Factor de virulencia

α-Toxina do Staphylococcus aureus, unha hemolisina (PDB 7AHL).

Un factor de virulencia é unha molécula producida por un axente infeccioso (bacterias, virus, fungos, protozoos) que contribúe ao carácter patóxeno (a virulencia) deses organismos e lles permite:

• ocupar un nicho no hóspede (colonización), o que ocorre polo movemento cara ás súas células e a unión ás mesmas ;
• escapar ao sistema inmunitario do hóspede (inmunoevasión) ;
• inhibir o sistema inmunitario do hóspede (inmunosupresión) ;
• entrar e saír das células do hóspede no caso de infeccións intracelulares (o que é típico dos virus) ;
• absorber os nutrientes do hóspede.

Tipoloxía

Os xentes infecciosos posúen unha gran variedade de factores de virulencia. Algúns forman parte do seu xenoma e son propios das bacterias, como as endotoxinas (lipopolisacárido), mentres que outros proveñen de elementos xenéticos móbiles, tales como os plásmidos e os bacteriófagos, como as exotoxinas. Os factores de virulencia codificados neses elementos xenéticos móbiles propáganse entre as bacterias por transferencia horizontal de xenes e poden facer que unha bacteria inofensiva se converta nun axente infeccioso. Unha bacteria como Escherichia coli O157:H7 tamén adquiriu a parte máis esencial da súa virulencia de elementos xenéticos móbiles. As bacterias gramnegativas segregan numerosos factores de virulencia na interface coa célula hóspede por medio do tránsito de vesículas a través da súa membrana externa para invadir a célula hóspede, nutrirse á súa expensa, e asegurar outras funcións de comunicación intercelular.

Numerosos axentes infecciosos converxeron a ter factores de virulencia similares para escapar ás defensas das células eucariotas. Estes factores de virulencia adquiridos compórtanse de dúas maneiras para garantir a supervivencia e o crecemento dos xermes:

• favorecen a colonización do hóspede, como as adhesinas, as invasinas e os factores antifagocitarios; estes últimos protexen da fagocitose ;
• debilitan ou destrúen o hóspede, como as toxinas, as hemolisinas, as lipases e as peptidases.

Adhesinas

As adhesinas son proteínas de membrana ou pili que permiten ás bacterias adherirse ás células diana, etapa indispensable da infección. Reaccionan cos receptores homólogos das células hóspede.

Factores de invasión

Complexo de plasmina humana e de estreptoquinase (PDB 1BML).

Trátase de elementos que favorecen a propagación de axentes infecciosos a través dos tecidos, por exemplo:

• a estreptoquinase, encima producido por diversas especies de estreptococos, como os streptococos do grupo A, que se liga ao plasminóxeno para activalo formando plasmina a fin de favorecer a fibrinólise ;
• a hialuronidase, que hidroliza o ácido hialurónico do tecido conectivo, das células epiteliais e do tecido nervioso, e prodúcena especialmente os estreptococos do grupo A, os pneumococos, os estafilococos e Clostridium perfringens ;
• as peptidases, desoxirribonucleases e lipases, que atacan os constituíntes macromoleculares das células hóspede ;
• os flaxelos, que lles dan motilidade a certos xermes patóxenos e participan na súa propagación.

Factores antifagocitarios

Os factores antifagocitarios protexen as bacterias da fagocitose polos leucocitos do sistema inmunitario. Estes factores son de varias clases:

• cápsulas xelatinosas ou con lipopolisacáridos ; os pneumococos son un exemplo de bacterias patóxenas encapsuladas ;
• a proteína M dos estreptococos do grupo A, unha proteína de superficie que pode ser inactivada por anticorpos ;
• a proteína A de Staphylococcus aureus, que se une sobre todo ás inmunoglobulinas G₁ e G₂ situándoas "invertidas", de xeito que xa non son recoñecidas polos receptores Fc (efecto de antiopsonización) ;
• a leucocidina de Panton-Valentine é un factor de virulencia presente na maior parte dos S. aureus resistentes á meticilina e adquirido por estes últimos a partir do xenoma dun bacteriófago que os infectou previamente ; orixina poros nas membranas das células infectadas ;
• a coagulase, segregada por diversos microorganismos, como certos S. aureus e Yersinia pestis, reacciona coa protrombina para formar estafilotrombina e converter o fibrinóxeno en fibrina no plasma sanguíneo, o que ten como efecto cubrir a bacteria cunha capa protectora que a protexe da fagocitose e outras accións do sistema inmunitario do hóspede ;
• o factor de aglutinación A de S. aureus, que se une ao fibrinóxeno e participa na coagulación do sangue.

Endotoxinas

As endotoxinas son toxinas termoestables da membrana externa de certas bacterias gramnegativas. Un exemplo é o lípido A, constituínte do lipopolisacárido, que se libera cando se produce a lise das bacterias e pode causar a síndrome de resposta inflamatoria sistémica. Estas endotoxinas inducen unha serie de efectos, como son:

• liberación de interleucina 1 polos macrófagos, que exerce principalmente o papel de piróxeno endóxeno, elevando a temperatura corporal (febre) ;
• liberación de factores de necrose tumoral, contribuíndo aos sinais principais da inflamación : rubor, calor (pola vasodilatación), edema, dor e parada funcional.
• unión do lípido A aos receptores de células B, que conduce á maduración dos linfocitos B ;
• activación alternativa do sistema do complemento ;
• acción sobre o sistema das cininas e sobre a hemostase.

As bacterias gramnegativas responsables dunha sepse poden provocar unha intoxicación por endotoxinas despois dun tratamento con antibióticos polo efecto da liberación masiva de endotoxinas ao se destruíren os axentes infecciosos, o que pode orixinar un choque séptico.

Exotoxinas

As exotoxinas son toxinas segregadas por bacterias vivas, ao contrario que as endotoxinas, que se liberan despois da destrución das bacterias. A miúdo prodúcenas bacterias que á súa vez están infectadas por bacteriófagos. Compórtanse de diferentes maneiras:

Estrutura da tetrodotoxina.

• as lipases contribúen á destrución da membrana plasmática das células diana; por exemplo, no caso da lecitinase C, tamén chamada toxina α de Clostridium perfringens ;
• as toxinas poróxenas perforan a membrana plasmática e forman nela poros transmembrana, como a α-toxina estafilocócica ;
• as neurotoxinas alteran os nervios ou a acción dos neurotransmisores ; son por exemplo:
  • a tetanospasmina ou toxina tetánica, responsable do tétano e principal toxina producida por Clostridium tetani ;
  • a toxina botúlica, responsable do botulismo e producida por Clostridium botulinum ;
  • a tetrodotoxina, producida por varias bacterias, que bloquea certas canles de sodio. Bacterias que a producen viven en simbiose con certos peixes tetraodontiformes e pasan a toxina aos seus tecidos, polo que comelos causa a enfermidade ou a morte.
• a toxina colérica de Vibrio cholerae provoca a diarrea acueosa típica do cólera ;
• a toxina diftérica de Corynebacterium diphtheriae inhibe un factor de elongación na difteria.