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 bacterias.

Gram Positivo

Gram Negativo

INFECCIÓN CUTÁNEA POR BACTERIAS ESTRUCTURA QUE AFECTA

INFECCIÓN

ETIOLOGÍA FRECUENTE

Epidermis

Impétigo

S. aureus S. pyogenes

Dermis

Erisipela

S. pyogenes

Folículos pilosos

Grasa subcutánea Fascia

Foliculitis Forunculosis Carbunclo Celulitis

S. aureus

S. pyogenes

Fascitis necrotizante S. pyogenes Anaerobios y microaerófilos (habitualmente infecc.mixtas)

Músculo

Mionecrosis Gangrena

Clostridium

Género Staphylococcus • Cocos Gram (+) • División en planos transversales

Agrupación en racimos

• Ubicuos • Anaerobios facultativos • Inmóviles • Crecimiento rápido en medios simples • Producen Catalasa • S. aureus S. epidermidis S. saprophyticus

Coagulasa (+) Coagulasa (-) Microfotografía electrónica por barrido de S. aureus

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 WiskottAldrich, 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 principales Peptidoglicano 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 N-Acetilmurámico de peptidoglucano. N-Acetilglucosamina

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.

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 interleuquina1. 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 ) 8.Resistencia inherente y adquirida a los antibióticos.

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 reproducidos en los animales.

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 forúnculo, carbunclo

sinusitis

forúnculos Diseminación hematógena neumonía emesis

endocarditis impétigo

diarrea

Sindrome Shock Tóxico Sindrome de piel escladada osteomielitis

IU Cistitis

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 bacteriana

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 cepas de S. aureus resistentes a Meticilina

Formación del biofilm

EVASIÓN DE LA DEFENSAS DEL HUÉSPED

• Proteína A Es una proteína de superficie que une IgG (subtipos IgG1, IgG2, IgG4) 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 presentadora de antígeno (CPA) CMH II

CMH II

Muchos clones de LT

Un clon de LT Célula T

Célula T

Excesiva IL-2

Citoquinas (IL-2)

Prolif. Células T IL-2 estimula síntesis de FNT-α y demás citoquinas Cooperación T-B Proliferación de células B.

SHOCK Anticuerpos

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 síndrome de piel escaldada.

…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 βlactámicos 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….. S.aureus resistente a Vancomicina (SARV): en aumento

Staphylococcus coagulasa negativos: Mayor frecuencia

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. • Se puede aislar de muestras obtenidas de • Piel • Abscesos • Sangre

Cultivo en agar sangre de S. aureus. β- hemolíticos.

• Pruebas bioquímicas: Producción de Coagulasa Producción de ADNasa Degradación de Manitol • • • •

Antibiograma Fagotipia Biotipificación Electroforesis en gel de campo pulsado (estudio del material genético)

Streptococcus spp.

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])

• Propiedades bioquímicas

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

Los Ac contra estos productos no son protectores

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 – Mecanismo autoinmune

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.

S. pyogenes (Grupo A) Cuadros clínicos b) Infecciones Invasivas: Bacteriemia Supurativas a) Por extensión directa de una infección local Piel y tejidos blandos: Erisipela Infección que compromete a la dermis y a la parte superficial del tejido subcutáneo, involucrando a los ganglios linfáticos superficiales Respiratoria: Absceso peritonsilar y retro faríngeo b) Diseminación metastásica: Meningitis, Artritis séptica, Infección urinaria

S. pyogenes (Grupo A) Cuadros clínicos 2. Enfermedades producidas por la toxina pirogénica • Escarlatina 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.

• 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%)

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 Glomerulonefritis aguda

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

•Catalasa •Hemólisis •Sensibilidad a Bacitracina •PYR

• Técnicas de detección antigénica rápida. Presentan baja sensibilidad (70%) pero alta especificidad (95%) y permiten obtener un resultado en 20 minutos.

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 (AntiStreptoLysin-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 antiADNasa 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 vaginorectal 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

Diplococos lanceolados

• 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

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) - Adhesina (CbpA): interactúa con carbohidratos del epitelio pulmonar.

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 Causa daño celular (ej. apoptosis de células neuronales durante meningitis)

Streptococcus pneumoniae

Edades extremas (niños y ancianos) Infecciones por VIH Factores predisponentes del huésped

Alcoholismo Diabetes Esplenectomizados Uso de corticoides Adictos intravenosos

Streptococcus pneumoniae Cuadros Clínicos

• Neumonía • Infecciones del tracto respiratorio superior • Otitis Media • Sinusitis • Meningitis purulenta

Exposición

Streptococcus pneumoniae Falta de adherencia

Ausencia de enfermedad

Adherencia ¿IgAs?

Sin multiplicación

Multiplicación

Permanece localizado

Subclínica (ausencia de enfermedad)

Invasión local

Torrente sanguíneo y/o linfático

MENINGITIS, Anticuerpos

INMUNIDAD

Esquema que muestra los acontecimientos que tienen lugar entre la respuesta inicial al neumococo y el desarrollo eventual de enfermedad.

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

Vacuna anti-neumocóccica •

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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: •

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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

Optoquina sensible

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 Clostridium tetani

FACTORES DE PATOGENICIDAD -Tétanoespasmina: interfiere con la liberación de GABA y Glicina en SNC

Esporas (suelo)

herida

Germinación de esporas

Parálisis rígida

Producción de toxina (un único serotipo) Toxina asciende por nervios motores

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

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 • Técnicas asépticas en el parto, ciertas prácticas culturales.

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

TÉTANOS: Inmunidad • La enfermedad natural no confiere inmunidad • Vacuna antitetánica: TOXOIDE TETÁNICO • Suero antitetánico:

INMUNOGLOBULINA ANTITETÁNICA

VACUNA ANTITETANICA

TETANOS 2do. Mes: Pentavalente: 1°, 2°, 3° dosis cada dos meses 18 meses: Cuádruple: 1° Refuerzo 5-6 años (ingreso escolar): 2° Refuerzo 16 años: Doble bacteriana: Refuerzo y cada 10 años

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. • La toxina es muy lábil al calor; se inactiva a 100°C en 10 minutos.

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 clínico de la toxina botulínica: -Estrabismo -Tics -Parálisis espástica (dolorosa) USO COSMETICO DE LA TOXINA