Bacteriología
Seminario 2
Bacterias Gram
positivas
Microbiología 1
II Cátedra
Facultad de Medicina (UBA)
TINCION de GRAM
• Gram + : Púrpura - Violeta
• Gram - : Rojo - Rosa - Fucsia
Staphylococcus aureus (coco gram positivo); E. Coli (bacilo gram negativo).
Prueba útil y simple que le permite al médico una primera aproximación a la morfología bacteriana para diferenciar entre los 2 principales tipos de
INFECCIÓN CUTÁNEA POR BACTERIAS
ESTRUCTURA
QUE AFECTA
INFECCIÓN
ETIOLOGÍA FRECUENTE
Epidermis
Impétigo
S. aureusS. pyogenes
Dermis
Erisipela
S. pyogenesFolículos pilosos
Foliculitis
Forunculosis
Carbunclo
S. aureus
Grasa subcutánea
Celulitis
S. pyogenesFascia
Fascitis necrotizante
S. pyogenesAnaerobios y microaerófilos (habitualmente infecc.mixtas)
Músculo
Mionecrosis
Gangrena
Género Staphylococcus
• Cocos Gram (+)
• División en planos transversales • Ubicuos
• Anaerobios facultativos • Inmóviles
• Crecimiento rápido en medios simples • Producen Catalasa • S. aureus S. epidermidis S. saprophyticus Agrupación en racimos Coagulasa (+) Coagulasa (-)
PRUEBA DE COAGULASA
La coagulasa es una proteína producida por varios microorganismos que permite la conversión del fibrinógeno en fibrina.
S.aureus produce 2 formas de
coagulasa: libre y ligada
PRUEBA DE CATALASA
Las bacterias que viven en ambientes aerobios requieren de catalasa para convertir el peróxido de hidrógeno en agua y oxígeno molecular. Se utiliza para evitar la formación de radicales tóxicos del sistema de la
mieloperoxidasa en los fagocitos.
Es positiva la prueba cuando se ponen en contacto una bacteria con actividad catalasa con H2O2 3% y se producen burbujas de oxígeno.
Epidemiología
• Bacteria ubicua
• Resistente a las condiciones ambientales
• Flora normal en la piel del individuo sano, pero
cuando disminuyen las defensas de la piel
pueden causar enfermedad.
• Principal grupo de riesgo: pacientes
hospitalizados o inmunocomprometidos.
• Los seres humanos son un reservorio natural de
S. aureus.
Epidemiología (cont.)
• Tiene colonización selectiva de narinas (20-40%, en
adultos), pliegues intertriginosos, perineo, axilas y
vagina, no obstante, las personas colonizadas tienen un
riesgo mayor de sufrir infecciones
• La colonización por S. aureus se da preferentemente en:
– Personas con diabetes tipo 1;
– Usuarios de drogas intravenosas;
– Pacientes con hemodialisis;
– Pacientes quirúrgicos;
– Personas con SIDA.
Epidemiología
• Se
diseminan
por
las
actividades
domésticas
y
comunitarias tales como hacer la cama, vestirse o
desvestirse.
• El equipo de salud es uno de los principales vectores
biológicos de diseminación.
• Se ha visto que los manipuladores de alimentos
contribuyen a diseminar
S.aureus enterotoxigénicos,
contribuyendo
al
desarrollo
de
intoxicaciones
alimentarias.
• Desde hace aproximadamente 50 años, se ha visto un
incremento en la incidencia de infecciones nosocomiales
y de multirresistencia.
Epidemiología
Factores de riesgo que predisponen a infecciones graves
por
S. aureus:
•
Defectos en la quimiotaxis de leucocitos (ej. Síndrome de
Wiskott-Aldrich, Síndrome de Chediak-Higashi);
•
Defectos en la opsonización por anticuerpos (ej.
agammaglobulinemia primaria);
•
Defectos en la fagocitosis (ej. enfermedad granulomatosa crónica);
•
Lesiones cutáneas (ej. quemaduras);
•
Presencia de cuerpos extraños (ej. suturas o prótesis);
•
Infección por otros agentes;
•
Algunas enfermedades crónicas (ej. diabetes mellitus);
•
Consumo de antibióticos.
Staphylococcus spp.
• Pared celular: 3 componentes principalesPeptidoglicano con cadenas de unión específicas (pentaglicina)
Ácidos teicoicos
Proteína A • Cápsula polisacárida delgada (por fuera de la pared)
Peptidoglicano
Forma aproximadamente el 50% del peso de la pared celular en seco.
Funciona como estabilizador osmótico y evita la lisis de la bacteria por
las diferencias en la concentración de sal.
Estimula la quimiotaxis de neutrófilos, lo que contribuye a la formación
de abscesos. Es pirogénico y degradable por lisozima
Las proteínas ligadoras de penicilina (PBP) son
enzimas que catalizan la construcción
de peptidoglucano.
Está compuesto por cadenas de 10 a 12 glucanos, entre los que destacan el ácido N-acetilmurámico y
N-Acetilglucosamina unidos mediante enlaces β 1,4. Estos glucanos se encuentran entrecruzados por oligopéptidos y un puente de pentaglicina por la
β-N-acetilglucosaminidasa (específico para S. aureus). En el caso de S. aureus las cadenas de glucano se
entrecruzan mediante puentes de pentaglicina unidos a L-Lisina y D-Alanina.
N-Acetilmurámico
Ácidos teicoicos
Aproximadamente, el 30% del peso de la pared celular en seco.
Son polímeros
de fosfato
de ribitol unidos mediante
enlaces
fosfodiéster (diferentes para cada especie bacteriana).
Se unen a residuos del ácido N-acetilmurámico de la capa de
peptidoglicano
o
se
anclan
lipofílicamente
a
la
membrana
citoplasmática (ácidos lipoteicoicos). Son inmunógenos cuando se
encuentran unidos al peptidoglucano y estimulan una respuesta de tipo
humoral, activan el complemento, mejoran la quimiotaxis de los
leucocitos polimorfonucleares y activan la producción de
interleuquina-1. Actúan en la adherencia específica de las bacterias grampositivas a
las superficies mucosas y presentan afinidad por fibronectina.
