Terapia de Edición Génica en Infecciones de las Vías Urinarias por E.coli Uropatógena

Se ha sugerido recientemente que el inflamasoma NLRP3 y la liberación de IL-1β son importantes para la progresión de la infección del tracto urinario (ITU). Sin embargo, aún se desconoce mucho sobre la interacción de UPEC y el inflamasoma NLRP3. El propósito de este estudio fue dilucidar qué factores de virulencia utilizan la Escherichia coli uropatogénica (UPEC) para modular la activación del inflamasoma NLRP3 y la posterior liberación de IL-1β y el papel de NLRP3 para la colonización UPEC de células epiteliales de vejiga. La línea celular epitelial de vejiga 5637, NLRP3 generadas por CRISPR / Cas9, caspasa-1 y mesotripsina, y las líneas celulares deficientes y células epiteliales de vejiga primaria transformadas (HBLAK) se estimularon con aislamientos UPEC y la cepa MG1655 no patógena. Encontramos que la cepa UPT CFT073, pero no MG1655, indujo un aumento de la actividad de la caspasa-1 y la liberación de IL-1β de las células epiteliales de la vejiga. Además, la capacidad de CFT073 para adherirse e invadir las células deficientes en NLRP3 se redujo significativamente en comparación con las células de tipo salvaje. En conclusión, encontramos que el inflamasoma NLRP3 era importante para la colonización dependiente de fimbrias tipo 1 de las células epiteliales de la vejiga y que tanto las fimbrias tipo 1 como la α-hemolisina pueden modular la actividad del inflamasoma NLRP3.

Bibliografía :

1.           Demirel I, Persson A, Brauner A, Särndahl E, Kruse R, Persson K. Activation of the NLRP3 Inflammasome Pathway by Uropathogenic Escherichia coli Is Virulence Factor-Dependent and Influences Colonization of Bladder Epithelial Cells. Front Cell Infect Microbiol [Internet]. 14 de marzo de 2018 [citado 16 de diciembre de 2018];8. Disponible en: http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fcimb.2018.00081/full

Terapia con Stem Cells en Infecciones de las Vías Urinarias por E.coli Uropatógena

Como nueva fuente de células, las células madre derivadas de orina (USCs) poseen un excelente perfil de factibilidad y seguridad para la regeneración de tejidos, específicamente para la reparación de tejidos genitourinarios. Estas células expresan actividad de la telomerasa y son altamente expandibles, pero no inducen teratomas o tumores in vivo. Los resultados preclínicos de la terapia celular con USC han sido positivos en modelos de incontinencia urinaria de esfuerzo, reconstrucción de uretra y vejiga, e insuficiencia renal, siendo estos factores predisponentes para Infección de vías urinarias y de esta forma estaríamos tratando de manera indirecta las infecciones de vías urinarias por E. coli uropatógena. Los USC se pueden obtener a través de un enfoque no invasivo, simple, seguro y de bajo costo. Además de la reparación del tejido genitourinario, las USC también pueden ser una fuente celular viable para la terapia basada en células en el tratamiento de defectos o enfermedades tisulares en otros sistemas.

Bibliografía:

Zhang D, Wei G, Li P, Zhou X, Zhang Y. Urine-derived stem cells: A novel and versatile progenitor source for cell-based therapy and regenerative medicine. Genes Dis [Internet]. 1 de septiembre de 2014 [citado 9 de diciembre de 2018];1(1):8-17. Disponible en: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25411659

Ejemplo de transgénico animal para Infecciones de las Vías Urinarias por E.coli Uropatógena

La Escherichia coli, productora de α-hemolisina (HlyA), suele causar graves infecciones del tracto urinario, incluida la pielonefritis, que conlleva un riesgo importante de sepsis,  los ratones P2X - / - 7 y P2X - / - 4 son extremadamente sensibles a la sepsis con E. coli uropatogénica, teniendo una supervivencia notablemente más baja, mientras que en los ratones P2X - / - 1 la producción de IL-1β durante la sepsis con E. coli uropatogénica está mediada por la caspasa-8, ya que los ratones con doble inactivación de caspasa-8 y RIPK3 muestran una citoquina sustancialmente menor durante la sepsis y una mayor supervivencia después de la inyección de TNFα. Estos datos confirman que la activación de los receptores P2X7 y P2X4 tiene un efecto protector durante la infección grave por E. coli.

