La toxina de la difteria
La difteria es una enfermedad infecciosa casada por la bacteria Corynebacterium diphtheriae, también llamado bacilo de Klebs-Löffler, por sus descubridores. Esta bacteria fue descrita como la causante de la enfermedad en 1880. Puedes leer más sobre la bacteria diftérica en su artículo aquí. A lo largo de la historia la difteria ha causado grandes pandemias tanto en Europa como en América. Su tasa de mortalidad es variable dependiendo de la cepa, aunque se han registrado letalidades de alrededor del 50%, aunque en los países endémicos se observa una letalidad alrededor del 10%. Puedes leer más sobre los síntomas, transmisión, tratamiento y profilaxis de la difteria en el artículo que le dedicamos al tema aquí.
La enfermedad está causada por la exotoxina-AB diftérica bacteriana. Las exotoxinas son aquellas que son secretadas al exterior de la bacteria. En el caso de la difteria es importante puesto que permite la difusión de la toxina por la sangre sin necesidad de que la bacteria llegue a la sangre, bacteriemia, permitiendo que los síntomas se generalicen por todo el cuerpo, aunque la infección bacteriana esté localizada.
La toxina diftérica es una cadena polipeptídica de 535 aminoácidos, formada por dos subunidades (A y B) enlazadas por un puente disulfuro. La subunidad menos estable es capaz de pegarse a la membrana celular, la subunidad B, permitiendo la entrada de la otra subunidad A. La subunidad B tiene a su vez dos dominios R y T. R es el del reconocimiento de membrana celular. Al entrar en contacto con la membrana el dominio B sufre un cambio de conformación debido al cambio de pH, permitiendo la entrada de la subunidad A en la célula.
El método de acción de la toxina es similar a la exotoxina A de Pseudomonas aeruginosa. Ribosila el ADP del amino diftamida (un aminoácido muy poco común generado como una modificación posttraduccional de la histidina) del factor de elongación eEF2, que interviene en la traducción del ARN a proteínas llevando el ARNT hasta el ribosoma. La ribosilación inactiva la proteína, por lo que la toxina actúa como un inhibidor de la traducción.
Estructura terciaria de la exotoxina de la difteria.
La dosis letal de esta toxina es muy baja, con tan solo un microgramo de toxina por kilo de peso corporal del infectado. En estos pacientes la muerte se dará por necrosis del corazón y del hígado. Muchas exotoxinas son altamente tóxicas para evitar la actuación a largo plazo del sistema inmune del huésped, puesto que son una diana fácil para la generación de anticuerpos.
Desde la década de 1950 se sabe que para que una C. diphtheriae sea peligrosa debe ser capaz de producir la exotoxina. Sin embargo, no todas las cepas son capaces de sintetizarla. Para que sea capaz de producir la toxina la bacteria debe haber sido infectado a su vez por un virus (llamados fagos en bacterias) que es el verdadero portador del gen de la toxina. El bacteriófago, que pertenece al grupo beta introduce dentro del material genético de la bacteria el gen que codifica para la toxina, llamado tox, durante el proceso de lisogenia en el que se copia el virus para reproducirse.
Además, es importante mencionar que la toxina diftérica tiene un impacto significativo en el sistema inmunológico. Al inhibir la síntesis de proteínas, la toxina impide la producción de anticuerpos y células inmunes necesarias para combatir la infección. Esto puede llevar a un estado de inmunosupresión, lo que hace que el individuo sea más susceptible a otras infecciones.
La difteria es prevenible a través de la vacunación. La vacuna DTP (difteria, tétanos, tos ferina) es una vacuna combinada que se administra en la infancia y proporciona inmunidad contra estas tres enfermedades. La vacuna funciona estimulando al sistema inmunológico para producir anticuerpos contra la toxina diftérica. En caso de exposición a la bacteria, estos anticuerpos neutralizan la toxina y previenen el desarrollo de la enfermedad.
A pesar de la disponibilidad de la vacuna, la difteria sigue siendo un problema de salud en algunas partes del mundo, especialmente en áreas con baja cobertura de vacunación. La Organización Mundial de la Salud estima que cada año se producen entre 5.000 y 10.000 casos de difteria en todo el mundo. La mayoría de estos casos ocurren en países en desarrollo, donde el acceso a la atención médica y la vacunación puede ser limitado.
La investigación continua en el campo de la microbiología y la inmunología es esencial para mejorar nuestra comprensión de la difteria y su toxina. Esto puede llevar a la desarrollo de tratamientos más efectivos y estrategias de prevención para combatir esta enfermedad potencialmente mortal.