introducere
manualele de Microbiologie descriu de obicei factorii de virulență ca structuri sau strategii care contribuie la potențialul infecțios al unui microb patogen (5). Aceste structuri ar putea fi capsule, flageli, pili sau sisteme de secreție de tip III, în timp ce strategiile ar putea implica producerea de exotoxine, achiziția de fier, evaziune imună (de exemplu, variație antigenică sau variație de fază) sau translocarea sau întreruperea membranelor gazdă. De obicei, aceste structuri și strategii pot fi atribuite două categorii primare, cele care promovează colonizarea și supraviețuirea și cele care provoacă daune gazdei. Cu toate acestea, se poate afirma că mulți dintre factorii de virulență din prima categorie ar trebui caracterizați mai corect ca factori de nișă, prin faptul că sunt adesea împărțiți de organisme comensale inofensive care ocupă același loc al corpului.
un exemplu de structură care ar putea fi utilizată pentru a ilustra acest fenomen este Pili de tip IVB tight aderence (Tad) identificat recent în Bifidobacterium breve UCC2003 (7). Folosind o abordare elegantă de eliminare a genelor, aceste pili bifidobacteriene s-au dovedit a fi transcrise selectiv în tractul gastro-intestinal (GI) în modelele murine, unde promovează colonizarea și ajută concurența cu alți membri ai microbiotei intestinale. Genele asociate sunt prezente și în multe alte specii de bifidobacterii. Cu toate acestea, pili Tad tip IV (TadIV) sunt factori de virulență bine stabiliți în agenții patogeni; un studiu recent privind pili similari în Yersinia enterocolitica începe cu afirmația „pili de tip IV sunt factori de virulență în multe bacterii” (9). Sunt factori de virulență Tad pili sau este mai bine să le numim factori de nișă concepuți pentru a promova competitivitatea în mediul dinamic al tractului GI? Aceasta nu este pur și simplu o problemă pedantică sau semantică, nu numai pentru că limbajul este important, ci pentru că lipsa de precizie poate duce la confuzie și poate afecta progresele în înțelegerea științifică. O descriere alternativă ar putea fi că „pili de tip IV sunt factori de nișă posedați de multe bacterii patogene.”Aceasta este o declarație la fel de informativă, dar poate mai precisă. Același fenomen se aplică unei tulpini probiotice comercializate pe scară largă, Lactobacillus rhamnosus GG, care posedă pili proteici care se găsesc și în agenții patogeni Gram-pozitivi, inclusiv Enterococcus faecalis, unde s-a dovedit că joacă un rol în patogeneză (4, 6).
această nomenclatură a apărut parțial deoarece microbiologii care lucrează la organismele infecțioase definesc în mod obișnuit orice produs genetic care contribuie la potențialul general de virulență al unui agent patogen ca „factor de virulență”.”Acesta este numărul de factori de virulență care au fost caracterizați de-a lungul anilor de cercetare. Am urmat această practică atunci când am identificat un sistem de toleranță biliară în Listeria monocytogenes numit bilă, care este o strategie importantă pentru supraviețuirea gastrointestinală a agentului patogen (10). Celulele care exprimă bilă pot exclude bila, probabil prin eflux, deși acest lucru rămâne nedovedit în acest stadiu. La șoarecii infectați Oral, absența bilei are un efect dăunător semnificativ asupra potențialului de virulență al tulpinii mutante, care nu se observă la animalele infectate intraperitoneal. Am emis ipoteza că bila a fost un factor de virulență bazat pe faptul că bila se întâlnește doar în organism și, de asemenea, pe faptul că genele biliare sunt sub controlul regulatorului principal de virulență în L. monocytogenes, PrfA. Am ajuns la concluzia că bila a fost un factor de virulență gastro-intestinală, deoarece este clar importantă în potențialul patogen general al organismului. Cu toate acestea, cu retrospectivă, acesta este un bun exemplu de „factor de nișă”, deoarece mecanisme similare de toleranță biliară (indiferent dacă sunt similare genotipic sau nu) trebuie să existe în organismele comensale care își fac casa în regiunile bogate în bilă ale tractului GI. Poate că nu ar trebui să mai fie suficient să se definească un factor de virulență prin impactul său general asupra dozei infecțioase sau a potențialului de virulență al unui agent patogen, ci mai degrabă ar trebui să se mandateze că trebuie demonstrat că sistemul particular joacă un rol semnificativ în patogeneză și nu se găsește în bacteriile comensale care ocupă același loc sau nișă a corpului. Bila ar putea fi mai bine descrisă ca un factor de nișă necesar pentru supraviețuirea gastrointestinală a listeriei, care joacă un rol important în stilul de viață infecțios al agentului patogen. Un alt exemplu înrudit este prezența hidrolazelor sării biliare în comensalele intestinale și în agenții patogeni. Un studiu elegant a afirmat în mod clar că „Listeria monocytogenes hidrolaza sării biliare este un factor de virulență reglat de PrfA” (3). Cu toate acestea, am arătat că ștergerea genelor bsh în L. monocytogenes reduce capacitatea organismului de a coloniza prin reducerea capacității sale de a face față bilei în intestin (1), iar activitatea hidrolazei sării biliare (BSH) este prezentă și în multe comensale comercializate ca probiotice (2). Acesta ar fi un alt exemplu de factor de nișă, mai degrabă decât un factor de virulență. În general, ar trebui să evităm utilizarea termenului factor de virulență pentru a descrie produsele genetice și strategiile care sunt diseminate pe scară largă în conviețuirea microbilor comensali.
