patogenos 2013
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clase de aptogenos periodontalesTRANSCRIPT
ASIGNATURA: MICROBIOLOGIA, INMUNOLOGIA Y
ETIOPATOGENIA DE LA ENF. PERIODONTAL Y
PERIIMPLANTAR
PROGRAMA ESPECIALIDAD DE PERIODONCIA E
IMPLANTOLOGIA
2013
Porphyromonas gingivalis Prof. Dra. Patricia Palma F
Patogenesis
mecanismos de patogenicidad PATOGENOS
PERIODONTALES
• ADHERENCIA Y COLONIZACION
• MULTIPLICACION EN EL HOSPEDERO
• EVASION DE LA RESPUESTE INMUNE
• DAÑO TISULAR
Dra. P. Palma Microbiología UDP 2
Patógenos periodontales
• Bacteria debe colonizar la zona subgingival, este proceso tiene diferentes etapas y es mediado por la expresión de múltiples productos génicos.
• Bacteria debe alcanzar los fluídos orales para llegar a los tejidos de la cavidad oral donde permanecerán facilitados por la acción de adhesinas, hemaglutininas y proteasas.
• Bacteria establecida suggingivalmente participa en una red trófica de comunicación intercellular con otros procariontes y tb. Con las células hospederas
•. El establecimiento de estas relaciones permitirán que se establezca la vida en biofilm y la internalizacion de la bacteria en las células epiteliales
Dra. P. Palma Microbiología UDP 3
Complejos Bacterianos Microbiota Oral SS Socransky, AD Haffajee 2005. Periodontal microbial ecology Periodontology 2000, 38:135-187
Dra. P. Palma Microbiología UDP 4
Mean Counts (x105) for 40 Bacterial Species in Subgingival
Plaque Samples from Periodontally Healthy and Chronic
Periodontitis Subjects
Dra. P. Palma Microbiología UDP 5
Counts of Subgingival Species at
Clinically Different Sites
Dra. P. Palma Microbiología UDP 6
Placa subgingival
Dra. P. Palma Microbiología UDP 7
Flavia Teles DDS, MS, DMSc Dept. Periodontology
Clasificación taxonómica
Domain: Bacteria
Phylum: Bacteroidetes
Class: Bacteroides
Order: Bacteroidales
Family: Porphyromonadaceae
Genus: Porphyromonas
Species: gingivalis
Dra. P. Palma Microbiología UDP 8
Ej: Porphyromonas gingivalis cepa W 83
filogenia View 16S rRNA tree
Dra. P. Palma Microbiología UDP 9
16S ribosomal RNA Carl Woese
• Porqué se eligió esta molécula:
• Todos los organismos lo tienen
• Pueden establecerse relaciones filogenéticas
• Organismos no cultivables pueden ser identificados y ubicados en un arbol filogenético
Dra. P. Palma Microbiología UDP 10
• 1500 pb
Morfología
• Bacilo Gram negativo corto
• mide de 0.5 - 0.8 um x 1 - 3.5 um
• pared celular membrana externa: LPS
• capsulado,
• no esporulado,
• sin flagelos
• abundantes fimbrias de diferentes
tipos.
• A nivel superficial presenta vesículas que contienen una variedad de enzimas que juegan un rol importante en su virulencia.
Dra. P. Palma Microbiología UDP 11
Fisiología:
Overview of metabolism
and transport in P. gingivalis
rutas metabolicas
sustratos y productos finales
transportadores
bombas de eflujo
Dra. P. Palma Microbiología UDP 12
Fisiología y cultivo
• Anaerobio estricto
• Asacarolítico
• Fuentes de energía tripticase y peptone
• Cultivo necesita suplementos especiales + sangre
Dra. P. Palma Microbiología UDP 13
Genoma
Complete Genome Sequence of the Oral Pathogenic Bacterium Porphyromonas
gingivalis Strain W83 J. Bacteriol. September 2003vol. 185 no. 18 5591-5601
• Porphyromonas gingivalis ATCC 33277
• Length: 2354886bp (2Mb), Chromosomes: 1, Plasmids: 0
• Porphyromonas gingivalis W83 • Length: 2343476bp, Chromosomes: 1,
Plasmids: 0
• Porphyromonas gingivalis TDC60
• Length: 2339898bp, Chromosomes: 1, Plasmids: 0
Dra. P. Palma Microbiología UDP 14
Circular representation of the P.
gingivalis genome
Previously characterized and newly identified putative
virulence agents from the P. gingivalis genome sequencea
Dra. P. Palma Microbiología UDP 15
Factores de virulencia
• Capsula
• Endotoxina
• Fimbrias
• Vesículas de membrana externa
• Hemaglutininas
• Proteínasas cisteinproteasas: gingipaínas
• Proteínasas no cisteinproteasas:
• Inductor de metaloproteinasas de la matriz:
Dra. P. Palma Microbiología UDP 16
Capsula
• Constituída por polisacáridos,
• epsC gen que codifica para
epimerasa
• 6 serotipos capsulares de K1 – K6.
