MI - 23 (Dra. Rosa.Bartolomé) 05.11.14 Elisa Llopis Gaspar BACILOS GRAMNEGATIVOS (II) BACTERIAS DE INTERÉS EN MEDICINA En esta clase vamos a seguir tratando los diferentes tipos de bacterias. En concreto, veremos los bacilos Gram negativos, entre ellos, la familia de las enterobacterias y los bacilos aerobios. FAMILIA ENTEROBACTERIACEAE Los bacilos gramnegativo representan un 50% de todas las bacterias que se aíslan en el laboratorio. De ese 50%, un 80% son enterobacterias, por lo que son una familia con mucho interés clínico. La familia de las enterobacteriaceae da mucha patología, aunque algunas especies son inocuas. Hay centenares de especies y solo algunas producen clínica. Forman parte de nuestra flora intestinal (todas menos shigella, salmonella y yersinia), y se encuentran habitualmente en el suelo, agua, y materia orgánica. Son bacilos gramnegativos que crecen en medios de cultivo fácilmente (agar sangre, agar McConkey sobre todo) en unas 24h. Son bacilos aerobios y anaerobios facultativos, es decir, que utilizan el oxígeno cuando es posible, y cuando no disponen de oxígeno utilizan la vía fermentativa. Son fermentadores de carbohidratos en condiciones anaeróbicas con o sin la producción de gas (en especial glucosa y lactosa), y oxidan una amplia gama de substratos en condiciones aeróbicas. Son oxidasa negativo (excepto Plesiomonas, que es oxidasa positivo), es decir, carecen de la enzima citocromo oxidasa. 173 MI - 23 (Dra. Rosa.Bartolomé) 05.11.14 Elisa Llopis Gaspar Estas bacterias, cuando son móviles cuentan con muchos flagelos distribuidos por toda la célula. También poseen fimbrias, que tienen unos receptores específicos que les sirven para actuar en un lugar determinado, y sin las cuales, no son reconocidas. Dentro de la familia enterobacteriaceae hay más de 30 especies y 130 géneros, entre ellos los más destacados son (nos los tenemos que saber): Escherichia coli Shigella sonnei, S. flexneri, S. dysenteriae Salmonella entérica Citrobacter freundii, Citrobacter koseri Klebsiella pneumoniae, Klebsiella oxytoca Enterobacter aerogenes, E. cloacae Serratia marcescens Proteus mirabilis, Proteus vulgaris Morganella morganii Yersinia pestis, Y. enterocolítica, Y. pseudotuberculosis Infecciones producidas por las enterobacterias Infecciones específicas Fiebre tifoidea: Salmonella typhi Disenteria bacilar: Gastroenteritis producida por Shigella dysenteriae Peste bubónica: Yersinia pestis Infecciones intestinales Salmonella spp Shigella spp Yersinia enterotolítica Escherichia col Infecciones inespecíficas: Todas estas infecciones inespecíficas también pueden estar producidas por cualquier otro tipo de bacteria. Infecciones SNC: Escherichia coli (entre otras) Infecciones tracto respiratorio inferior: Klebsiella, Enterobacter, Escherichia Infecciones torrente sanguíneo: Escherichia, Klebsiella, Enterobacter Infecciones tracto urinario: Escherichia,Proteus, Marganella, Klebsiella Infecciones heridas: Escherichia coli GÉNERO ESCHERICHIA Es el género más conocido y estudiado. Tiene varias especies, pero la única que produce patología es la E. Coli. Escherichia coli Es la bacteria más conocida y estudiada, es gramnegativa. Crece muy fácilmente en el medio de cultivo agar McConkey, donde produce colonias de color rojo (ya que fermenta la lactosa) y en agar sangre. Es una enterobacteria móvil, por lo tanto tiene flagelos y fimbrias. Se trata de la flora aerobia más abundante en nuestro organismo, y a su vez, la que genera más patología a nivel clínico. 