Staphylococcus
aureus
Patogénesis de
S.aureus
Regulación de los factores de virulencia
La expresión de los factores de virulencia estafilocócicos está regulada por varios sistemas que detectan cambios en el ambiente. Estos sistemas constan de dos componentes, una quinasa sensora y un regulador de respuesta y funciona por medio de cascadas de fosforilación que culminan en la activación de transcripción.
Se han estudiado varios sistemas reguladores en S. aureus que incluyen a los genes agr, saeRS, srrAB, arlSR y lytRS.
El gen agr es el mejor estudiado y es esencial en el control de la percepción de quorum de la expresión genética, controla la expresión preferente de adhesinas de superficie (proteína A, coagulasa, proteína fijadora de fibronectina, entre otras) así como la producción de toxinas, como TSST-1.
S. aureus expresa muchos factores de virulencia:
1.proteínas de superficie que promueven la colonización de los tejidos del
huésped
2.invasinas que promueven la diseminación de bacterias en los tejidos
(leucocidinas, quinasas, hialuronidasa)
3.factores que inhiben la fagocitosis (cápsula , Proteína A)
4.propiedades bioquímicas que mejoran su sobrevida en los fagocitos
(carotenoides, producción de catalasa)
5.camouflage inmunológico (Proteína A, coagulasa)
6.toxinas que rompen las membranas celulares eucariotas (hemolisinas,
leucotoxina, leucocidina;
7.exotoxinas que dañan los tejidos del huésped o provocan síntomas de la
enfermedad (SEA-G, TSST, ET )
Para la mayoría de las enfermedades causadas por S.
aureus, patogénesis es multifactorial, por lo que es difícil
determinar
con
precisión
el
papel
de
un
factor
determinado.
Sin embargo, existen correlaciones entre las cepas
aisladas
en
una
enfermedad
y
la
expresión
de
determinados factores de virulencia.
Los genes que codifican los factores de virulencia han sido
clonados y secuenciados, y muchas toxinas proteicas han
sido purificadas. Con algunas toxinas estafilocócicas, los
síntomas
de
una
enfermedad
humana
pueden
ser
Son frecuentes las infecciones por estafilococos humanos
Generalmente permanecen localizados en la puerta de entrada gracias a
las defensas normales del huésped.
El ingreso puede ser:
-
un folículo piloso,
-
una herida en la piel (pinchazo) o una herida quirúrgica
(Los cuerpos extraños, incluyendo suturas, son colonizados fácilmente)-
el tracto respiratorio
(la neumonía estafilocócica es una complicación frecuente de la gripe)Respuesta del huésped a la
infección estafilocócica localizada INFLAMACIÓN
(temperatura elevada en el sitio,
hinchazón, acumulación de pus
y necrosis de tejido)
Alrededor de la zona inflamada, puede formarse un coágulo de fibrina, aislando las bacterias y leucocitos formando un absceso lleno de pus.
Infecciones más graves de la piel: forúnculos - impétigo.
Infección localizada del hueso: osteomielitis.
Cuando las bacterias invaden el torrente sanguíneo se
producen consecuencias graves:
- septicemia que puede ser rápidamente fatal;
- bacteriemia que puede producir otros abscesos internos
- otras lesiones de la piel
- infecciones en el pulmón, riñón, corazón, músculo
esquelético o meninges.
SITIOS DE INFECCIÓN Y ENFERMEDAD CAUSADA
POR
S.aureus
orzuelo sinusitis forúnculo, carbunclo Diseminación hematógena forúnculos endocarditis impétigo diarreaSindrome Shock Tóxico IU
Cistitis neumonía
emesis
Sindrome de piel escladada osteomielitis
ADHESIÓN A LAS PROTEÍNAS CELULARES
DEL HUÉSPED
•
S. aureus expresa proteínas en su superficie que promueven la
unión a proteínas del huésped laminina y fibronectina (que forman
la matriz extracelular de las superficies epiteliales y endoteliales).
•
Además, la mayoría de las cepas expresan una proteína de unión a
fibrina-fibrinógeno (factor de aglutinación), que promueve la unión a
coágulos sanguíneos y tejido traumatizado.
•
En cepas que producen osteomielitis y artritis séptica: adhesina que
promueve la unión al colágeno. Ésta es importante en la adhesión
bacteriana al tejido dañado donde han sido expuestas las capas
subyacentes.
INVASION
La invasión de los tejidos del huésped por estafilococos
implica la producción de una gran variedad de proteínas
extracelulares, algunas de los cuales son proteínas
asociadas a células.
a) Toxinas que dañan membranas
b) Coagulasa y clumping factor
c) Estafiloquinasa
d) DNAsa y FAME
a) Toxinas que dañan membranas
• Alfa-toxina (alfa-hemolisina): La mejor caracterizada y más potente toxina de membranas de S. aureus.
Se introduce en las regiones hidrofóbicas de la membrana citoplasmática de células como eritrocitos, hepatocitos, leucocitos, miocitos (también músculo liso vascular) y plaquetas; donde forma poros de 1 a 2 nm de diámetro. Estos poros causan un desequilibrio osmótico importante debido a la salida rápida de K+ y la entrada de Na+ y Ca++ que termina en lisis celular. Se secreta en la fase de crecimiento logarítmico y es codificada por el cromosoma bacteriano aunque puede ser codificada por plásmidos adquiridos. Es especialmente neurotóxica ya que causa la degeneración de la vaina de mielina.
• Beta-toxina (esfingomielinasa C): Tiene afinidad por la esfingomielina y lisofosfatidil colina (componentes de la membrana citoplasmática del
huésped) y cataliza su destrucción, que implica toxicidad para eritrocitos, fibroblastos, leucocitos y macrófagos . Está codificada en un bacteriófago lisogénico
a) Toxinas que dañan membranas (cont.)
• Delta-toxina: Se produce en la fase de crecimiento tardío. Se cree que esta toxina actúa como un surfactante que actúa como detergente en las membranas de las células blanco, afecta a todas las células en general, pero en especial a eritrocitos.
• Gamma-Toxina y Leucocidina PVL: Ambas son estructuralmente
similares y tienen actividad hemolítica. Actúan de foma similar a la toxina alfa: forman poros con aumento de la permeabilidad de cationes,
desequilibrio osmótico y lisis celular. Los genes que codifican a PVL han sido localizados en un bacteriófago
b) Coagulasa y clumping factor
• Coagulasa es una proteína extracelular que se une a la protrombina en el huésped para formar un complejo llamado estafilotrombina.
