TALLER DE MICROBIOLOGIA
Caso 1. Marinero de 26 años que acude al médico de la base con lesiones grandes llenas de pus rodeadas por eritema en ambas piernas. Se sospecha una infección por Staphyiococcus aureus. 1. ¿Qué propiedades estructurales son singulares de esta especie de Staphylococcus? RTA: La producción de diferentes enzimas y proteinas como la coagulasa, proteína A, ácido teicoico específico de especie; las dos primeras se utilizan habitualmente para la identificación de S. aureus. 2. ¿De qué modo las citotoxinas producidas por este microorganismo producen las manifestaciones clínicas observadas en este paciente? RTA: Las citotoxinas actúan de muchas formas y el S. aureus puede aureus puede producir numerosas citotoxinas, entre ellas la toxina alfa, la toxina beta (también denominada esfingomielinasa C ), ), la toxina delta, la toxina gamma y la leucocidina P-V. Las dos últimas son toxinas bicomponentes (compuestas de dos cadenas proteicas). Estas citotoxinas son capaces de destruir muchas células del hospedador, entre ellas los leucocitos, los hematíes, los fibroblastos, los macrófagos y las plaquetas. 3. Se describen toxinas distintas adicionales en cepas de S. aureus. ¿Qué enfermedades se asocian con estas toxinas? Existen muchas patologías relacionadas con la producción de toxinas y la sintomatología y el cuadro clínico característico dependerá de la expresión de una determinada toxina siendo así: produce toxinas exfoliativas: síndrome de la piel escaldada causado por estafilococos; enterotoxina: intoxicación alimentaria; toxina 1 del síndrome del shock tóxico: síndrome del shock tóxico.
4. ¿A qué clase de antibióticos importantes es común en la actualidad la resistencia en infecciones adquiridas en la comunidad por S. aureus? En la actualidad en relación al uso indiscriminado de antibióticos Blactamicos los microorganismos de esta especie han diseñado diferentes mecanismos por los cuales pueden inhibir o desactivar los mecanismos de acción de diferentes antibióticos, por ejemplo las Penicilinas resistentes a penicilinasa, que incluyen meticilina, oxacilina, nafcilina y dicloxacilina, Se dice que los estafilococos resistentes a estas penicilinas son resistentes a todo s los antibióticos β -lactámicos por lo cual se deben usar otra familia de antibióticos que no tengan como nucleo central el anillo B- lactamico.
Caso 2. Un joven de 18 años cayó sobre su rodilla mientras jugaba al baloncesto. La rodilla presentaba dolor, pero la piel de la zona estaba intacta. Al día siguiente, la rodilla tenía un aspecto tumefacto y continuaba presentando dolor, por loque el joven acudió al servicio de urgencias. Se le aspiró de la rodilla un líquido claro y el médico prescribió un tratamiento sintomático. Dos días después, reapareció la hinchazón, aumentó el dolor y apareció eritema en la rodilla. El paciente regresó al servicio de urgencias debido a que presentaba malestar general y una temperatura oral de 38,8 C. El aspirado de la rodilla mostró un líquido sinovial turbio, y los cultivos del líquido y los hemocultivos obtuvieron resultados positivos para S.aureus. 1. Cite dos posibles orígenes de este microorganismo. Este paciente tiene artritis séptica causada por S. aureus. El microorganismo podría haberse introducido en la articulación ya sea por extensión directa desde la superficie cutánea, ya sea por diseminación hematógena, o ya sea cuando se realizó la aspiración original de líquido sinovial. Aunque puede producirse una bacteriemia transitoria con S. aureus, es muy infrecuente. Por tanto, sin datos de infección por S. aureus en otra localización (p. ej., endocarditis), el origen más probable de este microorganismo es la extensión directa desde la superficie
cutánea. Aunque aparentemente la piel se hallaba intacta, un traumatismo localizado de esta naturaleza puede introducir microorganismos en tejidos cutáneos más profundos. Otra posibilidad es que las bacterias de la superficie cutánea se hubiesen introducido en la articulación cuando se aspiró originalmente el líquido acumulado. 2. Los estafilococos producen una gran variedad de enfermedades, como diversas infecciones cutáneas, endocarditis, intoxicación alimentaria, SPEE y SST.
