Pseudomonas aeruginosa

Pseudomonas aeruginosa (de color rosa).

Pseudomonas aeruginosa (o bacil piociànic, bacil del pus blau, bacil del pus verd) és un bacteri comú que causa malalties en animals i plantes, incloent-hi els humans. Es troba als sòls, aigua, flora de la pell, i molts ambients humans de tot el món. Ha colonitzat molts ambients naturals i artificials, ja que aquest bacteri pot viure no només en atmosferes normals sinó també en atmosferes hipòxiques. Com aliment fa servir un gran rang de materials orgànics, la seva versatilitat el permet infectar teixits danyats o persones amb el sistema immunitari reduït. Els símptomes de les infeccions són inflamació generalitzada i sèpsia. Si afecten òrgans com el pulmó, el tracte urinari i els ronyons el resultat pot ser fatal.^[1] Com que prospera en moltes superfícies també es pot trobar aquest bacteri en l'equipament mèdic, incloent-hi catèters, causant infeccions encreuades en hospitals i clíniques. També pot descompondre hidrocarburs i s'ha usat en la indústria petroliera.^[2][3]

Identificació

És un bacteri gram negatiu i aeròbic facultatiu amb flagel unipolar.^[4] És un patogen humà oportunista, P. aeruginosa és també un patogen oportunista de les plantes.^[5] P. aeruginosa és l'espècie tipus del gènere Pseudomonas (Migula).^[6]

P. aeruginosa secreta una varietat de pigments.^[7]

Malalties de les plantes

En plantes produeix una podridura tova tant a Arabidopsis thaliana com Lactuca sativa (enciam).^[8] És un patogen poderós amb Arabidopsis thaliana^[9] i amb alguns animals: Caenorhabditis elegans,^[10][11] Drosophila^[12] i Galleria mellonella.^[13]

Prevenció

La mel de grau mèdic pot reduir la colonització de molts patògens incloent Pseudomonas aeruginosa.^[14] La profilaxi probiòtica pot prevenir la colonització i retardar-la.^[15] S'està investigant la immunoprofilaxi contra pseudomonas.^[16]

Referències

Pseudomonas aeruginosa (syn. Bacterium pyocyaneum) je pohyblivá gramnegativní bakterie se slizovou vrstvou patřící do skupiny fluorescenčních pseudomonád. Jako potenciální patogen vyvolává řadu onemocnění, jako je zánět močových cest, středního ucha či hnisání popálenin.

Faktory virulence

Produkuje exotoxin A, který blokuje proteosyntézu. Alginát působí jako adhezivní faktor. Pyocyanin tvoří volné kyslíkové radikály. Pyoverdin je zodpovědný za vázání železa a zelenomodré zbarvení kolonií na krevním agaru. Dále produkuje proteázy a hemolyziny.

Patogenita

U pacientů s cystickou fibrózou způsobuje pneumonie. U diabetiků a intravenózních narkomanů je zodpovědná za osteomyelitidu. U pacientů, kteří mají dlouhodobě zavedený katétr může vyústit v pyelonefritidu. Je také obávaným agens infekce popálenin.

Terapie

Je značně rezistentní vůči antibiotikům a je pečlivě sledována v lékařství, hygienické a potravinářské mikrobiologii. Léčí se kombinací piperacilinu (jeden z ureidopenicilinů) v kombinaci s inhibitory beta-laktamáz. Některé kmeny jsou také citlivé na aminoglykosidy, karbapenemy (imipenem) a ciprofloxacin.

Pseudomonas aeruginosa (von lateinisch aerugo ‚Grünspan‘) ist ein gramnegatives, oxidasepositives Stäbchenbakterium der Gattung Pseudomonas. Es wurde im Jahr 1900 von Walter Migula entdeckt. Die Namensgebung bezieht sich dabei auf die blau-grüne Färbung des Eiters bei eitrigen Infektionskrankheiten.

P. aeruginosa ist ein wichtiger Krankenhauskeim, der gegen mehrere Antibiotika resistent ist.

Vorkommen

Das Bakterium ist ein weitverbreiteter Boden- und Wasserkeim (Nasskeim), der in feuchten Milieus vorkommt (neben feuchten Böden und Oberflächengewässern auch in Leitungswasser, Waschbecken, Duschen, Schwimmbecken^[1], Toiletten, Spülmaschinen, Dialysegeräten, Medikamenten und Desinfektionsmitteln). In der Hygiene gilt es daher als bedeutender Krankenhauskeim (nosokomialer Keim). Aber auch als Lebensmittelverderber spielt es eine erhebliche Rolle, was Isolate aus Pflanzen, Früchten, Lebensmitteln und dem Darmtrakt von Mensch und Tier belegen. Es kann selbst in destilliertem Wasser oder einigen Desinfektionsmitteln überleben und wachsen, wenn kleinste Spuren organischer Substanzen vorhanden sind. Die Bakterien sind auch an der sogenannten Dieselpest beteiligt. In verfahrenstechnischen Apparaten kann Pseudomonas aeruginosa aufgrund von Biofilm- und Schleimbildung unter anderem zum Verstopfen von Rohrleitungen und zur Werkstoffschädigung führen.^[2]

Aussehen

Das Stäbchen kann 2–4 µm groß werden und besitzt büschelige lophotriche Flagellen. Haftfimbrien ermöglichen es dem Bakterium, sich an Oberflächen festzusetzen. Auf der äußeren Zellmembran ist ein Exopolysaccharid (Alginat) wie eine Kapsel aufgelagert. Es schützt vor Phagozyten und Antikörpern und wirkt dem Transport aus dem Respirationstrakt entgegen.

Stoffwechsel

P. aeruginosa mit gelbgrünem Pyocyaninpigment auf Cetrimidagar

P. aeruginosa mit fluoreszierenden Pigment unter UV-Licht auf Cetrimidagar

Der Nonfermenter P. aeruginosa ist unter anaeroben Bedingungen in der Lage, Fermentation zu betreiben. Es werden Pyruvat oder Arginin fermentiert.^[3][4] Als wichtiger Denitrifizierer ist es ebenfalls in der Lage, unter anaeroben Bedingungen und dem Zugang zu Stickoxiden diese als terminale Elektronenakzeptoren in der anaeroben Atmung zu nutzen. Die Fähigkeit zur Denitrifikation und die Eigenschaft, Biofilme zu bilden, sind für P. aeruginosa wichtige Virulenzfaktoren (siehe Mukoviszidose).^[5] In verschiedenen Nährmedien (z. B. Cetrimid-Agar) setzt es Farbstoffe wie Pyocyanin, Pyoverdin, Pyorubin und Pyomelanin frei. Meist ist es auf Agar „metallisch-grün“ glänzend. Charakteristisch ist dabei ein als „lindenblüten-“ oder "traubenartig" beschriebener süßlicher Geruch („Gummibärchengeruch“), der auf die Produktion von 2-Aminoacetophenon (2-AA) zurückzuführen ist. Unter anderem wegen seiner Flüchtigkeit ist 2-AA ein potentieller, für P. aeruginosa selektiver Biomarker im Zusammenhang einer Infektion bei Mukoviszidosepatienten.^[6] Außerdem scheint es Fliegen anzulocken und die Besiedlung ihres Darms zu unterstützen, ohne jedoch dabei deren Sterblichkeit zu erhöhen, wodurch es die Verbreitung von P. aeruginosa erleichtert.^[7]

Neuere Forschungsergebnisse zeigen auf, dass P. aeruginosa mit Hilfe des eigenen Verdauungsenzyms SdsA sogar Natriumlaurylsulfat (SDS) verstoffwechseln kann. Dadurch ist das Bakterium in der Lage, auch dort zu überleben, wo andere Bakterien aufgrund der hohen SDS-Konzentration abgetötet werden, beispielsweise in Shampoos.^[8]

P. aeruginosa produziert unter limitierenden Wachstumsbedingungen (z. B. Stickstoff-, Phosphat- oder Eisenlimitierung) auf Ölen (z. B. Sonnenblumenöl) aus nachwachsenden Rohstoffen sog. Rhamnolipide. Diese Biotenside werden teilweise schon im Produktionsmaßstab hergestellt und in Waschmitteln oder Kosmetika eingesetzt. Vermutlich geben die Zellen die Rhamnolipide in das sie umgebende Medium ab, um das Öl zu emulgieren und mittels Lipasen an den Wasser/Öl-Grenzflächen das Öl in Fettsäuren und Glycerid zu spalten. Die Rhamnolipidsynthese ist durch Quorum sensing reguliert, hängt also von der Zelldichte im Medium ab. Zuständig hierfür sind das Las- und Rhl-regulierte Quorum sensing.^[9]

Genom

Im Jahre 2000 wurde erstmals das vollständige Genom des Stammes PAO1 sequenziert. Das Genom hat eine Größe von 6,3 Mbp und enthält 5570 Gene.^[10]

Pathogenität

Gramfärbung von P. aeruginosa

Das Bakterium ist ein Krankenhauskeim, der durch seinen Stoffwechsel und seine Zellmembranstruktur Mehrfachresistenzen gegenüber Antibiotika aufweist.^[11] Mit ca. 10 % aller Krankenhausinfektionen gehört P. aeruginosa zu den in Deutschland am häufigsten auftretenden Krankenhauskeimen.^[12]

Das Spektrum an Krankheiten, welche durch diese Bakterien verursacht werden, ist umfangreich. Das häufigste Erscheinungsbild sind Pneumonien bei zystischer Fibrose, die vor allem bei immunsupprimierten und AIDS-Patienten besonders schwerwiegend sind. Harnwegsinfekte, Enterokolitis, Meningitis, Otitis externa („swimmer’s ear“) oder Infektionen auf Brandwunden können ebenfalls ausgelöst werden.

Auslöser dafür sind zum einen die Fähigkeit des Bakteriums zur Hämolyse und zum anderen Pathogenitätsfaktoren wie das Exotoxin A (ADP-Ribosyltransferase) sowie die Cytotoxine Exoenzym S und Exoenzym U, die das Bakterium produziert.

Veterinärmedizin

Im Folgenden werden die häufigsten tiermedizinischen Befunde aufgelistet:

• Entzündung des äußeren Gehörgangs beim Hund
• Eiterungen und Abszesse der Haut bei vielen Tierarten
• Darmentzündungen
• Euterentzündungen bei Kühen
• Scheidenentzündungen, Gebärmutterentzündung und Aborte bei Kühen und Stuten
• Traumatische Herzbeutelentzündung beim Rind
• Allgemeininfektion beim Geflügel
• Geschwürige Hornhautentzündung und Bindehautentzündung beim Pferd
• Eitrig-nekrotisierende Lungenentzündungen
• Blutende Lungenentzündung beim Nerz
• Maulschleimhautentzündungen, Abszesse und Allgemeininfektionen bei Reptilien

Therapie

• β-Lactam-Antibiotika (z. B. Piperacillin) + Aminoglykoside (Gentamicin, Tobramycin)
• Cephalosporine der Generation IIIb (höhere Wirksamkeit gegen Pseudomonas spp. als Generation IIIa) (z. B. Ceftazidim, Cefepim)
• Gyrasehemmer wie Ciprofloxacin oder Levofloxacin
• Als Reserveantibiotika werden Carbapeneme (z. B. Imipenem oder Meropenem) und zunehmend Colistin eingesetzt.^[13]
• Weitere Antibiotika: Das Monobactam Aztreonam

Wegen der Gefahr von Resistenzentwicklungen sollte keine Monotherapie, sondern (möglichst nach Antibiogramm) immer eine Kombinationstherapie durchgeführt werden.^[14] Natürliche Resistenzen bestehen gegenüber Ampicillin + Sulbactam, Amoxicillin + Clavulansäure, den meisten Cephalosporinen (insbesondere allen der ersten und zweiten Generation), Ertapenem, Chloramphenicol, Trimethoprim, Tetracyclinen und Tigecyclin^[15].

Literatur

• Medizinische Mikrobiologie, Infektions- und Seuchenlehre von Rolle/Mayr, Enke Verlag, Stuttgart 2007
• Frank Dara: Research topic on Pseudomonas aeruginosa, Biology, Genetics, and Host-Pathogen Interactions. In: Frontiers in Microbiology 2(2012) (Editorial)
• Markus Wloka: Rheologische Untersuchungen an nativen Biofilmen von Pseudomonas aeruginosa, Dissertation, Dortmund 2006