• La actividad proteasa característica de la trombina se activa en el complejo, que resulta en la conversión de fibrinógeno en fibrina. El mecansmo es
indirecto.
• No hay pruebas abrumadoras de que se trata de un factor de virulencia, aunque es razonable especular que las bacterias podían protegerse de la fagocitosis y de las defensas inmunes por una coagulación localizada. • Existe cierta confusión en la literatura relativa a la coagulasa y factor de
aglutinación (clumping factor), el factor sobre la superficie bacteriana que se une al fibrinógeno en forma directa
c) Estafiloquinasa
• Muchas cepas de S aureus expresan este factor activador de plasminógeno, que lisa fibrina.
• El determinante genético se asocia con bacteriófagos lisogénicos.
• Un complejo formado entre la estafiloquinasa y plasminógeno activa una actividad proteolítica tipo plasmina: disolución de coágulos de fibrina.
El mecanismo es idéntico a la estreptoquinasa, que se utiliza en la medicina para el tratamiento de pacientes que sufren de trombosis coronaria.
Parece razonable imaginar que la fibrinólisis localizada podría ayudar en la propagación bacteriana.
d) Otras enzimas extracelulares
• Proteasas, • Lipasa
• Desoxirribonucleasa (DNasa)
• Enzima modificadora de ácidos grasos (FAME): importante en los abscesos, en el que podría modificar los lípidos antibacterianos y prolongar la supervivencia
EVASIÓN DE LA DEFENSAS DEL HUÉSPED
S. aureus expresa factores que pueden interferir con los mecanismos de defensa del
huésped. Incluyen elementos solubles y estructurales de la bacteria
•
Polisacárido Capsular
Evita la fagocitosis en ausencia de complemento.
Se han reportado cepas de S. aureus que se encuentran recubiertas por una capa de polisacáridos externos, la cuál recibe el nombre de slime o cápsula mucoide, que incrementa su capacidad de adherencia (catéteres, injertos y prótesis plásticas), evita que sea reconocido, así como refuerza el efecto antifagocítico.
Se han identificado 11 serotipos capsulares de
S. aureus. Los serotipos con las cápsulas más gruesas
son el 1 y el 2, y forman colonias mucoides, no obstante, no se asocian con enfermedad. Los serotipos 5 y 7 son los responsables de la mayor parte de las infecciones humanas
y específicamente el serotipo 5 engloba a la mayoría de las Formación del biofilm cepas de S. aureus resistentes a Meticilina
EVASIÓN DE LA DEFENSAS DEL HUÉSPED
•
Proteína A
Es una proteína de superficie que une
IgG (subtipos IgG
1, IgG
2, IgG
4) por su
región Fc, lo cual impide la opsonización y
la fagocitosis
•
Leucocidina
Actúa específicamente sobre los
leucocitos polimorfonucleares
EXOTOXINAS
• S. aureus puede expresar varios tipos diferentes de toxinas proteicas que pueden ser responsables de los síntomas durante las infecciones.
• Aquellos que dañan las membranas de las células ya se citaron anteriormente en la invasión.
• La liberación sistémica de una toxina causa shock séptico, mientras las enterotoxinas y la TSST-1 son superantígenos que puede causar shock tóxico.
• Las enterotoxinas estafilocócicas causan emesis (vómitos) cuando se ingiere y la bacteria es la causa principal de intoxicación alimentaria.
• La toxina exfoliatina causa el síndrome de la piel escaldada en los recién nacidos, lo que resulta en ampollas generalizadas y pérdida de la
epidermis. Hay dos formas antigénicamente distintas de la toxina, ETA y ETB. Las toxinas tienen actividad esterasa y proteasa y se dirigen a una proteína que está implicada en el mantenimiento de la integridad de la epidermis.
EXOTOXINAS (cont.)
S. aureus secreta dos tipos de toxinas con actividad de
SUPERANTÍGENO:
Enterotoxinas, con seis tipos antigénicos denominados A, B, C, D, E y
G, y
Toxina del síndrome de shock tóxico (TSST-1).
Las enterotoxinas causan diarrea y vómitos cuando se ingieren y son responsables de la intoxicación alimentaria estafilocócica.
TSST-1 se expresa sistémicamente y es la causa del síndrome de shock tóxico (SST).
Cuando se expresa sistémicamente, las enterotoxinas también pueden causar SST.
El SST pueden ocurrir como secuela de una infección estafilocócica si una enterotoxina o TSST-1 se libera sistémica y el huésped carece de anticuerpos neutralizantes adecuados.
EXOTOXINAS (cont.)
S. aureus secreta dos tipos de toxinas con actividad de SUPERANTÍGENO:
Enterotoxinas, con seis tipos antigénicos denominados A, B, C1, C2 C3, D y E, y
Toxina del síndrome de shock tóxico (TSST-1).
Las enterotoxinas causan diarrea y vómitos cuando se ingieren y son responsables de la intoxicación alimentaria estafilocócica.
TSST-1 se expresa sistémicamente y es la causa del síndrome de shock tóxico (SST). Cuando se expresa sistémicamente, las enterotoxinas también pueden causar SST.
El SST pueden ocurrir como secuela de una infección estafilocócica si una enterotoxina o TSST-1 se libera sistémica y el huésped carece de anticuerpos neutralizantes adecuados.
Una cepa puede sintetizar múltiples serotipos toxigénicos de enterotoxinas
Las enterotoxinas estafilocócicas son termorresistentes, algunas pueden mantenerse estables incluso al calentar los alimentos más de 100 °C durante 30 minutos, y son resistentes a la hidrólisis por enzimas gástricas y pancreáticas.
La FDA establece que la sola presencia de grandes cantidades de S. aureus en los alimentos no constituye evidencia suficiente para incriminar un alimento como causante de intoxicación.
EXOTOXINAS (cont.)
Los superantígenos estimulan inespecíficamente las células T, sin el
reconocimiento antigénico normal.
Una de cada cinco células T pueden ser activadas, mientras que sólo 1
de cada 10.000 son estimuladas durante una presentación antigénica
normal.
