Helicobacter pylori és una espècie de bacteri gramnegatiu de la família de les helicobacteràcies (Helicobacteraceae). És un microaeròfil que viu en diverses parts de l'estómac i el duodè. Causa una inflamació crònica de baixa activitat del mucus epitelial de l'estómac i està estretament associat al desenvolupament d'úlceres pèptiques (duodenals i gàstriques) i de càncer d'estómac. Més del 80 per cent dels individus infectats amb el bacteri són asimptomàtics.
El bacteri fou denominat inicialment Campylobacter pyloridis i després reanomenat C. pylori per a arreglar un error de gramàtica del llatí. Quan la seqüenciació de gens d'ARNr 16S i altres investigacions demostraren el 1989 que el bacteri no pertanyia al gènere Campylobacter, se'l classificà dins el seu propi gènere, Helicobacter. El nom del gènere deriva del mot grec antic hělix/έλιξ ‘espiral’ o ‘caragol’. L'epítet específic pylōri significa ‘del pílor’ o ‘de la vàlvula pilòrica’ (l'obertura circular que porta de l'estómac al duodè), del mot grec antic πυλωρός, que significa ‘guardabarrera’.
Més de la meitat de la població mundial té Helicobacter pylori al tracte gastrointestinal superior. Les infeccions són més prevalents als països en desenvolupament. La via de transmissió és desconeguda, però els individus són infectats durant la infantesa. Es creu que l'aparició de la forma helicoidal de H. pylori (de la qual deriva el nom genèric) al llarg de l'evolució va afavorir la seva penetració el revestiment mucoide de l'estómac.
Història Primeres proves En 1875, científics alemanys van descobrir bacteris espirals en l'epiteli de l'estómac humà. Aquests bacteris no podien ser cultivats i, per tant, aquest descobriment es va oblidar en aquell moment.
En 1892, l'investigador italià Giulio Bizzozero va descriure una sèrie de bacteris espirals que vivien en l'ambient àcid de l'estómac de gossos.
Walery Jaworski, de la Universitat Jagellònica a Cracòvia, va investigar sediments de rentats gàstrics obtinguts d'humans en 1899. A més d'uns bacteris allargats, també hi va trobar bacteris amb una característica forma espiral, als quals va anomenar Vibrio rugula. Aquest investigador va ser el primer a suggerir la participació d'aquest microorganisme en malalties gàstriques. Encara que aquest treball va ser inclòs en el Manual de malalties gàstriques, no va tenir gaire impacte perquè estava escrit en polonès.
Redescobriment i caracterització Aquest bacteri va ser redescobert en 1979 pel patòleg australià Robin Warren, qui en investigacions posteriors (a partir de 1981) al costat de Barry Marshall, va aïllar aquest microorganisme de les mucoses d'estómacs humans i va ser el primer que va aconseguir cultivar-la. En el treball original, Warren i Marshall van afirmar que moltes de les úlceres estomacals i gastritis eren causades per la colonització de l'estómac per aquest bacteri, i no per estrès o menjar picant com se sostenia fins llavors.
Implicació en patogènesi La comunitat mèdica va ser molt reticent a reconèixer el fet que aquest bacteri fos la causa d'úlceres estomacals i de gastritis, ja que es creia que els bacteris no podien sobreviure per molt temps en el mitjà àcid de l'estómac. La comunitat va començar a canviar de parer a partir d'estudis posteriors que van reafirmar aquesta idea, incloent-hi un en el qual Marshall, després de beure un cultiu de Helicobacter pylori, va desenvolupar una gastritis i va recobrar el bacteri del seu propi revestiment estomacal. Amb això, va satisfer tres dels quatre postulats de Koch. La gastritis de Marshall es va curar sense cap tractament.
Marshall i Warren posteriorment van descobrir que els antibiòtics eren efectius per al tractament de la gastritis. En 1994, els National Institutes of Health dels Estats Units van informar que les úlceres gàstriques més comunes eren causades per Helicobacter pylori i van recomanar l'ús d'antibiòtics, que es van incloure en el règim de tractament. En 2005, Warren i Marshall van ser guardonats amb el Premi Nobel de Medicina pels seus treballs sobre H. pyloriEl Premi Nobel en Fisiologia o Medicina 2005 atorgat a Barry J. Marshall i J. Robin Warren «pel descobriment del bacteri Helicobacter pylori i el seu paper en la gastritis i la úlcera pèptica».