¿En
qué se diferencian los síntomas
clínicos de estas enfermedades de los de la infección de este paciente? ¿Cuáles de estas enfermedades son intoxicaciones? Las enfermedades estafilocócicas pueden subdividirse en dos categorías: infecciones piógenas localizadas e infecciones diseminadas mediadas por toxinas. Las infecciones cutáneas (p. ej., impétigo, foliculitis, forúnculos, ántrax), las infecciones de heridas, la endocarditis, la neumonía, el empiema, la osteomielitis y la artritis séptica son ejemplos de infecciones piógenas localizadas. Cada una de ellas se caracteriza por destrucción tisular localizada y formación de abscesos. El SPEE, el SSTS y la intoxicación alimentaria estafilocócica son ejemplos de infecciones mediadas por toxinas. Cada una de ellas se caracteriza por síntomas diseminados y ausencia de pus.
3.
¿ Q ué
toxinas
están
implicadas
en
las
infecciones
estafilocócicas ? ¿ Qué enzimas estafílocócicas se han propuesto como factores de virulencia? S. aureus produce una variedad de potentes toxinas. Las enfermedades diseminadas mediadas por toxinas se caracterizan por la producción de una toxina específica o un grupo de toxinas que se diseminan sistémicamente por la sangre y son responsables de los síntomas clínicos: SPEE, toxinas exfoliativas (ETA, ETB); SST, TSST-1, e intoxicación alimentaria, enterotoxinas (A-R). Cinco grupos de toxinas citolíticas son responsables de la destrucción tisular característica de las infecciones piógenas estafilocócicas: toxina alfa, toxina beta (esfingomielinasa C), toxina delta, toxinas gamma (5 toxinas bicomponentes diferentes) y toxina leucocidina P-V. La leucocidina P-V
se asocia con infecciones de heridas y pulmonares fulminantes. También han sido implicadas en la enfermedad una variedad de enzimas estafilocócicas, que incluyen coagulasas (unida y libre), catalasa, hialuronidasa, fibrinolisina (estafilocinasa), lipasas, nucleasa y β-lactamasas. 4.
¿Qué
estructuras de la célula estafilocócica y qué toxinas
protegen a la bacteria de la fagocitosis? Los estafilococos están protegidos de la fagocitosis por la cápsula; una capa de limo laxa que consta de monosacáridos, proteínas y pequeños péptidos, y la proteína A. 5.
¿Cuál
es el tratamiento de elección frente a las infecciones
estafilocócicas? Exponga dos ejemplos. El tratamiento eficaz de las infecciones estafilocócicas requiere el drenaje de las colecciones purulentas y antibióticos eficaces. Por ser frecuente la resistencia a los antibióticos es preciso llevar a cabo pruebas de sensibilidad antimicrobiana. Casi el 90% de los estafilococos producen β-lactamasas, por lo que la penicilina G es ineficaz. Las penicilinas resistentes a las β -lactamasas (p. ej., meticilina, oxacilina, nafcilina, dicloxacilina) son eficaces y se las considera los fármacos de elección si los antibióticos son activos frente a las bacterias. En caso de determinar la resistencia (algo habitual en muchos hospitales), se debe emplear la vancomicina para tratar las infecciones estafilocócicas graves.
