Pseudomonas aeruginosa é unha especie de bacterias común que pode causar enfermidades nos animais, incluíndo os humanos. Encóntrase no solo, auga, flora da pel, e na maioría dos ambientes creados polo ser humano por todo o mundo. Prospera non só en atmosferas normais, senón tamén en atmosferas hipóxicas (con pouco osíxeno), o que lle permitiu colonizar moitos ambientes diferentes naturais e artificiais. Utiliza unha ampla variedade de compostos orgánicos para a súa nutrición; nos animais, a súa versatilidade capacita ao organismo para infectar os tecidos lesionados ou aos individuos con inmunidade reducida. Os síntomas que se presentan nas infeccións por esta bacteria son a inflamación xeneralizada e a sepse. Se coloniza órganos corporais vitais, como os pulmóns, o tracto urinario, e os riles, o resultado pode ser mortal. Como pode vivir na maioría das superficies, esta bacteria tamén se atopa mesmo no equipamento médico, como en catéteres, causando infeccións cruzadas en hospitais e clínicas. Está implicada en certas dermatites collidas nas bañeiras de hidromasaxe. Tamén pode descompoñer hidrocarburos e foi utilizada para degradar cru de verteduras petrolíferas.
Identificación É unha bacteria gramnegativa, aerobia, de tipo cocobacilo cun só flaxelo. É un patóxeno humano oportunista e tamén patóxeno de plantas. P. aeruginosa é a especie tipo do xénero Pseudomonas.
P. aeruginosa segrega diversos pigmentos, como a piocianina (azul verdoso), pioverdina (verde amarelento e fluorescente), e piorrubina (verde castaño). King, Ward, e Raney desenvolveron o medio Pseudomonas Agar P (medio King A) para potenciar a produción de piocianina e piorrubina por parte da bacteria, e o medio Pseudomonas Agar F (medio King B) para potenciar a produción de fluoresceína. miniatura|Pseudomonas aeruginosa fluorescente con iluminación ultravioleta. P. aeruginosa é a miúdo identificada preliminarmente pola súa aparencia nacarada e olor parecido ao das uvas ou de tortilla in vitro. A identificación clínica definitiva de P. aeruginosa con frecuencia implica a identificación da produción de piocianina e fluoresceína, e a súa capacidade de crecemento a 42 °C. P. aeruginosa pode crecer en combustible diésel e en combustible para avións a propulsión, xa que o seu metabolismo pode utilizar os hidrocarburos, causando corrosión microbiana.
Aínda que se clasifica como organismo aerobio, P. aeruginosa é considerado moitas veces un organismo anaerobio facultativo, xa que está ben adaptado para proliferar en condicións de depleción de oxíxeno total ou parcial. Este organismo pode conseguir crecer anaerobiamente con nitrato como aceptor final de electróns, e, na súa ausencia, tamén pode fermentar arxinina e realizar fosforilación a nivel de substrato. A adaptación a ambientes anaerobios ou microanaerobios é esencial para certos modos de vida de P. aeruginosa, como por exemplo, durante as infeccións pulmonares en pacientes de fibrose quística, nas que as grosas capas de mucus pulmonar e os alxinatos que rodean as células bacterianas mucoides poden limitar a difusión do oxíxeno.
Nomenclatura A palabra Pseudomonas significa "falsa unidade", do grego pseudo, ψευδο e monas, μονος. A raíz mon empezou a utilizarse moi cedo na historia da bacterioloxía para referirse aos xermes e deu lugar por exemplo ao termo Monera co que se designou o reino das bacterias. O nome específico aeruginosa procede do latín e significa pátina verdosa de "óxido de cobre". Fai referencia ao pigmento azul verdoso bacteriano que se observa nos cultivos de laboratorio desta especie, o cal é unha combinación de dous metabolitos de P. aeruginosa, a piocianina (azul) e a pioverdina (verde). A biosíntese da piocianina está regulada polo fenómeno da percepción do quórum (quorum sensing), como ocorre nas biopelículas asociadas coa colonización por esta bacteria dos pulmóns en pacientes de fibrose quística. miniatura|dereita|240px|Bacteria Pseudomonas aeruginosa con tinguidura de Gram.