Abans de comprovar-se la implicació dHelicobacter pylori en malalties estomacals, les úlceres estomacals eren tractades amb medicaments que neutralitzaven l'acidesa. Això feia moltes vegades que les úlceres reapareguessin després de deixar el tractament. La medicació tradicional contra la gastritis eren les sals de bismut (subcitrat de bismut col·loidal o subsalicilat de bismut).Hernández Tapias S, et al. "Tratamiento de la úlcera péptica por Helicobacter pylori." Farm Hosp 1996;20(1):17-22. Disponible en línia. Aquest tractament sovint era efectiu, però la seva efectivitat disminuïa amb un ús perllongat, a més de desconèixer-se el mecanisme d'acció d'aquest fàrmac. Encara no és clar si el bismut pot actuar com un antibiòtic. Des dels descobriments de Warren i Marshall moltes úlceres són tractades de forma efectiva utilitzant antibiòtics contra H. pylori.
Mentre Helicobacter pylori segueix sent el bacteri més important conegut que habita en l'estómac humà, algunes espècies més del gènere Helicobacter han estat ara identificades en altres mamífers i en algunes aus. S'ha comprovat que algunes d'aquestes espècies poden infectar humans. Existeixen espècies d'''Helicobacter que són capaces d'infectar el fetge de certs mamífers i de causar, per tant, diverses malalties hepàtiques.
Estructura miniatura|esquerra|Estructura de H. pylori Helicobacter pylori és un bacteri gramnegatiu amb forma d'espiral, de prop de 3 micròmetres (μm) de llarg amb un diàmetre aproximat d'entre 0,5 i 1 μm, i té de dos a sis flagels. És microaeròfil, és a dir, requereix oxigen però a més baixes concentracions de les que hi ha a l'atmosfera. Utilitza hidrogen i metanogènesi com a font d'energia i és oxidasa i catalasa positiu. miniatura|Model molecular de l'enzim ureasa de H. pylori
Amb el seu flagel i la seva forma espiral, el bacteri «trepa» literalment per la capa de mucus de l'estómac, i després pot quedar-se suspès en la mucosa gàstrica o adherir-se a cèl·lules epiteliars. H. pylori produeix adhesines, que s'uneixen a lípids associats a membranes i a carbohidrats de cèl·lules epitelials, produint-se d'aquesta forma l'adhesió. Helicobacter pylori excreta l'enzim ureasa, que converteix urea en amoni i hidrogencarbonat. La producció d'amoni és beneficiosa per al bacteri perquè neutralitza parcialment el medi àcid de l'estómac (un dels propòsits del qual és precisament matar bacteris) i crea un microambient alcalí, on el bacteri pot sobreviure. L'amoni, de qualsevol forma, és tòxic per a les cèl·lules epitelials, i juntament amb altres productes secretats també per H. pylori, com ara proteases, catalases o fosfolipases, són la causa del dany produït sobre aquestes cèl·lules.
Algunes soques d'aquest bacteri tenen un mecanisme particular per a «injectar» peptidoglicà, un agent inflamatori, des de la seva pròpia paret cel·lular cap a l'interior de les cèl·lules epitelials de l'estómac (vegeu Estudis genòmics de diferents soques). Encara es desconeix com aquest mecanisme és avantatjós per al bacteri.
Morfologia alternativa En condicions d'estrès ambiental, Helicobacter pot canviar el seu aspecte d'espiral a una forma coccoidal. Aquesta forma coccoidal de l'organisme no ha estat cultivada encara però ha estat trobada en el subministrament d'aigua en Estats Units, i està aparentment involucrada en l'epidemiologia del bacteri. Aquesta forma coccoidal també és capaç d'adherir-se a les cèl·lules epitelials estomacals, almenys in vitro.
Reproducció i creixement Helicobacter pylori es reprodueix per fissió binària, com la majoria d'eubacteris. Té un creixement lent i necessita condicions microaeròfiles, amb entre un 5 % i 10 % d'oxigen i presència d'CO₂. En medis de cultiu com l'agar sang o l'agar Brucella suplementats amb sèrum, les colònies apareixen després de 3 a 5 dies com a formacions petites, translúcides i lleugerament convexes.