Einzelnachweise

1. ↑ Hygieneanforderungen an Bäder und deren Überwachung, Empfehlung des Umweltbundesamtes, Bundesgesundheitsblatt 2014 Bl. 258, 260f (PDF) auch zur Umsetzung des Infektionsschutzgesetzes
2. ↑ VDI 3679 Blatt 1:2014-07 Nassabscheider; Grundlagen, Abgasreinigung von partikelförmigen Stoffen (Wet separators; Fundamentals, waste gas cleaning of particle collections). Beuth Verlag, Berlin. S. 48.
3. ↑ Martin Eschbach, Kerstin Schreiber, Katharina Trunk, Jan Buer, Dieter Jahn: Long-Term Anaerobic Survival of the Opportunistic Pathogen Pseudomonas aeruginosa via Pyruvate Fermentation. In: Journal of Bacteriology. Band 186, Nr. 14, Juli 2004, ISSN 0021-9193, S. 4596–4604, doi:10.1128/JB.186.14.4596-4604.2004, PMID 15231792, PMC 438635 (freier Volltext).
4. ↑ C Vander Wauven, A Piérard, M Kley-Raymann, D Haas: Pseudomonas aeruginosa mutants affected in anaerobic growth on arginine: evidence for a four-gene cluster encoding the arginine deiminase pathway. In: Journal of Bacteriology. Band 160, Nr. 3, Dezember 1984, ISSN 0021-9193, S. 928–934, PMID 6438064, PMC 215798 (freier Volltext).
5. ↑ J. B. Lyczak, C. L. Cannon, G. B. Pier: Establishment of Pseudomonas aeruginosa infection: lessons from a versatile opportunist. In: Microbes and Infection. Band 2, Nr. 9, Juli 2000, ISSN 1286-4579, S. 1051–1060, PMID 10967285.
6. ↑ Amy J Scott-Thomas, Mona Syhre, Philip K Pattemore, Michael Epton, Richard Laing: 2-Aminoacetophenone as a potential breath biomarker for Pseudomonas aeruginosa in the cystic fibrosis lung. In: BMC Pulmonary Medicine. Band 10, Nr. 1, Dezember 2010, ISSN 1471-2466, S. 56, doi:10.1186/1471-2466-10-56, PMID 21054900, PMC 2989937 (freier Volltext) – (biomedcentral.com [abgerufen am 12. Januar 2020]).
7. ↑ Stefania-Elisavet Kapsetaki, Ilias Tzelepis, Kalodoti Avgousti, Ioannis Livadaras, Nikos Garantonakis: The bacterial metabolite 2-aminoacetophenone promotes association of pathogenic bacteria with flies. In: Nature Communications. Band 5, Nr. 1, Dezember 2014, ISSN 2041-1723, S. 4401, doi:10.1038/ncomms5401 (nature.com [abgerufen am 12. Januar 2020]).
8. ↑ Hagelüken, Gregor et al. (2006): The crystal structure of SdsA1, an alkylsulfatase from Pseudomonas aeruginosa, defines a third class of sulfatases In: PNAS, Bd. 103, S. 7631–7636 PMID 16684886 doi:10.1073/pnas.0510501103
9. ↑ F. Leitermann: Biotechnologische Herstellung mikrobieller Rhamnolipide. Karlsruhe 2008, Universität Karlsruhe (TH)
10. ↑ Stover, CK et al. (2000): Complete genome sequence of Pseudomonas aeruginosa PAO1, an opportunistic pathogen In: Nature Bd. 406(6799), S. 947–8, PMID 10984043
11. ↑ Kozlova, E. V., L. A. Anisimova, et al. (1989): [Antibiotic resistance in clinical strains of Pseudomonas aeruginosa isolated from 1979-1984]. In: Antibiot Khimioter 34(1): 24-8. PMID 2499281
12. ↑ Zeitschrift für Chemotherapie 3-2008 (Memento vom 15. Juni 2012 im Internet Archive)
13. ↑ I. Stock: Die „Renaissance“ der Polymyxine. (PDF; 371 kB) In: Arzneimitteltherapie Band 29, 2011, S. 71–80.
14. ↑ Marianne Abele-Horn: Antimikrobielle Therapie. Entscheidungshilfen zur Behandlung und Prophylaxe von Infektionskrankheiten. Unter Mitarbeit von Werner Heinz, Hartwig Klinker, Johann Schurz und August Stich, 2., überarbeitete und erweiterte Auflage. Peter Wiehl, Marburg 2009, ISBN 978-3-927219-14-4, S. 194 und 266.
15. ↑ R. Leclercq et al.: EUCAST expert rules in antimicrobial susceptibility testing. In: Clinical Microbiology and Infection. Band 19, Nr. 2. Wiley-Blackwell, 2013, ISSN 1469-0691, S. 141–160, doi:10.1111/j.1469-0691.2011.03703.x, PMID 22117544 (wiley.com [abgerufen am 17. Februar 2013]).

Pseudomonas aeruginosa është një bakter gram-negativ, që është përgjegjës për një sërë infeksionesh rastësore (patogjen oportunist).

Morfologjia mikroskopike

I vogël, gram negativ, bacil, me një flagjel (ose kamxhik) të vetëm polar.

Identifikimi

Nga reaksioni i Gramit dhe nga morfologjia qelizore. Pseudomonas aeruginosa është aerob dhe nuk e fermenton laktozin, tipare që e dallojnë nga anëtarët e Enterobacteriaceae-ve. Kulturat prodhojnë një pigment të gjelbërt që nën dritën ultravjollcë jep fluoreshencë ; po ashtu ka një erë karakteristike.

Habitati

Pseudomonas aeruginosa gjendet në tokë dhe ujë, dhe është një rezident i zorrëve në rreth 10 % të njerëzve të shëndetshëm. Specia është një kolonizator e shpeshtë e bimëve dhe kafshëve dhe një ndotës i rëndomtë i mjeteve shtëpiake dhe klinike.

Faktorët e virulencës

Përfshijnë pilet që ndihmojnë në fiksimin e bakterit tek qelizat pritëse (bartëse), një shtresë që është rezistente ndaj fagocitëzës dhe që jep një ndihmesë të rëndësishme në formimin e biofilmit, enzima që shkatërrojnë indet e pritësit, dhe ekzotoksina që shkatërrojnë apo dëmtojnë neutrofilët dhe limfocitet. Shtresa e lipopolisakaridit (LPS) të membranës së jashtme ka po ashtu një rol në shokun endotoksik.

Infeksionet kryesore/ sëmundja

Pseudomonas aeruginosa është një shembull i shkëlqyer i patogjenit oportunist, në infeksionet e pacientëve me djegie të rënda, sëmundje neoplastike apo fibrozë cistke, që në shumë raste shpien në endokardit, bronkopneumoni apo meningjit.

Kontrolli dhe trajtimi

Kontrolli i këtij bakteri është i vështirë sepse ka një plasticitet metabolik mjaft karakteristik dhe është i aftë të mbijetojë në kushte ambientale minimale. Për të pasur një trajtim të efektshëm nevojitet kryerja e testit mbi ndjeshmërinë ndaj drogërave (kemioterapikëve dhe antibiotikëve). Drogat e efektshme përfshijnë cefalosporinat e gjeneratës së tretë, fluorokinolonët, aminoglokozidët, karbenicilinën dhe monobaktamët.

Η Ψευδομονάς η πυοκυανική ή αεριογόνος (Pseudomonas aeruginosa) είναι είδος βακτηρίου μέλος του γένους Pseudomonas (Ψευδομονάδων). Είναι η πιο συχνή αιτία λοιμώξεων από ψευδομονάδα στον άνθρωπο. Ευθύνεται επιπλέον για ασθένειες στα ζώα και τα φυτά. Απαντάται σε διάφορες τοποθεσίες του φυσικού περιβάλλοντος, στο έδαφος και στο νερό. Το 10% των ανθρώπων την φέρει ως μέρος της φυσιολογικής χλωρίδας του εντέρου. Μπορεί να επιβιώσει κάτω από δυσμενείς συνθήκες για τους περισσότερους οργανισμούς και αντιστέκεται στην φαγοκυττάρωση και είναι ανθεκτικό στα περισσότερα αντιβιοτικά [1,3, 4, 12].

Ταξινόμηση

[13]

Περιγραφή

Η ψευδομονάδα (Pseudomonas aeruginosa) είναι ένα Gram-αρνητικό και κατά κανόνα κινητό αερόβιο βακτήριο. Δεν σχηματίζει εφησυχάζουσες μορφές και δεν παράγει σπόρους (μη σπορογόνο). Είναι βακτηρίδιο έχει δηλαδή ραβδοειδές σχήμα. Το μήκος της ράβδου του κυμαίνεται από 1 - 5 μm και το πλάτος από 0,5 - 1,0 μm. Εξωτερικά του κυττάρου σε μερικά στελέχη υπάρχει πολυσακχαρικό έλυτρο που το προστατεύει από την φαγοκυττάρωση και από επικίνδυνες για αυτό ουσίες. Τα κύτταρα του βακτηριδίου P. aeruginosa διατάσσονται μεμονωμένα, σε ζεύγη και σε μικρές αλυσίδες. Επίσης χαρακτηρίζεται ως αμφίτριχο, διότι έχει μια μόνο βλεφαρίδα σε κάθε πόλο [1, 2, 10, 13].

Καλλιέργεια

Η ψευδομονάδα (P. aeruginosa) αναπτύσσεται κυρίως σε αερόβιες και προαιρετικά σε αναερόβιες συνθήκες, και σε κοινά θρεπτικά υλικά. Ιδανική θερμοκρασία ανάπτυξης είναι οι 37 ^οC μπορεί όμως να αναπτυχθεί και σε 4 – 43 ^οC. Το γεγονός ότι αναπτύσσεται στους 42 ^οC την διαφοροποιεί από τις υπόλοιπες ψευδομονάδες. Σημαντικό χαρακτηριστικό των αποικιών της P. aeruginosa είναι η ιδιαίτερη ευχάριστη οσμή της. Σε ορισμένες καλλιέργειες παρατηρούνται βλεννώδεις αποικίες, λόγω του ελύτρου της. Άχρωμες αποικίες εντοπίζονται στο MacConkey άγαρ, γιατί δεν ζυμώνει την λακτόζη [1, 3].

Ιδιότητες

Όλα τα στελέχη της P.aeruginosa αναπτύσσονται στους 42 βαθμούς Κελσίου. Επιπλέον παράγουν οξειδάση και καταλάση, αλλά όχι υδρόθειο. Διασπούν οξειδωτικώς την γλυκόζη, χωρίς την παραγωγή αερίου, όμως δεν την ζυμώνουν. Αντίθετα δεν διασπούν την μαλτόζη και την λακτόζη. Προκαλούν οξειδωτική διάσπαση του γλυκονικού καλίου, παράγοντας 2-κετογλυκονικό κάλιο.
Στα περισσότερα στελέχη συναντάμε κινητικότητα ( 90% των στελεχών) και την δυνατότητα υδρόλυσης της αργίνης (96-98% των στελεχών). Ποσοστό μεγαλύτερο του 50% των στελεχών της παράγουν την χρωστική πράσινη πυοκυανίνη. Σημαντικό είναι ότι από όλα τα είδη της ψευδομονάδας μόνο η Ρ. aeruginosa έχει αυτήν την ιδιότητα. Η πυοκυανίνη χρωματίζει τα εκκρίματα των λοιμώξεων που οφείλονται στην συγκεκριμένη ψευδομονάδα, για αυτό και η Ψευδομονάδα η αεριογόνος ονομάζεται και πυοκυανική. Στελέχη που παράγουν πυοκυανίνη χαρακτηρίζονται εύκολα ως Ρ. aeruginosa και δεν χρειάζονται άλλες δοκιμασίες για την τυποποίηση του μικροβίου. Οι ψευδομονάδες παράγουν σπανιότερα και άλλες χρωστικές, όπως τις πυοερυθρίνη, πυομελανίνη και φθοριοσεΐνη. Η φθοριοσεΐνη είναι πράσινη φθορίζουσα χρωστική και οι καλλιέργειες του μικροβίου που την παράγουν φθορίζουν, όταν προσπέσει σε αυτά υπεριώδης ακτινοβολία. Η πυοερυθρίνη είναι σκούρα ερυθρά χρωστική και η πυομελανίνη έχει χρώμα καστανόμαυρο [1, 3, 4].

Παθογένεια

Η αεριογόνος ψευδομονάδα δεν προκαλεί συνήθως ασθένειες σε υγιείς ανθρώπους. Είναι ένας ευκαιριακά παθογόνος μικροοργανισμός. Ονομάζεται ευκαιριακός, επειδή η συμπεριφορά του εξαρτάται από τις συνθήκες. Μπορεί όμως να προκαλέσει θανατηφόρες λοιμώξεις σε ανοσοκατεσταλμένα άτομα, σε ασθενείς με σοβαρά εγκαύματα, με σοβαρές δερματικές βλάβες και σε ασθενείς που πάσχουν από κυστική ίνωση. Έχει ελάχιστες διατροφικές απαιτήσεις και μπορεί να ανεχθεί μια μεγάλη ποικιλία περιβαλλοντικών συνθηκών [1, 3, 10, 13, 14].

Η Ρ. aeruginosa προκαλεί ενδονοσοκομειακές λοιμώξεις όπως ουρολοιμώξεις, μηνιγγίτιδα, λοιμώξεις από καθετήρες, σηψαιμία, πνευμονία, διαπυήσεις τραυμάτων κ.ά. Προκαλεί όμως και εξωνοσοκομειακές λοιμώξεις όπως ωτίτιδα, λοιμώξεις τραυμάτων, επιπεφυκίτιδα κ.α. [4]. Είναι υπεύθυνη για το 16% της νοσοκομειακής πνευμονίας, το 12% των ενδονοσοκομειακών λοιμώξεων του ουροποιητικού συστήματος, το 8% λοιμώξεων χειρουργικών τραυμάτων και το 10% λοιμώξεων του αίματος [11].

Η αεριογόνος ψευδομονάδα προκαλεί αναπνευστικές λοιμώξεις στους ασθενείς με ινοκυστική νόσο. Η κυστική ίνωση (CF) είναι κληρονομική ασθένεια. Το υπεύθυνο γονίδιο της βρίσκεται στο έβδομο χρωμόσωμα. Η δράση του φυσιολογικού χρωμοσώματος συνδέεται με την μεταφορά ιόντων χλωρίου δια μέσου της κυτταρικής μεμβράνης. Για αυτό το λόγο στους ασθενείς με κυστική ίνωση, υπάρχει διαταραχή της ισορροπίας νερού και αλάτων, με αποτέλεσμα την παραγωγή υπερβολικής βλέννας στους πνεύμονες και στο γαστρεντερικό σωλήνα. Η μεγάλη ποσότητα της βλέννας γίνεται το ιδανικό «σπίτι» για πιθανούς παθογόνους παράγοντες. Η P. aeruginosa προσβάλλει ασθενείς με κυστική ίνωση μέσω των αεραγωγών και τη στιγμή που εισέρχεται χρησιμοποιεί το μαστίγιο της για να μεταβεί στο υποξικό περιβάλλον. Σε αυτό το σημείο, P. aeruginosa ξεκινά να σχηματίζει «βιοφίλμ» [5, 6, 13].

Εκτός από τους ασθενείς με κυστική ίνωση αναπνευστικές λοιμώξεις προκαλούνται και σε ανοσοκατεσταλμένους ασθενείς καθώς και σε χρόνιους πνευμονοπαθείς όπου προκαλεί κυρίως πνευμονία. Η αεριογόνος ψευδομονάδα προκαλεί επίσης βακτηριαιμία (η παρουσία μικροοργανισμών στο αίμα που ανιχνεύεται με την καλλιέργεια του αίματος) μεταδιδόμενη μέσω ιατροτεχνολογικών προϊόντων στα νοσοκομεία και στους οίκους ευγηρίας. Τα συμπτώματα εξαρτώνται από το σημείο της λοίμωξης, με το ποσοστό της θνησιμότητας να παραμένει μεγαλύτερο από το 10% [12]. Στο ίδιο ποσοστό οφείλεται και για τις περιπτώσεις ενδοκαρδίτιδας. Έχουν περιγραφεί 200 περιπτώσεις ενδοκαρδίτιδας από P. aeruginosa. Η λοίμωξη παρατηρήθηκε και σε χρήστες ενδοφλέβιων ουσιών [8].

Η ανθεκτικότητα της στα περισσότερα από τα συνηθισμένα αντιβιοτικά, είναι ένα γεγονός που καθιστά την λοίμωξη από Ρ. aeruginosa, αρκετά επικίνδυνη ειδικά σε άτομα με ήδη επιβαρυμένο ανοσοποιητικό. Ο σχηματισμός του βιοφίλμ σχετίζεται με την αντοχή του στελέχους στα αντιβιοτικά και σε χρόνιες λοιμώξεις [3].