1. Streptococcus pyogenes, Streptococcus agalactiae y Streptococcus pneumoniae producen un amplio espectro de enfermedades. ¿Qué localizaciones del cuerpo humano se hallan normalmente colonizadas por estas especies? ¿De qué modo se relaciona este hecho con las infecciones causadas por estas bacterias? RTA: Las superficies corporales mas habitadas por S. pyogenes y donde colonizan son la orofaringe y la superficie cutánea y causa faringitis, infecciones de la piel y de los tejidos blandos e infecciones no supurativas (fiebre reumática, glomerulonefritis); S. agalactiae coloniza
el tracto genital femenino y produce infecciones neonatales, así como infecciones en mujeres embarazadas y de mayor edad; S. pneumoniae coloniza la orofaringe y causa neumonía, sinusitis, otitis media y meningitis. 2. Los estreptococos viridans (es decir, los estreptococos α hemolíticos y no hemolíticos) se subdividen en cinco grupos. ¿Cuáles son los grupos y las enfermedades específicas asociadas con cada uno de los grupos? A modo de resumen: El grupo anginosus: formación de abscesos; grupo mitis: septicemia en pacientes neutropénicos y endocarditis; grupo salivarius: endocarditis; grupo mutans: caries dental; grupo bovis: bacteriemia asociada con cáncer gastrointestinal y meningitis.
Caso 3. Un hombre de 62 años con antecedentes de enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) acude al servicio de urgencias por presentar fiebre de 40 °C, escalofríos, náuseas, vómitos e hipotensión. El paciente tenía también expectoración amarillenta que había ido aumentando a lo largo de los 3 últimos días. La frecuencia respiratoria era de 18 rpm, y la presión sanguínea de 94/52 mm Hg. La radiografía de tórax mostraba un extenso infiltrado inflamatorio en la parte inferior del pulmón izquierdo que abarcaba el lóbulo inferior y la língula. En varios hemocultivos y cultivos de esputo se observó el crecimiento de S. pneumoniae. La cepa era sensible a cefazolina, vancomicina y eritromicina, pero resistente a penicilina. 1. ¿Qué condiciones predisponentes hacen a este paciente más susceptible a la neumonía y a la bacteriemia producidas por S. pneumoniae? ¿Qué otros grupos de pacientes son vulnerables a estas infecciones? ¿Qué otras infecciones causa este microorganismo y qué grupos de población son más susceptibles? La enfermedad causada por S. pneumoniae es más común en los niños de corta edad y en las personas de edad avanzada, poblaciones incapaces de fabricar anticuerpos protectores frente a las cápsulas neumocócicas. Además, los pacientes con enfermedad pulmonar de base, como una EPOC en este paciente, o una
infección respiratoria vírica antecedente que compromete la depuración protectora del epitelio respiratorio ciliado, son susceptibles a la neumonía causada por este microorganismo. Otras infecciones causadas por S. pneumoniae son la otitis media (sobre todo en niños de corta edad), la sinusitis (todos los grupos de edad), la meningitis (todos los grupos de edad pero sobre todo en los niños de corta edad y en las personas de edad avanzada) y la bacteriemia (por lo general secundaria a neumonía o meningitis). Los pacientes con afecciones que interfieren en la depuración bacteriana, como alcoholismo, asplenia, insuficiencia cardíaca congestiva, diabetes mellitus y nefropatía crónica, se hallan en situación de mayor riesgo de enfermedad diseminada.