5 ventajas y 5 desventajas de los transgénicos 

Bibliografía:

1. Greve A-S, Skals M, Fagerberg SK, Tonnus W, Ellermann-Eriksen S, Evans RJ, et al. P2X1, P2X4, and P2X7 Receptor Knock Out Mice Expose Differential Outcome of Sepsis Induced by α-Haemolysin Producing Escherichia coli. Front Cell Infect Microbiol [Internet]. 6 de abril de 2017 [citado 2 de diciembre de 2018];7. Disponible en: http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fcimb.2017.00113/full

2. EL PAÍS. La OMS dice que los alimentos transgénicos disponibles son inocuos para la salud. [Citado 02 de diciembre del 2018]. Disponible en: https://elpais.com/diario/2002/10/28/sociedad/1035759604_850215.html

ADN recombinante en la Naturaleza y Artificial en Infecciones de las Vías Urinarias por E.coli Uropatógena

ADN recombinante en la naturaleza (plásmidos)

Una ejemplo de ADN recombinante, que ocurre normalmente en la naturaleza, es la Recombinación genética. La recombinación genética es un proceso que lleva a la obtención de un nuevo genotipo a través del intercambio de material genético entre secuencias homólogas de DNA de dos orígenes diferentes. Los integrones de clase 1 son elementos genéticos que llevan un conjunto variable de genes de resistencia a antibióticos, se propagan fácilmente de forma horizontal entre las bacterias, lo que contribuye a la aparición de clones resistentes a múltiples fármacos. En  aislados uropatogénicos de Escherichia coli (UPEC) que tienen integrones de clase 1, por medio de experimentos de conjugación y transducción, las cepas donantes y resultantes se caracterizaron por sus resistencias a los antibióticos, la presencia de genes sul1, sul2 y sul3, matrices de casetes de integrones, replicones de plásmidos y región tra.

ADN recombinante artificial:

La construcción de proteínas de fusión como biomoléculas para el desarrollo de una vacuna viable contra la IU. Las adhesinas fimbriales (FimH, CsgA y PapG) de UPEC son factores de virulencia que contribuyen a la adhesión, invasión y formación de comunidades bacterianas intracelulares. La generación de proteínas recombinantes a partir de adhesinas fimbriales como una sola molécula se obtiene mediante tecnología de fusión. Unos pocos estudios in vivo e in vitro han demostrado que las proteínas de fusión proporcionan una respuesta inmune eficaz y protección contra la ITU producida por la UPEC.

Bibliografía:
Poey ME, Laviña M. Horizontal transfer of class 1 integrons from uropathogenic Escherichia coli to E. coli K12. Microb Pathog [Internet]. abril de 2018 [citado 24 de noviembre de 2018];117:16-22. Disponible en: https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0882401017313578
Luna-Pineda VM, Ochoa S, Cruz-Córdova A, Cázares-Domínguez V, Vélez-González F, Hernández-Castro R, et al. Infecciones del tracto urinario, inmunidad y vacunación. Bol Med Hosp Infant Mex [Internet]. 26 de septiembre de 2018 [citado 24 de noviembre de 2018];75(2):67-78. Disponible en: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29658949

Prueba Molecular de Infecciones de las Vías Urinarias por E.coli Uropatógena

El análisis de microarrays reveló que una gran variedad de procesos se vieron afectados por la CORM-2, incluida una tendencia general de regulación a la baja en el metabolismo energético y vías de biosíntesis y regulación de la respuesta SOS y reparación del ADN. Varios genes implicados en la virulencia (ibpB), resistencia a los antibióticos (marAB, mdtABC) y formación de biofilm (bhsA, yfgF) fueron regulados al alza, mientras que algunos genes involucrados en la virulencia (kpsC, fepCEG, entABE), resistencia a los antibióticos (evgA) y biofilm La formación (artIP) fue regulada a la baja. Los datos de los microarrays mostraron que cusF y hdeA fueron significativamente menos reprimidos en las células después de la exposición repetida a CORM-2.

