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LAS MICOBACTERIAS
Caro-Corrales LE., Félix- Serrano AY., Torrez-Montoya EH., Bucio-Pacheco M., Salomón-Soto
VM., Sánchez-González S., Inzunza-Beltrán HM., Montoya López D. Chon-López CG. Hipólito
Castillo Ureta
Escuela de Biología. Universidad autónoma de Sinaloa
Definición
Mycobacterium
es
el
único
género
de
la
familia
de
las
bacterias
Mycobacteriaceae. Por las características únicas entre otros géneros bacterianos
y por la importancia médica de las mismas, se estudian en la sub-rama de la
Microbiología llamada micobacteriologia. La palabra Mycobacterium deriva del
prefijo griego "myces—" que significa tanto hongo como cera y "bakterium—" que
significa pequeña varilla. Su significado literal es: Bacilo semejante a un hongo
(Silva y col., 2013).
Características
El género Mycobacterium está integrado por bacilos largos de 3 a 5µm de longitud
o curvos en forma de mazo, inmóviles, no esporulados, con abundantes gránulos
citoplasmáticos, que poseen una resistencia mayor a la tinción por los colorantes
comunes como la tinción de gram, pero una vez teñidos son resistentes a la
decoloración (ácido resistentes), con una mezcla de alcohol ácido
(Figura 1).
Desde el punto de vista de los requerimientos atmosféricos algunos son aerobios y
otros microaerófilos (Prescott, 2009). En cuanto a la velocidad de crecimiento
algunas especies son de crecimiento rápido y otras de crecimiento más lento. Se
destaca en su estructura una gran riqueza en lípidos (20-60%). El contenido de
bases de guanina más citosina en la molécula de ADN es de 62 a 70 moles %
(Jawetz, 2001).
Myciobacterium es un género de bacterias aerobias grampositivas. La mayoría de
las especies son altamente distribuidos, de vida libre en la tierra y el agua aunque
se haya tratado con cloro, y en los alimentos, sin embargo algunas son patógenos
intracelulares obligados y el mayor hábitat para algunas es el tejido infectado de
anfitriones de sangre caliente (Murray y col. 2009).
El género, comprende 50 especies, entre ellas patógenos primarios, oportunistas
y saprofitas. La especia típica es Mycobacterium tuberculosis, aunque M. leprae
también es muy importante y se considera enfermedad de salud pública
(Rodriguez, 2006).
Microfotografía de Mycobacterium spp.
Las mycobacterias son agentes de enfermedades infecciosas que han
acompañado al hombre a lo largo de la historia (OMS 2013).
Aunque las micobacterias no parecen encajar en la categoría Gram-positiva desde
un punto de vista empírico (es decir, que no retienen el tinte violeta), se clasifican
como bacterias ácido-resistentes Gram-positivas. Todas las especies de
Mycobacterium comparten una característica pared celular, más gruesa que la de
muchas otras bacterias, hidrofóbica, cerosa, y rica en ácidos micólicos/micolatos
(Figura 2). La pared celular es rica en lípidos, lo que hace que su superficie sea
hidrófoba
y
confiere
a
las
micobacterias
resistencia
frente
a
muchos
desinfectantes y las tinciones de laboratorio. Esta pared celular proporciona una
contribución sustancial a la resistencia de este género de bacterias (Murray y col.
2009).
En la membrana plasmática se anclan proteínas, manósido de fosfatidil inositol y
liporarabinomanano (LAM), que presenta una relación funcional con los
liposacáridos o antigénicos presentes en otras bacterias. La capa de
peptidoglucano forma el esqueleto básico al que se unen los arabiogalactanos,
unos polisacáridos ramificados formados por D-arabinosa y D-galactosa. El
residuo terminal de la D-arabinosa se esterifica para dar lugar a ácidos micólicos
hidrofóbicos de alto peso molecular a los que se anclan moléculas de glucolípidos
de superficie. Los componentes lipídicos abarcan el 60% del peso de la pared
(Murray y col. 2009).
