miniatura|250px|Tinguidura de Gram de células de S. aureus, que tipidamente aparecen agrupadas en acios. A parede celular absorbe facilmente a tinguidura de cristal violeta. miniatura|250px|Colonias amarelas de S. aureus en placa de ágar sangue, na que se poden ver rexións máis claras arredor das colonias causadas pola lise de glóbulos vermellos no ágar debido á beta-hemólise. miniatura|250px|Staphylococcus aureus resistente á meticilina visto con microscopio electrónico de varrido. miniatura|S. aureus escapando do ataque de leucocitos humanos. miniatura|SARM evitando a súa fagocitose.
Staphylococcus aureus é unha especie de bacterias pertencente ao filo Firmicutes, que se encontra frecuentemente no tracto respiratorio humano e na pel como flora normal, pero que tamén pode ser patóxeno e é causa común de infeccións da pel (por exemplo, furúnculos), enfermidades respiratorias (por exemplo, sinusite), e intoxicacións alimentarias. As cepas asociadas con enfermidades a miúdo promoven as infeccións producindo potentes toxinas proteicas, e expresando proteínas da superficie celular que se unen a anticorpos e os inactivan. A emerxencia de cepas resistentes a antibióticos de S. aureus patoxénicos (como o SARM ou MRSA) é un problema médico en todo o mundo.
Staphylococcus foi identificado por primeira vez en Escocia (1880) polo cirurxián Sir Alexander Ogston en mostras de pus tomadas dun absceso na articulación do xeonllo. O nome de Staphylococcus aureus púxollo Rosenbach. Estímase que o 20% da poboación humana é portadora a longo prazo de S. aureus o cal pode encontrarse formando parte da flora normal da pel e nas fosas nasais anteriores. S. aureus é a especie máis común do seu xénero que causa infeccións estafilocócicas e é un patóxeno de grande éxito debido a ser portado na cavidade nasal e ás súas estratexias inmunoevasivas. S. aureus pode causar diversas enfermidades, desde infeccións da pel menores, como espiñas, impétigo, furúnculos, celulite, foliculite, síndrome da pel escaldada, e abscesos, a enfermidades que poden chegar a ser mortais como a pneumonía, meninxite, osteomielite, endocardite, síndrome de choque tóxico, bacteremia, e sepse. Pode afectar á pel, tecidos brandos, tecidos respiratorios, óso, articulacións, tecido endovascular ou causar infeccións en feridas. É unha das cinco causas máis comúns de infeccións nosocomiais (contraídas en hospitais) e con frecuencia causa infeccións postoperatorias.
Microbioloxía S. aureus (do grego σταφυλόκοκκος, "acio de bagas", e do latín aureus, "dourado") é un coco grampositivo anaerobio facultativo, tamén chamado estafilococo dourado. Staphylococcus non debe confundirse coa bacteria moi similar Streptococcus. S. aureus aparece vista ao microscopio formando agrupacións con forma de acio de uvas, e forma colonias grandes arredondadas e amarelo-douradas, que a miúdo presentan hemólise na placa de ágar sangue. S. aureus reprodúcese asexualmente por fisión binaria. As dúas células fillas non se separan totalmente e permanecen unidas unha a outra, ao que se debe que aparezan formando grupos."Staphylococcus aureus: Reproduction ". palexander13.webs.com.
S. aureus é catalase positivo, o que significa que pode producir o encima catalase, grazas ao cal pode converter o peróxido de hidróxeno (H2O2) en auga e oxíxeno. Esta proba da catalase úsase ás veces para distinguir os estafilococos dos enterococos e estreptococos. Antes, S. aureus era distinguido dos estafilococos pola proba da coagulase, pero agora sabemos que non todos os S. aureus son coagulase positivos,PreTest, Surgery, 12th ed., p.88 e unha incorrecta identificación das especies pode ter un impacto á hora de aplicar tratamentos efectivos e medidas de control.
En extensións de pus os cocos aparecen sós, en pares, en acios ou en cadeas curtas. Os acios irregulares son característicos de extensións tomadas de cultivos que se desenvolven en medios sólidos, mentres que noutros cultivos son frecuentes as formas de diplococo e en cadeas curtas. Algunhas cepas producen unha cápsula ou capa mucosa que incrementa a virulencia do microorganismo. S. aureus é un microorganismo grampositivo pero as células vellas e os microorganismos fagocitados tínguense como gramnegativos.
