BACTERINA STAPH PM+3

BACTERINA STAPH PM+3
Control de colonización de Staphylococcus aureus
MVZ, PhD, Pablo Hernández Jáuregui
Dirección, Cytalabs S. A. de C. V.
Adhesión y colonización de Staphylococcus aureus
Staphylococcus aureus (S aureus) es una bacteria Gram positiva con capacidad de infectar la piel,
mucosas y tejidos. Los factores de virulencia de S aureus son múltiples y es considerado un germen de
alto riesgo, en forma particular en el humano por las infecciones intra hospitalarias y la resistencia a
los antimicrobianos (Maslow JN. 1995. Kluytmans J. 1997. VandenBergh MF. 1999). En los animales
domésticos la resistencia a los antimicrobianos es aún mayor, por el uso indiscriminado de estos
compuestos para el tratamiento de mastitis. Su importancia por los daños a la glándula mamaria,
residen en el ganado de producción lechera, en donde las lesiones son de tipo crónico, lo que reduce o
elimina la capacidad de la producción láctea.
S. aureus solía ser considerado como un patógeno no invasivo. Ahora se sabe que la bacteria puede
invadir diversos tipos de células, con la ayuda de un mecanismo que involucra la formación de un
puente entre las proteínas de adherencia de la bacteria a la fibronectina y la α5β1 integrina del
hospedero, que activan el proceso de internalización de la bacteria en las células (Schwarz-Linek
2004, Schwarz-Linek 2003, Peacock 1999). El organismo puede sobrevivir en el interior de la célula
en estado semi-activo, generalmente referido como variantes de colonias pequeñas (von Eiff 2000).
Para adherirse a la membrana citoplásmica de las células huésped y eventualmente invadir el
citoplasma celular, S aureus cuenta con proteínas de superficie que reconocen diferentes componentes
de las membranas y tejidos (Krivan, H. C. 1988). Entre las proteínas de superficie de S aureus se
encuentra la proteína de adhesión a la fibrina, fibronectina, y colágena así como la proteína de
adhesión clonal. Estas proteínas se encuentran revestidas por el glicocalix celular de la bacteria.
(McKeown-Longo, P J. 1987. Espersen, F. 1982)
S aureus es capaz de adherirse a superficies inertes como catéteres y agujas hipodérmicas lo que
explica por si mismo la propagación de S aureus cuando las medidas de higiene no alcanzan a ser
suficientes. No obstante que S aureus se adhiere con mayor facilidad a los instrumentos cuando estos
son revestidos de fibrina, existe propiedades físicas químicas e interacción hidrofóbica que establecen
adhesión inespecífica.
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Staphylococcus aureus es un residente asintomático en la mucosa nasal de los mamíferos
En el hombre se han realizado la mayoría de los estudios orientados al reconocimiento de los nichos de
colonización de S aureus. No obstante que es posible el aislamiento de esta bacteria de la piel y
mucosas, el vestibulum nasi es el sitio de donde el aislamiento es positivo en el 30- 37% de los
individuos clínicamente sanos. Esta región de la nariz anterior, está revestida por epitelio estratificado
queratinizado, con folículos pilosos, glándulas sebáceas y sudoríparas (Aly, R. 1977). El alto
porcentaje de colonización nasal, se incrementa con factores de riesgo como; trabajadores de la salud
en los hospitales, pacientes inmunosuprimidos con infecciones virales como el virus de la
inmunodeficiencia humana (VIH) (Jacobson M.A. 1988) o con trastornos de la producción de sialyl
transferasas como en la Fibrosis Quística (Imundo, L. 1995). Los sujetos expuestos a continuo
traumatismo en la región nasal anterior y con rinitis, como los navegantes de ríos caudalosos, alcanzan
porcentajes de colonización hasta del 60%.
En los animales domésticos se ha informado de igual forma, la colonización de S aureus en la región
nasal anterior (narinas). En borregas lecheras, la colonización alcanza porcentajes semejantes como en
los humanos y se establece relación de infección en otros órganos, como la glándula mamaria (Vautor
E. 2004). En los conejos, donde la mastitis por S aureus es frecuente, se demostró la relación entre las
mismas cepas de S aureus colonizadoras de la región nasal anterior con los aislamientos de la glándula
mamaria (Selva L. 2008).