Bibliografía: 

1. Firoozeh F, Saffari M, Neamati F, Zibaei M. Detection of virulence genes in Escherichia coli isolated from patients with cystitis and pyelonephritis. Int J Infect Dis [Internet]. diciembre de 2014 [citado 18 de noviembre de 2018];29:219-22. Disponible en: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25449257

Prueba de Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR) de Infecciones de las Vías Urinarias por E.coli Uropatógena

Tema: Perfil global de expresión génica y susceptibilidad a los antibióticos después de la exposición repetida a la molécula-2 liberadora de monóxido de carbono (CORM-2) en Escherichia coli uropatogénica productora de ESBL multirresistente
Objetivo: Identificar varias ontologías de genes enriquecidos, vías modificadas y genes únicos que son blanco de CORM-2 en un dispositivo multirresistente.
Muestra: Dos cepas clínicas de UPEC, el aislado de E. coli productor de BLEE (ESBL7) y el aislado de producción de ESBL UPEC2
Ácido Núcleico: ADN, ARN
Genes: ibpB
            marAB, mdtABC
            kpsC, fepCEG, entABE
PCR: PCR cuantitativa en tiempo real (qPCR)
40 ciclos
D: 95 ° C 15 min
H: 60 ° C 30 seg
E: 72 ° C  30 seg
Visualización: EFO

Fig. 5. Multiplex PCR de genes fimbriales utilizando cDNA de E. coli CFT073 cultivado en orina o LB como plantilla. (A) PCR multiplex de transcriptos de focH, c1936, c2395, ppdD y papA de bacterias aisladas al principio (carriles 4, 8, 12 y 16), medio (carriles 5, 9, 13 y 17), y tardía Fase exponencial (carriles 6, 10, 14 y 18), así como la fase estacionaria (carriles 7, 11, 15 y 19). NTC, control sin plantilla; positivo Control del ADN genómico. (B) PCR de yadN (carriles 2 a 9) y multiplex PCR de yehA, aufA, ygiL, yfcV, y papA (carriles 10 a 20) transcripciones de bacterias aisladas temprano (carriles 2, 6, 13 y 17), media (carriles 3, 7, 14 y 18), y fase exponencial tardía (carriles 4, 8, 15 y 19), así como la fase estacionaria (carriles 5, 9, 16 y 20).

Bibliografía:
1.  Sahlberg Bang C, Demirel I, Kruse R, Persson K. Global gene expression profiling and antibiotic susceptibility after repeated exposure to the carbon monoxide-releasing molecule-2 (CORM-2) in multidrug-resistant ESBL-producing uropathogenic Escherichia coli. Saraiva LM, editor. PLoS One [Internet]. 7 de junio de 2017 [citado 11 de noviembre de 2018];12(6):e0178541. Disponible en: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28591134

Prueba de tamizaje y confirmatoria de Infecciones de las Vías Urinarias por E.coli Uropatógena

Las pruebas de tamizaje se realizan con el objetivo de establecer quién puede padecer cierta enfermedad y quién no, en cualquier momento de la vida de un ser humano, permite la detección temprana de factores de riesgo, infección asintomática, o estadios tempranos de una enfermedad clínica, por lo tanto se permite un diagnóstico temprano, tratamiento o una intervención.

En el caso de las infecciones de vías urinarias son pruebas rápidas, que permiten una orientación inicial; es conveniente realizarlas en orina de chorro medio.

