Invasión Bacteriana y Supervivencia Intracelular

Algunas bacterias hacen más que colonizar una superficie del hospedador: entran en las células del hospedador y sobreviven dentro de ellas, obteniendo un nicho protegido de anticuerpos, complemento y muchos antibióticos. La invasión requiere que el patógeno active o secuestre la maquinaria de captación de la propia célula hospedadora, y la supervivencia intracelular requiere que resista o remodele los compartimentos destructivos en los que es introducido.

Definition

La invasión bacteriana es la entrada activa de una bacteria en una célula hospedadora, típicamente induciendo al citoesqueleto del hospedador a internalizarla; la supervivencia intracelular es la capacidad del patógeno para persistir y replicarse dentro de la célula hospedadora, ya sea libre en el citosol o dentro de una vacuola modificada.

Scope

Este tema aborda cómo las bacterias entran en las células hospedadoras no fagocíticas, el contraste entre los estilos de vida intracelulares citosólicos y vacuolar, y las estrategias que utilizan los patógenos para persistir dentro de las células. Es un tema de referencia en patogénesis bacteriana y no proporciona orientación clínica.

Core questions

• ¿Cómo inducen las bacterias a las células no fagocíticas a internalizarlas?
• ¿Qué distingue un estilo de vida intracelular citosólico de uno vacuolar?
• ¿Cómo evitan las bacterias intracelulares la eliminación lisosomal y explotan los recursos del hospedador?

Key concepts

• Invasinas y captación inducida
• Mecanismos de entrada de cremallera (zipper) versus disparo (trigger)
• Efectores del sistema de secreción tipo III
• Estilo de vida citosólico
• Estilo de vida vacuolar (fagosoma modificado)
• Motilidad basada en actina y propagación de célula a célula

Mechanisms

La invasión de células no fagocíticas sigue dos rutas principales. En el mecanismo de cremallera (zipper mechanism), una proteína de superficie bacteriana (una invasina) se une a un receptor del hospedador y progresivamente interactúa con la membrana para engullir la bacteria; en el mecanismo de disparo (trigger mechanism), los efectores secretados inyectados por un sistema de secreción tipo III (type III secretion system) remodelan el citoesqueleto de actina del hospedador para producir ondulaciones de membrana que arrastran la bacteria hacia el interior. Una vez dentro, los patógenos divergen: las bacterias citosólicas escapan de la vacuola de entrada al citoplasma y pueden explotar la actina del hospedador para moverse y propagarse de célula a célula, mientras que las bacterias vacuolar permanecen dentro de un compartimento unido a la membrana que detienen o remodelan para evitar la fusión con lisosomas destructivos. En ambos estilos de vida, los patógenos intracelulares subvierten las funciones de la célula hospedadora para adquirir nutrientes y evadir la eliminación.

Clinical relevance

Un nicho intracelular ayuda a explicar por qué ciertas infecciones son crónicas, recidivantes o difíciles de erradicar, ya que las bacterias están protegidas de la inmunidad humoral y de los agentes que penetran mal en las células. Esta entrada describe la invasión y la supervivencia intracelular como referencia y no constituye una base para decisiones de tratamiento.

History

El estudio molecular de la invasión avanzó con la identificación de la invasina en Yersinia, que confirió la entrada en células cultivadas, y a través del trabajo con Salmonella, Shigella y Listeria que definió los mecanismos de disparo (trigger) y cremallera (zipper) y el contraste entre los estilos de vida vacuolar y citosólico, estableciendo los patógenos intracelulares como un tema principal de la microbiología celular.

Key figures

• Pascale Cossart
• Stanley Falkow
• Ralph Isberg
• Philippe Sansonetti

Seminal works

• finlay-1997-science
• pizarro-cerda-cossart-2006
• ray-2009

Frequently asked questions

¿Por qué una bacteria viviría dentro de una célula hospedadora?

El espacio intracelular ofrece protección contra anticuerpos, complemento y muchos antibióticos, además de acceso a nutrientes del hospedador, lo que proporciona al patógeno un nicho protegido para replicarse.

¿Cuál es la diferencia entre un patógeno intracelular citosólico y uno vacuolar?

Los patógenos citosólicos escapan de la vacuola de entrada y viven libres en el citoplasma, a menudo propagándose de célula a célula utilizando la actina del hospedador, mientras que los patógenos vacuolar permanecen dentro de un compartimento unido a la membrana que modifican para evitar la destrucción lisosomal.