Las citoquinas se liberan en grandes cantidades, provocando los
síntomas del SST
Los superantígenos se unen directamente a las moléculas clase II del
CMH de las células presentadoras de
antígeno fuera del sitio convencional
de unión al antígeno.
Célula T Célula T
CMH II CMH II
Célula presentadora de antígeno (CPA)
Muchos clones de LT Un clon de LT Citoquinas (IL-2) Excesiva IL-2 Prolif. Células T Cooperación T-B Proliferación de células B. Anticuerpos IL-2 estimula síntesis de FNT-α y demás citoquinas SHOCK
EXOTOXINAS (cont.)
Exfoliatinas
Se asocian al Sindrome de piel escaldada, que provoca la separación
dentro de la epidermis, entre las capas vivas y las muertas. La
separación es a través del estrato granuloso de la epidermis.
Por ello, la curación se produce con poca cicatrización, aunque se
incrementan los riesgos de la pérdida de líquidos y las infecciones
secundarias.
Se han demostrado tres isoformas de TE (TEA, TEB, TED), que son
serino-proteasas glutamato-específicas que específicamente escinden
un único enlace peptídico en la región extracelular de la desmogleína
1 (DSG 1) humana y murina, una molécula de adhesión desmosomal
célula a célula de tipo cadherina.
EXOTOXINAS (cont.)
Exfoliatinas (cont.)
La ruptura de la DSG-1 resulta en la destrucción de las uniones
desmosomales célula-célula en la
capa superficial de la piel.
Macroscópicamente, esto se manifiesta como desprendimiento de la
epidermis, el síntoma principal del síndrome de piel escaldada.
Están presentes en menos del 10% de los estafilococos.
La toxina puede diseminarse por el torrente sanguíneo y por lo tanto,
no todas las lesiones están infectadas. En general, la destrucción de la
barrera epidérmica facilita la progresión eficiente de la infección.
Acción de las exfoliatinas
Distribución diferencial de las isoformas de DSG en la epidermis. Representación esquemática de la
distribución de DSG en (A) piel sana y (B) piel expuesta a la tovina exfoliatina. En todos los estratos, excepto el estrato granuloso, la toxina exfoliativa media la hidrólisis de la desmogleína 1 (DSG-1) lo que es compensado por la desmogleína 3 (DSG-3) . DSG-3 está ausente en el estrato granuloso, lo que explica el desprendimiento de las células y la división de las capas de la epidermis sobre la hidrólisis de DSG-1.
EXOTOXINAS (cont.)
Exfoliatinas (cont.)
Estudios previos muestran el gen de la TEA (eta) es portado en el
genoma de un fago atemperado integrado en el cromosoma de S.
aureus, mientras que el gen de la ETB (etb) se encuentra en un
plásmido grande denominado petB. Las cepas de Staphylococcus
aureus que portan el gen eta se aíslan frecuentemente en pacientes
con impétigo bulloso, mientras que aquellas cepas que poseen el etb
se obtienen de los pacientes con síndrome de piel escaldada
staphylocóccico. El gen de TED (etd) se encuentra en una isla de
patogenicidad y las cepas TED-positivas son principalmente aisladas
de pacientes con pioderma profunda y no con impétigo bulloso o
…para dejar en claro.
Staphylococcus aureus FLORA HABITUAL de Nariz, Vagina y Colon.
Puede INFECTAR en forma oportunista: - Piel (Epidermis y foliculos pilosos)
Además causa: - Intoxicación alimentaria
- Infección de tejidos blandos
- Impétigo
- Sindrome de shock tóxico
- Septicemia
- Neumonía
- Osteomielitis
- Sindrome de piel escalada (Enfermedad de Ritter):
Exfoliatina A y B en sangre
Resistencia Antibiótica
S.aureus ha desarrollado varios mecanismos para sobrevivir a los
β-lactámicos y otros fármacos(En la actualidad, aprox sólo el 10-15% de
las cepas son sensibles a penicilina). Ej. de estos mecanismos son:
•
Hiperproducción de beta-lactamasas
•
Producción de PLP (proteínas que ligan penicilinas) de baja afinidad
S.aureus resistente a Meticilina (SARM): expresan el gen mecA
Es resistente a todos los betalactámicos (incluyendo cefalosporinas y
carbapenemes)
y
usualmente
a
aminoglucósidos,
eritromicina,
clindamicina,
tetraciclinas,
sulfamidas,
quinolonas
y
rifampicina.
Alternativa: Vancomicina, pero…..
Staphylococcus coagulasa negativos:
S. epidermidis
S. saprophyticus
• Flora normal de piel, nariz y oído externo
• Importantes agentes de infección hospitalaria (catéteres, prótesis) y muestras de laboratorio
CAUSAN: - Endocarditis: por infección de prótesis valvulares - Infección de catéteres vasculares
- Infecciones urinarias: en mujeres jóvenes ambulatorias
(S.saprophyticus)
en >50 años hospitalizados (S. epidermidis) • Muy resistentes a antibióticos: Meticilino-resistencia. PROBLEMA ACTUAL !
Diagnóstico de
S. aureus
• Microscopía: cocos Gram (+) en racimos • Aislamiento por cultivo e identificación.Cultivo en agar sangre de S. aureus. β- hemolíticos.
• Se puede aislar de muestras obtenidas de • Piel • Abscesos • Sangre Producción de Coagulasa Producción de ADNasa Degradación de Manitol • Pruebas bioquímicas: • Antibiograma • Fagotipia • Biotipificación
Clasificación de
Streptococcus
Se utilizan tres sistemas de clasificación:
•
Propiedades serológicas (grupos de Lancefield) (A a W)
Se basa en la identificación de antígenos específicos de grupo, la mayoría de los cuales son carbohidratos de pared celular
.
•
Patrones hemolíticos: en agar sangre
– Hemólisis completa (hemólisis beta [β]) – Hemólisis incompleta (hemólisis alfa [α])
– Ausencia de hemólisis (hemólisis gamma [γ])
Género Streptococcus
• Cocos Gram (+)
• División a lo largo de un eje (cadenas) • Catalasa negativos
• Anaerobios facultativos; algunos crecen únicamente en una atmósfera enriquecida con dióxido de carbono
• Exigencias nutricionales complejas: su aislamiento requiere el uso de medios enriquecidos con sangre o suero.