174 MI - 23 (Dra. Rosa.Bartolomé) 05.11.14 Elisa Llopis Gaspar Existen varias especies de E.coli: Escherichia hermannii Eschercihia vulneris Escherichia fergusonii Escherichia blattae Es oxidasa negativo (al igual que todas las enterobacterias), catalasa positivo, aerobio y anaerobio facultativo (puede fermentar y oxidar la glucosa). Factores de virulencia de E.coli Endotoxinas: Lípido A de los LPS Toxinas: o Enterotoxinas: Producen infecciones intestinales. Termolábil LT-1, termoestable ST-a o Verotoxinas o Toxinas de Shiga: Stx-1, Stx-2 (VT1,VT2) o Hemolisina o Factor necrotizante citotóxico(CNF) Cápsula: K1, K2, K12 Antígenos: O Adhesinas: o Fimbrias tipo 1: se encargan de dar la señal para la liberación de TNF e interleucinas (muy importante). Se unen a los receptores de manosa presentes en todas las células del organismo a fin de desencadenar la respuesta inflamatoria. o Fimbrias tipo P (“p” por pielonefritis): facilitan la ascensión de E. coli por los uréteres. Su receptor es un disacárido Gal-gal que se encuentra en los uréteres, lo que les permite ascender desde la vejiga urinaria hasta el parénquima renal y así causar la pielonefritis. o Fimbrias tipo S: permiten a E. coli fijarse en el SNC y producir las meningitis. o Factores de colonización: CFA/l, CFA/ll, CFA/lll Producen diarreas o Fimbrias de adherencia agregativa: AAF/l, AAF/ll o Intimina o Adhesinas no fimbriadas: Dr Sideroferos: Sirven para captar el hierro, que E. coli necesita para crecer y multiplicarse causando la infección. o Aerobactina o Yersiniabactinia Factor de resistencia al suero Factor invasor del endotelio cerebral Todos los factores de virulencia están agrupados en islas de patogenicidad o PAI. Estas islas son fragmentos de DNA con una proporción C-G diferente del resto de cromosoma, donde se agrupan los factores de virulencia (muchos de ellos están repetidos). Cuantos más factores de virulencia y más PAIs contenga una bacteria, será más virulenta. El hecho de que E. coli pueda resultar tan patológica y, a la vez, formar parte de nuestra flora habitual, se explica por medio de sus factores de virulencia, los cuales clasifican a E. coli. E. coli ha derivado en cuatro grupos filogenéticos (A, B1, B2, D). Los grupos A y B1 tienen pocos factores de virulencia, por lo tanto no son patológicos y son los que mayoritariamente forman parte de nuestra flora intestinal. El grupo B2 es el que produce más patología, seguido del grupo D. Una excepción importante son las personas inmunodeprimidas donde cualquier grupo de E. Coli puede provocar infección. 175 MI - 23 (Dra. Rosa.Bartolomé) 05.11.14 Elisa Llopis Gaspar E. coli productores de infecciones en humanos: Grupos B2 y D E. coli comensales: Grupo B1 y A Estructura antigénica de E. coli: Igual para todas las enterobacterias. En la pared tienen el LPS, y en la fracción eterna tendrá el antígeno séptico (O), el antígeno capsular (K) y el antígeno flagelar (H). Antígeno somático (O): Tiene 163 diferentes y es el que causa un shock séptico. Antígeno capsular (K): Tiene 100 diferentes. Le confiere poder fagocítico. Antígeno flagelar (H): Tiene 50 diferentes. Le confiere movilidad. La combinación de estos tres antígenos determina el serotipo de E. coli, es decir: Antígeno somático + antígeno capsular + antígeno flagelar = SEROTIPO E. coli = (Ox:Kx:Hx) La estructura antigénica de E. coli tiene mucho que ver con su patogenicidad. Cada serotipo es responsable de un agente patógeno determinado, y hay miles de combinaciones diferentes, por lo que habrá muchas E. coli diferentes. Implicaciones clínicas de E. coli Hay determinados tipos de E. coli que producen patologías concretas, y que debemos recordar: Productores de infecciones extra-intestinales: O1, O2, O4, O6, O7, O18, O83 Productores de colitis entero-hemorrágica y Síndrome hemolítico Urémico (SUH): O157:H7, O104 Productor de sepsia neonatal: K1 Manifestaciones clínicas de E .coli INFECCIONES EXTRA-INTESTINALES (EXPEC) Infecciones urinarias: Es el principal productor de estas infecciones. En gente sana produce el 95% de las infecciones urinarias y en gente con predisposición es el causante del 50% de los casos. Meningitis neonatal: Recordar que s. agalactiae, listeria