Envoltura celular bacteriana A envoltura celular de S. aureus consta das seguintes capas:
Cápsula e capa de polisacárido extracelular
Algúns S. aureus están recubertos por unha capa de polisacáridos externos, a cal recibe o nome de slime ou cápsula mucoide, que incrementa a súa capacidad de adherencia, evita que sexa recoñecido, e reforza o efecto antifagocítico. Ata agora identificáronse 11 serotipos capsulares de S. aureus. Os serotipos coas cápsulas máis grosas son o 1 e o 2, e forman colonias mucoides, pero non están asociadas con enfermidades. Os serotipos 5 e 7 son os responsables da maior parte das infeccións humanasMurray, Patrick R.; Rosenthal, Ken S.; Pfaller, Michael A. (Abril de 2009). «Capítulo 21:Staphylococcus e cocos grampositivos relacionados». En Patrick R. Murray. Microbiología Médica. 6 Ed (6a edición). España: Elsevier-Mosby. pp. 209-224. ISBN 978-84-8086-465-7. OCLC 733761359. . e especificamente o serotipo 5 engloba á maioría das cepas de S. aureus resistente á meticilina.Hurtado, MP; de la Parte, MA; Brito A (xullo 2002). «Staphylococcus aureus: Revisión de los mecanismos de patogenicidad y la fisiopatología de la infección estafilocócica.» (HTML). Rev Soc Ven Microbiol (Venezuela: Scielo) 22 (2): pp. 112-118. ISSN 1315-2556. Consultado o 25 de xuño de 2013.
A capa polisacárida extracelular prodúcena algunhas cepas de S.aureus e confírelles a capacidade de adherirse ás células hóspede e diferentes obxectos protésicos, como catéteres, enxertos e próteses plásticas. Esta adherencia pouco común débese á capa de polisacárido extracelular, formada por monosacáridos, péptidos e proteínas, que é producida pola maior parte dos estafilococos. A produción destes dous materiais está influída por factores como a composición do medio e as condicións de desenvolvemento.
Peptidoglicano O peptidoglicano forma aproximadamente o 50% do peso da parede celular en seco. Está composto por cadeas de 10 a 12 glicanos, entre os que destacan o ácido N-acetilmurámico e N-acetilglicosamina unidos mediante enlaces glicosídicos β 1,4. Estes glicanos se encontran entrecruzados por oligopéptidos e unha ponte de pentaglicina pola acción da β-N-acetilglicosaminidase (específica de S. aureus). No caso de S. aureus as cadeas de glicano entrecrúzanse mediante pontes de pentaglicina unidos a L-Lisina e D-Alanina. O peptidoglucano funciona como estabilizador osmótico e evita a lise da bacteria polas diferenzas na concentración de sales. O peptidoglicano ten unha actividade tipo endotoxina e estimula a quimiotaxe de neutrófilos, o que contribúe á formación de abscesos. As proteínas de unión á penicilina (PBP) son encimas que catalizan a construción do peptidoglicano.
As diferenzas na estrutura do peptidoglicano en cepas de S. aureus supoñen diferenzas na súa capacidade de causar coagulación intravascular diseminada. dereita|200px|Acción da PBP.
Ácidos teicoicos O ácido teicoico supón aproximadamente o 30% do peso da parede celular en seco. Os ácidos teicoicos son polímeros de fosfato de ribitolLowy, Franklin D. (20 -agosto-1998). «Staphylococcus aureus infections» (en inglés, PDF). NEJM (Estados Unidos: Massachusetts Medical Society) 339 (8): pp. 520-532. doi 10.1056/NEJM199808203390806. Versión impresa:ISSN 533-4406. ISSN 0028-4793. . « Citouse máis de 2207 veces. (Scholar Google)». unidos mediante enlaces fosfodiéster (diferentes para cada especie bacteriana). Únense a residuos do ácido N-acetilmurámico da capa de peptidoglicano ou ancóranse lipofilicamente á membrana plasmática (ácidos lipoteicoicos). Son inmunóxenos cando están unidos ao peptidoglicano e estimulan unha resposta de tipo humoral, activan o complemento, melloran a quimiotaxe dos leucocitos polimorfonucleares e activan a produción de interleucina 1. Os ácidos teicoicos actúan na adherencia específica das bacterias grampositivas ás superficies mucosas e presentan afinidade pola fibronectina.
