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“VACUNAS CONTRA
    CARBUNCLO
   BACTERIDIANO:
 INMUNOPATOGENIA,
PASADO, PRESENTE Y
      FUTURO”
Carbunco
Carbunclo
Charbon
 Antrax
HISTORIA
• DESCRIPTA EN EL “EXODUS”: segundo
  libro de la Biblia. (5ª plaga de Egipto)
• Siglo XV John Bell en cardadores de lana
• 1850 Casimiro Davaine describe la bacteria
  en sangre de carneros infectados.
• 1876 Robert Koch aisla el bacilo en estado
  puro y lo denomina Bacillus anthracis.
• 1881 Henry Toussaint, Willian Smith
  Greenfield y Louis Pasteur 1ª experiencia con
  vacunas.
HISTORIA, cont.

• 1904 Oskar Bail descubre FP o PA en edema.

• 1904 G.P. Gladstone descubre PA filtrado de
  cultivos.

• 1950 Harry Smith descubre las toxinas del
  B.anthracis en sueros de animales infectados.
ETAPAS DE INVESTIGACION
          Bacillus anthracis
• DESCUBRIMIENTO HASTA VACUNAS.
• PRIMERA GUERRA MUNDIAL:
  Utilizado como arma biológica c/caballos.
• SEGUNDA GUERRA MUNDIAL:
  Utilizado contra soldados por japoneses.
• POST GUERRA/GUERRA FRIA
  Desarrollo como arma biológica. Sverdlosk.
• 1993.- A. Shinrikyo esparce esporos en Tokyo.
• TORRES GEMELAS. 2001
BACILLUS ANTHRACIS
Fig. 1 – Corte de esporo de B. anthracis
FACTORES DE PATOGENICIDAD
• 1.- CAPSULA. Codificada pXO2
• Acido D-glutáminico o Poly-D-glutamato.
  Cuatro proteínas Cap A, B, C, E)
• Cap D o Dep A degrada cápsula, relacionado
  con virulencia.
• Antifagocítica: 1907
• Asociada a virulencia 1915.
• Camuflaje del microorganismo.
• Desactiva lisozima y péptidos antimicrobianos.
• Inmunomodulador
TOXINA
CEPA SALVAJE O DE CAMPO O PATOGENA

     CAPSULA
                          FL
                                LT
                    TOXINA FP
  pOX2    pOX1
                                ET
                          FE

CAPSULA
FACTORES DE PATOGENICIDAD
Proteasas específicas

Factores que favorecen la evasión del sistema inmune
innata.

Factores no relacionados directamente con la virulencia
pero que favorecen germinación.

Resistencia el estrés oxidativo o estallido respiratorio.

Sideróforos: bacilibactina (antrabactina)
             petrobactina (antraquelina) evade siderocalina
FACTORES DE PATOGENICIDAD

• Capa S o S-layer o surface layer. Protección
  frente a respuesta inmune. Tamiz. Unión a
  células del hospedador: adhesinas. Junto a
  cápsula aumenta resistencia a complemento.

• Lipoproteína de membrana MntA.La delección
  provoca dificultades del crecimiento,
  sensibilidad a estrés oxidativo, disminución
  DL50. Antigénica pero no o poco protectora.
CEPA ATENUADA


                 FL
                      LT
       TOXINA FP
pOX1
                      LE
                 FE
Bernagozzi. carbunclo
PATOGENESIS
• FORMA O VIA CUTANEA: esporo ingresa
  a través de heridas o abrasiones de la
  piel.

• FORMA O VIA INHALATORIA: esporas
  ingresan a través del aparato respiratorio.

• FORMA O VIA DIGESTIVA: el ingreso se
  produce a través de la ingestión de
  esporas.
PATOGENESIS
• A.- Introducción de esporas
• B.- Pasaje a forma vegetativa y multiplicación
      local.
• C.- Ingestión por macrófagos o células
      residentes. Mecanismo de reconocimiento.
• D.- Transporte al ganglio linfático regional o
      local.
• E.- Multiplicación y diseminación a través de
      sangre y/o linfa.
• F.- Primer mecanismo cápsula, luego toxinas y
      otros.
EFECTO DE TOXINAS
• TRES FASES:
• 1.- Fase de invasión desde puerta de entrada.
      Efectos a corta distancia.

