1B IL-6 IL-8 IL-12 IL-18 Anorexia Fiebre Proteínas de fase aguda ON (vasoldilatacion) Inflamación Inmunidad celular (Lança, 2010)

54. SIGNOS CLINICOS 54 ENDOTOXEMIA Shock séptico (Haubro, 2003) • Taquicardia • Taquipnea • Fiebre • Membranas mucosas pálidas • Deshidratacion Experimentalmente (Smith, 2010). 1 µg/Kg  linea toxica 100 µg/Kg  Transtornos hemostaticos • Deshidratacion • Hipotermia • Baja produccion de orina • Equimosis • Hipercoagulabilidad • Edema

55. DIAGNOSTICO • Examen clínico • Recuento sanguíneo • Análisis de gases sanguíneos 55 Leucopenia Neutropenia Desviación a la izquierda Hipoxia arterial Acidosis metabólica Lactato > 4mmol/L; >5 en neonatos

56. TERAPIA 1. Reanimacion cardiovascular 2. Prevencion de laminitis Inhibir la inflamación 3. Eliminacion de las causas de endotoxemia 4. Neutralizacion de endotoxinas cirulantes 56 1. -Suero compatible, 5L/caballo o 2L/neonato. Sln salina 0,9%. -2 mL dextrosa 5%/Kg/H para neonatos. 2. -Flunixin meglumina (0,25 mg/Kg IV C/8h Plasma (10ml/Kg)/heparina (4U/ml de plasma). 3. ANTIBIOTICOS RESTRINGIDOS 4. Polimixina B (1mg/Kg C/ 8h- 12h) Smith, 2010

57. REFERENCIAS • Ahn-Yoon, S., DeCory, T., & Durst, R. (2004). Ganglioside-liposome immunoassay for the detection of botulinum toxin. Anal Bioanal Chem, 68-75. • Akbulut, D., Grant, K., & McLauchlin, J. (2005). Improvement in laboratory diagnosis of wound botulism and tetanus among injecting illicit-drug users by use of real-time PCR assays for neurotoxin gene fragments. J Clin Microbiol, 4342– 4348. • CDC. (s.f.). The Centers for Disease Control and Prevention. Obtenido de Bioterriorism Agents/Diseases by Category: http://www.bt.cdc.gov/agent/agentlist-category.asp. • Dressler, D., Saberi, F., & Barbosa, E. (2005). Botulinum toxin: mechanisms of action. Eur Neurol, 180-185. • Gyles, C., Prescott, J., Songer, J., & Thoen, C. (2010). Phatogenesis of Bacterial Infections in Animals. Iowa: Willey-Blackwell. • Henkel, J. S., Baldwin, M. R., & Barbieri, J. T. (2010). Toxins from Bacteria. National Institute of Health, 1-29. miércoles, 8 de febrero de 2023 57

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60. VIDEOS • https://www.youtube.com/watch?v=NZZ9fI3U4k0 • https://www.youtube.com/watch?v=IDWeeAGRxvM • https://www.youtube.com/watch?v=T1mlakCyscM • https://www.youtube.com/watch?v=4_Mnn0NJErE miércoles, 8 de febrero de 2023 60

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