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BACILOS GRAM NEGATIVOS NO EXIGENTES

ENTEROBACTERIACEAE, VIBRIONACEAE, PSEUDOMONAS

Gabriela Algorta.

INTRODUCCIÓNEl gran grupo de bacilos Gram negativos no

exigentes incluye diferentes familias y géneros muchosde ellos muy frecuentes en patología médica.Comparten algunas características tales como poseer ensu pared externa un lipopolisacárido (LPS), que lesotorga características patogénicas particulares, tóxicas,la llamada endotoxina de las bacterias Gram negativas.

En otro orden de cosas muchos de ellos sonubicuos, encontrándose muy difundidos entre losanimales y la naturaleza, pudiendo causar enfermedaden el hombre y los animales como es el caso deSalmonella; otros aunque bien adaptados al medioambiente son patógenos humanos exclusivos porejemplo Vibrio cholerae por último otros se encuentranbien adaptados a su huésped, como por ejemplo,Shigella. Algunos de estos bacilos Gram negativosposeen atributos de virulencia bien definidos,comportándose como patógenos primarios, Yersiniapestis, Salmonella typhi, responsables de la Peste y laFiebre Tifoidea respectivamente. Otros tales comoAcinetobacter y Pseudomonas producen infeccionesoportunistas. Es de destacar que algunos de ellos comoEscherichia coli forman parte de la flora normal deltubo digestivo y permanecen en él sin causarenfermedad siempre y cuando no se modifiquen lascondiciones de su hábitat.

En este capítulo se hará énfasis en aquellas familias,géneros y especies que se encuentran másfrecuentemente relacionados con la patología humana.

ENTEROBACTERIACEAEEsta familia comprende un numero muy variado de

géneros y especies bacterianos cuyo hábitat natural esel tubo digestivo del hombre y los animales. No todoslos bacilos Gram negativos que tienen este hábitatforman parte de la familia Enterobacteriaceae. Se losencuentra en el suelo, agua, frutas, vegetales y otrasplantas y en los animales desde los insectos al hombre.La familia está definida por un conjunto de

características fenotípicas (bioquímicas, fisiológicas einmunológicas) a las que se han agregadoposteriormente otros elementos establecidos portécnicas de hibridización de ácidos nucleicos quemiden distancias evolutivas y han definido mejor lainterrelación de todos los microorganismos integrantesde la familia.

Son bacilos Gram negativos rectos, con un diámetrode 0.3 a 1.5 micras. Si son móviles, presentan flagelosperítricos. No forman esporos. Desarrollan en presenciao en ausencia de Oxígeno (aerobios-anaerobiosfacultativos). Desarrollan rápidamente en mediossimples, no siendo exigentes desde el punto de vistanutricional. Algunos desarrollan en glucosa como únicafuente de carbono, mientras otros requieren el agregadode vitaminas y/o minerales en el medio de cultivo. Sonquimioorganotrofos, poseen metabolismo fermentativoy respiratorio. Son catalasa positivos y oxidasanegativos; reducen los nitratos a nitritos.

El contenido de Guanina + Citosina del DNA totales de 38 a 60 moles %.

En los medios de cultivo forman colonias lisas,convexas y circulares de bordes definidos. Algunasespecies desarrollan colonias más mucoides que otras(por ejemplo Klebsiella).

Caracteres bioquímicosLos bacilos Gram negativos que integran esta

Familia pueden identificarse por medio de la expresiónfenotípica de algunos caracteres genéticos.

Los métodos utilizados tienen como principio:- La investigación de la fermentación de

azucares o alcoholes en un medio peptonado con elagregado de un indicador de pH para detectar laproducción de metabolitos ácidos.

- La investigación de la utilización de unsubstrato como única fuente de C.

- La investigación de producción de ciertasenzimas sobre substratos generadores de color.

- La investigación de la producción de unmetabolito, producto final característico de una vía

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metabólica.- La investigación de la aptitud de desarrollar

en presencia de un inhibidor.

Caracteres antigénicosLos microorganismos pertenecientes a la Familia

Enterobacteriaceae poseen una estructura antigénicacompleja.

Los antígenos O, antígenos somáticos. Son la partemás externa del LPS y están formados por unidadespolisacarídicas repetidas. Algunos contienen un únicoazúcar. Son termoestables y alcoholestablesdetectándose por aglutinación simple.

La naturaleza de los grupos terminales y el orden enque estos azucares están dispuestos en las unidadesrepetitivas determina la especificidad de los numerososantígenos O. Un mismo microorganismo puede poseervarios antígenos O. Cada género está asociado a gruposantigénicos específicos, por ejemplo la mayoría de losserotipos de Shigella comparten uno o más antígenos Ocon E. coli (Shigella y E. coli pertenecen al mismogénero).

Por otra parte E. coli puede tener reaccionescruzadas con especies de los géneros Klebsiella ySalmonella.En E. coli algunos antígenos somáticos están asociadoscon fenotipos virulentos específicos, por ejemplo E.coli O:111 y O:119 son frecuentemente agentesetiológicos de diarrea aguda en los niños pequeños.

Los antígenos K son externos a los antígenos O.Algunos constituyen una verdadera cápsula visible almicroscopio como sucede con Klebsiella, mientras queen E. coli por ejemplo su estructura no es visible almicroscopio óptico y se los denomina antígenos deenvoltura por comportarse como si envolvieran labacteria volviendo inaglutinable el antígeno O de lapared. Son de naturaleza polisacarídica. Otrosantígenos de envoltura pero de naturaleza proteica sepresentan como fimbrias.

Los antígenos H, flagelares, son de naturalezaproteica. Esta proteína que constituye los flagelos esllamada flagelina. Este antígeno es termolábil ydestruido por el alcohol. El contenido de aminoácidos yel orden en que estos se encuentran en las flagelinasdetermina la especificidad de los diversos antígenos.Como ya fue mencionado los flagelos bacterianos estáncompuestos de un solo tipo de proteína. En Salmonellaexiste variación de fase. Como resultado de ello, laproteína flagelar puede ser de dos tipos por medio deun mecanismo de regulación genética (inversión sitioespecifico), que involucra:

- dos genes que codifican las dos proteínas,pero solo uno se expresa en cada momento;

- un gen represor de uno de estos genes- y la inversión de un segmento de DNA que

modifica la dirección de la transcripción.

Características patogénicasSe ha asociado a cepas de Enterobacteriaceae con

abscesos, neumonías, meningitis, septicemia,infecciones de heridas, infecciones urinarias eintestinales. Son el componente mayor de la floranormal intestinal, pero son relativamente pocofrecuentes en otros sitios del organismo. Algunasespecies son importantes como causa de infeccionesnosocomiales. Significan el 50% de todos losaislamientos clínicos y el 80% de los bacilos Gramnegativos. Representan el 50% de los casos desepticemia y más del 70% de las infecciones urinarias.

Hasta 1940 sólo Salmonella y Shigella estabanrelacionadas con gastroenteritis humana. Actualmentees bien conocido algunas variantes patogénicas de E.coli como causa significativa de enfermedad diarreica ycepas invasivas de Yersinia enterocolitica como causade diarrea y adenitis mesentérica.

Clásicamente se han descrito a las especies norelacionadas con enfermedad diarreica, como agentesde infecciones oportunistas, capaces de producirenfermedad en el hospedero inmunocomprometido opor transposición de flora. Es importante destacar,algunas excepciones ya mencionadas.