• 2.- Proliferación en GL con efectos deletéreos
      sobre células inmunes.

• 3.- Fase de difusión terminal con elevado nivel
      de toxina en sangre, con efectos a distancia
      que culmina con la muerte.
TOXINA Bacillus Anthracis
• FACTOR PROTECTOR

• FACTOR EDEMATOGENO

• FACTOR LETAL
RECEPTORES PA

• TEM 8 Tumor Marcador Endotelio 8
  ANTXR1

• CMG 2 Capsular Morfogénesis
  Proteína 2
  ANTXR2
ACCION PATOGENA
• FACTOR PROTECTOR contacta con
  receptor
• Se escinde fracción.
• Se liga Factor edematógeno y Factor Letal
• FACTOR EDEMATOGENO: calmodulina
  dependiente de adenil ciclasa eleva AMP
  cíclico.
• FACTOR LETAL: metaloproteasa asociada
  a Zn. Cliva MAPKK o MEKS (Mitogen
  Activated Proteina Kinasa Kinasa).
  Interfiere estallido respiratorio.
• Apoptosis.
Bernagozzi. carbunclo
EFECTO DE TOXINAS
• Generan inmunosupresión.
• Células afectadas: pmn, monocitos,
  macrófagos, CD, Linf. T y B
• LF induce apoptosis de macrófagos vía TNF
• EF disfunción de monocito y CD solo asociada
  con LF.
• Toxinas comienzan acción dentro del
  fagosoma.
• Continúan en distal del mismo y progresión de
  la enfermedad
EFECTO DE TOXINAS
• 1ª Etapa: toxina acción antiinflamatoria,
  bloqueando reclutamiento de células pro
  inflamatorias, inhibiendo I. innata y adaptativa,
  inhibiendo mecanismo de homeostasis.
• 2ª Etapa más tardía, liberación de grandes
  cantidades de toxinas en el torrente sanguíneo,
  las proteínas rompen la función de células
  endoteliales e inducen shock, disfunción
  cardíaca causando gran morbilidad y
  mortalidad.
VACUNAS
•   VACUNA PASTEUR I Y II
•   VACUNA STERNE
•   VACUNAS A BASE DE TOXOIDES
•   VACUNA A BASE DE PA
•   VACUNA VIA DE LAS MUCOSAS
•   VACUNAS DE DOBLE PROTECCION
    rPA, antígenos superficiales, FIS
•   VACUNAS DE SUBUNIDADES
•   RECOMBINANTES EN OTROS Bacillus subtilis y
    amyloliquefaciens
•   VACUNAS BclA superficie esporos
•   VECTORES VIRALES
MUCHAS GRACIAS
ANEXO
PROTECCIÓN CONFERIDA POR VACUNAS ALTERNATIVAS DE

BACILLUS ANTHRACIS


Tipo            Detalle                     N° de dosis   % de
Protección



Subunidades      PA                              1o2        75 a
100



Recombinantes    10 9 B. subtilis PA gen              1          0a
6

                  10 8 B. subtilis idem           2          6a
71

                  10 9 B. subtilis idem           2          95

                  10 10 B. subtilis idem          2          100




Mutantes         10 9 Transposon Tn 916           1          87 a
100

                  10 8 Sterne cel. vegetativas    2          100
Cutáneo                        Intestinal                    Pulmonar


Bajo nivel de germinación y
crecimiento conduce a edema      Bajo nivel de germinación y
local y lesión necrótica         crecimiento conduce a edema
                                 local y lesión necrótica
                                                                          Edema toxigénico           Toxina letal

                                                                                                MAPKK (? Otros)
             Macrófago                                        Esporo

                          Bacilo Factores de virulencia
                                   bacterianos      Cápsula
                                   Exotoxinas                                                    TNF-α +INTERLEUQUI0NA15
                                   Otros factores                  02 - + H2 02 – (reactivos      + OTRAS CITOQUINAS
                                                                   intermediarios de oxigeno)
                                        Linfático regional                                            Shock