S. aureus tiene una gran variedad de factores de virulencia secretados y asociados a la pared celular,
incluyendo proteínas de superficie que promueven la adherencia a tejidos dañados y a la superficie de
las células del hospedero (Foster 1998), que se adhieren a proteínas de la sangre que le permiten
evadir la respuesta inmune y promover la absorción de hierro (Skaar 2004). Las proteínas de
membrana por lo general están covalentemente asociadas a la pared celular por medio de la enzima
sortasa, una enzima asociada a la membrana que reconoce y corta la secuencia LPXTG en el extremo
carbonilo de la proteína de superficie, o también pueden ser retenidas en la pared celular por medio de
interacciones iónicas (Foster 1998, Mazmanian 2001). Adicionalmente la mayoría de las cepas
expresan una cápsula de polisacáridos (O’Riordan 2004). Como factores de virulencia S. aureus puede
secretar una gama de enzimas extracelulares como proteasas, hialuronidasas, lipasas y nucleasas que
facilitan la destrucción del tejido y la expansión en el hospedero, toxinas que dañan membranas que
causan efectos citolíticos, y superantígenos que contribuyen al síndrome de choque tóxico (Bohach
1999, Dinges 2000).
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Microfotografía al microscopio de luz de células del epitelio nasal descamadas colonizadas en forma
natural con S aureus. Las bacterias s e observan adheridas a la superficie de la membrana celular. Entre
mayor es el grado de queratinización, mayor la adherencia de bacterias como se aprecia en la figura
derecha. X 100.
Adhesión al epitelio de la glándula mamaria de los bovinos
La adhesión de S aureus al epitelio glandular es preferente en las células de la superficie (Mamo W.
1994). La adhesión a las membranas celulares se incrementa y facilita en presencia de leche. En esta
circunstancia la adhesión es resistente al tratamiento con tripsina pero sensible al tratamiento con
periodato, lo que indica que las adhesinas tienen principal constitución por carbohidratos (Frost A J.
1977). La adhesión de S aureus a glóbulos de leche está demostrada y sugiere que constituye un
mecanismo de difusión de S aureus en la glándula mamaria (Mamo W. 1994). La adhesión de S aureus
a las células de revestimiento epitelial glandular puede ser bloqueada con la presencia de anticuerpos
generados contra la bacteria completa, sin embargo no se conocen con detalle, los mecanismos y/o las
interacciones moleculares.
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Micrografía al microscopio de luz de dos células acinares en cultivo primario de la glándula mamaria
de una vaca. Sobre la superficie de la membrana citoplásmica se encuentran grupos de racimos de S.
aureus adheridos. Tinción de Gram, bacterias en azul, células en rojo X 100.
Se presume de la contaminación desde los nichos de reserva y persistencia de S aureus como es la
nariz, la piel, vagina a otros sitios como la glándula mamaria y viceversa.
Patogénesis de la Infección
La nariz es reconocida como la región donde se establece la condición de portador de S aureus y de
donde la infección puede ser propagada a otros sitios anatómicos. En forma particular las manos
ejercen mecanismo de difusión del S aureus nasal a otros sitios de la piel y subsiguiente contaminación
en los pacientes con hemodiálisis y catéteres endovasculares. Otra posibilidad considerada, es que S
aureus se propague de la nariz al aire y de ahí pueda colonizar otros individuos. Esta última forma de
difusión encuentra soporte en el estudio del aire ambiental y cepas de S aureus colonizadoras de la
nariz y de la ubre en borregas lecheras. La obtención de muestras aéreas y de leche de las borregas que
se ordeñaron en una sala para ese propósito, se encontraron estrechas relaciones entre las cepas
aisladas (Vautor E. 2004). En la sala de ordeño, el contacto humano y bovino es estrecho. Los
ordeñadores son transmisores eventuales de estafilococos de los bovinos en sus manos y/o utensilios
de ordeño, sin embargo, se desconoce la posible colonización cruzada de S aureus en las vías
respiratorias altas entre ambas especies. La piel perianal y la vagina de mujeres portadoras de S aureus
en esos nichos, son capaces de infectar al recién nacido (Martin R R. 1982. Dancer, S. J. 1991). No se
conocen estudios en los animales domésticos respecto al contagio durante el parto, sin embargo por la
insalubridad del parto en estas especies, se especula sobre la alta difusión de S aureus en la piel y en la
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glándula mamaria de los bovinos y de otros rumiantes lecheros. Es probable que este medio de
propagación inicie la colonización en los recién nacidos en las vías respiratorias durante el tránsito por
el canal del parto. Los hábitos de instinto que los animales ejercen en las crías al nacer, al lamer en
forma entusiasta al recién nacido para estimular su respiración y homeostasis térmica, pueden ser
mecanismos de infección y futura colonización nasal en el recién nacido. La propagación de S aureus
en la piel podal de las vacas que asisten a una sala de ordeño en donde los primeros chorros de leche
son esparcidos en forma incorrecta en el piso, es también una gran posibilidad de infección y difusión
del germen a otros espacios. Recordemos que la adhesión de S aureus a las micelas de grasa, es uno de
los eventos tempranos en la infección en la glándula mamaria (Mamo W. 1994) y que de ahí los
estafilococos pueden ser desplazados al interior de la glándula pero también serán transferidos por
acción mecánica al exterior en la sala de ordeño, contaminando los utensilios de ordeño, el piso y las
manos del operador. Con frecuencia la piel de las patas y de los pezones se encuentra húmeda con
escaras y lesiones que rompen la barrera de la epidermis, abriendo puertas a la infección. La presencia
casi inevitable de moscas en los establos son factores aéreos de potencial contaminación.