Φυτά και ασπόνδυλα

Στα ανώτερα φυτά, P. aeruginosa προκαλεί τα συμπτώματα (SOFT ROT) «μαλακιάς σήψης». Π.χ. το φυτό Arabidopsis thaliana (Thale κάρδαμο) και το Lactuca sativa (μαρούλι). Επίσης είναι παθογόνο για ασπόνδυλα ζώα, όπως του νηματώδους Caenorhabditis elegans, την μύγα των φρούτων Drosophila και τον σκώρο Galleria mellonella. Ο συνδυασμός των λοιμογόνων παραγόντων είναι ίδιος για την μόλυνση των φυτών και των ζώων [14].

Δομή του γονιδιώματος

Το μέγεθος του γονιδιώματος της P. aeruginosa είναι περίπου 5,2 - 7.000.000 ζεύγη βάσεων με 65% περιεκτικότητα σε γουανίνη και κυτοσίνη. Σύμφωνα μάλιστα με δημοσίευση του περιοδικού Nature είναι 6,3 Mbp και περιέχει 5.570 γονίδια σε ένα χρωμόσωμα [7, 13].

Μέθοδος (PCR)

Στο εργαστήριο με τη μέθοδο της ποσοτικής PCR πραγματικού χρόνου (Real Time PCR) υπάρχει η δυνατότητα της ανίχνευσης και της ποσοτικοποίησης με πολύ μεγάλη ευαισθησία [13].

Εφαρμογή στη Βιοτεχνολογία

Η P. aeruginosa όπους και πολλά άλλα βακτήρια του γένους Pseudomonas, μπορεί να υποβαθμίσει τους αρωματικούς υδρογονάνθρακες, όπως τις μεθυλοβενζίνες, που είναι τα υποπροϊόντα του πετρελαίου και χρησιμοποιούνται συνήθως ως διαλύτες για σμάλτα και χρώματα, καθώς και στην παραγωγή φαρμάκων και χημικών ουσιών. Οι μεθυλοβενζίνες θεωρούνται περιβαλλοντικοί ρύποι που τις συναντάμε στην ατμόσφαιρα, στα υπέδαφος, στα εδάφη, και στα επιφανειακά ύδατα. Η P. aeruginosa μπορεί να διασπάσει το τολουόλιο, που είναι η απλούστερη μορφή του μεθυλοβενζολίου. Αυτό γίνεται με την οξείδωση μεθυλίου σε αλδεΰδες, αλκοόλη και οξύ το οποίο στη συνέχεια μετατρέπεται μετατρέπεται ασε κατεχολαμίνες. Ως εκ τούτου, η P. aeruginosa μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο της ρύπανσης [13].

Βιβλιογραφία

1. Πόγγας Ν, Χαρβάλου Α. Ιατρική μικροβιολογία, Εκδόσεις Οδυσσέας 2011, Αθήνα, ISBN 978-960-210-577-1.
2. Μαυρίδου Α, Καμπούρης Μ, Νικολαίδου Α. Γενική μικροβιολογία, Π.Χ. Πασχαλίδης 2012, Αθήνα, ISBN 978-960-489-163-4.
3. Δημητρακόπουλος Γ. Ο., Μικροβιολογία II, Ευγενίδιου Ιδρύματος 1954, Αθήνα
4. Στάμος Γ. Μαθήματα Μικροβιολογίας II για Σπουδαστές ειδικότητας Ιατρικών και Βιολογικών Εργαστηρίων –Μικροβιολογικού και Βιοχημικού Εργαστηρίου, Ι.Ε.Κ. 2006-2007, Σιβιτανιδείου .
5. Αλεπόρου-Μαρίνου Α, Αργυροκαστρίτης Α, Κομητοπούλου Α, Πιαλόγλου Π, Σγουρίτσα Β. Βιολογία θετικής κατεύθυνσης Γ’ τάξης γενικού λυκείου, ΟΕΔΒ1999 , Αθήνα, ISBN 978-960-06-0684-6
6. Hare J, Solis N, Harmer C, Marzook N B, Rose B , Harbour C, Crossett B, Manos J and Coldwell J, Proteomic profiling of Pseudomonas aeruginosa AES-1R, PAO1 and PA14 reveals potential virulence determinants associated with a transmissible cystic fibrosis-associated strain, BMC Microbiology 2012, doi:10.1186/1471-2180-12-16
7. Stover C, Pham X, Erwin A, Mizoguchi S, Warrener P, Hickey M. et al, Complete genome sequence of Pseudomonas aeruginosa PAO1, an opportunistic pathogen Nature, 31 Aug 2000; 406(6799):959-64.
8. Κανσουζίδου-Κανακούδη Α. Λοιμώδης ενδοκαρδίτιδα, Δελτίον Ελληνικής Μικροβιολογικής Εταιρίας, Τόμος 52, Ιανουαρίου - Φεβρουαρίου 2007

Χρήσιμοι σύνδεσμοι

9. http://www.microbelibrary.org (American society of microbiology)
10. http://www.textbookofbacteriology.net/pseudomonas.html (Kenneth Todar, Ph.D.)
11. http://www.cdc.gov (Center of Disease Control and Prevention)
12. http://emedicine.medscape.com/article/226748-overview
13. http://microbewiki.kenyon.edu/index.php/Pseudomonas_aeruginosa
14. http://en.wikipedia.org/wiki/Pseudomonas_aeruginosa

Pseudomonas aeruginosa in petri dish.

Pseudomonas aeruginosa is a common encapsulated, gram-negative, aerobic–facultatively anaerobic, rod-shaped bacterium that can cause disease in plants and animals, including humans.^[1][2] A species of considerable medical importance, P. aeruginosa is a multidrug resistant pathogen recognized for its ubiquity, its intrinsically advanced antibiotic resistance mechanisms, and its association with serious illnesses – hospital-acquired infections such as ventilator-associated pneumonia and various sepsis syndromes.

The organism is considered opportunistic insofar as serious infection often occurs during existing diseases or conditions – most notably cystic fibrosis and traumatic burns. It generally affects the immunocompromised but can also infect the immunocompetent as in hot tub folliculitis. Treatment of P. aeruginosa infections can be difficult due to its natural resistance to antibiotics. When more advanced antibiotic drug regimens are needed adverse effects may result.

It is citrate, catalase, and oxidase positive. It is found in soil, water, skin flora, and most human-made environments throughout the world. It thrives not only in normal atmospheres, but also in low-oxygen atmospheres, thus has colonized many natural and artificial environments. It uses a wide range of organic material for food; in animals, its versatility enables the organism to infect damaged tissues or those with reduced immunity. The symptoms of such infections are generalized inflammation and sepsis. If such colonizations occur in critical body organs, such as the lungs, the urinary tract, and kidneys, the results can be fatal.^[3] Because it thrives on moist surfaces, this bacterium is also found on and in medical equipment, including catheters, causing cross-infections in hospitals and clinics. It is also able to decompose hydrocarbons and has been used to break down tarballs and oil from oil spills.^[4] P. aeruginosa is not extremely virulent in comparison with other major pathogenic bacterial species – for example the Gram-positive Staphylococcus aureus and Streptococcus pyogenes – though P. aeruginosa is capable of extensive colonization, and can aggregate into enduring biofilms.^[5]

Nomenclature

Pigment production, growth on cetrimide agar, the oxidase test, plaque formation and Gram stain.

A culture dish with Pseudomonas

The word Pseudomonas means "false unit", from the Greek pseudēs (Greek: ψευδής, false) and (Latin: monas, from Greek: μονάς, a single unit). The stem word mon was used early in the history of microbiology to refer to microorganisms and germs, e.g., kingdom Monera.^[6]

The species name aeruginosa is a Latin word meaning verdigris ("copper rust"), referring to the blue-green color of laboratory cultures of the species. This blue-green pigment is a combination of two metabolites of P. aeruginosa, pyocyanin (blue) and pyoverdine (green), which impart the blue-green characteristic color of cultures.^[6] Another assertion from 1956 is that aeruginosa may be derived from the Greek prefix ae- meaning "old or aged", and the suffix ruginosa means wrinkled or bumpy.^[7]

The names pyocyanin and pyoverdine are from the Greek, with pyo-, meaning "pus",^[8] cyanin, meaning "blue", and verdine, meaning "green". Hence, the term "pyocyanic bacteria" refers specifically to the "blue pus" characteristic of a P. aeruginosa infection. Pyoverdine in the absence of pyocyanin is a fluorescent-yellow color.

Gram-stained P. aeruginosa bacteria (pink-red rods)

Biology

Genome

The genome of Pseudomonas aeruginosa consists of a relatively large circular chromosome (5.5–6.8 Mb) that carries between 5,500 and 6,000 open reading frames, and sometimes plasmids of various sizes depending on the strain.^[9] Comparison of 389 genomes from different P. aeruginosa strains showed that just 17.5% is shared. This part of the genome is the P. aeruginosa core genome.^[10]

A comparative genomic study (in 2020) analyzed 494 complete genomes from the Pseudomonas genus, of which 189 were P. aeruginosa strains.^[11] The study observed that their protein count and GC content ranged between 5500 and 7352 (average: 6192) and between 65.6 and 66.9% (average: 66.1%), respectively.^[11] This comparative analysis further identified 1811 aeruginosa-core proteins, which accounts for more than 30% of the proteome. The higher percentage of aeruginosa-core proteins in this latter analysis could partly be attributed to the use of complete genomes. Although P. aeruginosa is a very well-defined monophyletic species, phylogenomically and in terms of ANIm values, it is surprisingly diverse in terms of protein content, thus revealing a very dynamic accessory proteome, in accordance with several analyses.^{[11][12][13][14]} It appears that, on average, industrial strains have the largest genomes, followed by environmental strains, and then clinical isolates.^[11][15] The same comparative study (494 Pseudomonas strains, of which 189 are P. aeruginosa) identified that 41 of the 1811 P. aeruginosa core proteins were present only in this species and not in any other member of the genus, with 26 (of the 41) being annotated as hypothetical. Furthermore, another 19 orthologous protein groups are present in at least 188/189 P. aeruginosa strains and absent in all the other strains of the genus.

Population structure

The population of P. aeruginosa can be classified in three main lineages, genetically characterised by the model strains PAO1, PA14, and the more divergent PA7.^[16]

While P. aeruginosa is generally thought of as an opportunistic pathogen, several widespread clones appear to have become more specialised pathogens, particularly in cystic fibrosis patients, including the Liverpool epidemic strain (LES) which is found mainly in the UK,^[17] DK2 in Denmark,^[18] and AUST-02 in Australia (also previously known as AES-2 and P2).^[19] There is also a clone that is frequently found infecting the reproductive tracts of horses.^[20][21]

Metabolism

P. aeruginosa is a facultative anaerobe, as it is well adapted to proliferate in conditions of partial or total oxygen depletion. This organism can achieve anaerobic growth with nitrate or nitrite as a terminal electron acceptor. When oxygen, nitrate, and nitrite are absent, it is able to ferment arginine and pyruvate by substrate-level phosphorylation.^[22] Adaptation to microaerobic or anaerobic environments is essential for certain lifestyles of P. aeruginosa, for example, during lung infection in cystic fibrosis and primary ciliary dyskinesia, where thick layers of lung mucus and bacterially-produced alginate surrounding mucoid bacterial cells can limit the diffusion of oxygen. P. aeruginosa growth within the human body can be asymptomatic until the bacteria form a biofilm, which overwhelms the immune system. These biofilms are found in the lungs of people with cystic fibrosis and primary ciliary dyskinesia, and can prove fatal.^{[23][24][25][26][27][28]}

Cellular cooperation

P. aeruginosa relies on iron as a nutrient source to grow. However, iron is not easily accessible because it is not commonly found in the environment. Iron is usually found in a largely insoluble ferric form.^[29] Furthermore, excessively high levels of iron can be toxic to P. aeruginosa. To overcome this and regulate proper intake of iron, P. aeruginosa uses siderophores, which are secreted molecules that bind and transport iron.^[30] These iron-siderophore complexes, however, are not specific. The bacterium that produced the siderophores does not necessarily receive the direct benefit of iron intake. Rather, all members of the cellular population are equally likely to access the iron-siderophore complexes. Members of the cellular population that can efficiently produce these siderophores are commonly referred to as cooperators; members that produce little to no siderophores are often referred to as cheaters. Research has shown when cooperators and cheaters are grown together, cooperators have a decrease in fitness, while cheaters have an increase in fitness.^[31] The magnitude of change in fitness increases with increasing iron limitation.^[32] With an increase in fitness, the cheaters can outcompete the cooperators; this leads to an overall decrease in fitness of the group, due to lack of sufficient siderophore production. These observations suggest that having a mix of cooperators and cheaters can reduce the virulent nature of P. aeruginosa.^[31]

Enzymes

LigDs form a subfamily of the DNA ligases. These all have a LigDom/ligase domain, but many bacterial LigDs also have separate polymerase domains/PolDoms and nuclease domains/NucDoms. In P. aeruginosa's case the nuclease domains are N-terminus, and the polymerase domains are C-terminus, extensions of the single central ligase domain.^[33]

Pathogenesis

Phagocytosis of P. aeruginosa by neutrophil in patient with bloodstream infection (Gram stain)

An opportunistic, nosocomial pathogen of immunocompromised individuals, P. aeruginosa typically infects the airway, urinary tract, burns, and wounds, and also causes other blood infections.^[34]

It is the most common cause of infections of burn injuries and of the outer ear (otitis externa), and is the most frequent colonizer of medical devices (e.g., catheters). Pseudomonas can be spread by equipment that gets contaminated and is not properly cleaned or on the hands of healthcare workers.^[35] Pseudomonas can, in rare circumstances, cause community-acquired pneumonias,^[36] as well as ventilator-associated pneumonias, being one of the most common agents isolated in several studies.^[37] Pyocyanin is a virulence factor of the bacteria and has been known to cause death in C. elegans by oxidative stress. However, salicylic acid can inhibit pyocyanin production.^[38] One in ten hospital-acquired infections is from Pseudomonas. Cystic fibrosis patients are also predisposed to P. aeruginosa infection of the lungs due to a functional loss in chloride ion movement across cell membranes as a result of a mutation.^[39] P. aeruginosa may also be a common cause of "hot-tub rash" (dermatitis), caused by lack of proper, periodic attention to water quality. Since these bacteria thrive in moist environments, such as hot tubs and swimming pools, they can cause skin rash or swimmer's ear.^[35] Pseudomonas is also a common cause of postoperative infection in radial keratotomy surgery patients. The organism is also associated with the skin lesion ecthyma gangrenosum. P. aeruginosa is frequently associated with osteomyelitis involving puncture wounds of the foot, believed to result from direct inoculation with P. aeruginosa via the foam padding found in tennis shoes, with diabetic patients at a higher risk.