• Rol: Evasión SI antifagocitaria ,
Osonización
Activación del complemento
interrumpe la acción ATB “in vivo”
.
Dra. P. Palma Microbiología UDP 17
Endotoxina LPS
• membrana externa de la bacteria,
• Produce:
• inflamación gingival,
• destrucción del tejido conectivo
• reabsorción del hueso alveolar
por activación de osteoclastos
• liberación de prostaglandinas E2
• un incremento de IL18 y
• IL1B.
Dra. P. Palma Microbiología UDP 18
Fimbrias
• Participan en:
• Interacción patógeno – hospedero
• omo epitelial,
• fibrinogeno, fibronectina, lactoferrina.
• Colonización
• Formación de biopelículas
• Invasión de epitelios
• Eventos de señalización
• Apêndices proteicos = fimbrilina
100-1000/ célula 2 - 8 nm Ø 1-2 μm
• Induce quimiotaxis y secresion de citoquinas.
Dra. P. Palma Microbiología UDP 19
Fimbrias fimA y Mfa
• Adherence is also
required for the
invasion of host cells
Dra. P. Palma Microbiología UDP 20
P. gingivalis 381 Invasion of HCAEC
(artery endothelial cells)
fimA 6 variantes, I al V y Ib
Dra. P. Palma Microbiología UDP 21
• Se detecta fimbrias
fimA tipo II y IV en la
• progresión de la
periodontitis
• Y tipo I, V en
adultos sanos
Vesículas de membrana externa:
“blebs” • Son sacos que se encuentran en la
superficie externa, presentan en su interior numerosas enzimas como:
• fosfolípasa C, proteasas, fosfatasa alcalina, hemolisinas, lipopolisacaridos.
•
• Estas son liberadas, produciendo daño a las células periodontales y neutrófilos
• Pueden entregar LPS u otros componentes de mb externa a distancia
•
• Se ha reportado recientemente su posible participacion en comunicacion bacteria/bacteria
Dra. P. Palma Microbiología UDP 22
Hemaglutininas
• Son proteínas codificadas por:
•
• Hag A family: hag A, hag D
• hag B, hag C
• Inducen la aglutinacion de eritrocitos
• Promueven la colonización por mediación de la unión bacteriana a receptores oligosacaridos en células hospederas
Dra. P. Palma Microbiología UDP 23
Proteínasas cisteinproteasas:
gingipaínas
• Son proteínas tipo colagenasa degradan colágeno de diferentes tipos.
• Estas proteínas son llamadas gingipaínas, produciendo el 85 % de la actividad proteolítica generada por P. gingivalis y el 100 % de la actividad tipo tripsina.
• Las gingipaínas son codificadas por de 3 genes rgpA, rgpB, Kgp
• Acciones:
• degradación de fibronectina, fibrinógeno y de las uniones de las células epiteliales
• activación de cascada coagulación
• Interrumpen SI del hospedero al degradar IL8 (quimiotáctico) y C3 cuya activación produce C3a y C3b, este último un potente opsonizonte.
Dra. P. Palma Microbiología UDP 24
Inductor de metaloproteinasas de la matriz:
• P. gingivalis,
fibroblastos, leucocitos y macrófagos
metaloproteinasas
Degradación de MEC
como el colágeno, fibronectina y la laminina
P. gingivalis inactiva los inhibidores tisulares de metaloproteinasas, específicamente el tipo 1, que se relaciona
con la destrucción del colágeno tipo I y fibronectina.
Dra. P. Palma Microbiología UDP 25
P. gingivalis es un patógeno intracelular?
• Se ha demostrado su capacidad de invadir diferentes tipos celulares
•
• epithelial cell lines primary epithelial cells endothelial cell lines primary endothelial cells fibroblasts dendritic cells macrophages
Dra. P. Palma Microbiología UDP 26
Caveolas
• Caveolinas 1 – presentes en las
membranas celulares animales
• Balsas lipídicas
Dra. P. Palma Microbiología UDP 27
Effect of caveolar disruptors/usurpers on P.
gingivalis invasion
Invasion of HCAEC by P. gingivalis after disruption or usurpation of the lipid
rafts function. * indicates a significant difference between a given treatment
group and untreated control (P<0.05). Data are presented as mean ± SEM.
MCL: methyl-β-cyclodextrin and lovastatin, Nys: nystatin, CTB: β
subunit of cholera toxin.
P. gingivalis infection in mice
Dra. P. Palma Microbiología UDP 29
Bruce J. Paster, Ph.D.