Por otra parte salvo Shigella que raramente causainfecciones fuera del tracto gastrointestinal muchasespecies de Enterobacteriaceae causan frecuentementeinfecciones extraintestinales.

Escherichia coliJunto a otras especies de incidencia excepcional,

forma el género Escherichia. Constituye la especiedominante de la flora aerobia del tubo digestivo, másde 10 serotipos coexisten normalmente en el mismoindividuo. Son estas mismas bacterias integrantes de laflora normal las que pueden causar en diversascircunstancias infecciones urinarias, septicemias,meningitis etc. El poseer determinadas característicasantigénicas, como el antígeno de envoltura K1, muyparecido por su composición en ácido siálico alantígeno capsular de Neisseria meningitidis del grupoB, daría a este germen potencialidades invasivas. 80%de E. coli aisladas de meningitis del recién nacidoposeen este antígeno K1.

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Por otra parte el poseer plásmidos que portan genesque codifican para la producción de diferentesadhesinas, enzimas o enterotoxinas otorga a E. colicaracterísticas patogénicas particulares y la capacidaden una u otra circunstancia dependiendo de la o lasproteínas producidas de dar infecciones urinarias ogastrointestinales.

Los caracteres bioquímicos para la identificación deesta especie se describen en la tabla correspondiente.

Desde el punto de vista antigénico en E. coli se handescrito más de 150 serotipos O. Poseen antígenos deenvoltura polisacarídicos K, que como es habitual en elmundo bacteriano permiten a la bacteria resistir másfácilmente la fagocitosis que las bacterias nocapsuladas. Asimismo se describen más de 56antígenos H. De lo dicho se desprende que unatipificación antigénica completa es resorte delaboratorios especializados y no forma parte del trabajocorriente de los laboratorios.

PatogeniaComo ya fue mencionado E.coli puede integrar la

flora normal, causar diarrea, infección urinaria,meningitis, etc. Pero una cepa que causa diarrea nocausara infección urinaria ni meningitis. La versatilidadde este microorganismo esta dado porque E.coli haadquirido conjuntos diferentes de genes de virulencia.E.coli es un excelente ejemplo de que el poseer unconjunto de genes en ella es lo que hace que unabacteria sea patógena y no la designación de género oespecie.

Se ha propuesto para E. coli agente de diarrea unaclasificación de acuerdo a sus mecanismos devirulencia, los llamados virotipos. Aunque arbitraria,esta clasificación es muy útil. Se describen 5 virotipos.E. coli enterotoxigenico (ETEC), E. colienteroagregativo (EAggEC), E. coli enteropatogénico(EPEC), E. coli enterohemorrágico (EHEC), y E. colienteroinvasor (EIEC).

E. coli enterotoxigénico (ETEC)Se parece mucho a V. cholerae, adhiere a la

mucosa del intestino delgado, no la invade, elaboratoxinas que causan diarrea. No hay cambioshistológicos en las células de la mucosa y muy pocainflamación. Clínicamente hay diarrea acuosa, vómitosy se puede acompañar de fiebre. Es la llamadainfección no inflamatoria del intestino delgado.

Factores de virulencia. Para adherirse a las célulasde la mucosa ETEC produce diversos tipos de pili. Un

tipo de ellos los llamados factores antigénicos decolonización I y II (CFA/I yCFA/II) parecen contribuirfuertemente a la colonización por estosmicroorganismos. Están aun en estudio los receptorespara estas adhesinas pero se piensa que songlicoproteínas. Los genes que codifican para CFA estánfrecuentemente localizados en plásmidos.

La diarrea producida por cepas de ETEC escausada por la acción de dos diferentes toxinas: toxinatermolábil (LT) y toxina termoestable (ST). Hay dosLT y su estructura y mecanismo de acción es el de latoxina colérica. Tienen diferencias en la excreción de lacélula bacteriana y en la regulación genética de susíntesis.

ST es una familia de pequeñas toxinas.Los genes que codifican para LT y ST son portados

por plásmidos. A menudo el mismo plásmido lleva losgenes de las adhesinas y toxinas.

E.coli enteroagregativo (EAggEC)Son agentes de diarrea persistente en niños. Las

cepas de EAggEC se parecen a ETEC en que se unen alas células intestinales, no son invasivas y no causanmodificaciones histológicas en las células de lamucosa. Difieren de ETEC en que no adhieren enforma uniforme sino que lo hacen en pequeñosagregados.

Factores de virulencia. Estas cepas poseen unasestructuras fibrilares muy delgadas que se presumenson los pili de adherencia. Aunque es posible que estospili promuevan la adherencia de estas bacterias entre sí,más que la adherencia a la célula del hospedero.(Forma de adherirse en agregados).

Producen una toxina similar a ST llamada EAST(ST enteroagregativa). Otra toxina producida porEAggEC es una toxina muy similar a una hemolisinaproducida por cepas de E.coli que causan infeccionesurinarias. Esta toxina no hidroliza eritrocitos peroproduce poros en las membranas celulares delhospedero.

E.coli enteropatógeno (EPEC).EPEC es causa de diarrea severa en niños

pequeños, de gran trascendencia en paísessubdesarrollados.

EPEC exhibe un patrón de adherencia en parches,pero no forma el mismo tipo de agregados queEAggEC. A diferencia de las anteriores la adherenciade EPEC produce alteraciones importantes en laultraestructura de las células del huésped. Las células a

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las que EPEC está adherida alargan lasmicrovellosidades donde EPEC no se encuentra y estasdesaparecen en el sitio donde la bacteria está adherida.Este fenómeno se refiere como de unión y borramientoy es el resultado de un reordenamiento de actina en lavecindad de la bacteria adherida.

EPEC es más invasora que las anteriores y seproduce una reacción inflamatoria.

Factores de virulencia. La diarrea producida porEPEC es una enfermedad mas compleja y se piensa quesucede en tres etapas. En un inicio, hay una asociaciónde la célula bacteriana a la célula del hospederollamada unión no íntima, mediada por pili. Este pilillamado Bfp parece no ser la única adhesina de EPEC.

Posteriormente se producen señales hacia el interiorde la célula asociadas con activación de enzimascelulares y aumento de los niveles de Ca++intracelular, probablemente debido a fosforilización deproteínas del citoesqueleto y la activación de enzimasdespolimerizantes de actina. La bacteria se asociaentonces más próximamente con la célula delhospedero (unión íntima) produciéndose unreagrupamiento de actina en la vecindad de lasuperficie celular. Histológicamente la deformación dealgunas microvellosidades y destrucción de otras seacompaña de la formación de estructuras similares apedestales en la célula por debajo del sitio deadherencia de la bacteria. Estos pedestales son fibrasdensas de actina. La unión íntima esta mediada por unaproteína de membrana externa llamada intimina.Seguramente otras proteínas aun no identificadas seencuentran también involucradas en este proceso.Algunas bacterias son posteriormente internalizadasdentro de vesículas fagocíticas. Muchos de los genesque codifican estos factores han sido localizados enplásmidos.

E.coli enterohemorrágico (EHEC).Se ha reconocido recientemente a EHEC como

responsable de cuadros graves. Estas cepas causan unaenfermedad que clínicamente se parece a la disenteríaproducida por Shigella, aunque probablemente noinvade las células de la mucosa. La enfermedadproducida por EHEC puede complicarse con síndromeurémico hemolítico (HUS) que puede llevar al pacientea la muerte por falla renal aguda. O157:H7 es elserotipo predominante en este grupo de EHEC.