A comparative genomic analysis of 494 compete Pseudomonas genomes, including 189 complete P. aeruginosa genomes, identified several proteins that are shared by the vast majority of P. aeruginosa strains, but are not observed in other analyzed Pseudomonas genomes.^[11] These aeruginosa-specific core proteins, such as CntL, CntM, PlcB, Acp1, MucE, SrfA, Tse1, Tsi2, Tse3, and EsrC are known to play an important role in this species' pathogenicity.^[11]

Toxins

P. aeruginosa uses the virulence factor exotoxin A to inactivate eukaryotic elongation factor 2 via ADP-ribosylation in the host cell, much as the diphtheria toxin does. Without elongation factor 2, eukaryotic cells cannot synthesize proteins and necrotise. The release of intracellular contents induces an immunologic response in immunocompetent patients. In addition P. aeruginosa uses an exoenzyme, ExoU, which degrades the plasma membrane of eukaryotic cells, leading to lysis. Increasingly, it is becoming recognized that the iron-acquiring siderophore, pyoverdine, also functions as a toxin by removing iron from mitochondria, inflicting damage on this organelle.^[40][41]

Phenazines

Phenazines are redox-active pigments produced by P. aeruginosa. These pigments are involved in quorum sensing, virulence, and iron acquisition.^[42] P. aeruginosa produces several pigments all produced by a biosynthetic pathway: phenazine-1-carboxamide (PCA), 1-hydroxyphenazine, 5-methylphenazine-1-carboxylic acid betaine, pyocyanin and aeruginosin A. Two operons are involved in phenazine biosynthesis: phzA1B1C1D1E1F1G1 and phzA2B2C2D2E2F2G2.^[43][44][45] The enzymes encoded by these operons convert chorismic acid to PCA. The products of three key genes, phzH, phzM, and phzS then convert PCA to the other phenazines mentioned above. Though phenazine biosynthesis is well studied, questions remain as to the final structure of the brown phenazine pyomelanin.

When pyocyanin biosynthesis is inhibited, a decrease in P. aeruginosa pathogenicity is observed in vitro. This suggests that pyocyanin is mostly responsible for the initial colonization of P. aeruginosa in vivo.^[45]

Triggers

With low phosphate levels, P. aeruginosa has been found to activate from benign symbiont to express lethal toxins inside the intestinal tract and severely damage or kill the host, which can be mitigated by providing excess phosphate instead of antibiotics.^[46]

Plants and invertebrates

In higher plants, P. aeruginosa induces soft rot, for example in Arabidopsis thaliana (Thale cress)^[47] and Lactuca sativa (lettuce).^[48][49] It is also pathogenic to invertebrate animals, including the nematode Caenorhabditis elegans,^[50][51] the fruit fly Drosophila,^[52] and the moth Galleria mellonella.^[53] The associations of virulence factors are the same for plant and animal infections.^[48][54] In both insects and plants, P. aeruginosa virulence is highly quorum sensing (QS) dependent.^[55] Its QS is in turn highly dependent upon such genes as acyl-homoserine-lactone synthase, and lasI.^[56]

Quorum sensing

P. aeruginosa is an opportunistic pathogen with the ability to coordinate gene expression in order to compete against other species for nutrients or colonization. Regulation of gene expression can occur through cell-cell communication or quorum sensing (QS) via the production of small molecules called autoinducers that are released into the external environment. These signals, when reaching specific concentrations correlated with specific population cell densities, activate their respective regulators thus altering gene expression and coordinating behavior. P. aeruginosa employs five interconnected QS systems – las, rhl, pqs, iqs, and pch – that each produce unique signaling molecules.^[57] The las and rhl systems are responsible for the activation of numerous QS-controlled genes, the pqs system is involved in quinolone signaling, and the iqs system plays an important role in intercellular communication.^[58] QS in P. aeruginosa is organized in a hierarchical manner. At the top of the signaling hierarchy is the las system, since the las regulator initiates the QS regulatory system by activating the transcription of a number of other regulators, such as rhl. So, the las system defines a hierarchical QS cascade from the las to the rhl regulons.^[59] Detection of these molecules indicates P. aeruginosa is growing as biofilm within the lungs of cystic fibrosis patients.^[60] The impact of QS and especially las systems on the pathogenicity of P. aeruginosa is unclear, however. Studies have shown that lasR-deficient mutants are associated with more severe outcomes in cystic fibrosis patients^[61] and are found in up to 63% of chronically infected cystic fibrosis patients despite impaired QS activity.^[62]

QS is known to control expression of a number of virulence factors in a hierarchical manner, including the pigment pyocyanin. However, although the las system initiates the regulation of gene expression, its absence does not lead to loss of virulence factors. Recently, it has been demonstrated that the rhl system partially controls las-specific factors, such as proteolytic enzymes responsible for elastolytic and staphylolytic activities, but in a delayed manner. So, las is a direct and indirect regulator of QS-controlled genes.^[58] Another form of gene regulation that allows the bacteria to rapidly adapt to surrounding changes is through environmental signaling. Recent studies have discovered anaerobiosis can significantly impact the major regulatory circuit of QS. This important link between QS and anaerobiosis has a significant impact on production of virulence factors of this organism.^[63] Garlic experimentally blocks quorum sensing in P. aeruginosa.^[64]

Biofilms formation and cyclic di-GMP

As in most Gram negative bacteria, P. aeruginosa biofilm formation is regulated by one single molecule: cyclic di-GMP. At low cyclic di-GMP concentration, P. aeruginosa has a free-swimming mode of life. But when cyclic di-GMP levels increase, P. aeruginosa start to establish sessile communities on surfaces. The intracellular concentration of cyclic di-GMP increases within seconds when P. aeruginosa touches a surface (e.g.: a rock, plastic, host tissues...).^[65] This activates the production of adhesive pili, that serve as "anchors" to stabilize the attachment of P. aeruginosa on the surface. At later stages, bacteria will start attaching irreversibly by producing a strongly adhesive matrix. At the same time, cyclic di-GMP represses the synthesis of the flagellar machinery, preventing P. aeruginosa from swimming. When suppressed, the biofilms are less adherent and easier to treat. The biofilm matrix of P. aeruginosa is composed of nucleic acids, amino acids, carbohydrates, and various ions. It mechanically and chemically protects P. aeruginosa from aggression by the immune system and some toxic compounds. P. aeruginosa biofilm's matrix is composed of 2 types of sugars (or "exopolysacharides") named PSL and PEL:

• Polysaccharide synthesis locus (PSL) and cyclic di-GMP form a positive feedback loop. PSL stimulates cyclic di-GMP production, while high cyclic di-GMP turns on the operon and increases activity of the operon. This 15-gene operon is responsible for the cell-cell and cell-surface interactions required for cell communication. It is also responsible for the sequestering of the extracellular polymeric substance matrix.^[66]
• PEL is a cationic exopolysaccharide that cross-links extracellular DNA in the P. aeruginosa biofilm matrix.^[67]

Upon certain cues or stresses, P. aeruginosa revert the biofilm program and detach. Recent studies have shown that the dispersed cells from P. aeruginosa biofilms have lower cyclic di-GMP levels and different physiologies from those of planktonic and biofilm cells.^[68][69] Such dispersed cells are found to be highly virulent against macrophages and C. elegans, but highly sensitive towards iron stress, as compared with planktonic cells.^[68]

Biofilms and treatment resistance

Biofilms of P. aeruginosa can cause chronic opportunistic infections, which are a serious problem for medical care in industrialized societies, especially for immunocompromised patients and the elderly. They often cannot be treated effectively with traditional antibiotic therapy. Biofilms seem to protect these bacteria from adverse environmental factors. P. aeruginosa can cause nosocomial infections and is considered a model organism for the study of antibiotic-resistant bacteria. Researchers consider it important to learn more about the molecular mechanisms that cause the switch from planktonic growth to a biofilm phenotype and about the role of QS in treatment-resistant bacteria such as P. aeruginosa. This should contribute to better clinical management of chronically infected patients, and should lead to the development of new drugs.^[63]

Scientists have been examining the possible genetic basis for P. aeruginosa resistance to antibiotics such as tobramycin. One locus identified as being an important genetic determinant of the resistance in this species is ndvB, which encodes periplasmic glucans that may interact with antibiotics and cause them to become sequestered into the periplasm. These results suggest a genetic basis exists behind bacterial antibiotic resistance, rather than the biofilm simply acting as a diffusion barrier to the antibiotic.^[70]

Diagnosis

Production of pyocyanin, water-soluble green pigment of P. aeruginosa (left tube)

Depending on the nature of infection, an appropriate specimen is collected and sent to a bacteriology laboratory for identification. As with most bacteriological specimens, a Gram stain is performed, which may show Gram-negative rods and/or white blood cells. P. aeruginosa produces colonies with a characteristic "grape-like" or "fresh-tortilla" odor on bacteriological media. In mixed cultures, it can be isolated as clear colonies on MacConkey agar (as it does not ferment lactose) which will test positive for oxidase. Confirmatory tests include production of the blue-green pigment pyocyanin on cetrimide agar and growth at 42 °C. A TSI slant is often used to distinguish nonfermenting Pseudomonas species from enteric pathogens in faecal specimens.

When P. aeruginosa is isolated from a normally sterile site (blood, bone, deep collections), it is generally considered dangerous, and almost always requires treatment.^[71][72] However, P. aeruginosa is frequently isolated from nonsterile sites (mouth swabs, sputum, etc.), and, under these circumstances, it may represent colonization and not infection. The isolation of P. aeruginosa from nonsterile specimens should, therefore, be interpreted cautiously, and the advice of a microbiologist or infectious diseases physician/pharmacist should be sought prior to starting treatment. Often, no treatment is needed.

Classification

Morphological, physiological, and biochemical characteristics of Pseudomonas aeruginosa are shown in the Table below.

Note: + = Positive, - =Negative

P. aeruginosa is a Gram-negative, aerobic (and at times facultatively anaerobic), rod-shaped bacterium with unipolar motility.^[73] It has been identified as an opportunistic pathogen of both humans and plants.^[74] P. aeruginosa is the type species of the genus Pseudomonas.^[75]

Identification of P. aeruginosa can be complicated by the fact individual isolates often lack motility. The colony morphology itself also displays several varieties. The main two types are large, smooth, with a flat edge and elevated center and small, rough, and convex.^[76] A third type, mucoid, can also be found. The large colony can typically be found in clinal settings while the small is found in nature.^[76] The third, however, is present in biological settings and has been found in respiratory and in the urinary tract.^[76] Furthermore, mutations in the gene lasR drastically alter colony morphology and typically lead to failure to hydrolyze gelatin or hemolyze.

In certain conditions, P. aeruginosa can secrete a variety of pigments, including pyocyanin (blue), pyoverdine (yellow and fluorescent), pyorubin (red), and pyomelanin (brown). These can be used to identify the organism.^[77]

Pseudomonas aeruginosa fluorescence under UV illumination

Clinical identification of P. aeruginosa may include identifying the production of both pyocyanin and fluorescein, as well as its ability to grow at 42 °C. P. aeruginosa is capable of growth in diesel and jet fuels, where it is known as a hydrocarbon-using microorganism, causing microbial corrosion.^[78] It creates dark, gellish mats sometimes improperly called "algae" because of their appearance.

Treatment

Many P. aeruginosa isolates are resistant to a large range of antibiotics and may demonstrate additional resistance after unsuccessful treatment. It should usually be possible to guide treatment according to laboratory sensitivities, rather than choosing an antibiotic empirically. If antibiotics are started empirically, then every effort should be made to obtain cultures (before administering the first dose of antibiotic), and the choice of antibiotic used should be reviewed when the culture results are available.

The antibiogram of P. aeruginosa on Mueller–Hinton agar

Due to widespread resistance to many common first-line antibiotics, carbapenems, polymyxins, and more recently tigecycline were considered to be the drugs of choice; however, resistance to these drugs has also been reported. Despite this, they are still being used in areas where resistance has not yet been reported. Use of β-lactamase inhibitors such as sulbactam has been advised in combination with antibiotics to enhance antimicrobial action even in the presence of a certain level of resistance. Combination therapy after rigorous antimicrobial susceptibility testing has been found to be the best course of action in the treatment of multidrug-resistant P. aeruginosa. Some next-generation antibiotics that are reported as being active against P. aeruginosa include doripenem, ceftobiprole, and ceftaroline. However, these require more clinical trials for standardization. Therefore, research for the discovery of new antibiotics and drugs against P. aeruginosa is very much needed. Antibiotics that may have activity against P. aeruginosa include:

• aminoglycosides (gentamicin, amikacin, tobramycin, but not kanamycin)
• quinolones (ciprofloxacin, levofloxacin, but not moxifloxacin)
• 

  Examples of antibiotic susceptibility testing of P. aeruginosa. The disk diffusion test (A) and the MIC test (B). P. aeruginosa is intrinsically resistant to ampicillin/sulbactam, tigecycline and trimethoprim/sulfamethoxazole (no breakpoints in Img. B).
  cephalosporins (ceftazidime, cefepime, cefoperazone, cefpirome, ceftobiprole, but not cefuroxime, cefotaxime, or ceftriaxone)
• antipseudomonal penicillins: carboxypenicillins (carbenicillin and ticarcillin), and ureidopenicillins (mezlocillin, azlocillin, and piperacillin). P. aeruginosa is intrinsically resistant to all other penicillins.
• carbapenems (meropenem, imipenem, doripenem, but not ertapenem)
• polymyxins (polymyxin B and colistin)^[79]
• monobactams (aztreonam)

As fluoroquinolones are one of the few antibiotic classes widely effective against P. aeruginosa, in some hospitals, their use is severely restricted to avoid the development of resistant strains. On the rare occasions where infection is superficial and limited (for example, ear infections or nail infections), topical gentamicin or colistin may be used.