Esquema de la pared celular, se observa como el péptido glucano se encuentra
cubierto los ácidos micolicos y sustancias lipídicas que impiden que el colorante
cristal violeta se adhiera al péptido glucano y de la característica de bacteria gram
positiva
A lo largo de las capas de la pared se intercalan proteínas transportadoras y
porinas (que son proteínas con estructura de barril β, formadas por laminas β.
Estas proteínas pertenecen a la familia de las proteínas integrales que se ubican a
través de la membrana celular y su función es de formar los poros en la
membrana), las que constituyen el 15% del peso de la pared. Las proteínas
constituyen antígenos importantes para estimular la respuesta del anfitrión a la
infección y pueden usarse como prueba pronostica (Vignoli y Seija, 2006).
Debido a que la pared celular de las micobacterias es compleja y a que este grupo
de microorganismos es exigente desde el punto de vista nutricional, la mayoría
crecen lentamente, se dividen cada 12 a 24 horas y se necesitan hasta 8 semanas
antes de poder detectar el crecimiento en los cultivos de laboratorio. Además,
algunas especies tienen también ciclos de reproducción muy largos. M. leprae
puede tardar más de 20 días para completar un ciclo de división (por comparación,
algunas cepas de E. coli toman sólo 20 minutos), aunque jamás se ha podido
aislar de manera artificial a esta especie, haciendo que el cultivo en laboratorio
sea un proceso lento (Figura 3). Algunas de las especies pueden ser
extremadamente difíciles de cultivar y puede llevar más de dos años desarrollar su
cultivo (Ryan y Ray, 2004).
I
II
Figura 3. I. Colonias de M. tuberculosis. II. Colonias de Mycobacterium avium
subsp. paratuberculosis en HEYM a distintos periodos de incubación A) colonias
con 7 semanas de incubación, B) colonias con 12 semanas de incubación, C)
colonias con 16 semanas de incubación.
Las micobacterias que forman colonias claramente visibles a simple vista en los
cultivos en un plazo de 7 días se denominan de cultivo rápido, mientras que las
que requieren períodos más largos se denominan de cultivo lento. Muchas
especies de Mycobacterium se adaptan fácilmente al crecimiento en sustratos muy
simples, utilizando amoníaco o aminoácidos como fuentes de nitrógeno y glicerol
como fuente de carbono en presencia de sales minerales. La temperatura óptima
de crecimiento varía ampliamente según la especie desde 25 °C a más de 40 °C
(Ryan y Ray 2004).
Patogenicidad
Las micobacterias a veces colonizan a sus huéspedes sin que estos muestren
signos de enfermedad. Por ejemplo, miles de millones de personas están
infectadas por M. tuberculosis pero nunca lo sabrán puesto que no desarrollarán
síntomas ( Gonzalez- Cantu y col., 2008). Esto es debido a que en gran parte de
los países la cepa de M. tuberculosis está circulando en el medio ambiente
produciendo una primo infección, que permite desarrollar una respuesta inmune
pero sin presentar los síntomas específicos creando así células de memoria las
que mantienen vigilancia específica en el organismo, al transitar por la calle el
paciente está expuesto a una reinfección de M. tuberculosis pero no desarrollará
la infección por que al tener las células de memoria éstas se encargan de
neutralizar al patógeno, esa también es la explicación de porqué algunos
pacientes inmunocomprometidos (como los pacientes con VIH) tienden a
desarrollar cuadros crónicos de Tuberculosis (Murray y col., 2009).
Figura 4. Pulmón infectado por Mycobacterium tuberculosis
Las infecciones micobacteriales son notoriamente difíciles de tratar. Su pared
celular, que no es realmente ni Gram-negativa ni Gram-positiva, las hace muy
resistentes. Como caso único en su grupo, son naturalmente resistentes a varios
antibióticos que destruyen las paredes celulares, tales como la penicilina.