y E. coli son los tres principales agentes causantes de las meningitis neonatales. Neumonía nosocomial: sobre todo en gente a la que se le ha practicado una traqueotomía. Infección de las heridas Colecistitis: con mucha frecuencia cuando hay cálculos en la vesícula biliar. Septicemias: Se detecta en hemocultivos- Las E. coli productoras de estas infecciones pueden ser de cualquier grupo filogenético. INFECCIONES INTESTINALES E. coli entero-toxigénico: ECET E. coli entero-patógeno: ECEP E. coli entero-agregativo: ECEA E. coli entero-invasivo: ECEI E. coli entero-hemorrágico: ECEH Casi todos estos tipos producen sobre todo diarreas, afectando al intestino delgado y al intestino grueso. La E. coli entero-hemorrágica produce colitis hemorrágica y Síndrome Hemolítico Urémico. 176 MI - 23 (Dra. Rosa.Bartolomé) 05.11.14 Elisa Llopis Gaspar FAMILIA ENTEROBACTERIACEAE: AGENTES PRODUCTORES DE INFECCIONES INESPECÍFICAS Género Citrobacter Género Proteus Citrobacter diversus Citrobacter freundii Citrobacteramalonaticus Género Klebsiella Género Morganella Klebsiella pneumoniae Klebsiella oxytoca Morganella morganii Género Providencia Género Enterobacter Proteus mirabilis* Proteus vulgaris Proteus pennerii Enterobacter cloacae Enterobacter aerogenes Enterobacter agglomerans Providencia alcalifaciens Providencia stuartii Providencia rettgeri Género Serratia Serratia marcescens* Serratia liquefaciens Familia enterobacteriaceae: Saberse los grupos a los que pertenecen. Todos ellos dan infecciones parecidas a E. coli, pero con mucha menos frecuencia, son infecciones inespecíficas. Sus características son muy similares a las de E. coli (anaerobias facultativos, crecen muy bien en agar McConkey y agar sangre en 24h). *Proteus mirabilis: Hace un velo muy extenso en una placa de agar sangre, ya que no es capaz de establecer colonias debido a su elevado grado de movilidad. *Serratia marcescens: Tiene ella misma un pigmento rojo, (independientemente del que produce en agar McConkey), llamado marcesina. Infecciones inespecíficas extra-intestinales producidas por enterobacterias: Diagnóstico Se realiza un diagnóstico clásico, ya que estas infecciones son relativamente frecuentes en el laboratorio: 1. El primer paso es hacer una tinción Gram de la muestra para diferenciar entre bacilos gramnegativos y grampositivos. 2. A continuación se realiza un cultivo en agar McConkey y en agar sangre para identificar la bacteria. 3. Por último haremos el antibiograma, para conseguir un tratamiento antibiótico específicamente orientado. 177 MI - 23 (Dra. Rosa.Bartolomé) 05.11.14 Elisa Llopis Gaspar *En el caso de una meningitis neonatal, podemos hacer directamente una PCR, ya que nuestra intención es determinar cuál de los tres patógenos posibles (s. agalactiae, listeria o e.coli) es el causante. Resistencias antibióticas de E. coli El principal problema hoy en día es que muchas enterobacterias se han hecho resistentes a algunos antibióticos. Debido al uso generalizado de la ampicilina como principal antibiótico, E. coli ha desarrollado resistencia a este betalactámico, y actualmente un 90% de las E. coli son resistentes. La fosfomicina y la nitrofurantoina son unos antisépticos urinarios suelen ser el tratamiento principal para las infecciones del tacto urinario bajo, ya que apenas presentan resistencia (2%). Algunos géneros de E.coli y de Klebsiella son productores de Beta Lactamasas de Espectro Ampliado (BLEE), algo que les hace resistentes a todos los antibióticos beta-lactámicos. Tenemos un 8’8% de colis productores de BLEE y un 1’5% de productores de AmpC muy resistentes a los betalactámicos, lo que además comporta resistencia cruzada a otros antimicrobianos. Por tanto, no nos hemos de olvidar de hacer el antibiograma delante de una E. coli, una klebsiella pneumoniae, un helicobacter o un proteus para saber cómo