For pseudomonal wound infections, acetic acid with concentrations from 0.5% to 5% can be an effective bacteriostatic agent in eliminating the bacteria from the wound. Usually a sterile gauze soaked with acetic acid is placed on the wound after irrigation with normal saline. Dressing would be done once per day. Pseudomonas is usually eliminated in 90% of the cases after 10 to 14 days of treatment.^[80]

Antibiotic resistance

One of the most worrisome characteristics of P. aeruginosa is its low antibiotic susceptibility, which is attributable to a concerted action of multidrug efflux pumps with chromosomally encoded antibiotic resistance genes (e.g., mexAB, mexXY, etc.) and the low permeability of the bacterial cellular envelopes.^[81] In addition to this intrinsic resistance, P. aeruginosa easily develops acquired resistance either by mutation in chromosomally encoded genes or by the horizontal gene transfer of antibiotic resistance determinants. Development of multidrug resistance by P. aeruginosa isolates requires several different genetic events, including acquisition of different mutations and/or horizontal transfer of antibiotic resistance genes. Hypermutation favours the selection of mutation-driven antibiotic resistance in P. aeruginosa strains producing chronic infections, whereas the clustering of several different antibiotic resistance genes in integrons favors the concerted acquisition of antibiotic resistance determinants. Some recent studies have shown phenotypic resistance associated to biofilm formation or to the emergence of small-colony variants may be important in the response of P. aeruginosa populations to antibiotic treatment.^[63]

Mechanisms underlying antibiotic resistance have been found to include production of antibiotic-degrading or antibiotic-inactivating enzymes, outer membrane proteins to evict the antibiotics, and mutations to change antibiotic targets. Presence of antibiotic-degrading enzymes such as extended-spectrum β-lactamases like PER-1, PER-2, and VEB-1, AmpC cephalosporinases, carbapenemases like serine oxacillinases, metallo-b-lactamases, OXA-type carbapenemases, and aminoglycoside-modifying enzymes, among others, have been reported. P. aeruginosa can also modify the targets of antibiotic action: for example, methylation of 16S rRNA to prevent aminoglycoside binding and modification of DNA, or topoisomerase to protect it from the action of quinolones. P. aeruginosa has also been reported to possess multidrug efflux pumps systems that confer resistance against a number of antibiotic classes, and the MexAB-OprM (Resistance-nodulation-division (RND) family) is considered as the most important^[82]. An important factor found to be associated with antibiotic resistance is the decrease in the virulence capabilities of the resistant strain. Such findings have been reported in the case of rifampicin-resistant and colistin-resistant strains, in which decrease in infective ability, quorum sensing, and motility have been documented.^[83]

Mutations in DNA gyrase are commonly associated with antibiotic resistance in P. aeruginosa. These mutations, when combined with others, confer high resistance without hindering survival. Additionally, genes involved in cyclic-di-GMP signaling may contribute to resistance. When P. aeruginosa is grown under in vitro conditions designed to mimic a cystic fibrosis patient's lungs, these genes mutate repeatedly.^[84]

Two small RNAs, Sr0161 and ErsA, were shown to interact with mRNA encoding the major porin OprD responsible for the uptake of carbapenem antibiotics into the periplasm. The sRNAs bind to the 5'UTR of oprD, causing increase in bacterial resistance to meropenem. Another sRNA, Sr006, may positively regulate (post-transcriptionally) the expression of PagL, an enzyme responsible for deacylation of lipid A. This reduces the pro-inflammatory property of lipid A.^[85] Furthermore, similar to a process found in Salmonella,^[86] Sr006 regulation of PagL expression may aid in polymyxin B resistance.^[85]

Prevention

Probiotic prophylaxis may prevent colonization and delay onset of Pseudomonas infection in an ICU setting.^[87] Immunoprophylaxis against Pseudomonas is being investigated.^[88] The risk of contracting P. aeruginosa can be reduced by avoiding pools, hot tubs, and other bodies of standing water; regularly disinfecting and/or replacing equipment that regularly encounters moisture (such as contact lens equipment and solutions); and washing one's hands often (which is protective against many other pathogens as well). However, even the best hygiene practices cannot totally protect an individual against P. aeruginosa, given how common P. aeruginosa is in the environment.^[89]

Experimental therapies

Phage therapy against P. aeruginosa has been investigated as a possible effective treatment, which can be combined with antibiotics, has no contraindications and minimal adverse effects. Phages are produced as sterile liquid, suitable for intake, applications etc.^[90] Phage therapy against ear infections caused by P. aeruginosa was reported in the journal Clinical Otolaryngology in August 2009.^[91]

Research

In 2013, João Xavier described an experiment in which P. aeruginosa, when subjected to repeated rounds of conditions in which it needed to swarm to acquire food, developed the ability to "hyperswarm" at speeds 25% faster than baseline organisms, by developing multiple flagella, whereas the baseline organism has a single flagellum.^[92] This result was notable in the field of experimental evolution in that it was highly repeatable.^[93]P. aeruginosa has been studied for use in bioremediation and use in processing polyethylene in municipal solid waste.^[94]

Research on this bacterium's systems biology led to the development of genome-scale metabolic models that enable computer simulation and prediction of bacterial growth rates under varying conditions, including its virulence properties.^[95][96]

Distribution

Pest risk analysis

As of 2019 the East African Community considers P. aeruginosa to be a quarantine concern because of the presence of Phaseolus vulgaris-pathogenic strains of P. aeruginosa in Kenya for the rest of the area. A pest risk analysis by the EAC was based on this bacterium's CABI's Crop Protection Compendium listing, following Kaaya & Darji 1989's initial detection in Kenya.^[97]

Eyedrops

A small number of infections in the United States in 2022 and 2023 were likely caused by poorly manufactured eyedrops.^[98]

See also

References

Pseudomonas aeruginosa es una especie de bacterias Gram-negativas, aeróbicas, con motilidad unipolar.^[1]​ Es un patógeno oportunista en humanos y también en plantas.^[2]​

Como otras Pseudomonas, P. aeruginosa secreta una variedad de pigmentos como piocianina (azul verdoso), fluoresceína (amarillo verdoso fluorescente) y piorrubina (rojo pardo). King, Ward, & Raney desarrollaron Pseudomonas Agar P (también conocido como "medio King A") para mejorar la producción de piocianina y piorrubina; y Pseudomonas Agar F (también conocido como "medio King B") para la fluoresceína.^[3]​

P. aeruginosa es a menudo identificada, de modo preliminar, por su apariencia perlada y olor a uvas in vitro. La identificación clínica definitiva de P. aeruginosa frecuentemente incluye, tanto identificar la producción de piocianina y fluoresceína como determinar su habilidad de crecer a 42 °C. P. aeruginosa es capaz de crecer en combustibles como queroseno o gasóleo, ya que es un microorganismo capaz de nutrirse a partir de hidrocarburos, causando estragos de corrosión microbiana, y creando una gelatina oscura que a veces se identifica inadecuadamente con un alga.

Etimología

Etimológicamente, 'pseudomonas' significa 'falsa unidad', del griego pseudo, que significa 'falso', y monas, que significa unidad simple. El nombre fue usado inicialmente en la historia de la microbiología como sinónimo de gérmenes. Aeruginosa , el nombre latino para el cardenillo u "óxido de cobre", describe el pigmento azul verdoso bacteriano visto en los cultivos de laboratorio de P. aeruginosa. La biosíntesis de piocianina es regulada por mecanismos homeostáticos, como en una biopelícula asociada con la colonización de P. aeruginosa en los pulmones de los pacientes con fibrosis quística.

Patogénesis

P. aeruginosa al microscopio de barrido.

Este patógeno oportunista de individuos immunocomprometidos, P. aeruginosa infecta los pulmones y las vías respiratorias, las vías urinarias, los tejidos, (heridas), y también causa otras sepsis (infecciones generalizadas en el organismo).^[4]​ Pseudomonas puede causar neumonías a grupos,^[5]​ lo que en ocasiones precisa ayuda mecánica para superar dichas neumonías, siendo uno de los microorganismos más frecuentes aislados en muchos estudios.^[6]​ La piocianina es un factor de virulencia de la bacteria y se ha conocido que puede hasta causar muerte en C. elegans por estrés oxidativo. Sin embargo, la investigación indica que el ácido salicílico puede inhibir la producción de piocianina.^[7]​ La fibrosis quística está también predispuesta a la infección con P. aeruginosa de los pulmones. P. aeruginosa es el causante de dermatitis, causada por disminución del control de la calidad del agua de bebida. El más común causante de altas fiebres en infecciones es P. aeruginosa^{[cita requerida]}. También ha estado involucrado en foliculitis de tinas de agua caliente, en especial aquellas sin un control higiénico continuo.^[8]​

La P. aeruginosa es productora de la exotoxina A. En plantas induce síntomas de putrefacción de las raíces con Arabidopsis thaliana y Lactuca sativa (lechuga).^[9]​^[10]​ Es un poderoso patógeno con Arabidopsis^[11]​ y con varias spp. animales: Caenorhabditis elegans,^[12]​^[13]​ Drosophila^[14]​ y Galleria mellonella.^[15]​ Las asociaciones de factores de virulencia son los mismos para infecciones vegetales y animales.^[9]​^[16]​

Walker et al han demostrado en 2001 que en la colonización radicular, P. aeruginosa forma biofilmes que confieren resistencia contra los antibióticos secregados por las raíces. Las cepas patogénicas P. aeruginosa PAO1 y PA14 causa mortalidad de plantas tras siete días de la postinoculación en Arabidopsis y en Ocimum basilicum. P. aeruginosa forma biofilmes antes de la mortalidad alrededor de las raíces. Ya infectado, las raíces de Ocimum secretan ácido rosmarínico, un multifuncional éster del ácido cafeico que exhibe in vitro actividad antibacterial contra células planktónicas de ambas razas de P. aeruginosa con un mínimo de concentración inhibitoria de 3 µg mL-1.

Sin embargo, el ácido rosmarínico no produjo niveles de concentración mínimos inhibitorios en exudados de raíces de Ocimum, antes de P. aeruginosa que forma un biofilme que resiste los efectos microbiales del ácido rosmarínico, y al final causa mortalidad de plantas. La inducción de la secreción de ácido rosmarínico suplementando las raíces y con suplementación exógena de exudados de taíces de Arabidopsis con ácido rosmarínico antes de la infección, confiriendo resistencia a P. aeruginosa.

Bajo las últimas condiciones y con microscopía de escaneado láser confocal, grands aglomerados de P. aeruginosa muerta se han visto en la superficie radicular de Arabidopsis y no se observa formación de biofilme. Los estudios con mutantes quorum sensibles PAO210 (rhlI), PAO214 (lasI), y PAO216 (lasI rhlI) demostraron que todas las razas eran patogénicas a Arabidopsis, que naturalmente no secretan ácido rosmarínico como un exudado de raíces. Sin embargo, PAO214 fue la única raza patogénica que emitió exudado dulce, y biofilme de PAO214 pareció comparable con biofilmes formados en razas salvajes de P. aeruginosa.^[17]​

Tratamiento

P. aeruginosa se aísla con frecuencia de sitios no estériles como la boca y el esputo, entre otros, y en esas circunstancias suele representar una colonización, sin infección. El aislamiento de P. aeruginosa de especímenes no estériles debería interpretarse con cautela y el aviso del microbiólogo o el médico infectólogo deberían corroborarse antes del comienzo del tratamiento. A veces no es necesario tratar.

Cuando P. aeruginosa se aísla de sitios estériles (sangre, hueso, colecciones profundas) debe tomarse con mucha seriedad y en la mayor parte de los casos requiere tratamiento rápido.

P. aeruginosa es naturalmente resistente a una gran cantidad de diferentes familias de antibióticos. Es indispensable usarlos con una guía de tratamiento acorde con los resultados de antibiogramas (sensibilidad de la especie de P. aeruginosa a diferentes potentes antibióticos), más que a elegir determinado antibiótico empíricamente. Si se comienza con un antibiótico genérico empíricamente, hay que realizar lo adecuado para obtener cultivos y elegir el mejor de los resultados bioquímicos, revisando el elegido.

Los antibióticos que han mostrado actividad contra P. aeruginosa incluyen:

• aminoglicosidos (gentamicina, amikacina, tobramicina);
• quinolonas (ciprofloxacino, levofloxacino pero no moxifloxacino)
• cefalosporinas (ceftazidima, cefoperazona, cefepima, cefpiroma, pero no cefuroxima, ceftriaxona, cefotaxima)
• ureidopenicilinas (piperacilina, ticarcilina, carbenicilina: P. aeruginosa es intrínsecamente resistente a todas las otras penicilinas)
• carbapenem (meropenem, imipenem, y no ertapenem)
• polimixinas (polimixina B)
• monobactámicos (aztreonam)

Estos antibióticos deben aplicarse siempre por inyección, con la excepción de las fluoroquinolonas. Por esa razón, en algunos hospitales la fluoroquinolona está severamente restringida para evitar el desarrollo de cepas resistentes de P. aeruginosa. El monitoreo terapéutico (TDM por sus siglas en inglés: Therapeutic Drug Monitoring) de los aminoglucósidos (p. ej., amikacina y gentamicina) puede ser una herramienta importante para individualizar, y así optimizar, los tratamientos farmacológicos. Sobre la base de la aplicación adecuada del TDM, y criterios farmacocinético clínicos apropiados, sería posible disminuir la probabilidad de aparición de eventos adversos y aumentar la probabilidad de obtener los efectos clínicos deseados.

Referencias

Pseudomonas aeruginosa on laialdase levikuga oportunistlik patogeen. Võimeline tekitama infektsioone nii loomadel (sh inimesel) kui ka taimedel. 1,5–3,0 µm pikkused kepikesekujulised bakterid on iseloomuliku roheka värvusega püotsüaniini pigmentatsiooni tõttu.

Vähenõudlikkus toitainete suhtes võimaldab asustada väga erinevaid keskkondi. On põhiliseks haiglainfektsioonide põhjustajaks. Pseudomonas aeruginosa on gramnegatiivne ja oksüdaaspositiivne^[1] Pseudomonas'e perekonda kuuluv bakter. Esimesena kirjeldas seda aastal 1900 Walter Migula. Aastal 2000 sekveneeriti tüüptüve PAO1 6,3 Mbp suurune genoom.^[2]

Süstemaatika

Pseudomonas aeruginosa on gramnegatiivne, aeroobne, kepikujuline Pseudomonadaceae seltsi ja gammaproteobakterite klassi kuuluv bakter. 16Sribosomaalse RNA (rRNA) analüüsi põhjal kuulub sugukonda vaid perekond Pseudomonas, mis on omakorda jaotatud kaheksasse alagruppi. P. aeruginosa on Pseudomonaadide perekonna tüüpliik.^[3] Perekonda kuulub kokku 12 liiki^[4].

Levik

Laialdase levikuga nii pinnases kui ka vees. Looduses on P. aeruginosa biokilena substraadil või planktoonilise ainurakse vormina. Vibur võimaldab vees kiiresti liikuda ja kinnituda erinevatele pindadele.

Optimaalne kasvutemperatuur on 37 °C, kuid saab kasvada ka 42 °C juures.

Tavaline bakter pinnases, vees, naha mikroflooras ja enamikus tehiskeskkondades. Suudab ellu jääda ka anaeroobsetes tingimustes. Kasvades diisli- ja reaktiivkütustel, põhjustab bakteriaalset korrosiooni.