Vacuna recombinante contra dos fragmentos proteicos de S aureus (Staph PM+3)
El biológico recombinante fue construido aplicando técnicas de biología molecular en donde
secuencias seleccionadas de amioácidos de las proteínas de adhesión de S aureus fueron clonados,
introducidos al Lactococcus vía plásmidos.
El biológico inactivado, expresa en su pared celular los antígenos derivados de la secuencia de la
proteína de adhesión a la fibronectina (FnbpA) y la proteína de adhesión clonal (ClfA) en Lactococcus
lactis subs. cremoris recombinante. Estos fragmentos antigénicos fueron clonados por separado y en
tándem en L. lactis, utilizando el sistema de secreción Sec a membrana, y el anclaje a pared celular
mediada por la enzima sortasa por la señal de reconocimiento LPXTG. La respuesta inmune se midió
en función de los anticuerpos IgG específicos contra los dos antígenos generados mediante distintas
vías de administración de las diferentes cepas recombinantes de L. lactis.
Lactococcus lactis transformado exhibe las proteínas FnbpA así como ClfA en la superficie de la
membrana celular, como puede ser apreciado en la micrografía de fluorescencia. El testigo incubado
con los mismos productos que para el lactococcus transformado, no muestra fluorescencia por carecer
del sitio antigénico de reconocimiento de los anticuerpos fluorescentes.
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L. Lactis transformado con
proteí
proteínas fnfn-cl. Note el
reconocimiento del
antí
antígeno en la superficie
L. Lactis sin transformar. La
reacció
reacción de fluorescencia
está
está ausente por carecer de
los antí
antígenos
La bacterina contiene pared celular completa de Lactococcus trasformado y toxoide contra la proteína
B de S aureus obtenidos de casos con mastitis aguda por S aureus. Esta característica especial puede
ser construida con aislamientos de su propio hato, lo que implica el inducir anticuerpos contra los
determinantes antigénicos de superficie de pared de los estafilococos que circulan en su hato.
La inmunización requiere de dos aplicaciones de 2 ml por la vía intramuscular espaciadas una de otra
por 30 días a terneras después de 3 meses de edad. En forma posterior y por la memoria inmunológica,
solo requerirá cada bovino de un refuerzo cada 6-9 meses.
APLICACIÓN DE POMADAS CON ANTIMICROBIANOS PARA ERRADICACIÓN DE S
AUREUS DE LA NARIZ.
En el humano se ha ensayado el tratamiento de la nariz con pomada que contiene muporocin como
antibiótico. El resultado es positivo logrando el 100% de eliminación de portadores de S aureus en la
nariz. En estudios de seguimiento en algunos de los pacientes tratados con éxito, la recolonización con
cepas diferentes se llevo al cabo. Por lo anterior es necesario el establecer tratamiento periódico, con
alternancia de antimicrobianos para combatir el estado de resistencia por S aureus.
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CONCLUSIONES
S aureus es una bacteria que tiene nichos de persistencia en los mamíferos, como la nariz, la piel y la
glándula mamaria.
La persistencia se obtiene por la capacidad invasiva de S.aureus a células epiteliales no fagocíticas
como el endotelio vascular, fibroblastos, células glandulares.
S aureus permanece en nichos como el epitelio queratinizado de la nariz sin agredir al huésped de
donde se desprende junto con las células de descamación e infecta otros ambientes.
S aureus tiene mecanismos de virulencia que frecuentemente vence a los de defensa del huésped,
estableciendo el estado de infección, cronicidad y persistencia.
Como otras bacterias, S aureus muestra multi resistencia a los antimicrobianos.
Se sugiere el examen microbiológico de las narinas y establecer tratamiento antimicrobiano en esa
región para erradicar el principal nicho de persistencia de S aureus.
Se sugiere la inmuno protección de las terneras desde los tres meses de edad para contrarrestar los
mecanismos de adhesión de S aureus a las células, mediante bacterina que genera inmunoglobulinas
anti adhesinas Fn y Cl de S aureus (Staph PM+tres·CyTA Labs) La bacterina contiene pared celular
completa de Lactococcus trasformado y toxoide contra la proteína B de S aureus. La inmunización
requiere de dos aplicaciones de 2 ml por la vía intramuscular espaciadas una de otra por 30 días a
terneras después de 3 meses de edad.
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