• Son capaces de fermentar carbohidratos produciendo ácido láctico y también son catalasa negativos a diferencia de los estafilococos.
A pesar de las enfermedades infecciosas que causan algunas
especies
de
Streptococcus,
otras
no
son
patógenas.
Los estreptococos forman parte de la flora saprófita de la boca,
piel, intestino y el tracto respiratorio superior de los humanos.
Las especies que producen enfermedades son:
• Streptococos del grupo A:
Streptococcus pyogenes
• Streptococos del grupo B:
Streptococcus agalactiae
•
Streptococcus pneumoniae
•
Streptococcus viridans
•
Streptococcus mutans
•
Enterococcus
Streptococcus pyogenes (Grupo A)
•
β-hemolítico
•
Antígeno específico grupo A
(polímero de ramnosa y N-acetilglucosamina)•
Puede tener cápsula (Acido Hialurónico)
•
15%-20% portadores faríngeos (niños y jóvenes)
•
Transmisión vía aérea
Tiene la capacidad de colonizar y rápidamente
multiplicarse y diseminarse evadiendo la
fagocitosis y confundiendo al sistema inmune
•
Las enfermedades agudas ocurren principalmente de tracto
respiratorio (faringitis, sinusitis, otitis, neumonía), torrente sanguíneo
y piel
•
Las infecciones en piel pueden ser: superficiales (impétigo) o
profundas (celulitis, fascitis necrotizante, meningitis y endocarditis).
•
En 1-3% de las infecciones no tratadas, pueden ocurrir secuelas:
Fiebre reumática o glomerulonefritis. Estas no se atribuyen a la
diseminación sino a reacciones inmunológicas a antígenos
bacterianos.
•
La escarlatina y el sindrome de shock tóxico streptocóccico se
deben a respuestas sistémicas a toxinas circulantes.
Patogénesis de
S.pyogenes
La superficie celular contiene la mayoría de los determinantes de patogenicidad, especialmente los responsables de la colonización, evasión de la fagocitosis y de la respuesta inmune. La superficie es muy compleja y químicamente muy diversa:
• Polisacárido capsular (Sustancia C), • Peptidoglicano
• Acido lipoteicoico
• Proteínas de Superficie: – Proteína M
– Proteínas fimbriales
– Proteínas que unen fibronectina (ej. Proteína F) – Estreptoquinasa
La membrana citoplasmática contiene algunos antígenos semejantes a los de músculo cardíaco, esquelético y liso, fibroblastos de las válvulas cardíacas y tejido neuronal (mimetismo molecular y respuesta inmune tolerante o suprimida del huésped)
FACTORES DE VIRULENCIA DE SUPERFICIE
Y EXTRACELULARES DE S.pyogenes
• CAPSULA
:
Algunas cepas (infecciones más graves) presentan una cápsula de
ácido hialurónico, antigénicamente semejante a la presente en el tejido
conjuntivo de mamíferos. Esto permite a la bacteria para ocultar sus
propios antígenos y ser desconocida antigénicamente. La cápsula
también impide la opsonización por fagocitos.
• PROTEÍNA M:
Se asocia a la colonización y resistencia a la fagocitosis.
Se han identificado más de 50 serotipos.
Se encuentra en las fimbrias, une fibrinógeno del suero y bloquea la
unión del complemento al peptidoglicano.
• ADHESINAS
Colonización de los tejidos: falla en las defensas constitutivas
S.pyogenes produce múltiples adhesinas con diversas especificidades:
ácidos lipoteicoicos, proteína M, y múltiples proteínas de unión a
fibronectina.
LTA está anclado a las proteínas en la superficie bacteriana,
incluyendo la proteína M. Ambos están unidos a las fimbrias y parecen
mediar en la adhesión a las células epiteliales.
La proteína de unión a fibronectina, proteína F, también interviene en
la adhesión al extremo amino terminal de la fibronectina en las
superficies mucosas.
PRODUCTOS EXTRACELULARES
La mayoría de las invasinas y toxinas interactúan con la sangre y los tejidos produciendo lisis celular y una respuesta inflamatoria dañina• Estreptolisina S: leucocidina oxígeno-estable • Estreptolisina O: leucocidina oxígeno-lábil • DNAsa: leucotóxica
• Hialuronidasa (o factor de diseminación) actúa sobre el Ac.hialurónico del tejido conectivo, así como sobre la propia càpsula.
• Estreptoquinasas: participan en la lisis de fibrina • Estreptodornasas:
– A y D: actividad desoxirribonucleasa – B y D: actividad ribonucleasa
PRODUCTOS EXTRACELULARES (cont.)
•
TOXINA ERITROGÉNICA (SPE)
Se reconocen 3: A, B y C Actúan com Superantígenos
SPE A y SPE C están codificadas en fagos lisogénicos, SPE en cromosoma Se denomina toxina eritrogénica por su asociación con la escarlatina, que se produce cuando la toxina se disemina por sangre.
La Re-emergencia a fines de los ‘80 de cepas de S.pyogenes productoras de esta toxina ha sido asociada a un SST similar al SST de S.aureus y con otras formas de enfermedades invasivas asociadas con destrucción severa de
tejidos (fascitis necrotizante: “bacteria carnívora”).
El aumento de las enfermedades invasivas se asocia con la emergencia de un serotipo M1 muy virulento de diseminación mundial, que produce SPE A.
S. pyogenes (Grupo A)
Patogenia
Acción directa
Infecciones supuradas
– Adhesión a las células del huésped
colonización faríngea (pili, proteína M, ácido lipoteicoico)
– Evasión de la fagocitosis (cápsula y proteína M)
– Efecto de enzimas y toxinas (evita localización de la infección)
Acción a distancia
Cuadros no supurativos complicaciones de
infecciones supuradas
S. pyogenes (Grupo A)
Cuadros clínicos
1. Infecciones piógenas
a) Infecciones superficiales–
Faringitis
–
Impétigo
Síndrome inflamatorio de la faringe. Dentro de las faringitis bacterianas, S. pyogenes es el principal agente etiológico. Su inicio se manifiesta con odinofagia, malestar general, hipertermia y cefalea. Las amígdalas aparecen tumefactas, hiperémicas, con
exudado blanco grisáceo, acompañadas de
adenomegalias dolorosas al tacto.