Morfoloogia

Pseudomonas aeruginosa iseloomulik rohekas värvus

fluorentseeruv pigment (püoverdiin) UV-valguses

Tegu on gramnegatiivse kepikesekujulise bakteriga, mille läbimõõt on 0,5–0,8 µm ja pikkus 1,5–3,0 µm.^[5] Ühes kepikese otsas paiknev vibur võimaldab unipolaarset liikumist. Eritatavatest eksopolüsahhariididest moodustub raku ümber limakapsel, mis soodustab liikumist, kaitseb fagotsütoosi ja antikehade eest ning takistab väljutamist loomade (sh inimese) hingamisteedest. P. aeruginosa sekreteerib mitmeid pigmente, mis sõltuvalt söötme koostisest annavad kolooniatele värvuse – püotsüaniin (sinakasroheline), püoverdiin (kollakasroheline ja fluorestsents) ja püorubiin (punakaspruun). King, Ward ja Raney töötasid välja Pseudomonas'e agara A (Kingi A sööde) püotsüaniini ja püorubiini produktsiooni vaatlemiseks ja Pseudomonase agara F (Kingi B sööde) fluorestseiini produktsiooni jälgimiseks^[6].

Genoom

Tüüptüve PAO1 genoom sekveneeriti täielikult 2000. aastal. Genoomi suurus on 6,3 Mbp ja see sisaldab 5570 geeni. G+C-rikas P. aeruginosa kromosoom koosneb konserveerunud ja varieeruvatest osadest. Konserveerunud lõigud on kollineaarsed, sisaldavad vähe kordusjärjestusi ja üksikuid kõrge sagedusega lookusi. Olulisemateks on püroverdiini lookus, viburivalkude sünteesi regulonid, pilA ja O-antigeeni sünteesi lookus. Varieeruvad segmendid paiknevad hajusalt üle genoomi, millest umbes 1/3 vahetult tRNA või tmRNA geenide läheduses. Genoomi mitmekesistumist põhjustab pKLC102/PAGI-2 perekonna genoomsete saarekeste lülitumine tRNA^Lys või tRNA^Gly geenidesse (vastavalt Lys ja Gly transportimiseks vajalike tRNA molekulide sünteesi kodeerivad järjestused) Saarekeste mõju bakteri metaboolselt olulistele geenidele on varieeruv, kuid tehisgeenide abil on tõestatud nende horisontaalne levimine teistesse kloonidesse ja liikidesse. Harvaesinevate haigustega patsientidel infektsiooni põhjustades suureneb tõenäosus deletsioonide, genoomi ümberkorralduste (nt translokatsioon) ja funktsioonitute mutatsioonide kuhjumiseks. P. aeruginosa populatsiooni moodustavad paar domineerivamat laialdase levikuga tüve.

16S rRNA järjestuse alusel on eristatud mitmeid tüvesid:
ATCC 10145
CCUG 551
CFBP 2466
CIP 100720
DSM 50071
JCM 5962
LMG 1242
NBRC 12689
NCCB 76039
NCIMB 8295
NCTC 10332
NRRL B-771

Ainevahetus

Metabolism on aeroobne ja mittekääritav, kuid siiski on Pseudomonas aeruginosa võimeline kasvama ka anaeroobsetes tingimustes, kui keskkonnas leidub NO₃, mida kasutada elektronide aktseptorina. Sobilikuks on osutunud ka arginiini kääritamine substraadi tasemel fosforüülimisega.^[7][8]

P. aeruginosa on toitainete osas vähenõudlik. Võimeline kasvama ka peaaegu destilleeritud vees – suure toiduainetepuudusega tingimustes. Lihtsaim sööde laboratoorsetes tingimustes kasvatamiseks sisaldab C-allikana atsetaati ja N-allikana ammooniumsulfaati. P. aeruginosa, sarnaselt teiste pseudomonaadidega on metaboolselt mitmekülgne. Orgaaniliste ühendite olemasolu väliskeskkonnas ei ole vajalik, kuid suudab substraadina nende tootmiseks kasutada rohkem kui 75 orgaanilist ühendit. Vastupidav füüsikalistele mõjutustele, sh temperatuurile. Vastupidav kõrgetele soolakontsentratsioonidele ja paljudele laialdasemalt kasutatavatele antibiootikumidele. Seedeensüümi SdsA abiga suudab lagundada ka naatriumlaurüülsulfaati (SDS). Seetõttu saab kasvada ka suure SDS-sisaldusega kasvukohtades (nt šampoonid)^[9], kus enamik baktereid hukkub.

Patogeensus

Vereinfektsioonis Pseudomonas aeruginosa fagotsüteerimine neutrofiili poolt

Pseudomonas aeruginosa on oportunistlik patogeen, nakatades nii loomi (sh ka inimest) kui ka taimi. Levinumad on aeruginosa põhjustatud kopsu, kuseteede, põletushaavade ja vereinfektsioonid. Sagedane põletushaavade ja sisekõrva (otitis externa) infektsioonide tekitaja. Väga vastupidava biokilena katab ka meditsiiniseadmeid ja -vahendeid (nt kateetreid), olles oluliseks haiglainfektsioonide põhjustajaks. Püotsüaniin on bakteri virulentsusfaktoriks. Püotsüaniini tekitatud oksüdatiivne stress võib viia organismi surmani (nt C. elegans). On tõestatud, et salitsüülhape inhibeerib püotsüaniini tootmist.^[10] Riskirühmaks on tsüstilise fibroosiga patsiendid, kelle immuunsüsteem on nõrgenenud ja seetõttu on nad vastuvõtlikumad aeruginosa nakkusele. Lisaks toetab tsüstilise fibroosi korral kopsudes suurenev limakogus bakterite kiiret kasvu^[7][11][12]. Halva kvaliteediga ja Pseudomonas aeruginosa rakke sisaldav vesi võib pikaajalise kasutamise korral põhjustada dermatiiti.

Toksiinid

P. aeruginosa virulentsusfaktor eksotoksiin A ADP-ribosüleerib peremeesrakus eukarüootse elongatsioonifaktori 2 (nukleotiidi või valgu sünteesi initsiatsiooni ja terminatsiooni vaheline etapp). Elongatsioonifaktori 2 puudumisel on takistatud raku valgusüntees ja rakk hukkub. Rakusisu vabanemine tekitab toimiva immuunsüsteemiga organismis immuunvastuse. Lisaks kasutab P. aeruginosa ka eksoensüümi ExoU, mis lagundab plasmamembraani ja põhjustab peremeesrakkude lüüsumist.

Diagnoosimine ^[13]

Diagnoosimine sõltub infektsiooni tüübist. Kogutakse sobiv proov, mida analüüsitakse laboratoorsetes tingimustes. Esmalt viiakse läbi gramvärvumistest. Gramnegatiivsuse korral on nähtavad kepikesekujulised bakterid ja valged verelibled. P. aeruginosa koloobiad on iseloomuliku viinamarjalõhnaga. Segakultuuridest isoleeritakse MacConkey agaril puhtad kolooniad. Puhaste kolooniate eraldamiseks kasutatakse oksüdaasitesti, kuna P. aeruginosa ei ole võimeline kääritama laktoosi, on ta oksüdaaspositiivne. Kontrolltestis kontrollitakse veel võimet kasvada 42 °C juures ja iseloomuliku roheka värvuse (püotsüaniin) olemasolu.

Ravi

Tsüstilist fibroosi põdevate patsientide infektsioonipõhjustajad vanuse järgi

Üksikud kolooniad ei põhjusta tervete kudede nakatumist. Oportunisliku patogeenina nakatab vaid nõrgenenud immuunsusega organisme, kehapiirkondi, elundeid. Kuulub ka normaalsesse naha mikrofloorasse ja ravi ei ole alati vajalik. Juba väljakujunenud infektsioon vajab peaaegu alati ravi. P. aeruginosa on looduslikult resistentne laiale valikule antibiootikumidest ja võib omandada lisaresistentsuse pärast ebaõnnestunud ravi. Resistents kujuneb välja peamiselt poriinide modifikatsiooni teel. Seetõttu on enne antiobiootikumide määramist vaja laboratoorselt kindlaks määrata infektsiooni tekitanud koloonia rakkude tundlikkus erinevate antibiootikumide suhtes. Seni on kõige tõhusamaks ravimeetodiks osutunud faagiteraapia, mida võib ka antibiootikumidega kombineerida. Faagiteraapiale ei ole vastunäidustusi ja kõrvalnähte on minimaalselt. Faage toodetakse steriilse vedelikuna, mis sobib suukaudseks manustamiseks.^[14] Esimesena kirjutas faagiteraapia kasutamisest P. aeruginosa põhjustatud kõrvapõletiku ravis ajakiri Clinical Otolaryngology 2009. aasta augustis.^[15]

Antibiootikumid, mida kasutatakse raviks, võivad sisaldada:

• aminoglükosiide (gentamütsiin, amikatsiin, tobramütsiin, kuid mitte kanamütsiin)
• kinoloone (tsiprofloksatsiin, levofloksatsiin, kuid mitte moksifloksatsiin)
• tsefalosporiine (tseftasidiim, tsefepiim, fsefoperasoon, tseefpiroome, ceftobiproole, kuid mitte tsefuroksiimi, tseftriaksooni, tsefotaksiimi)
• pseudomonase penitsilliine: karboksüpenitsilliinid (karbenitsilliin ja tikartsilliin) ja ureidopenitsilliinid (metslotsillin, atslotsillin ja piperatsilliini). P. aeruginosa on oma olemuselt vastupidavad kõikide teiste penitsilliinide.
• karbapeneeme (meropeneem, imipeneem, doripeneem, kuid mitte ertapeneemi)
• polümüksiine (polümüksiin B ja kolistiin)^[16]
• monopaktamiide

Need antibiootikumid viiakse otse vereringesse. Harvadel juhtudel, kui infektsioon on pinnapealne ja piiratud levikuga (nt kõrva- ja küünepõletiku korral), kasutatakse ka pealekantavat gentamütsiini või kolistiini.

Antibiootikumresistentsus ja biokile

Biokile moodustumine ja areng

Ravi raskendab Pseudomonas aeruginosale iseloomulik vähene tundlikkus antibiootikumidele. Seda põhjustavad mitmed bakteri genoomis paiknevad geenid (nt mexAB, mexXY jne ) ja bakteri rakuümbrise väike läbilaskvus. Lisaks sisemiselt tingitud resistentsusele, on suur vastupanuvõime tingitud ka kromosomaalsete geenide mutatsioonidest ja horisontaalsest antibiootikumresistentsust tagavate fragmentide geeniülekandest. Fenotüübist tingitud resistentsus on tingitud biokile moodustumisest. Biokile on mikroorganismide agregeerumise vorm. Agregeeruvad bakterid on kaetud eksopolüsahhariididega ning on seetõttu vastupidavad väliskeskkonna mõjudele.

Patogeensus taimedes

Kõrgemates taimedes põhjustab pehmemädanikku, näiteks harilikul müürloogal ja spargelsalatil^[17].

Viited

Pseudomonas aeruginosa bakterio Gram negatiboa da, Pseudomonas generoko giza patogenorik garrantzitsuena. Bazilo itxura du eta mugikorra da.

Saprofito moduan bizi da lurrean zein uretan. Hala ere, mikrobio oportunista da, gaixo immunogutxituengan infekzio larriak eragiten dituena.

Mugikorra da, eta flagelo polar baten bidez higitzen da inguru likidoetan.

Elikagai-eskakizun sinpleak ditu eta konposatu organiko ugari erabili ahal ditu karbono eta energia-iturri gisa.

Bakterio honek bi pigmentu ekoizten ditu: pigmentu urdina (piozianina) eta pigmentu berdea (pioberdina). Piozianina toxikoa da beste bakterioentzat. Bakterio antzemateko, laborategian pigmentuen ekoizpena areagotzen duten hazkuntza-inguru bereziak erabiltzen dira ("King A" eta "King B" ezagunenak izanik).

Patogenia

Pertsona immunogutxituak infektatzen dituenean, Pseudomonas aeruginosa-k gaitz ugari sortzen du: gernu-aparatuarenak (zistitis), arnas aparatuarenak (pneumonia), infekzio orokorrak (septizemia), digestio-aparatuarenak (gastroenteritis), nerbio-aparatuarenak (meningitis), etab. Ohikoak dira mikrobio honen infekzioak erredura handiak jasan dituztenengan eta zauri infektatuak dauzkatenengan.

Klinika eta ospitaleetan etengabeko borroka dago bakterio honen aurka. Izan ere, ospitaleratuen artean Pseudomonas aeruginosa-k infektatuta dauden pertsona kopurua populazio orokorrean baino askoz handiagoa da. Esterilizazio kontrol zorrotzak ezarri behar dira ospitaleetan bakterio honen infekzioak saihesteko.

Infektatuen tratamendua ez da samurra, bakterioak erresistentzia garatu baitu antibiotiko askorekiko (plasmidoen bitartez hartutako erresistentzia da). Horregatik, tratamendua hasi aurretik antibiograma baten bitartez aztertu ohi da bakterioaren sentsibilitatea antibiotikoekiko. Sarritan terapia konbinatua erabiltzen da (bi edo hiru antibiotiko batera).

Pseudomonas aeruginosa on gramnegatiivinen aerobinen sauvabakteeri. Pseudomonas on kasvuolosuhteiden suhteen vaatimaton: se vaatii kasvaakseen vain minimalistisesti ravintoa, pysyy hengissä vaihtelevissa lämpötiloissa (4–42 °C) ja on luonnostaan resistentti monille antibiooteille ja desinfektioaineille. Se pystyy myös kehittämään nopeasti vastustuskyvyn käytetyille mikrobilääkkeille. Pseudomonasta löytyy laajalti ympäristöstä, kuten uima-altaista, vesistöistä, ruoka-aineista, kosteilta alueilta ja sairaaloiden tai muiden laitosten lattioilta ja pinnoilta.^[1]

Infektiot

Pseudomonas aiheuttaa harvoin sairauksia terveillä henkilöillä, mutta se voi kolonisoida hengitysteiden ja ruuansulatuskanavan limakalvoja sairaalapotilailla, jotka ovat esimerkiksi hengityskoneeseen kytkettyinä tai joita hoidetaan laajakirjoisilla antibiooteilla. Pseudomonas onkin yleinen ja vaarallinen sairaalainfektioiden aiheuttaja. Pseudomonaksen aiheuttamaa keuhkokuumetta esiintyy erityisesti henkilöillä, joilla on immuunijärjestelmän puutos, kystinen fibroosi tai muu krooninen keuhkosairaus. Palovammoihin voi tulla vakava pseudomonasinfektio, ja myös muut bakteerin aiheuttamat iho- ja pehmytkudosinfektiot ovat yleisiä. Muita pseudomonasinfektioita ovat korvatulehdukset, virtsatieinfektiot, silmätulehdukset, sepsis ja endokardiitti.^[1] Pseudomonas aeruginosaa voidaan torjua tobramysiinilla, joka on aminoglykosidiantibiootti.