La detección de bacteriuria asintomática a través del EMO (leucocituria, nitritos y bacterias) tiene una sensibilidad de 50% a 92% y un valor predictivo negativo de 92%. La sensibilidad disminuye ante la presencia de leucorrea

Prueba Confirmatoria para el diagnostico: El urocultivo es la prueba de elección adecuada y más práctica para el diagnóstico de BA, el cual se establece con el aislamiento de más de 100.000 unidades formadoras de colonias/mL de un solo germen. Se acepta la detección en una sola muestra obtenida del chorro medio de orina, para el diagnóstico de BA. Esta prueba tiene valores de sensibilidad y especificidad adecuados para ser considerada una prueba confirmatoria, 99.9% de sensibilidad y especificidad del 99.3%.

Bibliografía:

http://www.scielo.org.co/pdf/inf/v17n3/v17n3a02.pdf

http://scu.org.co/userfiles/file/2018/ABRIL/Guia%20De%20Practica%20Clinica%20De%20Infeccion%20de%20vias%20urinarias%20en%20el%20adulto.pdf

http://www.imss.gob.mx/sites/all/statics/guiasclinicas/078GER.pdf

http://instituciones.msp.gob.ec/documentos/Guias/Guia_infeccion_v_u.pdf

Alteraciones de la Epigenómica en Infecciones de las Vías Urinarias por E.coli Uropatógena

La Epigenética se refiere a los cambios heredables en el ADN e histonas que no implican alteraciones en la secuencia de nucleótidos y modifican la estructura y condensación de la cromatina, por lo que afectan la expresión génica y el fenotipo. Las modificaciones epigenéticas son metilación del ADN y modificaciones de histonas.

Al entender las variaciones en la epigenética que se producen en algunos de los factores de virulencia de la E. coli uropatógena  podremos basarnos en estos datos biológicos  para la selección de tratamiento para el paciente individual. Esto resalta la necesidad de un marcador biológico que pueda predecir la recurrencia de ITU. La infección de tejidos de mamíferos con bacterias, virus y otros patógenos da como resultado la modificación del epigenoma de la célula huésped, particularmente la metilación del ADN. Recientemente, demostramos que la infección in vitro de células uroepiteliales de vejiga con Escherichia coli uropatogénica produce hipermetilación del gen supresor de tumores CDKN2A, lo que proporciona una prueba de concepto de que la infección por E. coli uropatogénica modula el epigenoma de la célula huésped. Si la persistencia posterior a la infección de la hipermetilación del ADN uroepitelial inducida por ITU se asocie con una propensión posterior de la ITU, estas marcas epigenéticas podrían actuar como un posible biomarcador para el riesgo de recurrencia de la ITU y podrían utilizarse para racionalizar y mejorar el tratamiento de pacientes con uropatías asociadas a infecciones.

Figura 1. Escherichia coli uropatógena persiste dentro de las células uroepiteliales infectadas. Estas células infectadas se eliminan en la orina y se reemplazan mediante la proliferación y posterior diferenciación de las células basales. Postulamos que la infección conduce a la metilación del ADN que, si está presente en las células basales, se hereda a las células uroepiteliales de superficie. Estas marcas de metilación inducidas por la infección están presentes en las células uroepiteliales aisladas de la orina del paciente. MCpG: dinucleótidos CpG metilados.

BIBLIOGRAFÍA:
https://sci-hub.tw/10.2217/epi.12.5
https://www.amc.edu.mx/revistaciencia/images/revista/62_1/PDF/12_Epigenetica.pdf

Alteraciones en la Traducción en Infecciones de las Vías Urinarias por Escherichia Coli Uropatógena

Al ingresar la escherichia coli uropatogena, el uroepitelio como defensa empieza a secretar citoquinas y una proteína denominada Tamm Horsfall, sin embargo la bacteria posee genes que codifican factores de virulencia agrupados en islas de patogenicidad (PAI), el más frecuente es el IV536 que codifica para la formación de fimbrias proteicas tipo P, específicamente en las IVU estas presentan tres variantes moleculares codificados por los correspondientes alelos (papG alelo I, papG alelo II, papG alelo III) y se unen a receptores distintos La variante II es la de especial importancia en esta enfermedad ya que su receptor esta constituido por glicoesfingolípido α-D-galactopiranosil- (1-4)-β-D-galactopiranosido   que le  facilita la ascensión de los E. coli con fimbrias P a la pelvis renal. 