The Forsyth Institute & Harvard School of Dental Medicine
ASIGNATURA: MICROBIOLOGIA, INMUNOLOGIA Y
ETIOPATOGENIA DE LA ENF. PERIODONTAL Y
PERIIMPLANTAR
PROGRAMA ESPECIALIDAD DE PERIODONCIA E
IMPLANTOLOGIA
2013
Aggregatibacter
actinomycetemcomitans Prof. Dra. Patricia Palma F
Complejos Bacterianos Microbiota Oral SS Socransky, AD Haffajee 2005. Periodontal microbial ecology Periodontology 2000, 38:135-187
Dra. P. Palma Microbiología UDP 31
Clasificación taxonómica
Dra. P. Palma Microbiología UDP 32
Ej: Aggregatibacter actinomycetemcomitans
cepa ATCC 33384, NCTC 9710
Domain: Bacteria
Phylum: Proteobacteria
Class: Gammaproteobacteria
Order: Pasteurellales
Family: Pasteurellaceae
Genus: Aggregatibacter
Species: actinomycetemcomitans
Phylogeny:View 16S rRNA tree
Dra. P. Palma Microbiología UDP 33
Morfología
• Bacilo Gram negativo corto
• no móvil
• sacarolítico y capnofílico.
• Serotipo b se ha descrito fuertemente
asociado con periodontitis agresiva.
• Se han descrito muchos mecanismos de
virulencia para esta especie que
fundamentan su fuerte asociación con
periodontitis agresiva.
Dra. P. Palma Microbiología UDP 34
Fisiología y cultivo
• Anaerobio capnofílico
• Sacarolitico
• No fermentador
• Fuentes de energía
tripticase
• Cultivo necesita
suplementos especiales
suero caballo 10%
Dra. P. Palma Microbiología UDP 35
Genoma
• Aggregatibacter actinomycetemcomitans D11S-1
• Length: 2160695bp, Chromosomes: 1, Plasmids: 2
• Aggregatibacter actinomycetemcomitans ANH9381
• Length: 2136808bp, Chromosomes: 1, Plasmids: 0
Dra. P. Palma Microbiología UDP 36
Factores de virulencia
Dra. P. Palma Microbiología UDP 37
A. actinomycetemcomitans
Leukotoxin
(kills leukocytes)
Endotoxin
(causes bone resporption) Bacterocin
(kills streptococci
actinomycetes,
other Aa strains)
Chemotaxis
Inhibitor
(acts on neutrophils)
Immunosuppresive Factors
(inhibits IgG & IgM production)
Adhesins
(fimbriae, membrane vesicles
- attachment to epithelial cells,
teeth, and other bacteria)
Invasins
(penetrate nonpro-
fessional phagocytes)
Collagenase
(degrades connective
tissue)
Fc Binding Proteins
(Inhibits complement activation)
Cytotoxin
(Inhibits fibroblast
proliferation)
Adherencia
• Adherencia mediada por fimbrias flp, PilA
• Proteinas de mb externa Ema A y Aae, Y por “blebs” con moléculas de adhesión en su superficie
• Polimero extracelular PGA
• Formación de Biofilm adhesión entre bacterias y con el hospedero
• SPA Antigeno especifico de coagregacion con P gingivalis
• El patógeno también tiene proteínas superficiales que le permiten unir ciertos tipos de colágeno, el I, III y V, y también une fibronectina. Facilita invasión a tejidos
Dra. P. Palma Microbiología UDP 39
Adhesion
Dra. P. Palma Microbiología UDP 40
Bacteriocinas
• Actinobacilina, actividad contra Streptococcus orales,
Actinomyces y otros Aa
• Enzima tipo hidrolasa llamada dispersina B con
actividad contra S. epidermidis
Dra. P. Palma Microbiología UDP 41
LPS
• Tiene una endotoxina que es el LPS, que genera distintas respuestas como:
• reabsorción ósea, necrosis tisular en células epiteliales, agregación plaquetaria, y también genera de manera indirecta mediadores de la inflamación
• liberación de mediadores inflamatorios como interleuquinas y factor de necrosis tumoral,
• destrucción tisular x mecanismos propios del hospedero los que lo hacen
Dra. P. Palma Microbiología UDP 42
leucotoxina
• Exotoxina provoca lisis leucocitos, (neutrófilos, monocitos y linfocitos)
• Estimula secresión de IL-8 y 1
• Activa metaloproteinasas
Dra. P. Palma Microbiología UDP 43
proteinasas
• Degrada fibronectina
• Hidroliza fibrinogeno y colageno
citotoxinas
Afectan la viabilidad de los fibroblastos, y por lo tanto la
reparación de la MEC
• Estimulan las colagenasas
• AA tiene la capacidad de invadir, de penetrar las células epiteliales
Dra. P. Palma Microbiología UDP 44
cambios microbiologicos posterior a la
terapia periodontal
Dra. P. Palma Microbiología UDP 45
Recolonization of Periodontal Pockets
Dra. P. Palma Microbiología UDP 46
Recordar
• • There are differences in the periodontal
microbiota
• between health and disease
• • There are differences in the periodontal microbiota
• before and after therapy
• • Cultivated periodontal pathogens have been
• determined
• • Novel currently uncultivated/unrecognized taxa
• might also play a role in disease initiation and
• progression
• • Cultivation of such taxa will allow virulence and
• animal studies
Dra. P. Palma Microbiología UDP 47