Pseudomonasta tavataan usein myös virtsarakosta, jossa se ei yleensä aikaansaa vakavaa tautia^[2].

Lähteet

Aiheesta muualla

• UniProt, taxonomy: Pseudomonas aeruginosa (englanniksi)

Pseudomonas aeruginosa, autrement connu sous le nom de bacille pyocyanique, bacille du pus bleu ou pyo^[1], est une bactérie gram-négative du genre Pseudomonas. Les bacilles sont fins, droits et très mobiles grâce à un flagelle polaire : ciliature monotriche, dépourvus de spores et de capsules. Ils apparaissent la plupart du temps isolés ou en diplobacilles.

Elle peut, dans certaines conditions, être pathogène. Très résistante, elle est — avec d'autres bactéries à gram-négatif — de plus en plus souvent responsable d'infections nosocomiales. C'est l'une des bactéries les plus difficiles à traiter cliniquement. Le taux de mortalité atteint 50 % chez les patients vulnérables (immunodéprimés).

Germe ubiquitaire, vivant dans les sols et en milieu humide (nuages, robinets, bouchons), très résistant à de nombreux antiseptiques, fréquent en milieu hospitalier, entraînant l'apparition (du fait de sa résistance aux antibiotiques) de véritables souches d'hôpital. Elle peut survivre dans de l'eau distillée ou salée, voire se développer dans certaines solutions antiseptiques ou antibiotiques.

Elle fait partie des germes couramment recherchés lorsque l'on procède à une analyse microbiologique d'un échantillon d'eau.

On pense qu’elle se renouvelle dans les hôpitaux via les fruits, plantes et légumes qui y entrent, c'est une des raisons qui expliquent pourquoi fleurs et plantes vertes sont interdites dans les chambres d'hôpitaux.

Les formes de pathologie qu'elle engendre sont diverses : infection de l'œil, des plaies (surtout brûlures et plaies opératoires), des urines (surtout après sondages), gastro-intestinales et des poumons (par exemple après bronchoscopie), des méningites d'inoculation, des septicémies comme stade terminal d'infections graves ou complication chez des malades soumis à un traitement immunodépresseur, des leucémiques, etc. Elle induit facilement des infections systémiques chez les immunodéprimés (par une chimiothérapie ou par le sida) et chez les victimes de brûlures et de fibrose kystique (mucoviscidose).

Étymologie

Le mot est composé des mots grecs ψεῦδος (pseũdos), 'simili' ou 'imitation', et μόνας (mónas), 'unité'. On l'a employé dans les débuts de la microbiologie pour désigner les « germes ». Aeruginosa, qui veut dire vert-de-gris en latin (le résultat de la corrosion du cuivre), réfère à un pigment que cette bactérie contient.

Identification

Comme d'autres Pseudomonas, P. aeruginosa sécrète un certain nombre de pigments : entre autres la pyocyanine (bleu-vert), la pyoverdine (jaune-vert fluorescent) et la pyorubine (brun-rouge). In vivo elle forme un biofilm, principale source de sa résistance. C'est une bactérie lactose négative, c'est-à-dire dépourvue d'enzymes dégradant le lactose, pourvue d'une odeur de seringa (fleur de la famille des Philadelphacées encore appelée "jasmin des poètes") in vitro. Une reconnaissance préliminaire en laboratoire identifie ses colonies sur les géloses de type MacConkey (géloses contenant entre autres du lactose) à leur apparence de perles beiges, alors que les colonies de bactéries lactose positives sont roses. Pour une identification assurée, on recherche la présence des enzymes de type hydrolase (élastase et protéase parmi d'autres) que cette bactérie sécrète. La production des deux pigments pyocyanine et pyoverdine, et la température de croissance optimale de 42 °C confirme l'identification^[2].

Pseudomonas en culture sur gel d'agar

P. aeruginosa utilise des flagelles pour la mobilité, des systèmes introduisant des protéines effecteurs dans les cellules hôtes, et un lipopolysaccharide qui supprime les réponses immunitaires des hôtes en plus d'intervenir directement dans l'établissement d'infections persistantes^[3]. Parmi les sécrétions de P. aeruginosa, on trouve donc des protéines (élastase et protéase) qui détruisent l'intégrité des tissus de l'hôte en dégradant leurs protéines telles que l'élastine, le collagène et les transferrines^[4],[5]. On trouve aussi des toxines de poids moléculaire faible comme la pyocyanine, affectant différents types de sites dans la cellule hôte^[6],[7].

Tout comme chez Serratia marcescens, il existe des souches de P. aeruginosa (ex : souches GS9–119, LBI, DS10–129... notamment trouvées dans les sols pollués et les déchets liquides de l'industrie pétrolière^[8]) capables de sécréter un surfactant émulsifiant (glycolipide)^[9] et de se nourrir d'hydrocarbures, et est pour cette raison source de dégradation microbienne du diesel, de l'essence, du kérosène, voire d'huiles lubrifiantes^[10], contribuant probablement à l'épuration de sols pollués par des hydrocarbures^[11].

Chez les plantes, P. aeruginosa induit des symptômes de pourriture molle (soft rot) chez l'arabette des dames (Arabidopsis thaliana) et la laitue (Lactuca sativa) ^[12],[13]. C'est un agent pathogène puissant chez Arabidopsis^[14] et chez certains animaux : Caenorhabditis elegans^[15],[16], Drosophila^[17] et Galleria mellonella^[18]. Les associations de facteurs de virulence sont les mêmes pour les infections végétales et animales^[19],[12].

Ce sont des bacilles Gram -, souvent isolés à ciliature polaire. Cette bactérie possède l'oxydase.

• Elle est de type respiratoire A.S.
• VAG oxydative.
• Elle est nitrate réductase +++.
• Glucose -.
• Elle ne produit pas d'H₂S.
• Elle utilise le mannitol^[20].
• Elle utilise l'ion citrate comme seule source de carbone.
• Elle est gélatinase +.
• ADH+, Uréase+, Indole-, TDA-.

Des milieux d'isolements comme Muller-Hinton ou Cetrimide, sont aussi utilisés. Sur Muller-Hinton, la production de fluorescéine (pigment coloré diffusible de couleur verte) par la bactérie est observable. Sur Cetrimide, la production de la pyocyanine (pigment coloré diffusible de couleur bleu) par la bactérie peut être vue, comme la résistance au cétrimide (antiseptique) et à l'acide nalidixique (antibiotique).

Des tests King A et King B peuvent être également pratiqués pour voir la production de pyocyanine et de fluorescéine respectivement.

Matrice d'identification des Pseudomonas aeruginosa et fluorescens

-1= négatif ou absence, caractère absent; 1= positif ou présence, caractère présent; 0 ou espace libre = caractère variable ou absence d'information

Traitements

Antibiotiques et antibiorésistance

P. aeruginosa est une bactérie robuste, naturellement très résistante aux antibiotiques et s'adaptant rapidement aux attaques médicamenteuses.
Sans sélection ni renforcement par des antibiothérapies antérieures, elle ne sera souvent sensible qu'à quelques antibiotiques : ticarcilline avec acide clavulanique, gentamicine, ciprofloxacine, ceftazidime, et pipéracilline seule ou avec ajout de tazobactam et acide borique. En 2008, les fluoroquinolones, la gentamicine ou l'imipénem sont encore efficaces, mais uniquement sur quelques souches bactériennes^[21].
Si le patient a récemment reçu plusieurs antibiotiques, la bactérie sera vraisemblablement encore plus résistante et d'autant plus dangereuse. Cette antibiorésistance a été partiellement attribuée à des « pompes d'efflux » dans son biofilm, expulsant activement les composants antimicrobiens^{[22],[23],[24]}. P aeruginosa est également connue pour s'attaquer aux protéines duox^[25],[26], composé de base du système de défense du poumon.

Dans les cas de résistance aux antibiotiques précédemment cités, les associations ceftazidime/avibactam (nom commercial : Zavicefta) et ceftolozane/tazobactam (nom commercial : Zerbaxa) peuvent être efficaces. La colistine est le médicament de dernier recours face à des germes à Gram négatif multi-résistants aux antibiotiques tels que Pseudomonas aeruginosa.

Traitements bactériophagiques

Peu utilisée en France et dans les autres pays d'Europe, la phagothérapie est couramment utilisée contre Pseudomonas aeruginosa dans les anciennes républiques soviétiques, et à une moindre échelle en Pologne. En France, faute de médicament agréé (qui ont existé jusqu'à la disparition des Laboratoires du Bactériophage pour des raisons économiques^[27]), les praticiens doivent recourir à des autorisations spécifiques pour chaque patient traité par un médicament étranger, mais la phagothérapie per se n'est pas interdite, ce qu'a confirmé l'ANSM en 2019^[28]. Une autre voie légale en France mais non utilisée depuis les années 1980 est la fabrication extemporanée de préparations magistrales bactériophagiques, ce qui se faisait à l'Institut Pasteur de Paris, Strasbourg ou Lyon jusque dans les années 1980 pour les bactéries les plus résistantes et notamment pour P. aeruginosa^[29],[28].

Les bactériophagiques contre P. aeruginosa se présentent sous forme de cocktail liquide de phages propres à attaquer la bactérie. Pseudomonas aeruginosa est généralement une des cibles des cocktails de phages à large spectre bactérien disponibles dans ces pays (Pyobactériophage, Intestibactériophage)^[30]. Il existe aussi d'autres cocktails spécifiques à cette bactérie.

Les bons résultats obtenus ont attiré l'attention des Occidentaux et de nombreux projets de recherche sur l'utilisation des bactériophages contre Pseudomonas aeruginos sont en cours tant en Amérique qu'en Europe, dont le projet Phagoburn (en) sur les grands brûlés^{[31],[32],[33]} et le projet PneumoPhage pour les infections respiratoires^[34].

Confrontés à des situations d'impasses thérapeutiques, des patients victimes d'infection par P. aeruginosa multi-résistante se regroupent pour faciliter l'accès aux traitements bactériophagiques étrangers^{[35],[36],[37]}.

Le premier bactériophagique contre P. aeruginosa à apparaître dans les sites de référencement des médicaments français est le P. aeruginosa PHAGE PP113, disponible uniquement sur ATUn^[38].

Contagion

Cette bactérie semble pouvoir être facilement véhiculée par l'eau, par l'air et par des particules (poussières) ou surfaces contaminées (fomites). La facilité de la contagion s'explique par son caractère ubiquiste, et — en milieu hospitalier — par le fait qu'elle peut facilement transférer ou acquérir des gènes de « résistance antibiotique » à partir d'autres bactéries de souches proches, mais aussi d'espèces plus éloignées^[39].

Son milieu de développement : le biofilm

Production de pyoverdine, soluble dans l'eau, pigment fluorescent vert-jaune de Pseudomonas aeruginosa. Ps. aeruginosa en culture sur milieu gélose CNA doux. Les bactéries aérobies ne poussent que sur la surface du milieu (formation de biofilm blanchâtre), et le pigment fluorescent diffuse vers le bas (observé sous lumière noire).

Les espèces du genre Pseudomonas sont largement distribuées et peuvent être retrouvées dans une grande majorité des écosystèmes terrestres, à l’exception de certains milieux extrêmes tels que des milieux à températures très élevées. P. aeruginosa est l’espèce la plus étudiée notamment en termes de répartition géographique.

Lorsqu’elle est sous sa forme libre, elle est peu compétitive dans les sols mais montre une certaine attirance pour les milieux hydriques. En effet, elle a un fort potentiel de colonisation des surfaces humides de par ses capacités à survivre en milieu oligotrophe c’est-à-dire pauvre en nutriment et à résister à de nombreux biocides, produits destinés à détruire, repousser ou rendre inoffensifs les organismes nuisibles.

P. aeruginosa, comme certaines autres bactéries gram-négatives, se développe sous forme d'agrégats structurés appelés biofilms^[40], où ses cellules sont enrobées d'une matrice composée de polymères extracellulaires complexes. Ces biofilms forment une barrière physique contre l'entrée d'agents antimicrobiens^[41],[40], et sont partiellement responsables des infections des poumons persistantes par P. aeruginosa chez les patients immunocompromis atteints de mucoviscidose^{[41],[42],[43],[44]}. La formation du et par le biofilm est contrôlée par des signaux de cellule-à-cellule, et des mécanismes contrôlés par le quorum sensing^{[45],[42],[46],[47],[48]} basés sur la notion de « perception du quota » (quorum sensing) et de « masse critique » : la nature et donc la fonction des molécules signalant les échanges de cellule-à-cellule changent à partir d'une concentration donnée des bactéries. Les bactéries présentes dans un biofilm sont moins actives métaboliquement donc moins réceptives aux agents antimicrobiens^[49] et aux disruptions environnementales^[40]. Le biofilm joue un rôle actif dans le processus de communication entre cellules bactériennes.

Une fois ces biofilms fixés, ils relarguent des bactéries dans l’organisme à des fréquences plus ou moins espacées, par conséquent le patient infecté est difficilement soignable du fait de l’omniprésence de P. aeruginosa.

On peut ainsi retrouver P. aeruginosa dans les canalisations, les réseaux d’eaux de distribution publique (EDP), les eaux usées, la robinetterie, les siphons, ainsi que les objets et linges de toilette des environnements hospitaliers ou encore dans les dispositifs médicaux contenant des liquides (humidificateurs des respirateurs artificiels). De cette manière, ce genre bactérien est apte à coloniser notamment les eaux minérales présentes dans les industries d’embouteillage provoquant une contamination chez plusieurs consommateurs. Elle peut également contaminer certains produits alimentaires tels que le lait cru ou le fromage, et parfois les légumes notamment les salades et les champignons lavés à l’eau.

La lactoferrine, présente dans la muqueuse, diminue la formation de biofilm chez P. aeruginosa, ce qui peut protéger contre les infections persistantes^[43]. Des recherches sont faites pour des traitements par la déstructuration des biofilms, l'inhibition des facteurs de virulence connus par la dégradation des enzymes messagers, et la régulation de gènes guidant les signaux intercellulaires et les mécanismes de quorum sensing^{[50],[51],[52],[53],[54]}.

P. aeruginosa et acide salicylique

L'acide salicylique est un métabolite phénolique produit par les plantes. Il joue un rôle notamment dans l'induction de réponse de défense des plantes contre des attaques pathogènes. Travaillant avec les plantes Arabidopsis thaliana et avec les animaux Caenorhabditis elegans, Cryz et al. (1984)^[3] ont montré que des Arabidopsis t. génétiquement modifiées (lox2 et cpr5-2) pour produire plus d'acide salicylique, réduisent la formation et l'attachement du biofilm fait par P. aeruginosa PA14 sur leurs racines. Le même effet a été démontré avec des Arabidopsis sauvages amendées avec de l'acide salicylique (ce qui augmente la concentration interne de cet acide dans la plante).