podemos tratar esta cepa. GÉNERO YERSINIA Especies: Yersinia pestis: Causante de la peste bubónica. Yersinia enterocolítica: Causante de la enteritis. Yersinia pseudotuberculosis: Causante de la adenitis mesentérica. Es un género que prácticamente ha desaparecido (sobre todo la yersinia pestis). La peste negra está casi erradicada, pero fue una de las epidemias más importantes de la historia. La primera pandemia mató 100 millones de personas durante 60 años. La segunda epidemia fue en mitad del 1400, empezando en Asia y llegando hasta Génova, propagándose por toda Europa y acabando con 25 millones de vidas, despoblando Europa). El reservorio de la peste negra son las ratas, que al morir infectadas transmiten la infección a través de la pulga, el vector. En aquella época no se sabía que la peste era producida por una bacteria. Cuando se empezó a sospechar que se transmitía entre los humanos infectados, se introdujo el concepto de “miasmas”, refiriéndose a aquello que causaba la infección y acababa matando al enfermo. Gracias a esto, la población empezó a concienciarse respecto a la transmisión de las enfermedades y empezaron a protegerse frente a ellas (vestimenta). 178 MI - 23 (Dra. Rosa.Bartolomé) 05.11.14 Elisa Llopis Gaspar Hoy en día apenas sobrevive la peste negra (solo entre roedores). Hay entre 1000 y 2000 casos de peste anuales al año, pero principalmente en América del sur y al oeste de los Estados Unidos (sobre todo en cazadores, veterinarios y personas que tienen contacto habitual con animales). La peste empieza con malestar general y fiebre. La infección se manifiesta primero en el lugar donde se ha recibido la picadura, y hace una mancha negra (de ahí su nombre “peste negra”). Al cabo de dos días aparece una inflamación de los ganglios inguinales (sale un bulbo, de ahí su otro nombre “peste bubónica”). En el siglo XV morían un 50% de las personas infectadas. La principal complicación era una neumonía, quien hacía neumonía tenía un alto riesgo de fallecer. Hay forma bubónica y forma pulmonar. Cuando se manifestaba la neumonía, suponía un mayor riesgo de contagio, ya que la bacteria se podía transmitir inhalada, mientras que al estar solo presentes los bulbos era necesaria la picadura de la pulga, los bulbos de por sí no resultaban contagiosos. Hay que tener en cuenta que en aquella época no existían los antibióticos, hecho por el cual la tasa de mortalidad era tan elevada. La infección se propagaba hacia el Sistema Nervioso Central y acababa produciendo estupor, shock y delirio. BACILOS GRAMNEGATIVOS AEROBIOS ESTRICTOS O NO FERMENTADORES Hay una prueba que los distingue de las enterobacterias, la prueba de la oxidasa. Los bacilos gramnegativos aerobios estrictos son oxidasa positivos, y solo pueden crecer en presencia de oxígeno y oxidar los azúcares, no fermentarlos (de ahí que se nombren también como “bacilos gramnegativos no fermentadores”). Están clasificados en tres géneros: Género Pseudomonas Pseudomonas aeruginosa P.putida P.fluorescens P.alcaligenes Género Stenotrophomonas (tiene la misma patología que pseudomona) S.maltophilia Género Acinetobacter A.baumanii A.lwoffii 179 MI - 23 (Dra. Rosa.Bartolomé) 05.11.14 Elisa Llopis Gaspar GÉNERO PSEUDOMONA A pesar de existir cuatro tipos de género pseudomona, solo comentaremos la pseudomona aeruginosa porque es la más frecuente y la más patogénica. Pseudomona Aeruginosa La pseudomona aeruginosa es la más importante a nivel patológico. Como peculiaridad, muestra una pigmentación verdosa (debido al pigmento que fabrica, la pioverdina), y coloniza de forma muy mucosa. Tiene mucha cápsula, y un solo flagelo polar ondulado. Crece bien en McConkey y en agar sangre, y solo lo hace en medio aerobio (es aerobia estricta). Es muy ubicua en la naturaleza, y una característica muy importante es que es muy resistente a los agentes externos