19.2E: Ántrax

El ántrax es una enfermedad causada por la bacteria Bacillus anthracis. Normalmente afecta a bovinos, ovinos, caprinos, etc. Se adquiere a partir de esporas que permanecen viables en el ambiente (por ejemplo, suelo) durante décadas siempre capaces de germinar en bacterias activas si entran en el cuerpo de un huésped susceptible. Los humanos pueden ser infectados por Bacillus anthracis, y si las esporas ingresan por vía de los pulmones, la enfermedad puede llegar a ser rápidamente fatal. Estas propiedades la han convertido en uno de los agentes favorecidos por los bioterroristas.

Bacillus Antracis. (CC BY-SA 4.0; BruceBlaus).

El problema no es la destructividad de tejidos de las bacterias activas sino más bien la toxina que secretan. (Esto es como las enfermedades causadas por los bacilos que causan la difteria, el tétanos y el botulismo). Las bacterias son susceptibles a los antibióticos; por ejemplo, Ciprofloxacino (Cipro®) es eficaz como lo son otras como la doxiciclina, pero deben ser administradas temprano antes de que la toxina pueda producir síntomas. Una vez que la toxina está en el sistema, se puede neutralizar administrando anticuerpos antitoxina (confiriendo inmunidad pasiva). Actualmente estos se cosechan de donantes que habían recibido la vacuna contra el ántrax en las fuerzas armadas. Pero existe la esperanza de que se puedan fabricar anticuerpos monoclonales que puedan brindar protección.

La toxina del ántrax está compuesta por tres proteínas diferentes (codificadas por genes en uno de los dos plásmidos en el organismo):

• PA (“antígeno protector”) Obtiene este nombre porque proporciona los epítopos que provocan anticuerpos protectores en la vacuna contra el ántrax.
• LF (“factor letal”)
• EF (“factor de edema”)

Infección

• Las moléculas de PA se unen a receptores en la superficie celular ensamblándose en grupos de 7.
• Las moléculas de LF y/o EF se unen entonces a estos grupos.
• El complejo está envuelto por endocitosis mediada por receptores.
• La caída del pH en el endosoma (vesícula enodítica) produce un cambio en la estructura del grupo de PA que le permite liberar su LF y EF en el citosol.
• La EF es una adenilil ciclasa que eleva la concentración intracelular de AMPc inhibiendo la fagocitosis por neutrófilos.
• Como su nombre lo indica, la LF en el citosol perturba tanto la maquinaria de la célula que muere.

Perspectivas de futuro

En abril de 2001, John Collier y sus colegas informaron que varias versiones mutantes de PA protegían a las ratas de la muerte por la toxina activa del ántrax. Las moléculas mutantes se coensamblaron con moléculas normales de PA, y el complejo aún pudo unirse a LF y EF. Sin embargo, el complejo no pudo liberar LF o EF del endosoma, y las ratas permanecieron sanas. Quizás una de estas moléculas alteradas de PA pueda alistarse en la lucha contra el bioterrorismo tanto como una vacuna para proteger a las personas antes de la exposición como un tratamiento para bloquear los efectos letales de la toxina natural después de la exposición.

Vacuna contra el ántrax de hoy

La vacuna está elaborada a partir de un extracto de una cepa debilitada de B. anthracis (no produce cápsula superficial). El extracto contiene grandes cantidades de PA, así como algunos LF y EF.

Cepas de ántrax

Decenas de diferentes cepas de ántrax han sido aisladas de muchas partes del mundo. Si bien comparten la mayoría de sus rasgos dañinos, sus genomas difieren en el número de secuencias repetidas de ADN no codificante. Estos se llaman VNTR s (para el número variable de repeticiones en tándem) y son simplemente versiones más largas de las repeticiones cortas en tándem (STRs) que ahora están siendo utilizadas por las agencias de aplicación de la ley para la toma de huellas de ADN de humanos. La toma de huellas de ADN de cualquier cepa de ántrax utilizada por los bioterroristas puede ayudar a rastrear su origen.