Factores de virulencia.Se sabe poco sobre las adhesinas, aunque se ha

reconocido un fenómeno de unión y borramientosimilar a EPEC. Al igual que EPEC se produce unafuerte adhesión y reorganización de actina. Unadiferencia seria que EHEC produce toxinas parecidas ala toxina Shiga, llamadas toxinas similares a Shiga(SLTs). Es posible que la diarrea con sangre y HUSasociado a EHEC sea debido a la producción de SLTs,aunque no seria raro la existencia de otros factoresintervinientes y aun no estudiados.

El gen que codifica para SLT se encuentra en unfago temperado, lo que permitiría a otros cepasproductoras de diarrea adquirir SLT y dar una formamucho más grave de enfermedad. Una característicaimportante como factor de diseminación aunque nocomo factor de virulencia es la posibilidad de lacontaminación de carne durante la faena, que puedemezclarse en la producción de hamburguesas, la malacocción de estas en la preparación de comidas rápidas,que ha llevado a la existencia de brotes en paísesdesarrollados. En nuestro país, se han estudiado en losúltimos años pacientes con HUS, presentándose enforma de casos aislados, sin relación aparente entreellos.

E.coli enteroinvasor (EIEC)EIEC produce una enfermedad indistinguible de la

disentería producida por Shigella. Los pasos en lainvasión y diseminación célula a célula parecen seridénticos a los de Shigella. A diferencia de Shigella noproduce toxina de Shiga. No se han descrito casos deHUS en relación a estas cepas, probablemente enrelación con la ausencia de toxina Shiga. Al igual queShigella muchos de los genes involucrados residen enun gran plásmido de virulencia.

E.coli uropatogénicoLas infecciones del tracto urinario comienzan

generalmente con la colonización de la uretra por cepasoriginarias del colon previa colonización de la vagina.Una de las mayores defensas del huésped es la acciónlavadora de la orina. Las bacterias que no se puedenadherir van a ser lavadas más rápidamente de la vejigade lo que tardan en multiplicarse. Por otra parte lasbacterias que adhieren están más cerca de la mucosa ytienen mayores facilidades para provocar respuestainflamatoria. Numerosas adhesinas de E.coliuropatógeno han sido estudiadas.

Pili tipo 1 contribuyen a la colonización de lavagina y parecen intervenir muy poco en el aparatourinario. La adhesina más importante, sobre todo encepas que causan infección renal es pili P. Hay

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diversidad antigénica en estos pili pero todosreconocen el mismo carbohidrato como receptor,globobiosa. Este azúcar se encuentra unido a unaceramida anclada en la membrana de las células delhuésped. Estas cepas pueden poseer otras adhesinasque no son pili. Por ejemplo adhesinas afimbriales(AFAI, AFAIII) o la adhesina Dr que reconocen lastres al antígeno del grupo sanguíneo Dr como receptor.En general las cepas de E.coli uropatogénico producenmúltiples adhesinas por combinación de diferentestipos de pili o diferentes serotipos del mismo pili. Estopodría permitir a las bacterias adaptarse a diferentessuperficies mucosas y ambientales, brindándole unmecanismo de evasión de las defensas del hospedero.

En cuanto a la respuesta inflamatoria, hayevidencias de que LPS junto a pili P actúensinérgicamente provocando esta respuesta. Por otraparte algunas cepas uropatogénicas de E.coli producenuna exotoxina llamada hemolisina porque lisabaeritrocitos aunque luego se vio que lisaba otras células.Esta hemolisina (HlyA) pertenece a una gran familia dehemolisinas llamadas RTX. Todas ellas actúan creandoporos en las membranas celulares de los eucariotas. Enel ratón las cepas que poseen HlyA y pili P colonizan lavejiga, el riñón y matan dos tercios de los ratonestestados, por otra parte cepas isogénicas que producensolo pili P, colonizan pero no causan daño renal nimuerte. Las cepas que no poseen pili y no producenhemolisina no colonizan. Al menos en el modeloanimal la hemolisina media el daño renal.

Los genes que codifican para pili P están agrupadosen el cromosoma. El conjunto contiene genes para lasubunidad mayor (pap A), para las proteínas del tip(pap E, F, G), para proteínas de procesamiento yensamblado (pap C, D, H, J, K) y proteínasreguladoras (pap B, I). Salvo el gen I los demásforman un operón transcripto desde un solo promotor.Por otra parte los genes para hlyA también estánagrupados y en proximidad de los genes para pili. A lasregiones que contienen los genes de virulencia se las hallamado Blocks de genes de virulencia.

ShigellaComo ya fue mencionado Shigella son bacterias

estrictamente humanas. Como sucede frecuentementeesta adaptación se produce con pérdida de funciones.Shigella que por hibridación se encuentran tan cercanoa E.coli que podrían todos pertenecer a una mismaespecie, a diferencia de éste son auxotrofos, inmóviles,poco glucidolíticos y prácticamente no producen gas enla fermentación de glucosa. Los caracteres bioquímicos

se describen en la tabla correspondiente.En base a los caracteres bioquímicos y antigénicos

se describen 4 especies. S. dysenteriae, S. flexneri, S.boydii y S. sonnei. Estas especies se subdividen enserotipos sobre la base de un factor somático Ocaracterístico.

Shigella produce una enfermedad inflamatoriaaguda del colon con diarrea sanguinolenta, que en supresentación más característica se manifiesta como unadisentería. Este síndrome clínico está caracterizado pordeposiciones de poco volumen con mucus, pus ysangre; cólicos y tenesmo, acompañados de fiebre. Setrasmite de persona a persona directamente por lasmanos contaminadas o indirectamente por alimentos oagua contaminados con heces humanas. Se necesita unadosis infectante pequeña para causar enfermedad;frecuentemente unas pocas centenas de bacteriasingeridas son suficientes para provocarla. En el adultosano es una enfermedad autolimitada aunque molesta;en los niños pequeños y de poblaciones marginadaspuede ser una enfermedad grave que lleve al niño a lamuerte. Se trata de una enfermedad más frecuente enpoblaciones con mal saneamiento. Un porcentaje de losenfermos pueden complicarse, presentando alteracionesneurológicas o fallo renal (HUS), esto ultimo cuando setrata de S. dysenteriae 1.

Patogenia Shigella es un buen modelo de enfermedades en las

cuales la bacteria invade las células del hospedero, sereplica en el citoplasma de estas células y se diseminade célula a célula. Existen dificultades al no poseer unmodelo animal claro, salvo el mono, para estudiar losfactores de virulencia. La mayoría de lasinvestigaciones han utilizado cultivos celulares (célulasHeLa, macrófagos o fibroblastos de pollo), el test de laqueratoconjuntivitis de Sereny realizado en el ojo delcobayo y ensayos en asa ileal aislada de conejo.