físicos y químicos (está en el agua, tierra, materia fértil, incluso en el agua de piscina y en el líquido de las lentillas si no se renueva con frecuencia). Su otra característica importante es que puede hacerse resistente a los antibióticos. Determinantes de patogenicidad de Pseudomona Aeruginosa Tiene mucha patogenicidad, aunque normalmente, a la gente sana no suele producirle clínica, a no ser que tengan un factor de riesgo (sobre todo úlceras corneales si no se limpia bien el líquido de las lentillas, y otitis externas por el agua de las piscinas). Sus factores de patogenicidad están presentes en la cápsula, los LPS, algunas toxinas, la pioverdina, la piocianina. En las personas inmuno-competentes no suele producir infecciones, excepto que se lo pongamos fácil, es la TÍPICA OPORTUNISTA. Manifestaciones clínicas de Pseudomona Aeruginosa Infecciones pulmonares: Coloniza los alveolos (produce bronquitis en fibrosis quística, pulmonar o bronquiectasias y neumonía en gente intubada), y va secretando unos enzimas y toxinas que agudizan la inflamación. El método más eficaz para combatirlo en este tipo de infecciones es mediante antibiótico nebulizado (inhalado). Infecciones por quemaduras Infecciones de heridas Infecciones urinarias: Sobre todo en las personas portadoras de catéteres y sondas urinarias, y gente que ha recibido gran cantidad de antibióticos con anterioridad. Infecciones oculares: Produce con frecuencia úlceras corneales graves. Foliculitis Otitis externas: Bastante frecuentes en los nadadores porque es necesario un alto nivel de cloración para erradicar por completo la p. aeruginosa de las piscinas. 180 MI - 23 (Dra. Rosa.Bartolomé) 05.11.14 Elisa Llopis Gaspar Bacteriemias Neumonía nosocomial: Se da sobre todo en las personas intubadas, ya que la p. aeruginosa tiende a colonizar todos los sistemas de respiración asistida. Endocarditis Osteomielitis *Toda esta clínica se aplica también a los demás tipos de pseudomonas. Tratamiento de pseudomonas aeruginosa La pseudomonas aeruginosa es muy resistente a los antibióticos, por eso es imprescindible realizar un antibiograma, es necesario disponer de un panel especial de antibióticos específicos. La placa de la imagen muestra una pseudomona bastante sensible a los antibióticos. Se puede observar con facilidad la pigmentación verdosa característica de esta bacteria. Debido a su resistencia a los antibióticos comunes, se han desarrollado una serie de antibióticos específicos para esta bacteria: Piperacilina, carbenicilina Ceftazidima, cefepima Imipenem Aztreonam Piperacilina-tazobactam Ciprofloxacina Tobramicina,amikacina GÉNERO ACINETOBACTER Existen varios tipos : A. baumanii A. lwoffii A. haemolyticus Es un bacilo gramnegativo que crece muy bien en medios aerobios y también es muy resistente en la naturaleza .En una persona sana e inmunocompetente no produce ningún tipo de patología, pero es un problema en los hospitales. Crece muy bien en medios de cultivos, es aerobia estricta. Es mucho más resistente que pseudomonas a los agentes externos y se puede hacer mucho más resistente todavía a los antibióticos. En los parapléjicos que están sondados era muy común que la tuvieran, aunque no les producía patología porque estaban protegidos a nivel inmunitario. Pero si surgían complicaciones y se trasladaban a la UCI infectaban a gente inmunodeprimida a quienes sí que les provocaba muchísima patología y era mucho más grave). Acinetobacter es MUY UBICUA y tiene mucho poder de distribución, es muy fácil que se propague por todas partes. En estos momentos se cuidan mucho más las UCI para que no se propague esta bacteria tan fácilmente y para evitar así que los pacientes susceptibles se infecten y hagan complicaciones. Produce brotes de infecciones nosocomiales (bacteriemias), que pueden ser muy graves en pacientes inmunodeprimidos. Manifestaciones