2. ¿Cuál es el mecanismo responsable con mayor probabilidad de la resistencia a la penicilina? Entre los mecanismos de acción de resistencia a la penicilina se encuentran la transformación (intercambio de ADN entre bacterias), ADN que codifica proteínas alteradas de fijación a las penicilinas (p. ej., PBP2x, PBP2b, PBP1a. Estas nuevas PBP hacen que las bacterias sean menos sensibles a las penicilinas y a algunas cefalosporinas. 3. ¿Qué infecciones producen S. pyogenes, S. agalactiae, S. anginosus, S. dysgalactiae y los estreptococos del grupo viridans? S. pyogenes (Streptococcus del grupo A) produce enfermedades supurativas y no supurativas. Es la causa más frecuente de faringitis bacteriana y de la complicación sistémica de la escarlatina. Otras enfermedades supurativas son el pioderma, la erisipela, la dermatopaniculosis, la fascitis necrosante, la linfangitis y la neumonía. Las enfermedades no supurativas son la fiebre reumática y la glomerulonefritis aguda. S. agalactiae (Streptococcus del grupo B) es un importante patógeno en los neonatos, en los que origina enfermedades de comienzo precoz (bacteriemia, neumonía, meningitis) y enfermedades de comienzo tardío (bacteriemia, meningitis). S. agalactiae causa también enfermedad en mujeres embarazadas, con mayor frecuencia infecciones urinarias pero también endocarditis, meningitis y osteomielitis. Los hombres y las mujeres de edad avanzada también son susceptibles a enfermedad que se manifiesta como neumonía, infecciones óseas y articulares e infecciones de la piel y de tejidos blandos. S. agalactiae se asocia más comúnmente con faringitis, que en ocasiones se complica por glomerulonefritis aguda (pero no fiebre reumática como en el caso de S. pyogenes). S. anginosus causa abscesos en los tejidos profundos, y los estreptococos viridans causan una variedad de enfermedades, las más frecuentes de las cuales son endocarditis bacteriana subaguda, caries dental y formación de abscesos.
4. ¿Cuáles son los principales factores de virulencia de S. pneumoniae, S. pyogenes y S. agalactiae? El principal factor de virulencia de S. pneumoniae es la cápsula, que confiere protección antifagocítica. Las proteínas adhesinas de la superficie de las bacterias facilitan la colonización de la orofaringe al unirse a las células epiteliales. La fosforilcolina, presente en la pared celular bacteriana, se une a la superficie de una variedad de células (endoteliales, leucocitos, plaquetas) y permiten la entrada a estas células, en donde las bacterias quedan protegidas frente a la opsonización y la fagocitosis. El ácido teicoico, los fragmentos de peptidoglucano y la neumolisina estimulan la respuesta inflamatoria, lo que lleva a la formación de abscesos. S. pyogenes posee un gran conjunto de factores de virulencia. Los antígenos bacterianos (p. ej., ácido lipoteicoico, proteínas M, proteína F) median en la adherencia a las células del hospedador. Las proteínas M funcionan también para evitar la opsonización y la fagocitosis de las bacterias. Las bacterias producen también una variedad de toxinas y de enzimas citolíticas, como son las exotoxinas piógenas, las estreptolisinas (S y O), las estreptocinasas (A y B), las desoxirribonucleasas (A a D), la peptidasa C5a y la hialuronidasa. S. agalactiae produce enfermedad principalmente en hospedadores incapaces de fabricar una respuesta de anticuerpos anticapsulares (neonatos, personas mayores). Se desconoce el papel de las enzimas hidrolíticas (p. ej., desoxirribonucleasas, hialuronidasa, neuraminidasa, proteasas, hemolisinas). 5. S. pyogenes puede producir el síndrome del shock tóxico estreptocócico. ¿Cómo se distingue esta enfermedad de la producida por los estafilococos? El síndrome del shock tóxico estreptocócico se define como cualquier infección causada por S. pyogenes asociada con un súbito comienzo de shock e insuficiencia orgánica (que incluye insuficiencia renal, coagulopatías, afectación hepática, enfermedad pulmonar, necrosis de tejidos blandos, erupción eritematosa generalizada). A diferencia del shock tóxico estafilocócico, que está mediado por la toxina-1 del shock
tóxico (TSST-1), la enfermedad estreptocócica se caracteriza por la presencia de bacterias en la sangre y en los tejidos afectados. 6. ¿Qué dos enfermedades no supurativas se pueden desarrollar después de una enfermedad localizada por S. pyogenes? La fiebre reumática y la glomerulonefritis aguda son complicaciones de la enfermedad causada por S. pyogenes. La fiebre reumática se asocia con faringitis estreptocócica pero no infecciones cutáneas. La glomerulonefritis aguda se asocia con infecciones faríngeas y piodérmicas, pero las cepas específicas responsables de la complicación son diferentes.