Xenoma O xenoma de P. aeruginosa é relativamente grande (6-7 Mb) e codifica arredor de 6.000 marcos de lectura abertos ou ORFs (preditos); o número exacto depende da cepa. Hai 5.021 xenes que están conservados nos cinco xenomas que foron analizados, con polo menos un 70% de identidade de secuencia. Este conxunto de xenes constitúe o núcleo (core) do xenoma de P. aeruginosa.Mathee, K.; Narasimhan, G.; Valdes, C.; Qiu, X.; Matewish, J. M.; Koehrsen, M.; Rokas, A.; Yandava, C. N. et al. (2008). "Dynamics of Pseudomonas aeruginosa genome evolution". Proceedings of the National Academy of Sciences 105 (8): 3100–3105. doi:10.1073/pnas.0711982105. PMC 2268591. PMID 18287045.
cepa: PA2192 C3719 PA01 PA14 PACS2 tamaño do xenoma (bp) 6.905.121 6.222.097 6.264.404 6.537.648 6.492.423 ORFs 6.191 5.578 5.571 5.905 5.676
O cromosoma de P. aeruginosa é rico en G+C e consiste nun núcleo xenómico conservado e unha parte accesoria variable. Os xenomas dese núcleo básico das cepas de P. aeruginosa son principalmente colineares, mostran un baixo grao de polimorfismo na secuencia, e conteñen poucos loci con diversidade de secuencia alta, os máis notables dos cales son o locus da pioverdina, o regulón flaxelar, pilA, e o locus para a biosíntese do antíxeno O. Os segmentos variables están espallados por todo o xenoma, e un terzo deles están inmediatamente adxacentes aos xenes do ARNt ou ARNtm. Tres puntos quentes coñecidos de diversidade xenómica son causados pola integración de illas xenómicas da familia pKLC102/PAGI-2 nos xenes do ARNtLys ou ARNtGly. As illas difiren unhas doutras no seu repertorio de xenes metabólicos, mais comparten un conxunto de xenes sinténicos que lle confiren o seu espallamento horizontal cara a outros clons e especies. A colonización de hábitats de enfermidades atípicos predispón a delecións, rearranxos xenómicos, e acumulación de mutacións de perda de función no cromosoma de P. aeruginosa. A poboación de P. aeruginosa caracterízase por ter uns poucos clons dominantes moi comúns nos hábitats do medio ambiente e de enfermidades. O xenoma está composto de segmentos típicos dos clons no núcleo xenómico e no xenoma accesorio, e de bloques no núcleo xenómico con fluxo xénico non restrinxido na poboación.
Polisacáridos da superficie celular Os polisacáridos da superficie celular xogan diversas funcións no modo de vida das bacterias. Serven como barreira entre a parede celular e o ambiente que as rodea, median as interaccións hóspede-patóxeno, e forman compoñentes estruturais das biopelículas. Estes polisacáridos sintetízanse a partir de precursores activados por nucleótidos, e, en moitos casos, todos os encimas necesarios para a biosíntese, ensamblaxe, e transporte do polímero completo están codificados por xenes organizados en clusters específicos do xenoma do organismo. O lipopolisacárido é un dos máis importantes polisacáridos da superficie celular, xa que xoga un papel estrutural na integridade da membrana externa, e é un importante mediador das interaccións hóspede-patóxeno. Foi claramente definida a xenética para a biosíntese dos chamados antíxenos O de banda A (homopolimérica) e banda B (heteropolimérica), e avanzouse moito na comprensión das vías bioquímicas da súa biosíntese. O exopolisacárido alxinato é un copolímero linear de residuos de ácido D-manurónico e ácido L-glicurónico unidos por enlace glicosídico β-1,4, e é responsable do fenotipo mucoide da bacteria nas últimas fases da fibrose quística. Os loci pel e psl son dous clusters de xenes recentemente descubertos, que tamén codifican exopolisacáridos importantes para a formación de biopelículas. Os ramnolípidos son biosurfactantes cuxa produción está estreitamente regulada a nivel transcricional, pero o papel preciso que xogan na enfermidade non se comprende aínda ben. A glicosilación de proteínas, especialmente da pilina e flaxelina, é un foco recente de investigación, e é importante para a adhesión e invasión durante as infeccións bacterianas.