                                                                                                      Muerte
                                 Linfoadenitis hemorrágica regional
                  Diseminación
                                                                       Bloqueo de linfáticos
                  linfática o
     Meningitis                         Septicemia toxemia             pulmonares
                  hematógena

                                                                          Edema pulmonar


                                Shock
         Muerte                                Muerte
                                               Muerte                           Muerte
Esporos

                             Buffer
                                         Inoculación   INFLAMACIÓN
                 Diluyente   Saponina
                             Glicerina
                                                           Atracción de
Vacuna Carbunclo Cepa Sterne                                    Células
                                                            Fagocíticas


              Fase           Desesporulación     DISMINUCION DE LA
            vegetativa                              TENSIÓN DE
                                                     OXÍGENO
   Endocitosis

                                      PROTECCIÓN
       LIBERACIÓN DE PEQUEÑAS
        CANTIDADES DE TOXINAS
ACTIVIDAD TOXICA E INMUNOLÓGICA DE BACILLUS ANTHRACIS

----------------------------------------------------------------------------------------------------------

Factor                                     Actividad tóxica                               Actividad
                                                                                           Inmunológica
----------------------------------------------------------------------------------------------------------

I. Factor edema                              Inactivo                              Serológicamente activo

                                                                                    No inmunogénico


II. Antígeno protector                      Inactivo                                Serologicamente activo

                                                                                    Muy inmunizante


III. Factor letal                          Inactivo                                 Serológicamente activo

                                                                                    Débilmente inmunizante


I + II                                      Gran edema local                        Muy inmunizante

I + III                                     Inactivo                                 Débilmente inmunizante

II + III                                    Letal                                    Inmunizante

I + II + III                               Edema, letal                             Inmunizante
Bernagozzi. carbunclo
BACILLUS ANTHRACIS CEPA DE CAMPO


 Célula vegetativa   Cápsula                            Cápsula
                                    Célula vegetativa




       MUERTE
                      Célula fagocíticas                     Célula fagocíticas
Célula vegetativa




                     TOXINAS
Vacuna c/carbunclo bacteridiano

      Bacillus anthracis              Bacillus anthracis
           Cepa de campo                 Cepa Sterne




                                     Célula en fase vegetativa

Cápsula           Célula en fase
                   vegetativa      Factores de patogenicidad
                                             Toxinas
 Factores de patogenicidad
                                                          F. edematógeno
 Cápsula                              protector
               F. edematógeno
                                                  letal
               protector
 Toxinas
               letal
BACILLUS ANTHRACIS CEPA DE STERNE