Infección superficial de la piel con compromiso epidérmico. Se producen lesiones que generalmente no son ampollares. Las lesiones aparecen en zonas expuestas del cuerpo, comúnmente comienzan en la cara alrededor de la boca.
b) Infecciones Invasivas:
Bacteriemia
Supurativas
a) Por extensión directa de una infección local
Piel y tejidos blandos: Erisipela
Respiratoria: Absceso peritonsilar y retro faríngeo
b) Diseminación metastásica: Meningitis, Artritis séptica,
Infección urinaria
S. pyogenes (Grupo A)
Cuadros clínicos
Infección que compromete a la dermis y a la parte
superficial del tejido subcutáneo, involucrando a los
2. Enfermedades producidas por la toxina pirogénica
•
Escarlatina
•
Síndrome símil-shock tóxico
(shock tóxico similar que el producido por S. aureus)
S. pyogenes se multiplica en una herida quirúrgica, entra en circulación y produce SpeA (Exotoxina pirogénica estreptocócica). Fiebre, erupción, SHOCK (mortalidad del 30%)
La producción de la Exotoxina pirogénica es inducida por la presencia de un bacteriófago en estado de lisogenia. La erupción aparece como un eritema difuso con puntos rojos que desaparecen con la presión.
S. pyogenes (Grupo A)
S. pyogenes (Grupo A)
Cuadros clínicos
3. Complicaciones postestreptocóciccicas no
supurativas
•
Fiebre reumática
•
Glomerulonefritis aguda
– Estas enfermedades aparecen 1-3 semanas después de una enfermedad aguda. – La Fiebre reumática (FR) sólo es secuela de infecciones faríngeas, la GNA de
infecciones faríneas y cutáneas.
– La FR puede dañar permanentemente las válvulas cardíacas. Explicación: ¿antígenos con reactividad cruzada entre la bacteria y tejidos cardíacos?
– En la GNA, se depositan complejos Ag-Ac-Complemento en la membrana basal del glomérulo renal. El Ag puede ser bacteriano o de tejidos con Ag similares a los bacterianos (endocardio, sarcolemma, músculo liso vascular).
Streptococcus pyogenes
Resumen ENFERMEDADES CLINICAS
•
SUPURATIVAS
1. Infecciones superficiales Faringitis
Impétigo
2. Infecciones invasivas
- Extensión directa
Erisipela
Absceso retrofaríngeo
- Diseminación metastásica
Meningitis
Artritis
3. Infecciones por toxina speA Escarlatina
Síndrome símil shock tóxico
•
NO SUPURATIVAS – COMPLICACIONES POSTESTREPTOCOCCICA
Fiebre Reumática
S. pyogenes
Diagnóstico
Toma de muestra:
En las faringitis se debe
realizar un hisopado de la pared posterior de la faringe y de las amígdalas: Exudado de Fauces.
En el Impétigo, antes de la toma de muestra se tiene que limpiar la piel con alcohol 70%, mover la costra e hisopar la base de la lesión.
S. pyogenes
Diagnóstico
•
Toma de muestra
•
Tinción de Gram
•
Cultivo en Agar Sangre
– Tinción de Gram
– Pruebas bioquímicas
•
Técnicas de detección antigénica rápida. Presentan baja
sensibilidad (70%) pero alta especificidad (95%) y permiten obtener
un resultado en 20 minutos.
•Catalasa •Hemólisis
•Sensibilidad a Bacitracina
S. pyogenes
Diagnóstico
• Serología : Útil en el diagnóstico de las secuelas post-estreptocóccicas. Los pacientes con enfermedad por S. pyogenes generan Ac contra varias enzimas específicas, principalmente contra la estreptolisina O y la proteína M. Los anticuerpos contra la estreptolisina O aparecen tempranamente (entre 3 y 4 semanas) y pueden ser detectados con la prueba ASLO (Anti-StreptoLysin-O) que es útil para confirmar el diagnóstico de FR o GNA.
Los sujetos con piodermitis desarrollan pocos anticuerpos contra estreptolisina-O, pero, al igual que en la faringitis, se desarrollan títulos contra ADNasa B, que pueden ser detectados con la prueba de la anti-ADNasa B.
•
Resistencia
:
S. pyogenes es altamente sensible a penicilina.El tratamiento antibiótico de los pacientes con faringitis acelera la recuperación de los síntomas y previene la FR cuando se instaura durante los primeros 10 días del inicio de la enfermedad. No parece que el tratamiento inhiba la progresión de la GNA
Streptococcus agalactiae (Grupo B)
•
Flora normal del tracto digestivo, urinario y genital de humanos
adultos
•
Antígeno polisacárido grupo específico: Grupo B.
•
Cápsula compuesta por Acido Siálico, que les permiten resistir la
opsonofagocitosis en ausencia de anticuerpos tipo-específicos. Este
efecto ocurre por bloqueo de la activación de la vía alterna del
complemento. Diversos serotipos: Ia, Ib, II, III, IV, V y VI.
•
Producción factor CAMP
(Proteína extracelular que
produce hemólisis sinérgica en
agar sangre de oveja con
hemolisinas de Staphylococcus aureus)
S. agalactiae
Cuadros Clínicos
• 15% - 30% gestantes portadoras en recto o vagina.
• Sin medidas de prevención: principal causa de infección en neonatos • Corionamnionitis e infección postparto.
• Neonatos: Contagio durante el embarazo o al pasar por canal de parto (meningitis, neumonía)
La importancia de esta enfermedad está determinada por 3 factores fundamentales:
1) Prevalencia de colonización materna por S.agalactiae en el momento del trabajo de parto (En CABA 15-18%))
2) Incidencia de infección neonatal temprana por S.agalactiae en neonatos (En Argentina, antes de las campañas de prevención era de 0,6/100 RN vivos)
3) Mortalidad causada por la infección neonatal temprana por S.agalactiae en RN (En Argentina, 5 al 20%)
S. agalactiae Grupo B
Prevención de la infección neonatal
•
Identificación de gestantes portadoras: Cultivo de exudado
vagino-rectal a las 35-37 semanas de gestación.