L'acide salicylique affecte trois facteurs de virulence connus de PA14 : la pyocyanine, la protéase, et l'élastase. P. aeruginosa produit plus de pyocyanine lorsque l'hôte est manipulé génétiquement (lignée transgénique NahG) pour accumuler moins d'acide salicylique que la plante naturelle. L'acide salycilique inhibe donc la synthèse et la sécrétion de la pyocyanine in vivo.

Des cellules de P. aeruginosa développées dans une culture de peptone-tryptic soja montrent une réduction par 50 % de l'activité de l'élastase et de la protéase si on y ajoute de l'acide salicylique ou des dérivés : acide acétyl-salicylique, salicylamide, acide méthyl salicylique; ou encore de l'acide benzoïque, un précurseur métabolique de l'acide salicylique.

De l'acide salicylique ajouté à des pelouses infectées par P. aeruginosa a diminué de façon significative la capacité de ce dernier à tuer les vers, sans diminuer l'accumulation des bactéries dans l'intestin des nématodes. L'acide salicylique agirait donc directement sur P. aeruginosa, diminuant les facteurs de virulence de la bactérie.

Analysé par microarray, on voit que l'acide salicylique affecte l'expression physiologique de 331 gènes chez P. aeruginosa, réprimant sélectivement la transcription d'exoprotéines et autres facteurs de virulence, diminuant ainsi sa virulence sans pour autant en affecter les gènes d'entretien. Ceci s'ajoute à son rôle connu comme molécule signal pour l'activation du système défensif de la plante.

Seuils ou valeurs limites

France

L'arrêté^[55] du 14 mars 2007 relatif aux critères de qualité des eaux conditionnées, aux traitements et mentions d'étiquetage particuliers des eaux minérales naturelles et de source conditionnées ainsi que de l'eau minérale naturelle distribuée en buvette publique impose pour Pseudomonas aeruginosa un nombre de zéro bactéries par 250 ml à l'émergence et au cours de la commercialisation (analyses à commencer au moins trois jours après le prélèvement au captage, le conditionnement, avec échantillons conservés à température) ambiante.

Infection à Pseudomonas aeruginosa

Il est possible de contracter une infection humaine à Pseudomonas aeruginosa. Il s'agit en général d'un germe hospitalier responsable d'infections nosocomiales, mais il se rencontre également en ambulatoire chez les patients atteints de mucoviscidose. Il peut aussi être isolé du conduit auditif externe lors d'otites externe.

Pseudomonas aeruginosa est résistant à un grand nombre d'antibiotiques. Il ne faut donc jamais les traiter en monothérapie. Les antibiotiques actifs contre P. aeruginosa^[56] sont les carbapénèmes, certaines fluoroquinolones (la ciprofloxacine à forte dose en est un exemple), certaines pénicillines (piperacilline-tazobactam) ainsi que des céphalosporines de troisième génération (par exemple la ceftazidime)

.

Recherche

Un projet AEROPATH ^[57] vise à développer des antibiotiques efficaces contre les « superbactéries » antibiorésistantes aux traitements multi-médicamenteux entretenant des épidémies nosocomiales, et Pseudomonas aeruginosa est au centre de ce travail qui se fera en étudiant et modélisant aussi les points faibles du métabolisme et des protéines de P. aeruginosa et de souches nosocomiales de stenotrophomonas et d’acinetobacter, y compris via l’étude de leurs génomes.

D’autres cherchent des traitements alternatifs (ensemencement avec une souche microbienne peu dangereuse qui occuperait l’espace sans laisser la place aux pseudomonas, soit de l'écologie microbienne). Enfin, il existe d'autres approches du type de l'asticothérapie, phytothérapie, etc. Une thèse soutenue à l'Université de Johannesburg a montré (2020) que l'extrait de goyave (Psidium guajava) L. inhibe la croissance de P. aeruginosa in vitro ^[58].

Notes et références

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.^[1] 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 vertidos petrolíferos.^[2][3]

Identificación

É unha bacteria gramnegativa, aerobia, de tipo cocobacilo cun só flaxelo.^[4] É un patóxeno humano oportunista e tamén patóxeno de plantas.^[5] P. aeruginosa é a especie tipo do xénero Pseudomonas.^[6]

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.^[7]

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.^[3]

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.^[8][9] 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.^{[10][11][12][13]}

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"^[14]. 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.

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.^[15]

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 ARNt^Lys ou ARNt^Gly. 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.^[16]

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 responsble 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.^[16]

Patoxénese

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.^[17]

É 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)^[18] e pneumonías asociadas a respiradores artificiais médicos, e é un dos axentes máis comúns que se illaron en varios estudos.^[19] A piocianina é un factor de virulencia da baceria e sábese que causa a morte no verme C. elegans por estrés oxidativo. Porén, o ácido salicílico pode inhibir a produción de piocianina.^[20] 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.^[21]

Plantas e invertebrados

Nas plantas superiores, P. aeruginosa induce síntomas de pudrición branda, por exemplo en Arabidopsis thaliana^[22] e Lactuca sativa (leituga).^[23][24] Tamén é patoxénica para animais invertebrados, como o nematodo Caenorhabditis elegans,^[25][26] a mosca da froita Drosophila^[27] e a avelaíña Galleria mellonella.^[28] As asociacións de factores de virulencia son as mesmas para as infeccións de plantas e animais.^[23][29]

Percepción do quórum

A regulación da expresión xénica pode facerse por medio da comunicación célula a célula ou percepción do quórum (quorum sensing) a través da produción de pequenas moléculas denominadas autoindutores. A percepción do quórum controla a expresión de diversos factores de virulencia. Outra forma de regulación xénica que permite que as bacterias se adapten rapidamente aos cambios no medio que as rodea é por medio de sinalización ambiental. Recentes estudos descubriron que a anaerobiose pode impactar significativamente o principal circuíto regulatorio da percepción do quórum. Esta importante ligazón entre a percepción do quórum e a anaerobiose ten unha influencia significativa na produción de factores de virulencia deste organismo.^[16] O allo bloquea experimentalmente a percepción do quórum en P. aeruginosa.^[30]

Biopelículas e resistencia ao tratamento

As biopelículas que forma P. aeruginosa poden causar infeccións oportunistas crónicas, as cales son un serio problema nos servizos de atención médica dos países industrializados, especialmente para os pacientes inmunocomprometidos e os vellos, os cales con frecuencia non poden ser tratados de forma efectiva con terapias de antibióticos tradicionais. As biopelículas protexen a estas bacterias dos factores ambientais adversos. P. aeruginosa pode causar infeccións nosocomiais (hospitalarias) e considérase un organismo modelo para o estudo de bacterias resistentes a antibióticos. Os investigadores consideran importante aprender máis sobre os mecanismos moleculares que causan o cambio dun crecemento bacteriano de tipo planctónico a un fenotipo de crecemento en biopelícula e sobre o papel da comunicación interbacteriana nas bacterias resistentes aos tratamentos como P. aeruginosa. Isto debería contribuír a manexar clinicamente mellor os pacientes con infeccións crónicas, e debería levar ao desenvolvemento de novas drogas terapéuticas.^[16]

Diagnose

Produción do pigmento azul hidrosoluble piocianina de Pseudomonas aeruginosa (tubo da esquerda).

Para a diagnose, dependendo da natureza da infección, recóllese unha mostra apropiada e envíase ao laboratorio de bacterioloxía para a súa identificación. Realízase unha tinguidura de Gram, que mostrará os bacilos gramnegativos e/ou glóbulos brancos do sangue. P. aeruginosa produce colonias cun característico cheiro a uvas no medio bacteriolóxico. En cultivos mixtos, esta especie pode illarse en forma de colonias claras en ágar MacConkey (xa que non fermenta a lactosa), as cales dan positivo na proba da oxidase. Entre as probas de confirmación están a produción do pigmento azul verdoso piocianina en ágar cetrimida e o crecemento a 42 °C. A miúdo utilízanse tubos inclinados de ágar TSI (Triple Sugar Iron, Triplo Azucre Ferro) para distinguir as especies de Pseudomonas non fermentadoras dos espécimes patóxenos entéricos fecais.

Tratamento

P. aeruginosa íllase frecuentemente de sitios non estériles (frotis bucais, esputos etc.), e, baixo esas circunstancias, a miúdo a súa presenza representa colonización en vez de infección. O illamento de P. aeruginosa a partir de mostras non estériles debería, por tanto, interpretarse con cautela, e moitas veces non é necesario o tatamento. Polo contrario, cando se illa P. aeruginosa dun sitio estéril (sangue, ósos, mostras profundas), a súa presenza pode ser máis seria e requirir tratamento. Xeralmente úsanse tratamentos combinados con dous antibióticos.^[31]

P. aeruginosa é de forma natural resistente a un gran número de antibióticos e pode presentar unha resistencia adicional despois dun tratamento sen éxito, concretamente debido á modificación dunha porina. Debería xeralmente ser posible dirixir o tratamento segundo as sensibilidades mostradas pola bacteria no laboratorio, en troques de elixir o antibiótico empiricamente. Se o tratamento empezou sendo empírico, despois debe procurarse obter canto antes cultivos da bacteria, e a escolla do antibiótico usado debería ser revisada cando se dispoña dos resultados do cultivo.

A terapia de fagos contra P. aeruginosa é un dos tratamentos máis efectivos, o cal pode combinarse coa administración de antibióticos, e non ten contraindicacións e presenta mínimos efectos adversos. Os fagos prepáranse nun líquido estéril, axeitado para a súa administración.^[32] Aplicouse a terapia de fagos contra as infeccións de oído causadas por P. aeruginosa^[33]

Entre os antibióticos que teñen actividade contra P. aeruginosa pódense incluír os seguintes:

• aminoglicósidos (xentamicina, amicacina, tobramicina, pero non kanamicina)
• quinolonas (ciprofloxacina, levofloxacina, pero non moxifloxacina)
• cefalosporinas (ceftazidime, cefepime, cefoperazona, cefpirome, ceftobiprole, pero non cefuroxime, ceftriaxone, cefotaxime)
• penicilinas antipseudomonas: carboxipenicilinas (carbenicilina e ticarcilina), e ureidopenicilinas (mezlocilina, azlocilina, e piperacilina). P. aeruginosa é intrinsicamente resistente a todas as demais penicilinas.
• carbapenems (meropenem, imipenem, doripenem, pero non ertapenem)
• polimixinas (polimixina B e colistina)^[34]
• monobactams (aztreonam)

Estes antibióticos deben todos administrarse por inxección, coa excepción das fluoroquinolonas, tobramicina en aerosol e aztreonam en aerosol. Por esta razón, nalgúns hospitais, o uso de fluoroquinolona está moi restrinxido para evitar o desenvolvemento de cepas resistentes de P. aeruginosa. Nos raros casos en que a infección é superficial e limitada (por exemplo, infeccións óticas ou nas uñas), poden empregarse a xentamicina ou colistina de uso tópico.

Resistencia a antibióticos

Unha das características máis preocupantes de P. aeruginosa é a súa baixa susceptibilidade aos antibióticos, o cal se atribúe á acción concertada de bombas de fluxo multidrogas con xenes de resistencia a antibióticos codificados no xenoma (por exemplo, mexAB, mexXY etc.^[35]) e a baixa permeabilidade das envoltas celulares bacterianas. Ademais desta resistencia intrínseca, P. aeruginosa desenvolve doadamente unha resistencia adquirida a un antibiótico ou ben por mutacións en xenes codificados no xenoma ou ben por transferencia horizontal de xenes de determinantes de resistencia a antibióticos. O desenvolvemento de resistencia a múltiples drogas polos illados de P. aeruginosa require que se produzan varios eventos xenéticos, como a adquisición de diferentes mutacións e/ou a transferencia horizontal de xenes de resistencia a antibióticos. A hipermutación favorece a selección de resistencia a antibióticos dirixida por mutacións en cepas de P. aeruginosa que producen infeccións crónicas, mentres que a agrupación de varios xenes distintos de resistencia aos antibióticos en integróns favorece a adquisición concertada de determinantes de resistencia a antibióticos. Algúns estudos recentes mostraron que a resistencia fenotípica asociada á formación de biopelículas ou para a emerxencia de variantes de pequenas colonias pode ser importante na resposta das poboacións de P. aeruginosa aos tratamentos con antibióticos.^[16]

Prevención

A profilaxe probiótica pode impedir a colonización e atrasar o comezo dunha infeccin por pseudomonas nas unidades de coidados intensivos dos hospitais.^[36] Estase a investigar tamén a inmunoprofilaxe contra pseudomonas.^[37]

Notas

Véxase tamén

Outros artigos

• Análise bacteriolóxica de augas
• Infección nosocomial
• Terapia de fagos

Bibliografía

• Breidenstein EB.; de la Fuente-Núñez, C.; Hancock, RE. "Pseudomonas aeruginosa: all roads lead to resistence". En Trends Microbiol. 19 (8): 419-26.

Pseudomonas aeruginosa adalah bakteri gram negatif aerob obligat, berkapsul, mempunyai flagella polar sehingga bakteri ini bersifat motil, berukuran sekitar 0,5-1,0 µm.^[1][2][3] Bakteri ini tidak menghasilkan spora dan tidak dapat menfermentasikan karbohidrat.^[1][2] Pada uji biokimia, bakteri ini menghasilkan dampak positif pada uji indol, Merah Metil, dan Voges-Proskauer.^[2] Bakteri ini secara luas dapat ditemukan di alam, contohnya di tanah, air, tanaman, dan hewan.^[1] P. aeruginosa adalah patogen oportunistik.^[1] Bakteri ini merupakan penyebab utama infeksi pneumonia nosokomial.^[1]

Ketika bakteri ini ditumbuhkan pada media yang sesuai, bakteri ini akan menghasilkan pigmen nonfluoresen berwarna kebiruan, piosianin.^[4] Beberapa strain Pseudomonas juga mampu menghasilkan pigmen fluoresen berwarna hijau, yaitu pioverdin.^[4] bakteri ini juga sering digunakan untuk mendegradasi zat - zat pestisida

Lihat Pula

• Bakteri gram negatif

Referensi

Lo Pseudomonas aeruginosa è un batterio ubiquitario, non fermentante, con semplici richieste nutrizionali, considerato un patogeno opportunista nell'uomo. Inizialmente era noto come Bacillus pyocyaneus in riferimento al particolare colore blu del pus che si forma nelle ferite infettate, dovuto alla presenza del pigmento antibiotico piocianina.