En estudios realizados en células HeLa, la bacteriase adhiere en una primer etapa a las célula delhospedero. Probablemente los receptores seanproteínas llamadas integrinas. Esta adherencia provocareorganización de la actina (proteína mayor delcitoesqueleto de la célula del huésped), polimerizacióny formación de filamentos no solubles en la vecindadde la unión bacteriana. Esto provoca la formación deseudópodos y de esta forma células normalmente nofagocíticas de la mucosa ingieren las bacteriasadheridas. Esta invasión es mejor descrita comofagocitosis inducida. Jugando el papel activo la céluladel hospedero, la bacteria tiene un papel relativamente

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pasivo luego de la estimulación inicial. Luego deingeridas, las bacterias se liberan de su vesícula deendocitosis y se multiplican en el citoplasma de lascélulas. Posteriormente las bacterias utilizan filamentosde actina en su vecindad y comienzan a moverse através de la célula del hospedero. Eventualmente lasbacterias puede diseminarse a células adyacentes. Estose ha llamado Ics (diseminación intercelular, en inglés:intercellular spread). En este movimiento sepolimeralizan filamentos de actina en uno de losextremos de la bacteria, creando colas similares acometas que propelen las bacterias a través delcitoplasma. Una proteína bacteriana alojada en lamembrana externa, llamada IcsA se requiere para estemovimiento. IcsA se localiza en un extremo de labacteria y tiene actividad ATPasa. Eventualmente labacteria puede tomar contacto con la membrana quesepara dos células, protruir y escapar a la célula vecina.

En trabajos realizados en células polares, Shigellano se une a los polos apicales de estas célulasdiferenciadas. Las integrinas se encuentran solo en lasuperficie basal de la mucosa. Por lo que otro modelose ha propuesto para la entrada inicial de Shigella.

Esta se haría en tres etapas. En primer lugarShigella atraviesa la mucosa través de las células M delas placas de Peyer, células fagocíticas naturales cuyopapel principal es tomar antígenos del lumen intestinalpor fagocitosis y presentarlos al tejido linfoidesubyacente de las placas de Peyer. En una segundaetapa Shigella usa sus invasinas para invadir las célulasde la mucosa desde abajo, donde están ubicadas lasintegrinas, para en una tercer etapa diseminarse acélulas adyacentes, causando la muerte de estas célulase inflamación.

La forma como se produce la muerte de las célulasno esta del todo aclarada. Por un lado cuando lasbacterias están multiplicándose en forma intracelulardisminuyen los niveles de ATP de la célula y aumentandramáticamente los niveles de piruvato indicando unaalteración del metabolismo energético. Por otra parteShigella puede inducir la muerte celular programada enlos macrófagos, un fenómeno llamada apoptosis lo quesugiere otra vía de muerte celular y, por supuesto, deinflamación. LPS contribuiría también al daño celular.

La toxina Shiga producida por S. dysenteriae esuno de los factores aun no del todo aclarados.Experimentalmente actúa como enterotoxina perotambién como neurotoxina y como citotoxina sistémica.No parece importante ni en la invasión ni en la muertede las células de la mucosa. Su papel más importanteparece estar en una de las complicaciones de las

shigellosis, el HUS, donde dañaría las paredes de losvasos sanguíneos.

Muchos de los genes que intervienen en laadherencia, invasión de la mucosa y diseminación seencuentran en un gran plásmido de virulencia. Losgenes que intervienen en la invasión son llamados ipa.Dos de las proteínas codificadas por estos genes, IpaBy IpaC se encuentran expuestas en la superficie de labacteria y pueden encontrarse libres en el líquidoextracelular. Otras proteínas no están aun bienestudiadas. IpaB no sólo intervendría en la invasiónsino que también lo haría en la liberación en elcitoplasma por lisis de las vesículas, probablemente porformación de poros en la pared de las mismas.

Algunos loci cromosómicos contribuyen a lainvasión pero codifican sobretodo proteínasreguladoras. Otros genes involucrados en las etapasposteriores de la patogénesis de Shigella se encuentrantambién en el cromosoma (por ejemplo: toxina Shiga).

SalmonellaSalmonella son bacterias que, para la mayoría de

los serotipos habitan el intestino del hombre y losanimales. Hay algunos serotipos que se encuentranadaptados a una sola especie animal, como por ejemploSalmonella typhi, responsable de la Fiebre Tifoideaque se encuentra solamente en el hombre.

Las características patogénicas son tan variadascomo su hábitat natural. Se pueden dividir según laspresentaciones clínicas en:

- Formas digestivas, gastroenteritis, el másfrecuente de los cuadros clínicos causados porSalmonella. Estas son las diarreas del niño pequeño ylas clásicas toxiinfecciones alimentarias, consecutivas ala ingestión de alimentos contaminados con una cepade Salmonella.

- Formas septicémicas, graves, prototipo de lascuales es la Fiebre Tifoidea.

- Formas diversas de gravedad variable:meningitis, osteítis, etc., mucho menos frecuentes.

La clasificación de Salmonella es compleja. Dentrodel género Salmonella prácticamente una única especietiene importancia en patología humana y animal y unaúnica subespecie llamada Salmonella entericasubespecie enterica, pero se describenaproximadamente 2000 serotipos dentro de estasubespecie, por lo que corrientemente se los llama porel nombre del serotipo, por ejemplo Salmonella typhi

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ya mencionada o Salmonella enteritidis.Salmonella son móviles y salvo los serotipos bien

adaptados a una especie animal son prototrofos. Lascaracterísticas bioquímicas se describen en la tablacorrespondiente.

Desde el punto de vista antigénico, poseenantígenos O somáticos, antígenos de envoltura yantígenos flagelares H con dos especificidadesantigénicas expresadas alternativamente como ya fuedescrito.

Presentaciones clínicasGastroenteritis. Los síntomas aparecen 6 a 24 horas

luego de la ingestión del alimento o agua contaminadosy pueden durar hasta una semana o más. Náuseas,vómitos, dolor abdominal y diarrea, son los síntomasprincipales. La severidad varía de una persona a otra,pudiendo llegar a presentar dolores que hagan pensaren apendicitis y diarreas severas inclusive con sangre.La mayoría de los casos ocurren en niños menores de10 años y los síntomas pueden ser más severos en estegrupo. La infección puede volverse

sistémica. La infección sistémica es más frecuenteen lactantes o enfermos inmunocomprometidos (cáncer,SIDA). En general se trata de una enfermedad molestapero poco peligrosa, aunque durante los grandes brotesse ven algunos enfermos graves y pueden moriralgunos pacientes.

S. enteritidis y S. typhimurium son los serotiposmás frecuentes aislados en toxiinfecciones alimentarias.Diversos alimentos están involucrados. Derivadoscárnicos y huevos son algunos de los más frecuentes.Técnicas modernas en la cría de las aves, hacinamiento,dietas hiperproteicas llevan a altos niveles de portaciónintestinal de Salmonella. En los mataderos es frecuentela contaminación de las carcasas y de las superficies delos huevos. Se ha demostrado también la transmisióntransovárica de Salmonella de las gallinas a sushuevos. La idea de que huevos de cáscara sana sonseguros es por lo tanto falsa. La enfermedad resulta delconsumo de alimentos contaminados mal cocidos o decontaminación cruzada con alimentos crudos en lascocinas.

Otra forma de propagación de la enfermedad, nodesdeñable, dejando de lado las toxiinfeccionesalimentarias es la transmisión interhumana, de personaa persona por medio de las manos contaminadas.

S. typhi es el serotipo específico que causa la FiebreTifoidea. El hombre la adquiere por consumiralimentos o agua contaminados por heces humanas. Lacontaminación de los alimentos puede también ocurrir

durante su preparación con manipuladores de alimentosportadores de S. typhi y que eliminan gran número debacterias en sus materias fecales. Infectadosasintomáticos y portadores que han padecido laenfermedad previamente son los que mantienen lafuente de infección. En los países desarrollados yaquellos que han logrado buenos niveles desaneamiento y educación no es un problema de SaludPública. El período de incubación es de 1 semana a 1mes. Puede presentar diarrea. Posteriormente elpaciente presenta fiebre y anorexia que puede durarhasta 2 o 3 semanas. La enfermedad sin tratamientoantibiótico puede llevar al paciente a la muerte.