•
Administración de profilaxis intraparto (Penicilina) a todas las
portadoras y a las mujeres con partos anteriores con antecedentes
de infección neonatal
Diagnóstico:
Cultivo de Exudado vagino-rectal y Hemocultivos-LCR en neonatos
Aislamiento en Agar Sangre (beta hemólisis)
Pruebas bioquímicas (CAMP, hidrólisis de hipurato) y detección del
antígeno B
Streptococcus pneumoniae- Neumococo
•
Bacterias fastidiosas que requieren de medios enriquecidos para su
aislamiento.
•
Son α-hemolíticos
•
Asociado a Infecciones de la comunidad, poco involucrado en
Infecciones hospitalarias
•
Flora habitual en nasofaringe
Diplococos lanceolados
Streptococcus pneumoniae
Factores de patogénesis
• Cápsula:
Inhibe fagocitosis, por interferencia con el efecto opsonizante de C3b y anticuerpos dirigidos contra antígenos de la pared bacteriana.
Se han identificado 90 serotipos diferentes.
Las vacunas se basan en los serotipos capsulares más prevalentes
Las cepas sin capsula NO son virulentas, pero pueden ser transformadas
naturalmente con ADN extraído de una cepa capsulada.
• Pared Celular:
Peptidoglicano y ácido teicoico-lipoteicoico unido a ácido N-acetilmurámico Tanto el ácido teicoico como el lipoteicoico contienen fosforil-colina, lo cual permite unir a la bacteria a receptores para colina presentes en casi todas las células humanas.
La pared celular activa directamente la vía alterna del complemento (quimiotaxis de leucocitos y coagulación) y el peptidoglicano puede unir a CD14 (cascada de citoquinas con producción de IL1, IL6 y FNT)
Streptococcus pneumoniae
Factores de patogénesis (cont.)
• Pili:
Contribuyen a la colonización del tracto respiratorio alto
Aumentan la producción de FNT durante las infecciones invasivas
• Proteínas de superficie:
Contiene más de 500; algunas son lipoproteínas asociadas a membrana y otras a la pared.
De las asociadas a pared: PLP (proteínas que ligan penicilina) 2 neuraminidasas
IgA-proteasa
PUC (proteínas que unen colina)
La familia de PUC incluyen importantes determinantes de patogenia:
- Antígeno protector (PspA) (inhibe opsonización mediada por complemento) - 3 Autolisinas (Lyt A, B y C)
Streptococcus pneumoniae
Factores de patogénesis (cont.)
• Hemolisinas:
Se han descripto 2 hemolisinas; una de ellas es:Neumolisina:
- Se libera por lisis bacteriana.
- Se une al colesterol (sin restricción de un receptor) y forma poros transmembrana, provocando lisis celular
- Estimula la producción de citoquinas inflamatorias - Inhibe células ciliadas
- Inhibe la proliferación de linfocitos
- Deprime la actividad bactericida de neutrófilos - Activa complemento
• Peróxido de hidrógeno
Produce mayor cantidad que los leucocitos humanos
Streptococcus pneumoniae
Edades extremas
(niños y ancianos)
Infecciones por VIH
Alcoholismo
Diabetes
Esplenectomizados
Uso de corticoides
Adictos intravenosos
Factores
predisponentes
del huésped
Streptococcus pneumoniae
Cuadros Clínicos
•
Neumonía
•
Infecciones del tracto respiratorio superior
•
Otitis Media
•
Sinusitis
Exposición Falta de adherencia Ausencia de enfermedad Adherencia ¿IgAs? Sin multiplicación Multiplicación Permanece
localizado Invasión local Subclínica (ausencia de enfermedad) Anticuerpos INMUNIDAD Torrente sanguíneo y/o linfático MENINGITIS, otras enf. como
peritonitis, artritis séptica Eliminado si ya están presentes los anticuerpos Transporte a los espacios corporales No eliminado Resistencia a la fagocitosis Multiplicación Produce inflamación, daño tisular BRONQUITIS , NEUMONÍA, OTITIS, SINUSITIS
Esquema que muestra los
acontecimientos que tienen
lugar entre la respuesta inicial al
neumococo y el desarrollo
eventual de enfermedad.
Vacuna anti-neumocóccica
• Forma parte Calendario Nacional de Vacunación con la publicación en el Boletín Oficial de la Resolución 502/2011, a través de la cual el Ministerio de Salud de la Nación la incorporó al Programa Nacional de Control de Enfermedades Inmunoprevenibles.
• Se utiliza para evitar las neumonías, meningitis e infecciones generalizadas (sepsis) por S.pneumoniae que afectan mayormente a los niños menores de 2 años y personas mayores de 65 años.
• El Calendario Nacional de Vacunación contempla la aplicación de la vacuna conjugada contra el neumococo a niños menores de un año, con 2 dosis y un refuerzo (a los 2, 4 y 6 meses) y a niños mayores a un año y menores de dos años con dos dosis.
• En el caso de los grupos considerados con mayor riesgo de contraer cuadros graves por influenza o neumonía, los mismos deben recibir la vacunación anual contra la gripe y la vacuna antineumocóccica, incluidas en el Calendario Nacional de Vacunación. Son gratuitas en todos los centros de vacunación y hospitales públicos del país.
Vacuna anti-neumocóccica (cont.)
ANMAT otorgó la licencia a tres vacunas conjugadas contra neumococo:
• VCN-7 (Prevenar-7MR, Lederle-Wyeth): incluye los serotipos: 4, 6B, 9V, 14, 18C, 19F, y 23F, conjugados con la proteína transportadora CRM197 (en dosis de 20 ug). Fue licenciada por FDA en el año 2000. Fue ampliamente utilizada en ése y otros países, y en el sector privado en Argentina, sin embargo su uso ha sido reemplazado por el de las nuevas vacunas conjugadas
• VCN-10 (SynflorixMR, Glaxo SmithKline): Incorpora a la anterior los ST 1, 5, 7F. Se conjugan con la proteína D de membrana externa de Haemophilus influenzae, excepto los ST 18C y 19F, conjugados a los toxoides tetánico y diftérico, respectivamente. Licenciada para uso en niños desde los dos meses a dos años de edad en Canadá, y la Agencia Europea de Medicamentos (EMEA), organismo regulatorio de la Unión Europea. ANMAT ha licenciado su uso para niños hasta los 5 años de edad en marzo del 2011.