Célula vegetativa




                     Célula fagocíticas   Célula fagocíticas




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Bernagozzi. carbunclo

  • 1. “VACUNAS CONTRA CARBUNCLO BACTERIDIANO: INMUNOPATOGENIA, PASADO, PRESENTE Y FUTURO”
  • 3. HISTORIA • DESCRIPTA EN EL “EXODUS”: segundo libro de la Biblia. (5ª plaga de Egipto) • Siglo XV John Bell en cardadores de lana • 1850 Casimiro Davaine describe la bacteria en sangre de carneros infectados. • 1876 Robert Koch aisla el bacilo en estado puro y lo denomina Bacillus anthracis. • 1881 Henry Toussaint, Willian Smith Greenfield y Louis Pasteur 1ª experiencia con vacunas.
  • 4. HISTORIA, cont. • 1904 Oskar Bail descubre FP o PA en edema. • 1904 G.P. Gladstone descubre PA filtrado de cultivos. • 1950 Harry Smith descubre las toxinas del B.anthracis en sueros de animales infectados.
  • 5. ETAPAS DE INVESTIGACION Bacillus anthracis • DESCUBRIMIENTO HASTA VACUNAS. • PRIMERA GUERRA MUNDIAL: Utilizado como arma biológica c/caballos. • SEGUNDA GUERRA MUNDIAL: Utilizado contra soldados por japoneses. • POST GUERRA/GUERRA FRIA Desarrollo como arma biológica. Sverdlosk. • 1993.- A. Shinrikyo esparce esporos en Tokyo. • TORRES GEMELAS. 2001
  • 7. Fig. 1 – Corte de esporo de B. anthracis
  • 8. FACTORES DE PATOGENICIDAD • 1.- CAPSULA. Codificada pXO2 • Acido D-glutáminico o Poly-D-glutamato. Cuatro proteínas Cap A, B, C, E) • Cap D o Dep A degrada cápsula, relacionado con virulencia. • Antifagocítica: 1907 • Asociada a virulencia 1915. • Camuflaje del microorganismo. • Desactiva lisozima y péptidos antimicrobianos. • Inmunomodulador
  • 9. TOXINA CEPA SALVAJE O DE CAMPO O PATOGENA CAPSULA FL LT TOXINA FP pOX2 pOX1 ET FE CAPSULA
  • 10. FACTORES DE PATOGENICIDAD Proteasas específicas Factores que favorecen la evasión del sistema inmune innata. Factores no relacionados directamente con la virulencia pero que favorecen germinación. Resistencia el estrés oxidativo o estallido respiratorio. Sideróforos: bacilibactina (antrabactina) petrobactina (antraquelina) evade siderocalina
  • 11. FACTORES DE PATOGENICIDAD • Capa S o S-layer o surface layer. Protección frente a respuesta inmune. Tamiz. Unión a células del hospedador: adhesinas. Junto a cápsula aumenta resistencia a complemento. • Lipoproteína de membrana MntA.La delección provoca dificultades del crecimiento, sensibilidad a estrés oxidativo, disminución DL50. Antigénica pero no o poco protectora.
  • 12. CEPA ATENUADA FL LT TOXINA FP pOX1 LE FE
  • 14. PATOGENESIS • FORMA O VIA CUTANEA: esporo ingresa a través de heridas o abrasiones de la piel. • FORMA O VIA INHALATORIA: esporas ingresan a través del aparato respiratorio. • FORMA O VIA DIGESTIVA: el ingreso se produce a través de la ingestión de esporas.
  • 15. PATOGENESIS • A.- Introducción de esporas • B.- Pasaje a forma vegetativa y multiplicación local. • C.- Ingestión por macrófagos o células residentes. Mecanismo de reconocimiento. • D.- Transporte al ganglio linfático regional o local. • E.- Multiplicación y diseminación a través de sangre y/o linfa. • F.- Primer mecanismo cápsula, luego toxinas y otros.
  • 16. EFECTO DE TOXINAS • TRES FASES: • 1.- Fase de invasión desde puerta de entrada. Efectos a corta distancia. • 2.- Proliferación en GL con efectos deletéreos sobre células inmunes. • 3.- Fase de difusión terminal con elevado nivel de toxina en sangre, con efectos a distancia que culmina con la muerte.
  • 17. TOXINA Bacillus Anthracis • FACTOR PROTECTOR • FACTOR EDEMATOGENO • FACTOR LETAL
  • 18. RECEPTORES PA • TEM 8 Tumor Marcador Endotelio 8 ANTXR1 • CMG 2 Capsular Morfogénesis Proteína 2 ANTXR2
  • 19. ACCION PATOGENA • FACTOR PROTECTOR contacta con receptor • Se escinde fracción. • Se liga Factor edematógeno y Factor Letal • FACTOR EDEMATOGENO: calmodulina dependiente de adenil ciclasa eleva AMP cíclico. • FACTOR LETAL: metaloproteasa asociada a Zn. Cliva MAPKK o MEKS (Mitogen Activated Proteina Kinasa Kinasa). Interfiere estallido respiratorio. • Apoptosis.