Es sorprendente lo limitado del conocimiento en lapatogenia de las infecciones causadas por Salmonella.

S. typhi atravesaría la mucosa por medio de lascélulas M, se multiplicaría en la submucosa y de allí sediseminaría. Las bacterias se multiplican en hígado ybazo y pasarían desde allí a la circulación general. Sehan visto, en otros serotipos, bacterias dentro de lascélulas mucosas absortivas y en macrófagos asociadosa la mucosa. No es claro el mecanismo por el que seproduce la diarrea.

S. typhimurium produce en el ratón un cuadro muysimilar al de la Fiebre Tifoidea en el hombre por lo quese lo ha aceptado como un buen modelo para suestudio.

Salmonella al igual que otros patógenos digestivos,induce a las células del huésped a englobarlos, peroparece algo diferente a la fagocitosis inducida de otrospatógenos, ya descrita. Luego de adherida la bacteria ala superficie celular, se produce un pliegue en la célula,que la rodea y la introduce en una vesícula deendocitosis. Hay intensa polimerización de actina en lavecindad y luego de introducida, ésta desaparece. Labacteria no escapa de la vesícula ni entra en elcitoplasma, se multiplica en este fagosoma para serposteriormente liberadas. Por otra parte, estas bacteriaspueden sobrevivir a la fagocitosis, resisten la muertepor el complemento. Al menos 200 genes se encuentraninvolucrados. S. typhimurium posee un plásmido devirulencia cuya presencia otorga a la bacteria lacapacidad de causar enfermedad sistémica en el ratón.En S. typhi todos los genes son cromosómicos. Losgenes de virulencia de Salmonella están regulados porun gran número de factores ambientales, tales comofalta de nutrientes, anaerobiosis, pH, etc. LPS tiene unpapel importante en la respuesta inflamatoria durante lainvasión de la mucosa y es responsable de los síntomasde la infección sistémica.

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KlebsiellaLa principal especie de este género es Klebsiella

pneumoniae, muy expandida en la naturaleza. Se laaísla frecuentemente de materias fecales del hombre ylos animales, pero también de aguas, vegetales yalimentos.

Son bacilos Gram negativos inmóviles, a menudocapsulados. La cápsula es de naturaleza polisacarídica.

Las propiedades bioquímicas se describen en latabla correspondiente.

Desde el punto de vista antigénico, es útil enepidemiología la determinación de los antígenoscapsulares. Existen más de 70 tipos capsularesdiferentes. Pueden existir reacciones cruzadas conantígenos capsulares de otras especies bacterianas. Elposeer cápsula otorga a estas bacterias un aspectocolonial mucoide.

Se trata de patógenos oportunistas, puedenprovocar diversos cuadros clínicos en el hombre:infecciones urinarias, bacteriemias, neumonías,infecciones hepato-biliares, etc. Un porcentaje elevadode aislamientos de Klebsiella, particularmente aquellosde infecciones nosocomiales, contienen plásmidos deresistencia a los antibióticos. Puede ser resistencia abetalactámicos, aminoglucósidos, etc.

Enterobacter - SerratiaEstos dos géneros comprenden diversas especies

presentes en general en el tubo digestivo del hombre ylos animales, en el suelo, vegetales y en aguas.

Las características bioquímicas se describen en latabla correspondiente.

Son patógenos oportunistas. Al igual que Klebsiellalos aislamientos hospitalarios generalmente presentanresistencias a múltiples antibióticos.

Proteus - Morganella - ProvidenciaEstos tres géneros forman un grupo caracterizado

por poseer la capacidad de desaminar oxidativamentelos aminoácidos formando ácidos cetónicos. Habitan eltubo digestivo del hombre y los animales,encontrándose también en el suelo, vegetales y aguas.Las especies más frecuentemente aisladas en cadagenero son Proteus mirabilis, Morganella morgagnii,Providencia rettgeri.

Son bacilos Gram negativos muy polimorfos,móviles, Proteus spp. poseen una movilidad extremaque les permite invadir los medios sólidos bajo formade "hauch".

Las propiedades bioquímicas se describen en latabla correspondiente.

Desde el punto de vista patogénico, son agentes deinfecciones urinarias, pudiendo causar infeccionessistémicas en huéspedes inmunocomprometidos. P.mirabilis ha sido más estudiado, encontrándosefactores de virulencia para el aparato urinario, talescomo adhesinas y una hemolisina; se ha sostenido poraños el papel de la ureasa producida por Proteus yMorganella en la patogenia de pielonefritis.

YersiniaEste género comprende varias especies entre ellasY. pestis, agente de la peste o plaga bubónica o

neumónica, comúnmente llamada la muerte negra,enfermedad de los roedores, trasmitida ocasionalmente

al hombre por las pulgas, con pandemias históricasdesde el siglo VI, donde mató a un tercio de la

población en Europa. Luego de la Edad Media hahabido brotes en diversas partes del mundo, sobre todoen relación con las guerras. Se han denunciado en 1995

y comienzos de 1996 casos en India, Madagascar yotros países africanos, en Brasil y Perú. Y. pestis es

endémica en algunas regiones tales como Irán y el oestede Estados Unidos.

Otra especie, Y. enterocolitica es muy ubiquitaria,se ingiere con agua o alimentos contaminados. Algunosbiotipos están relacionados con enterocolitis en elhombre. Raramente presenta infecciones sistémicas.Sin embargo, las bacterias atraviesan con frecuencia lamucosa y se multiplican en los nódulos linfáticosmesentéricos. Debido a los intensos doloresabdominales el cuadro puede confundirse conapendicitis. Ocasionalmente puede haber una artritisreactiva 2 a 6 semanas luego de la infección. Esto se vefrecuentemente en pacientes con antígeno HLA-B27 dehistocompatibilidad.Cepas virulentas de las 2 especies poseen al menos ungran plásmido de virulencia.

VIBRIONACEAELa Familia Vibrionaceae agrupa diferentes géneros

de bacilos Gram negativos con un hábitat primarioacuático. Se los encuentra en el mar en aguas frescas yen relación con animales acuáticos. Diversas especiesson patógenas para el hombre, peces, así como otrosvertebrados e invertebrados.

Aunque la Familia fue definida inicialmente en unintento de agrupar especies oxidasa positivas y móviles

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Tabla 2: Propiedades bioquímicas de Vibrionaceae+: positivo, -: negativo, (+): positivo tardío, S: sensible,R: resistente.

Tabla 3: Propiedades bioquímicas de V. choleraeLDC:lisina decarboxilasa, ODC: ornitinadecarboxilasa, ADH: arginina dehidrolasa, VP: Voges-Proskauer.