También, gracias a esta pared celular, pueden sobrevivir a largas exposiciones a
ácidos, bases, detergentes, ráfagas oxidativas, lisis por complemento y pueden
desarrollar naturalmente resistencia a los antibióticos. La mayoría de las
micobacterias son susceptibles a los antibióticos claritromicina y rifampicina, pero
se conocen cepas resistentes a estos antibióticos (Ghosh y col., 2009).
Cuadro clínico
Básicamente se consideran tres tipos de cuadros clínicos entre los que destacan
la tuberculosis y la lepra. El tercer tipo de cuadro clínico son las micobacteriosis,
término que se usa para encuadrar una serie de procesos de las enfermedades
infecciosas humanas ocasionados por micobacterias diferentes a Mycobacterium
tuberculosis y M. leprae (Casal, 2003).
La denominación genérica de micobacteriosis por el territorio orgánico implicado
con el proceso (broncopulmonar, ganglionar, cutánea, osteoarticular, diseminada,
etc.) ha sido la forma natural de denominar a estas entidades
Diagnóstico de laboratorio
La prueba empleada normalmente para evaluar la respuesta del paciente a la
exposición de la bacteria es mediante la prueba cutánea de al tuberculina.
Usualmente la prueba de la tuberculina es positiva después de 3 a 4 semanas de
la exposición. Esta prueba ha dejado de considerarse diagnóstica ya que indica el
contacto previo del individuo con la bacteria pero no denota una infección activa,
además de que la vacuna profiláctica con el bacilo de Calmette-Guérin (BCG)
tienen resultados positivos a la prueba (Murray y col., 2009)
La detección microscópica de los bacilos acidorresistentes en muestras clínicas es
el método más rápido para confirmar una infección por micobacterias. La muestra
clínica se tiñe con carbolfucsina (Ziehl-Neelsen y Kinyoun) o con colorantes
fluorescentes de auramina y rodamina (Truant), se decolora con una solución de
ácido alcohol y se aplica una tinción de contraste. Las muestras se examinan al
microscopio de campo blanco, campo oscuro o fluoresencia (en caso de usar
colorantes fluorescentes). La sensibilidad de la microscopía está entre 30 y 50% y
la especificidad del 95% (Koneman, 2008).
Las sondas de ácidos nucleicos se emplean para identificar la especie implicada
en la infección. Esta puede usarse junto con la amplificación del genoma ya que
en las muestras suele hallarse una cantidad baja de micobacterias. Estos tienen
una baja especificidad (Murray y col, 2009)
La proliferación in vitro de las micobacterias se ve dificultada por su velocidad de
crecimiento. Las muestras que vayan a cultivarse deben de tratarse con reactivos
descontaminantes —NaOH, por ejemplo— para evitar la confusión con otras
bacterias de crecimiento rápido. Anteriormente, estas muestras se inoculaban en
medios con huevo (Lowenstein-Jensen) y con agar (Middle-brook) pero esta
prueba tomaba un tiempo prolongado; sin embargo, la introducción de los caldos
de cultivo facilitan el crecimiento de la bacteria acortando el tiempo de crecimiento
de 3 a 4 semanas a tan solo 10-14 días (Murray y col. 2009)
En los cultivos de la especie M. tuberculosis cabe destacar la falta de color en la
superficie, característica morfológica típica observada en el crecimiento de la
misma. La identificación macroscópica con base en la morfología colonial continúa
como una de las maneras más frecuentes para identificarlo.
Diagnóstico de laboratorio de micobacterias
Diagnóstico inmunológico
Intrademorreacción a la tuberculina (Test de Mantoux)
Prueba de liberación de IFN-γ
Microscopía
Tinción de Ziehl-Neelsen
Tinción de Kinyoun
Tinción acidotresistente con fluorocromo Truant
Pruebas basadas en ácidos nucléicos
Reacción en cadena de la polimerasa
Cultivo
Medios de agar sólido o con huevo (Löwenstein-lensen, Middle-brook)
Medios de caldo
Identificación
Propiedades morfológicas
Reacciones bioquímicas
Análisis de lípidos de la pared celular
Solución de ácidos nucléicos
Secuenciación de ácidos nucléicos
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