Cultiu en laboratori El cultiu de H. pylori requereix medis enriquits i condicions microaeròfiles (5 % O₂, 10 % CO₂, 85 % N₂) a una temperatura òptima de 37 °C. Les colònies són petites, grisoses i translúcides, i poden mostrar una lleugera hemòlisi en agar sang. És sensible a condicions aeròbies i a l'dessecació.
Nutrició i metabolisme H. pylori és un bacteri quimioorganoheteròtrof que utilitza compostos orgànics com a font de carboni i energia. La seua supervivència en un medi àcid depèn de l'activitat de l'ureasa, que transforma la urea en amoni i diòxid de carboni, elevant el pH local i creant un ambient apte per al seu metabolisme. És oxidasa i catalasa positiu, i pot oxidar aminoàcids com la serina o la glutamina. El seu metabolisme és principalment microaeròfil i fermentatiu.
Cicle vital i colonització El cicle vital de Helicobacter pylori comença amb la transmissió oral o fecal-oral, habitualment durant la infància. Després d'entrar a l'estómac, el bacteri utilitza els seus flagels per desplaçar-se a través de la capa de moc i adherir-se a l'epiteli gàstric. Mitjançant adhesines i enzims (ureasa, proteases, fosfolipases), estableix una colonització persistent. La divisió cel·lular és contínua però equilibrada amb la destrucció de cèl·lules per la resposta immunitària, fet que permet una infecció crònica i sovint asimptomàtica. Si l'equilibri es trenca, poden aparèixer úlceres pèptiques o gastritis actives.
Infecció
La infecció per Helicobacter pylori pot ser simptomàtica o asimptomàtica (sense efectes visibles en el malalt). S'estima que més del 70 per cent de les infeccions són asimptomàtiques. En absència d'un tractament basat en antibiòtics, una infecció per H. pylori persisteix aparentment durant tota la vida.
Carcinogènesi El càncer gàstric i el limfoma MALT (limfoma de teixit limfoide associat a les mucoses), han estat relacionats amb H. pylori, pel que aquest bacteri ha estat catalogat en el grup I de carcinògens per l'Agència Internacional d'Investigació del Càncer.
Mecanismes d'acció S'investiguen dos mecanismes relacionats amb l'efecte cancerigen de Helicobacter pylori. El primer considera la possibilitat de generar radicals lliures associada a una infecció de H. pylori, la qual produiria un augment en la taxa de mutació de la cèl·lula hoste. El segon mecanisme ha estat anomenat ruta perigenètica i considera la transformació del fenotip de la cèl·lula hoste per mitjà d'alteracions en proteïnes cel·lulars com ara les proteïnes d'adhesió. S'ha proposat que H. pylori seria capaç d'induir inflamació i nivells localment alts de TNF-alfa o interleucina 6. D'acord amb el mecanisme perigenètic proposat, les molècules senyalitzadores d'inflamació, com ara les TNF-alfa, podrien alterar la capacitat d'adhesió de les cèl·lules epitelials de l'estómac i conduir a la dispersió i migració d'aquestes cèl·lules epitelials mutades sense necessitat d'alteracions addicionals en gens supressors de tumors, com els gens que codifiquen proteïnes d'adhesió cel·lular.
Reflux àcid i càncer d'esòfag La taxa d'infecció per Helicobacter pylori ha anat decreixent en països desenvolupats, probablement a causa de les millores en la higiene i l'increment de l'ús d'antibiòtics. En conseqüència, la incidència de càncer d'estómac als Estats Units va descendir en un 80 per cent des de 1900 a 2000. No obstant això, es va veure un gran augment —en aquest mateix període— de certes malalties relacionades amb el reflux gastroesofàgic i el càncer d'esòfag. En 1996, Martin J. Blaser va exposar una teoria en la qual H. pylori podria tenir un efecte beneficiós, ja que regularia l'acidesa en l'estómac, baixant l'impacte de la regurgitació dels àcids de l'estómac cap a l'esòfag.
Estudis genòmics miniatura|Micrografia electrònica de H. pylori