Vibrio Aeromonas Plesiomonas

Manitol + + -O129 S R RTween 80

estearasa+ + -

LDC + - +ODC (+) - +ADH - (+) +Inositol - - (+)

Oxidasa +LDC +ODC +ADH -

Manitol +Inositol -

Sacarosa +VP d

Gelatinasa +NaCl gr% 0-5

Tabla 1: Propiedades bioquímicas de Enterobacteriaceae

Salmonella

Citrobacter

Shigella

E. coli

Klebsiella

pneumoniae

Enterobacter

Erw

inia

Serratia

Proteus

vulgaris

Proteus

mirabilis

Morganella

Providencia

Edw

arsiella

Yersiniaenterocolítica

Movilidad + + - +o- - + + + + + + + + - a 37ºCGas en glucosa + + - + + + d d + + + D + -

Lactosa - +oX - +oX + +oX d -oX - - - - - -(+)Test ONPG - + d + + + + + - - - - - d

SH2 + + - - - - - - + + - - + -

Ureasa - -(+) - - (+) - - - + + + - - +

Ph.alanina deaminasa - - - - - - - - + + + + - -Indol - - d + - - - - + - + + + dLDC + - - d + d - + - - - - + -

Citrato de Simmons + + - - + + + + d d - + - -Manitol + + d + + + + + - - - d - +Adonitol - - - - + d - d - - - d - -Sacarosa - d - d + + d + + X - d - dSalicina - d - d + + d + + d - - - XDulcitol + d d d d - d - - - - - - -

RM + + + + - - - - + + + + + +VP - - - - + + + + - d - - - + a 28ºC

Malonato - - - - + d d - - - - - - -ADH -(+) - - d - d - -(+) - - - - - -ODC d - d d - + - + - + + - + d

+: positivo,-: negativo,X: irregularmente positivo,(+): positivo tardío,d: diferentes reacciones,ONPG: orotonitrofenil-B-D-galactopytanósido, PH-alanina DA: fenilalanina deaminasa, LDC: lisina decarboxilasa, ODC: orinitina decarboxilasa,ADH: arginina dihidrolasa, RM: rojo de metilo, VP: Voges-Proskauer

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por flagelos polares para diferenciarlas de losintegrantes de la Familia Enterobacteriaceae, se vioque todos estos microorganismos comparten atributosdistintivos que sugieren un origen evolutivo común.

Son bacilos Gram negativos, rectos o curvos.Móviles por flagelos polares. No forman esporos.Quimioorganotrofos, desarrollan en medios simples,son anaerobios facultativos, capaces de tener unmetabolismo fermentativo o respiratorio. La mayoríaoxidasas positivo. La mayoría de las especies requiere2-3% de ClNa o agua marina para desarrollar. El % G+ C del ADN va de 38 a 63%.

Los géneros que forman esta familia son: Vibrio,Photobacterium, Aeromonas y Plesiomonas, teniendoimportancia médica especies de los géneros Vibrio,Aeromonas y Plesiomonas.

Las propiedades bioquímicas se describen en latabla correspondiente.Por muchos años la única especie que interesó a losmicrobiólogos fue V. cholerae, agente del Cóleraepidémico. Otras especies tales como V.parahemolyticus pueden causar toxiinfeccionesalimentarias en el hombre luego de la ingestión deproductos del mar, es la primera causa de diarrea en elJapón, donde se consume pescado crudo. Otrasespecies de Vibrio y Plesiomonas shigelloides tambiénestán relacionadas con gastroenteritis. Por otra parte,Aeromonas hydrophila es responsable de infeccionesde heridas que han sido expuestas a aguas poluidas, yocasionalmente, puede provocar infecciones sistémicasen enfermos inmunodeprimidos.

Vibrio choleraeEs el agente del Cólera. Es una enfermedad

epidémica grave que ha matado millones de personas ycontinúa siendo un importante problema de Salud entodo el mundo. Conocida desde la antigüedad,permanece endémica en las regiones del delta delGanges y en el Sudeste Asiático. A partir del comienzodel siglo XIX la enfermedad se ha expandido en todo elmundo en ondas sucesivas, junto a grandesmovimientos poblacionales. La historia moderna delCólera comienza en 1817 con la primera de las 7pandemias. El continente americano estuvo libre deCólera desde el comienzo del siglo XX, la últimaepidemia en Uruguay fue en 1895. Luego de cadaintroducción todas duraban unos años y parecían haberdesaparecido. En 1950 sólo había Cólera en Asia.

En 1961 V. cholerae O:1 biotipo El Tor sediseminó fuera de Indonesia, primero a otros paísesasiáticos y Medio Oriente luego en la década del 70 a

Africa, Sureste europeo e islas del Pacífico. En enero de 1991 se notificaron los primeros casos

de Cólera en Perú. En unas semanas se diseminórápidamente en el país. La enfermedad afectó todas lasedades con una muy alta incidencia y al principio altamortalidad. Esta última fue disminuyendo a medida quese implementó la asistencia médica. Entre 1991 y 1992el número acumulativo de casos en Perú, representó el2,5% de la población. Dada la alta incidencia de laepidemia y asumiendo que además muchas de lasinfecciones fueron asintomáticas, luego de 2 años, lamayoría de la población había estado infectada. A 1993todos los países de América Central y América del Sur,salvo Uruguay, habían reportado casos. Y todos losafectados en 1991 continuaron reportando en lossiguientes años. El comportamiento es de oscilaciónestacionaria, apareciendo en los meses cálidos el mayornúmero de casos. Luego de la diseminación epidémicainicial, es posible que el Cólera persista en algunasáreas por años en un estado de endemia.

Es indiscutible que la mejor forma de controlar elCólera en las poblaciones es el poseer agua potable yun adecuado saneamiento que junto a la educación sonlos pilares fundamentales del control de estasepidemias y además contribuyen al desarrollo de estaspoblaciones. De todas formas, desde 1880 se ha tratadode desarrollar vacunas, los intentos más recientes sedirigen a la utilización de vacunas orales, atenuadas,buscando una respuesta IgA secretoria.

V. cholerae es un bacilo Gram negativo, curvo, conforma de coma. Desarrolla bien en medios simples.Aunque su desarrollo está estimulado por la presenciade Na+, esta especie a diferencia de las otras especiesdel género, desarrolla en medios sin el agregado deClNa. V. cholerae tolera condiciones de alcalinidad yes capaz de desarrollar a pH 10. Estas propiedades seutilizan para aislar el germen de las muestras clínicas,de alimentos o del agua.Las cepas epidémicas de V. cholerae se dividen en 2biotipos: clásico y eltor.

Estructura antigénicaSe puede dividir en base a sus antígenos somáticos.

Se describen al menos 139 serogrupos diferentes.Todos comparten un mismo antígeno flagelar. Lascepas pertenecientes al serogrupo O:1 hasta 1992fueron las únicas asociadas con Cólera epidémico.Desde 1992 un nuevo serogrupo O:139 ha sidorelacionado con Cólera epidémico en India yBangladesh. Los biotipos son aplicables solamente a V.cholerae O:1. Las cepas pertenecientes a los otros

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serogrupos se asocian a casos de diarrea ocasional oenfermedades extraintestinales. Las cepas delserogrupo O:1 se dividen clásicamente en 3 serotipos:Ogawa, Inaba e Hirojima. Las cepas aisladas puedensufrir conversiones de Inaba a Ogawa, por lo que losserotipos son de escaso interés epidemiológico.

PatogeniaV. cholerae causa enfermedad en el hombre porque

es capaz de colonizar el intestino delgado luego deingerido. Se adhiere a la superficie mucosa y produceuna enterotoxina, la toxina colérica que actúa en lascélulas mucosas intestinales. Esta acción está dirigida aalterar el balance hidroelectrolítico de estas células,disminuyendo la entrada de Sodio y aumentando lasalida de Cloro y agua hacia la luz intestinal, resultandoen diarrea importante y disbalance electrolítico, quepuede llevar al paciente a la muerte por shockhipovolémico. Con un buen soporte de líquido yelectrolitos el paciente sobrevive, siendo unaenfermedad autolimitada.