clínicas – Patógenos oportunistas: - Infecciones tracto respiratorio Infecciones urinarias Infecciones de heridas Bacteriemias 181 MI - 23 (Dra. Rosa.Bartolomé) 05.11.14 Elisa Llopis Gaspar Tratamiento de Acinetobacter baumanii, multi-resistente: - Imipenem, meropenem Piperacilina-tazobactam BACTERIAS HEMÓFILAS Y PARVOBACTERIAS PARVOBACTERIAS Se trata de bacterias pequeñas que tienen problemas de crecimiento, aunque siguen siendo bacilos gramnegativos. Ninguno de ellas crece en el agar McConkey, ya que tienen un crecimiento mucho más exigente. Género Haemophilus Es un bacilo gramnegativo pequeño aerobio y anaerobio que está presente en nuestra flora normal del tracto respiratorio (sobre todo el parainfluenzae). Especies: - Haemophilus influenzae Haemophilus parainfluenzae Haemophilus aegypticus Haemophilus ducreyi El haemophilus es mucho más exigente que las enterobacterias y los bacilos negativos no fermentadores. Precisa de medios selectos y ricos para poder reproducirse ya que necesita dos elementos que están presentes en la sangre: la hemina (factor X) y el NAD (factor V), por eso no crece en agar McConkey. Se clasifica en seis serotipos según su cápsula, siendo el más común de ellos el haemophilus influenzae. Haemophilus Influenzae Es un patógeno respiratorio que se encuentra en la faringe y que se transmite por secreciones respiratorias. Da cuadros de neumonía, sinusitis y otitis media. No crece bien en agar sangre, por lo que hemos comentado sobre los dos factores que necesita y que están presentes en los hematíes. Sin embargo, si se siembra una muestra que contiene haemophilus influenzae sobre una tira de estafilococos observaremos que las colonias de esta bacteria crecen. Se produce hemólisis, ya que los estafilococos al realizar la hemólisis liberan los nutrientes necesarios (este fenómeno se denomina “satelitismo”) Donde sí crece en abundancia es en agar chocolate, tanto en aerobiosis como en anaerobiosis, y lo hace en un período de 24h o menos. Tienen una cápsula que determina su patogenicidad y que permite su clasificación en seis serotipos (de la A a la F). Su serotipo más importante y patógeno es el serotipo B. A día de hoy se vacuna en edad infantil contra este serotipo del haemophilus influenzae, y gracias a ello han disminuido las sinusitis y las otitis, sobre todo en edades tempranas. Las infecciones en el tracto respiratorio son más frecuentes en la gente mayor. 182 MI - 23 (Dra. Rosa.Bartolomé) 05.11.14 Elisa Llopis Gaspar Cuadros clínicos Haemophilus influenzae Meningitis: En lactantes (desde 3 meses hasta los 6 años), producida por meningococo, neumococo y haemophilus influenzae serotipo b). Epiglotis Infecciones del tracto respiratorio inferior y neumonía Sinusitis Otitis Celulitis Artritis Haemophilus ducreyi Produce el chancroide o “chancro blando”: Es una enfermedad de transmisión sexual, diferente del chancro duro que produce la treponema palidum de la sífilis. El chancro blando en África es el principal productor de úlceras genitales (por encima de la sífilis). Tiene características inflamatorias, con abundante purulencia. Viene acompañado de una adenopatía inguinal muy dolorosa e inflamatoria, que forma fístulas en el exterior y drena a todo el genital. Es muy difícil de cultivar, ya que no crece ni agar chocolate. Su diagnóstico se realiza mediante PCR. Haemophilus aegypticus Produce conjuntivitis aguda purulenta Tratamiento Haemohpilus influenzae: Amoxicilina-clavulánico Cefalosporinas 2ª o 3ª generación Azitromicina Lucroquinolona Haemophilus ducreyi Ceftriazona Eritromicina Profilaxis Como ya se ha comentado, la vacuna contra el haemophilus influenzae serotipo b está presente en el calendario de vacunación contra la meningitis junto con la del neumococo y la del meningococo c. 183 MI - 23 (Dra. Rosa.Bartolomé) 05.11.14 184 Elisa Llopis Gaspar