  • 21. EFECTO DE TOXINAS • Generan inmunosupresión. • Células afectadas: pmn, monocitos, macrófagos, CD, Linf. T y B • LF induce apoptosis de macrófagos vía TNF • EF disfunción de monocito y CD solo asociada con LF. • Toxinas comienzan acción dentro del fagosoma. • Continúan en distal del mismo y progresión de la enfermedad
  • 22. EFECTO DE TOXINAS • 1ª Etapa: toxina acción antiinflamatoria, bloqueando reclutamiento de células pro inflamatorias, inhibiendo I. innata y adaptativa, inhibiendo mecanismo de homeostasis. • 2ª Etapa más tardía, liberación de grandes cantidades de toxinas en el torrente sanguíneo, las proteínas rompen la función de células endoteliales e inducen shock, disfunción cardíaca causando gran morbilidad y mortalidad.
  • 23. VACUNAS • VACUNA PASTEUR I Y II • VACUNA STERNE • VACUNAS A BASE DE TOXOIDES • VACUNA A BASE DE PA • VACUNA VIA DE LAS MUCOSAS • VACUNAS DE DOBLE PROTECCION rPA, antígenos superficiales, FIS • VACUNAS DE SUBUNIDADES • RECOMBINANTES EN OTROS Bacillus subtilis y amyloliquefaciens • VACUNAS BclA superficie esporos • VECTORES VIRALES
  • 25. ANEXO
  • 26. PROTECCIÓN CONFERIDA POR VACUNAS ALTERNATIVAS DE BACILLUS ANTHRACIS Tipo Detalle N° de dosis % de Protección Subunidades PA 1o2 75 a 100 Recombinantes 10 9 B. subtilis PA gen 1 0a 6 10 8 B. subtilis idem 2 6a 71 10 9 B. subtilis idem 2 95 10 10 B. subtilis idem 2 100 Mutantes 10 9 Transposon Tn 916 1 87 a 100 10 8 Sterne cel. vegetativas 2 100
  • 27. Cutáneo Intestinal Pulmonar Bajo nivel de germinación y crecimiento conduce a edema Bajo nivel de germinación y local y lesión necrótica crecimiento conduce a edema local y lesión necrótica Edema toxigénico Toxina letal MAPKK (? Otros) Macrófago Esporo Bacilo Factores de virulencia bacterianos Cápsula Exotoxinas TNF-α +INTERLEUQUI0NA15 Otros factores 02 - + H2 02 – (reactivos + OTRAS CITOQUINAS intermediarios de oxigeno) Linfático regional Shock Muerte Linfoadenitis hemorrágica regional Diseminación Bloqueo de linfáticos linfática o Meningitis Septicemia toxemia pulmonares hematógena Edema pulmonar Shock Muerte Muerte Muerte Muerte
  • 28. Esporos Buffer Inoculación INFLAMACIÓN Diluyente Saponina Glicerina Atracción de Vacuna Carbunclo Cepa Sterne Células Fagocíticas Fase Desesporulación DISMINUCION DE LA vegetativa TENSIÓN DE OXÍGENO Endocitosis PROTECCIÓN LIBERACIÓN DE PEQUEÑAS CANTIDADES DE TOXINAS
  • 29. ACTIVIDAD TOXICA E INMUNOLÓGICA DE BACILLUS ANTHRACIS ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- Factor Actividad tóxica Actividad Inmunológica ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- I. Factor edema Inactivo Serológicamente activo No inmunogénico II. Antígeno protector Inactivo Serologicamente activo Muy inmunizante III. Factor letal Inactivo Serológicamente activo Débilmente inmunizante I + II Gran edema local Muy inmunizante I + III Inactivo Débilmente inmunizante II + III Letal Inmunizante I + II + III Edema, letal Inmunizante
  • 31. BACILLUS ANTHRACIS CEPA DE CAMPO Célula vegetativa Cápsula Cápsula Célula vegetativa MUERTE Célula fagocíticas Célula fagocíticas Célula vegetativa TOXINAS
  • 32. Vacuna c/carbunclo bacteridiano Bacillus anthracis Bacillus anthracis Cepa de campo Cepa Sterne Célula en fase vegetativa Cápsula Célula en fase vegetativa Factores de patogenicidad Toxinas Factores de patogenicidad F. edematógeno Cápsula protector F. edematógeno letal protector Toxinas letal
  • 33. BACILLUS ANTHRACIS CEPA DE STERNE Célula vegetativa Célula fagocíticas Célula fagocíticas PEQUEÑAS CANTIDADES DE TOXINAS PROTECCION

Notas del editor

  1. TOXINAS
  2. CEPA SALVAJE O DE CAMPO O PATOGENA
  3. MUCHAS GRACIAS
  4. ANEXO
  5. 02 - + H2 02 – (reactivos intermediarios de oxigeno)
  6. Cápsula
  7. F. edematógeno protector letal
  8. PROTECCION