Factores de virulencia.Hasta hace 5 años se creía entender muy bien los

mecanismos patogénicos de V. cholerae. Estos seexplicaban por tres factores: flagelo, que permitía a labacteria nadar hasta la mucosa intestinal; pili quemediaba la adherencia a las células de la mucosa, y latoxina colérica que producía diarrea severa.Investigaciones recientes demuestran una mayorcomplejidad en este modelo. Primero la regulación delos factores de virulencia ha demostrado ser mucho máscompleja de lo esperado, con muchos cambiosadaptativos al huésped humano. Segundo, muchascepas producen otras toxinas además de toxinacolérica, aunque esta es indiscutiblemente la causa masimportante de los síntomas en el cólera. Tercero, lascélulas del huésped no son sólo blancos pasivos de laacción de la toxina.

Colonización de la mucosa del intestino delgado.Además de las evidencias descritas de que la motilidadflagelar puede ayudar a V. cholerae a alcanzar lamucosa intestinal, la mayoría de las investigaciones hansido dirigidas a ver lo que sucede cuando V. choleraealcanza la mucosa. Una contribución importante a lacolonización es la presencia de largos filamentosformando un agrupamiento en la superficie de labacteria. Cepas que carecen de estos pili sonavirulentas. Se los ha llamado Tcp pili (pili coreguladocon la toxina). Tres genes están involucrados en laregulación de la expresión de los genes de la pilina, y al

menos cuatro lo están en la secreción y ensamblaje. Adiferencia de lo que sucede en otras bacterias estos piliestán localizados solamente en una porción de lasuperficie celular.

Por otra parte, V. cholerae produce unahemaglutinina que podría contribuir a la adherenciaademás de otra posible adhesina codificada por unosgenes llamados factores de colonización accesorios(acf).

V. cholerae secreta una proteasa originalmentellamada mucinasa que no parece tener un papelimportante en la virulencia.

Toxina colérica. No hay dudas sobre la relevanciade esta toxina como factor de virulencia. Es una toxinaque actúa por ADPribosilación tipo A-B. Posee unasubunidad A (enzimática), y 5 idénticas subunidades B(unión). Tienen un peso molecular de 27 y 11,7 kDarespectivamente. La subunidad A debe ser clivada paraser enzimáticamente activa en A1 y A2. Los genes quecodifican la subunidad A (ctxA) y la subunidad B(ctxB) son parte del mismo operón y se encuentran enel cromosoma, en un segmento móvil que puede ser untransposón. ctxB, es más activamente transducido,produciéndose en exceso. Las subunidades A y Btransducidas son secretadas al espacio periplásmicodonde son ensambladas. Una proteína (TcpG) queactúa en la formación del pili intervendría también en laliberación de la toxina. La toxina excretada en laproximidad de las células de la mucosa intestinal, seadhiere a la célula del hospedero por unión a losgangliósidos Gm1 celulares que son oligosacáridos quecontienen ácido siálico unido covalentemente a unaceramida. El oligosacárido es reconocido por lasubunidad B. Luego la toxina cambiaría suconfiguración y, presumiblemente por reducción de unpuente disulfuro, el fragmento A1 es liberado de latoxina y entra a la célula del hospedero por unmecanismo aun no aclarado.

El fragmento A1 ADPribosila una proteína demembrana llamada Gs. Gs son proteínas de la familiaGTP hidrolizantes que regulan muchos aspectos de lafunción de las células eucariotas. Las proteínas G estáncompuestas de 3 subunidades (Gα, Gß, Gτ). Laasociación y disociación de estas subunidades, junto ala hidrólisis de GTP, activa o desactiva la proteína G.Gs es la proteína G que regula la actividad de la adenilcyclasa de la célula del hospedero de una formahormono dependiente y esto determina los niveles deAMP cíclico (cAMP) de las célula. La forma activa deGs (unida a GTP) aumenta la actividad de la adenilcyclasa, mientras que la inactiva vuelve la adenil

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cyclasa inactiva. Normalmente la forma activa seproduce en respuesta a una estimulación hormonal yluego de un tiempo se convierte a la forma inactiva. LaADPribosilación de Gs cortocicuita este controlnatural, dejando a Gs activada y los niveles de cAMPdescontroladamente elevados. La variedad de efectosque se producen incluye la alteración de las actividadesde los transportadores de Sodio y Cloro. Esto lleva a undisbalance iónico que causa la pérdida de aguaasociada al cólera. En células polarizadas como las dela mucosa intestinal la adenil cyclasa se localiza en lamembrana basolateral por lo que la toxina unida a lasuperficie apical debe actuar al otro lado de la célula.Diversos modelos buscan explicar este mecanismo,aunque queda claro que la acción de la toxina es unproceso complicado que involucra A1, Gs, adenilcyclasa y otras proteínas del hospedero. Cualquiera sealos pasos que se produzcan en esta interacción la céluladel hospedero es un participante activo en la acción dela toxina.

Otras toxinas. A pesar que la toxina colérica esindiscutiblemente la toxina más importante en lapatogenia de V. cholerae, este germen produce otrastoxinas. En ensayos para producir vacunas se vio quecepas desprovistas de A1 eran capaces de seguirproduciendo la enfermedad en voluntarios,administradas en forma oral. Recientemente se hanclonado los genes que codifican para la producción dedos enterotoxinas: toxina Zot y toxina Ace. Eldescubrimiento de estas nuevas toxinas abre grandesexpectativas sobre factores de virulencia aun nodeterminados.

BACILOS GRAM NEGATIVOS NOFERMENTADORES

Este gran grupo de bacilos Gram negativos incluyegérmenes pertenecientes a diferentes familias y otrosgéneros de incierta clasificación. Pseudomonas,Flavobacterium, Alcaligenes, Acinetobacter, sonalgunos de ellos, en general desprovistos de grandesatributos de virulencia demostrables, no producenenfermedad en el individuo sano pero puedencomportarse como oportunistas en enfermosinmunodeprimidos.

PseudomonasDe las numerosas especies de Pseudomonas

descritas sólo unas pocas tienen importancia enpatología humana. Pseudomonas mallei y P.pseudomallei causan enfermedad severa en el hombrepero se aíslan raramente en el Hemisferio Occidental.

Por otra parte P. cepacia es un oportunista pocofrecuentemente asociado con enfermedad en el hombre.

Nos referiremos en particular a la especiePseudomonas aeruginosa por su frecuencia enpatología humana y estar mejor estudiada que otros. Esun microorganismo versátil, ampliamente distribuidoen el suelo, agua, plantas e intestino de animales. Puedecausar enfermedad en el hombre, ciertos animales,plantas e insectos. El agua contaminada puede ser unafuente de infección para el hombre. Es susceptible a ladesecasión, pero sus habilidades metabólicas lepermiten sobrevivir y multiplicarse en líquidos yambientes húmedos de los hospitales. Susrequerimientos nutricionales son variados, se ha aisladoP. aeruginosa de aguas termales, e incluso desoluciones desinfectantes en el hospital.

Las infecciones humanas están la mayoríarestringidas a los pacientes hospitalizados queadquieren el microorganismo de fuentes ambientales(infección exógena) por contacto con vectores humanoso inanimados.

P. aeruginosa desarrolla bien en medios simples,utilizándose para su aislamiento los medios de cultivode uso corriente en el laboratorio clínico.

La identificación de cepas de P. aeruginosatípicamente productoras de pigmento no es difícil, perolas cepas no pigmentadas pueden presentar unproblema. La mayoría se identifican por la producciónde un pigmento, pyocyanina, soluble en agua, azul, nofluorescente. P. aeruginosa produce además otropigmento, pyoverdina, soluble en agua, verde-amarillento, fluorescente; otras especies del géneroPseudomonas también producen pyoverdina. Otrospigmentos, menos frecuentes pueden ser producidospor P. aeruginosa.