Patoxénese miniatura|dereita|240px|Fagocitose de P. aeruginosa realizada por un neutrófilo nunha mostra tomada dun paciente con infección no torrente sanguíneo (tinguidura de Gram). P. aeruginosa causa infeccións oportunistas, infeccción nosocomiais (en hospitais) en individuos inmunocomprometidos. P. aeruginosa infecta xeralmente os tractos pulmonar e urinario, queimaduras, feridas e tamén causa outras infeccións do sangue.Todar's Online Textbook of Bacteriology. Textbookofbacteriology.net (2004-06-04). Retrieved on 2011-10-09.
+ Infeccións Detalles e asociacións comúns Grupos de alto risco Pneumonía Broncopneumonía difusa Pacientes de fibrose quística Choque séptico Asociados coa lesión cutánea negra púrpura ectima gangrenoso Pacientes con neutropenia Infeccións do tracto urinario Cateterización do tracto urinario Infección gastrointestinal Enterocolite necrotizante (NEC) Meniños prematuros e pacientes de cancro neutropénicos Infeccións da pel e tecidos brandos Hemorraxia e necrose Vítimas de queimaduras e pacientes con feridas infectadasÉ a causa máis común de infeccións nas queimaduras e de oído externo (otite externa), e é o colonizador máis frecuente de dispositivos médicos (como catéteres). Pseudomonas pode, en raras circunstancias, causar pneumonía adquirida na comunidade (non en hospitais) e pneumonías asociadas a respiradores artificiais médicos, e é un dos axentes máis comúns que se illaron en varios estudos. A piocianina é un factor de virulencia da bacteria e sábese que causa a morte no verme C. elegans por estrés oxidativo. Porén, o ácido salicílico pode inhibir a produción de piocianina. Unha de cada dez infeccións adquiridas nos hospitais é debida a Pseudomonas. Os pacientes de fibrose quística están tamén predispostos a infeccións de P. aeruginosa nos pulmóns. P. aeruginosa pode tamén ser unha causa común da foliculite das bañeiras de hidromasaxe (dermatite), causada polo incorrecto mantemento da calidade da auga. A causa máis común de infeccións en queimaduras é P. aeruginosa. Pseudomonas é tamén unha causa común de infección postoperatoria nos pacientes que foron sometidos a queratoromía radial. O microorganismo está tamén asociado coa lesión da pel chamada ectima gangrenoso. P. aeruginosa está frecuentemente asociada con osteomielite na que están implicadas feridas por picazos nos pés, que se cre se produce polo inoculación directa de P. aeruginosa desde o recheo acolchado de escuma dos zapatos tipo tenis, e o maior risco dáse en pacientes diabéticos.
Toxinas P. aeruginosa utiliza o factor de virulencia exotoxina A para inactivar por ADP-ribosilación o factor de elongación eucariótico 2 na célula hóspede, de xeito similar ao que fai a toxina diftérica. Sen o factor de elongación 2, as células eucariotas non poden sintetizar proteínas e sofren necrose. A liberación dos contidos intracelulares induce unha resposta inmunolóxica en pacientes inmunocompetentes. Ademais, P. aeruginosa utiliza un exoencima, ExoU, que degrada a membrana plasmática das células eucariotas, o que orixina a súa lise.
Activación Cando hai niveis baixos de fosfato, P. aeruginosa actívase e pasa de ser un simbionte benigno a expresar toxinas letais no tracto intestinal e dana gravemente ou mata ao seu hóspede. Isto pode mitigarse proporcionando un exceso de fosfato en vez de utilizar antibióticos.Research could lead to new non-antibiotic drugs to counter hospital infections. University of Chicago Medical Center. 2009-04-14. Acceso 26-04-2013.
Plantas e invertebrados Nas plantas superiores, P. aeruginosa induce síntomas de pudrición branda, por exemplo en Arabidopsis thaliana e Lactuca sativa (leituga). Tamén é patoxénica para animais invertebrados, como o nematodo Caenorhabditis elegans, a mosca da froita Drosophila e a avelaíña Galleria mellonella. As asociacións de factores de virulencia son as mesmas para as infeccións de plantas e animais.
Percepción do quórum