Catalase A catalase funciona para catalizar a destrución de peróxido de hidróxeno en oxíxeno e auga, e é de utilidade para evitar a formación de radicais tóxicos formados polo sistema da mieloperoxidase nas células fagocíticas.Brooks, Geo. F.; Carroll, Karen C.; Butel, Janet S.; Morse, Stephen A.; Mietzner, Timothy A. (2011). «Capítulo 13: Staphylococcus». En Jawetz. Jawetz, Melnick e Adelberg Microbiología médica. José Rafael Blengio Pinto (tradutor) (25a edición). Estados Unidos: McGraw-Hill-Lange. pp. 185-194. Edición inglesa: ISBN 978-0-07-162496-1. ISBN 978-607-15-0503-3. OCLC 757476276. . A catalase é un branco para probas de identificación bioquímica.
Proteína A As cepas de S. aureus caracterízanse por estar recubertas de proteína A (42 kDa/508 aa). Esta proteína acóplase á capa de peptidoglicano ou á membrana citoplasmática. Ten afinidade pola fracción Fc das inmunoglobulinas IgG (subtipos IgG1, IgG2, IgG4) o que lle permite fixalas polo extremo Fc, desta maneira evita ser opsonizado e fagocitado. Esta proteína é inmunóxena e encóntrase (xunto con anticorpos contra ela) no soro de individuos con infeccións graves por S. aureus. Desenvolvéronse probas para a detección desta proteína en mostras de S.aureus, porén, non superan en efectividade a outras probas máis sinxelas.
Coagulase A coagulase é un activador da protrombina presente na maioría das cepas de S. aureus, tamén coñecida como factor de agregación e constitúe unha proba moi sensible e específica para esta bacteria. Esta proteína representa un importante factor de virulencia. A coagulase pode unirse ao fibrinóxeno e convertelo en fibrina insoluble, a cal tende a formar depósitos onde os estafilococos poden agregarse (imitando ás plaquetas) e formar grupos.
Outras estruturas A membrana plasmática de S. aureus non presenta nada en especial. As proteínas de superficie do estafilococo posúen características en común, tales como: Unha secuencia sinal secretoria no extremo amino terminal, con aminoácidos catiónicos, estendida ata o citoplasma; Un extremo hidrofóbico que se estende ata a membrana; Unha rexión de ancoraxe á parede celular no extremo carboxilo terminal; Un dominio de adherencia no extremo amino terminal.
Metabolismo Staphylococcus aureus crece rapidamente en todos os medios, fermenta lentamente carbohidratos, como o manitol, pero non produce gas. A actividade proteolítica varía moito dunha cepa a outra. S. aureus produce pigmentos que varían desde unha cor branca ata un amarelo intenso.
Staphylococcus aureus ten un metabolismo anaerobio facultativo, con excepción das subespecies Staphylococcus aureus anaerobius e Staphylococcus aureus saccharolyticus que crecen de forma anaerobia e a miúdo son catalase negativas.
Xenoma S. aureus ten un cromosoma circular de aproximadamente 2800 pares de bases, sen contar o material xenético de profagos, plásmidos e transposóns. Os factores de virulencia da bacteria están contidos en todos estes vehículos. Estes xenes poden ser transferidos entre as diferentes cepas de estafilococos, entre especies diferentes e tamén entre bacterias grampositivas mediante vectores.
A virulencia do estafilococo regúlase xeneticamente. Identificáronse varios xenes reguladores, o máis estudado é o xene agr (accesory gene regulator). O knock-out deste xene causa unha marcada diminución na virulencia.
Enfermidades
S. aureus é responsable de moitos procesos infecciosos pero pode tamén ser unha bacteria comensal inofensiva, polo que a presenza de S. aureus non sempre indica infección. S. aureus pode sobrevivire horas ou semanas e ás veces mesmo meses en ambientes de superficies secas, dependendo da cepa.