nevoia de limbaj mai precis este deosebit de relevantă în cazul specific al probioticelor. Probioticele sunt microbi care, atunci când sunt consumați în cantități adecvate, conferă un efect benefic gazdei. Probioticele și agenții patogeni gastrointestinali împărtășesc un set similar de provocări la ingestie (Fig. 1) și, prin urmare, nu este surprinzător faptul că împărtășesc strategii similare pentru a face față acestor provocări. Acest lucru este valabil mai ales având în vedere că sursa originală a majorității probioticelor și a multor agenți patogeni este tractul gastro-intestinal în sine, unde majoritatea acestor provocări vor fi întâlnite în mod continuu. Acest lucru ar putea avea implicații semnificative pentru știința probiotică, în sensul că agențiile de reglementare sunt susceptibile să solicite secvențe complete de genom și dovezi că „factorii de virulență” sunt absenți în orice comensal nou propus pentru utilizare ca probiotic. Într-adevăr, orientările Autorității Europene pentru Siguranța Alimentară (EFSA) privind microbii care obțin statutul de prezumție calificată de siguranță (QPS) utilizează termenii factor de virulență și determinanți de virulență, dar fără definiție (8). Intenția de reglementare este clară, în sensul că ar trebui să evităm utilizarea organismelor care ar putea provoca daune gazdei în condițiile livrării lor în număr mare în tractul GI. Cu toate acestea, majoritatea microbilor propuși pentru utilizare ca probiotice vor poseda multe dintre strategiile de colonizare și supraviețuire utilizate și de agenții patogeni, care ar fi putut fi stabilite în literatură ca factori de virulență de bună credință. Acest lucru ar putea duce din greșeală la confuzie de reglementare, deoarece o interpretare literală ar interzice utilizarea Bifidobacterium breve și a multor alte bifidobacterii ca probiotice pe baza prezenței genelor care codifică TadIV pili, ceea ce cu siguranță nu este intenția agențiilor de reglementare și nu este în beneficiul consumatorului.
provocările cu care se confruntă organismele probiotice și patogene.
în scopul generării de discuții pe această temă, s-ar putea propune ca un adevărat factor de virulență să fie definit ca un produs, structură sau strategie care ajută un microb să aibă acces sau să supraviețuiască în zone ale corpului sau compartimente celulare în mod normal necolonizate (de exemplu, interne și invazine), să provoace leziuni organismului (de exemplu, toxine citolitice sau hemolitice), să provoace dereglarea sistemului imunitar în măsura în care creează simptome ale bolii (de ex., superantigeni) sau provoacă un răspuns neurologic care duce din nou la simptome ale bolii (de exemplu, neurotoxine). Factorii de nișă ar include produse sau strategii care promovează motilitatea, toleranța biliară, evaziunea imună în siturile corpului nesteril, achiziția macro – și micronutrienți, mecanismele de atașament și diverse alte strategii de colonizare și comunicare microb-gazdă.
vor exista cazuri în care factorii de colonizare, cum ar fi adezinele care promovează atașamentul la site-uri normal necolonizate, cum ar fi Pap pili în Escherichia coli uropatogene, și-ar păstra statutul de factori de virulență, deoarece omologii comensali nu sunt abundenți și colonizarea unui site normal necolonizat este în mare măsură responsabilă pentru simptomele bolii. De asemenea, factorii pentru evitarea complementului și a anticorpilor serici ar continua să fie definiți ca factori de virulență, în timp ce factorii care promovează detașarea de mucină în intestin ar deveni factori de nișă. Deși această propunere nu este o încercare de a fi prescriptivă sau completă, în mod ideal ar provoca o analiză a faptului dacă un anumit sistem este un factor de nișă sau virulență de la caz la caz. În timp ce toți s-ar putea să nu fie de acord cu fiecare concluzie sau propunere, ar părea preferabil unei caracterizări implicite a fiecărui sistem care afectează virulența generală ca factor de virulență.
avem o relație complicată cu microbii care locuiesc în toate locurile corpului nostru expus, de la comensali care pot deveni agenți patogeni oportuniști în gazdele compromise până la agenți patogeni care pot exista într-o stare purtătoare ca comensali la subiecții sănătoși. Pentru a descrie mai precis aceste interacțiuni, avem nevoie de un limbaj precis care să informeze mai degrabă decât să ne complice înțelegerea. Termenul de factori de nișă s—ar putea aplica intestinului, cavității bucale, pielii și tractului urogenital-sau oricărui sit care este colonizat în mod normal în superorganismul uman. Desigur, factorii de nișă s-ar putea aplica și altor situri de mediu din afara corpului și este important în toate cazurile ca termenul factor de nișă să fie utilizat doar în contextul unei nișe de mediu declarate.