La morfología colonial y el olor frutado deaminoacetofenona son elementos de una identificaciónsencilla, y aunque existen caracteres de identificaciónconfirmatorios, son de uso poco corriente.

Son bacilos Gram negativos, rectos o ligeramentecurvos, móviles, con un solo flagelo polar. Oxidasa ycatalasa positivos, aerobios estrictos, no fermentanglucosa, utilizan diversos azúcares oxidativamente conproducción de ácido. Uno de los caracteres masconstantes es su capacidad de desarrollar a 42ºC.Producen varias enzimas, proteasas, lipasas, lecitinasas.

PatogeniaLas defensas inespecíficas del huésped son en

general suficientes para prevenir la infección por P.aeruginosa, pero brechas en esta barrera permiten a P.

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aeruginosa invadir y causar infecciones de diversagravedad. Producen el 10% de las infeccionesnosocomiales, infectan heridas y quemaduras y causaninfecciones pulmonares, sobre todo neumoníanosocomial e infecciones respiratorias en pacientes confibrosis quística. La fibrosis quística es una enfermedadgenética asociada a un defecto en la secreción de Cloro,caracterizada por la producción de mucina con unaalteración de su composición iónica, inusualmenteespesa. Esto lleva a una menor eficiencia de la mucinapara limpiar las bacterias del pulmón y las vías aéreas ypuede impedir el movimiento de las células fagocíticas.Estos hechos explican la susceptibilidad de lospacientes con fibrosis quística a la colonización con P.aeruginosa. Si los enfermos son tratados los síntomaspueden desaparecer pero las bacterias permanecen,presentando infecciones recurrentes. Las condicionesdel paciente se ven agravadas con la infección a P.aeruginosa por las dificultades terapéuticas que seplantean debido a su alta resistencia a losantimicrobianos.

Factores de virulencia. P. aeruginosa posee losmismos tipos de factores de virulencia que otrasbacterias capaces de causar enfermedad en el hombreinmunocompetente. Pero algo interesante es ¿por quéP. aeruginosa no es un patógeno franco y es sólo capazde producir infecciones oportunistas?. Es probable queP. aeruginosa sea ineficiente en su habilidad parallevar a cabo los primeros pasos de la infección; puedecolonizar pero no invadir piel y mucosas sanas ytampoco dar infecciones persistentes con producciónconcomitante de factores tóxicos que dañen los tejidosdel huésped.

Adhesinas. Produce dos tipos de adhesinasproteicas, pili y adhesinas no pili. Los pili son pili tipo4 similares a los de N. gonorrhoeae y se parecentambién a los pili Tcp de V. cholerae. Permiten a labacteria adherirse a las células epiteliales,preferentemente a receptores asialo-GM1. P.aeruginosa produce una neuraminidasa que saca losresiduos de ácido siálico de GM1, creando sitios deunión para la pilina. Por otra parte, P. aeruginosa escapaz de unirse a la mucina y lo hace por medio de lasadhesinas no pili. Además del gen que codifica para laproteína estructural del pili otros genes codificanproteínas ensambladoras y reguladoras.

Exoenzima S. Es una enzima excretada que puedeactuar como exotoxina. Tiene actividad de

ADPribosilación como otras toxinas, pero aplicada enforma exógena no daña las células del huésped. Aligual que la toxina colérica intervienen proteínas de lascélulas del huésped en la activación de la toxina paralograr su máxima actividad. Se sostiene que actuaríadificultando la acción de los fagocitos lo que facilitaríala sobrevida de P. aeruginosa en el torrente sanguíneoy órganos. En el pulmón actuaría inhibiendo la muerteintrafagocítica de las bacterias y promoviendo lainfiltración fagocítica en el área. También puedepresentar efecto tóxico directo en los pulmones.

Exotoxina A. Esta exotoxina tiene el mismomecanismo que la toxina diftérica. Es una toxina A-Bcon tres unidades funcionales:

- dominio R (región de unión al receptorcelular),

- dominio T (región que media la translocaciónde la porción enzimática al interior de la célula),

- dominio C (región catalítica).Los dominios R y T se localizan en la cadena B y el

dominio C en la cadena A.La cadena A es enzimáticamente activa por

ADPribosilación del factor de elongación 2 (EF-2) dela síntesis proteica, que lo vuelve inactivo. Su receptores una glicoproteína de las células del hospedero. Lamayoría de los aislamientos clínicos la producen, yactuaría produciendo daño en los tejidos ydisminuyendo la actividad de los fagocitos.

Elastasas. Elastina es el 30% de las proteínas deltejido pulmonar. Está también presente en la pared delos vasos sanguíneos. Es responsable de laspropiedades elásticas de estos órganos que se expandeny contraen. P. aeruginosa tiene actividad elastolítica,produce dos enzimas que actuarían concertadamente:LasA y LasB. LasA actuaría clivando la elastina ypermitiendo la acción de LasB, que es una zincmetaloproteasa, uno de cuyos substratos es la elastina.Estas enzimas actuarían en las etapas tempranas de laenfermedad, por daño directo de los tejidos pero no eninfecciones crónicas, debido a la presencia deanticuerpos antielastasas. También pueden intervenirdegradando componentes del complemento einhibidores de α1 proteinasa (inhibe el daño de lostejidos por las proteasas de los polimorfonucleares(PMNs)). En las infecciones crónicas, altos niveles deanticuerpos producidos pueden llevar a la formación decomplejos inmunes y su depósito en el pulmón activarcomplemento y atraer PMNs. Los PMNs producen supropia elastasa, más potente que LasA-LasB. Pequeñas

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cantidades de LasA pueden facilitar la degradación dela elastina pulmonar causada por la elastasa de losPMNs.

Otras enzimas extracelulares. Produce variasenzimas además de las mencionadas. Una lipasaalcalina y dos fosfolipasas, no bien estudiadas.

Por otra parte, pyocianina puede funcionar comofactor de virulencia. Puede dañar el tejido endotelial invitro, lo que sugiere una acción in vivo.

Un atributo de virulencia muy interesante es laproducción de alginato. Es un polímero de ácidomannurónico y gulurónico que forma un gel viscosoalrededor de la bacteria. Las colonias que lo producentienen aspecto mucoide. Para las bacterias marinas estoes un atributo importante para su supervivencia. P.aeruginosa ha adaptado esto a su supervivencia en elpulmón. En medios de cultivo ricos pierde estapropiedad. Esta capa que rodea a la bacteria y a lascolonias de bacterias en el pulmón puede actuar comoadhesina y probablemente previene la ingestiónfagocítica de la bacteria. Los genes que intervienen ensu codificación están agrupados en un sector delcromosoma y organizados en un operón, poseen unsistema de regulación extremadamente complejo. ElLPS también varía durante la transición mucoide-nomucoide. En cepas no mucoides el antígeno O del LPStiene cadenas largas y carga negativa mientras que lascepas mucoides tienen cadenas más cortas y unacomposición de azúcares que lo hacen mucho másneutro; esto sería importante en la alta resistencia aalgunos antibióticos que presenta P. aeruginosa,situación problemática en pacientes internados, perodramática en los pacientes con fibrosis quística, quemuchas veces presentan infecciones por P. aeruginosaresistente a todos los antibióticos disponibles.