Bibliografía:
http://sci-hub.tw/10.1186/s13756-018-0411-4

Alteraciones de la Transcripción en Infecciones de las Vías Urinarias por Escherichia Coli Uropatógena

E. coli uropatógena del grupo B2 producen el 67% de las IVU, estas bacterias empiezan la colonización mediante la adhesión de sus  fimbrias a las células del huésped, pero son reconocidas por los receptores  Toll-like 4 (TLR 4) específicamente que actúan como receptores reconocedores de patógenos asociados a patrones moleculares (PAMP), lo que desencadena la activación de factores de transcripción (NF-kappa B, AP-1, IRF3 y IRF7, entre otros)  los cuales regulan múltiples genes, entre ellos algunos que codifican importantes citoquinas proinflamatorias, por lo que se activa la producción del factor de necrosis tumoral (TNF), IL- 1 beta, IL-6, IL-8, IL-12 e interferón tipo 1 (alfa y beta) desencadenando la infección.

Bibliografía:

http://scielo.isciii.es/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1885-642X2013000200006&lng=es&nrm=iso&tlng=en

Alteraciones en la Replicación en Infecciones de las Vías Urinarias por Escherichia Coli Uropatógena

La Escherichia coli uropatógena (ECUP) es la cepa más común que causa infección de vías urinarias, en la cual se ha logrado determinar la asociación de tres genes virulentos  principales: fimH, fyuA y kpsMTII y en menor frecuencia, por la presencia de otros determinantes como usp, PAI y/o papAH, que poseen tres propiedades virulentas importantes: adhesión, captación de hierro y evasión de la fagocitosis, las cuales favorecen  la producción de ITU (Infección del tracto urinario) recurrentes. Además este perfil de virulencia de las cepas ECUP tiene la propiedad de producir la β-lactamasa CTX-M-15 que implica resistencia a los antibióticos.

          

          Bibliografía:

           1. Millán Y, Hernández E, Millán B, Araque M. Distribución de grupos filogenéticos y factores de virulencia en cepas de Escherichia coli uropatógena productora de β-lactamasa CTX-M-15 aisladas de pacientes de la comunidad en Mérida, Venezuela. Rev Argent Microbiol [Internet]. 1 de julio de 2014 [citado 6 de octubre de 2018];46(3):175-81. Disponible en: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0325754114700690

Infección de Vías Urinarias por Escherichia Coli Uropatógena

¿Qué es?

La infección de vías urinarias está provocada por la invasión de microorganismos en el tracto urinario. Puede producirse por dos vías diferentes: por el extremo inferior de las vías urinarias (abertura en la punta del pene o de la uretra, según se trate de un hombre o de una mujer), que es el caso más frecuente; o bien a través del flujo sanguíneo, en cuyo caso la infección afecta directamente a los riñones.

Las infecciones de las vías urinarias más habituales son las producidas por bacterias, aunque también pueden presentarse a causa de virus, hongos o parásitos. De muchas de ellas, es responsable la bacteria llamada Escherichia coli, que normalmente vive en el intestino. 

Bibliografía:

1.Carrillo Muñoz R. ¿Qué es la Escherichia coli (E. coli) y cómo se contagia? [Internet]. [citado  6 de octubre de 2018]. Disponible en:
 https://www.efesalud.com/e-coli-la-bacteria-peligrosa/

2.Álvarez S. Infección Urinaria o Cistitis Tratamientos, Síntomas e Información [Internet]. [citado 6 de octubre de 2018]. Disponible en: https://cuidateplus.marca.com/enfermedades/ginecologicas/infeccion-urinaria.html

Bienvenidos

Bienvenidos a este blog educativo, el cual va estar lleno de conocimientos a medida que avance este semestre para terminar reforzando conceptos y poder conocer más acerca de la Biología Molecular.