• VCN-13 (Prevenar-13MR, Wyeth-Pfizer): Incorpora a las anteriores los ST 3, 6A, 19A, conjugada con la misma proteína transportadora que VCN-7 lo que contribuye a aumentar la protección contra infecciones invasivas en más del 90%. Fue licenciada por la FDA y el ANMAT para uso en niños entre 2 y 59 meses.
Streptococcus pneumoniae
Diagnóstico
ESPUTO
Cultivo de SANGRE
Cultivo de LÍQUIDO
PLEURAL
Baja sensibilidad
Baja especificidad
Baja sensibilidad
ALTA especificidad
Puede ser necesario la toma de otro tipo de muestra como lavado broncoalveolar
Streptococcus pneumoniae
Diagnóstico
• Toma de muestra
• Microscopía: Cocos Gram +
Reacción de Quellung, permite observar la cápsula
• Cultivo en agar sangre (colonias alfa hemolíticas),
agar chocolate
• Identificación:
-
Prueba de Optoquina
-
Solubilidad en bilis
-
Detección de Antígenos capsulares
S. viridans
•
Flora habitual de cavidad oral y
nasofaríngea
•
Causa frecuente de endocarditis
subaguda y de abscesos dentales
Enterococcus
Flora habitual de cavidad bucal y colon
Causa:
Endocarditis
Infección urinaria
Abscesos intraabdominales
Infección de tejidos blandos
Bacteriemia
Género Clostridium
• Bacilos Gram (+)
• Anaerobios estrictos [O2]< 0,5%
• Formadores de ESPORAS (resistencia a desinfectantes, desecación, persisten por años)
• Ubicuos
• Mayoría son saprófitos, pocos son patógenos humanos
• Casi no hay transmisión persona-persona, excepto C.difficile en hospitales • De importancia médica:
- C.tetani (Tétanos)
- C.botulinum (Botulismo)
- C.perfringens (Gangrena gaseosa, Intox.alimentaria) - C.difficile (Enterocolitis)
Clostridium tetani
• Anaerobio estricto • Flagelos peritricos
• Espora terminal en “palillo de tambor” • Ligero halo de hemólisis completa
• Diagnóstico de certeza: detección de neurotoxina
FACTORES DE PATOGENICIDAD
-Tétanoespasmina: interfiere con la liberación de GABA y Glicina en SNC
Esporas
(suelo) herida Germinaciónde esporas Producción de toxina (unúnico serotipo)
Toxina asciende por nervios motores
Parálisis rígida
Toxina tetánica:
un único serotipo
A. La Neurotransmisión resulta del balance entre los neurotransmisores excitatorios e inhibidores
B. Los neurotransmisores inhibitorios (ej. GABA, glicina) previenen la depolarización de la membrana postsináptica y la conducción de la señal eléctrica.
C. La Tetanoespasmina no interfiere con la producción o el almacenamiento de GABA o glicina, sino que interfiere con su liberación (actividad presináptica).
D. En ausencia de neurotransmisores inhibitorios, la excitación del neuroaxón es irrestricta.
Tétanos neonatal
•
Aproximadamente, constituye la mitad de las muertes por tétanos
en países en desarrollo
•
Consecuencia de la infección del cordón umbilical en neonatos de
madres no inmunes
TÉTANOS: Diagnóstico
• Principalmente Clínico
• Puede llegar a identificarse por tinción Gram los bacilos en
material purulento de heridas aparentes
•
C. tetani puede aislarse de heridas sin que haya enfermedad
(flora comensal)
•
Puede producirse Tétanos sin que la bacteria pueda ser aislada
•
La enfermedad natural no confiere inmunidad
•
Vacuna antitetánica: TOXOIDE TETÁNICO
•
Suero antitetánico:
INMUNOGLOBULINA ANTITETÁNICA
TETANOS
2do. Mes: Pentavalente: 1°, 2°, 3° dosis cada dos meses
18 meses: Cuádruple: 1° Refuerzo
5-6 años (ingreso escolar): 2° Refuerzo
Clostridium botulinum
• Flagelos peritricos
• Esporas subterminales • Esporula entre 20°-25°C
• Forma vegetativa en medios nutritivos, bajo O2, alcalinos.
• AGENTE ETIOLOGICO DEL BOTULISMO - ALIMENTARIO
- INFANTIL - DE HERIDAS • BOTULISMO: Enfermedad Paralizante potencialmente fatal.
• Mecanismo de acción similar a toxina tetánica pero con distintos blancos de acción: Atacan sinaptobrevinas impidiendo liberación del Neurotransmisor
TOXINA BOTULÍNICA
•
Es el veneno MÁS POTENTE conocido
•
Dosis letal en humanos: 1 ug si es ingerida (menor si es inhalada)
•
DL50 en ratones: 0.00001 mg/kg (1 ml de cultivo puede matar 2
millones de ratones)
•
Reportada como arma terrorista (se coloca en agua o en alimentos)
•
Se utiliza terapéuticamente (Botox) para el tratamiento de estrabismo y
espasmos dolorosos en cara y cuello, y tratamiento estético de arrugas
•
Existe protección con antitoxina (7 serotipos de toxina; sólo 3
responsables de botulismo humano)
•
Se absorbe rápidamente en el tracto gastrointestinal (resistente a
enzimas degradativas)
•
Es una neurotoxina: bloquea la liberación de acetilcolina de las
sinapsis nerviosas (a nivel de la unión neuromuscular), provocando
parálisis fláccida.
Diagnóstico de
Clostridium botulinum…
• Generalmente CLINICO
•
En países con laboratorios de referencia puede determinarse la
presencia de la toxina botulínica. Se busca en suero, lavado
gástrico, heces, tejidos y en alimentos sospechosos por técnicas
bioquímicas: neutralización en ratones lactantes; ELISA; RIA;
contrainmunoelectroforesis (CIEF)
USO COSMETICO DE LA TOXINA Uso clínico de la toxina botulínica: -Estrabismo -Tics -Parálisis espástica (dolorosa)
