Temas de Bacteriologia y Virologia Medica

Sección I. Aspectos generales

ISBN 9974-31-194-2

Sumario

Departamento de Bacteriología y Virología Instituto de Higiene

> Temas de

Bacteriología y Virología Médica

Biología viral Morfología y estructura bacteriana Fisiología y metabolismo bacteriano Genética bacteriana Métodos de estudio de bacterias y virus. Métodos diagnósticos Inmunidad contra los agentes infecciosos Interacciones huésped-parásito. Flora normal Infecciones de piel y tejidos blandos Infecciones respiratorias Gastroenteritis Infección urinaria Bacteriemias, sepsis y endocarditis Infecciones del sistema nervioso central Infecciones de transmisión sexual Infecciones hospitalarias

Sección III. Etiopatogenia microbiológica

Género Staphylococcus Géneros Streptococcus y Enterococcus Principales grupos de bacilos y cocos gramnegativos exigentes Principales grupos de bacilos gramnegativos no exigentes Principales grupos de bacilos grampositivos aerobios Bacterias anaerobias Mycobacterias Chlamydia, Mycoplasma y Rickettsia Leptospira Virus respiratorios Retrovirus y VIH Virus de las hepatitis Enterovirus Agentes virales de gastroenteritis. Rotavirus Herpesvirus Agentes de infecciones emergentes, Hantavirus, dengue, BSE

Sección IV. Control de poblaciones microbianas Inmunoprofilaxis Vacunas Esterilización, desinfección y antisepsia Principales grupos de antibióticos Principales mecanismos de resistencia antibiótica Métodos de estudio de la sensibilidad antibiótica Antivirales

Universidad de la República Facultad de Medicina

2da edición corregida

Departamento de Bacteriología y Virología Instituto de Higiene

> Temas de Bacteriología y Virología Médica

Sección II. Principales procesos infecciosos

2006

Universidad de la República | Facultad de Medicina

Sección I. Aspectos generales

ISBN 9974-31-194-2

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Bacteriología y Virología Médica

Biología viral Morfología y estructura bacteriana Fisiología y metabolismo bacteriano Genética bacteriana Métodos de estudio de bacterias y virus. Métodos diagnósticos Inmunidad contra los agentes infecciosos Interacciones huésped-parásito. Flora normal Infecciones de piel y tejidos blandos Infecciones respiratorias Gastroenteritis Infección urinaria Bacteriemias, sepsis y endocarditis Infecciones del sistema nervioso central Infecciones de transmisión sexual Infecciones hospitalarias

Sección III. Etiopatogenia microbiológica

Género Staphylococcus Géneros Streptococcus y Enterococcus Principales grupos de bacilos y cocos gramnegativos exigentes Principales grupos de bacilos gramnegativos no exigentes Principales grupos de bacilos grampositivos aerobios Bacterias anaerobias Mycobacterias Chlamydia, Mycoplasma y Rickettsia Leptospira Virus respiratorios Retrovirus y VIH Virus de las hepatitis Enterovirus Agentes virales de gastroenteritis. Rotavirus Herpesvirus Agentes de infecciones emergentes, Hantavirus, dengue, BSE

Sección IV. Control de poblaciones microbianas Inmunoprofilaxis Vacunas Esterilización, desinfección y antisepsia Principales grupos de antibióticos Principales mecanismos de resistencia antibiótica Métodos de estudio de la sensibilidad antibiótica Antivirales

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Sección II. Principales procesos infecciosos

2006

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TEMAS DE BACTERIOLOGÍA Y VIROLOGÍA MÉDICA

SECCIÓN

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I

Aspectos generales 1. Biología viral 2. Morfología y estructura bacteriana 3. Fisiología y metabolismo bacteriano 4. Genética bacteriana 5. Métodos de estudio de bacterias y virus. Métodos diagnósticos 6. Mecanismos defensivos del huésped contra los agentes infecciosos 7. Interacciones huésped parásito. Flora normal

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TEMAS DE BACTERIOLOGÍA Y VIROLOGÍA MÉDICA

TEMAS DE BACTERIOLOGÍA Y VIROLOGÍA MÉDICA

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Biología viral Juan R. Arbiza

Introducción Hasta fines del siglo XIX se había avanzado en la etiología de muchas enfermedades infecciosas, sin embargo, quedaban muchas enfermedades en el hombre, animales y plantas en las cuales no se identificaba un microorganismo causal. En el siglo XX se descubrieron los virus como causantes de enfermedades infecciosas para las cuales no se había encontrado una bacteria, un hongo o un protozoario como responsable. Fue el desarrollo de nuevas técnicas como los cultivos celulares, el avance en la microscopía y el advenimiento, a fines del siglo XX, de técnicas de biología molecular que han permitido aislar e identificar los virus; además han permitido un avance extraordinario en el conocimiento molecular de la biología de los mismos. Sin embargo, los virólogos tienen un doble desafío para el futuro: controlar los virus que ya se conocen, para los cuales no existen fármacos o vacunas efectivas hasta el momento y; aislar, identificar, caracterizar y controlar los virus emergentes o reemergentes (virus de la inmunodeficiencia humana, Ebola, Hantavirus, etc.).

Características generales Las primeras características que diferenciaron a los virus de otros microorganismos fueron: el tamaño, estimado por su capacidad de atravesar filtros que retienen a las bacterias y la incapacidad para reproducirse en medios biológicos inertes como medios de cultivo para bacterias, requiriendo para su propagación de animales o cultivos celulares. Hoy se sabe que estas características no alcanzan para diferenciar a los virus de otros agentes biológicos, dado que existen bacterias cuyo tamaño puede ser similar al de los virus más grandes y algunas bacterias como Chlamydias y Rickettsias, son parásitos intracelulares obligatorios. La organización y composición de las partículas virales ofrecen características que los diferencia de otros microorganismos. Los virus poseen un solo tipo de ácido nucleico de pequeño tamaño con respecto a otros agentes biológicos, rodeado por una cáscara o cápside formada por numerosas copias de una proteína o de un número limitado de ellas. Algunos grupos de virus presentan por fuera de la cápside una envoltura lipídica de origen celular en la que se insertan glicoproteínas. No presentan sistemas enzimáticos propios, por lo tanto no son capaces de replicarse por sí solos y requieren de células animales, vegetales o bacterias para cumplir su ciclo de reproducción; esto define su parasitismo celular obligatorio. Este tipo de reproducción particular que tienen los virus, es la característica que justifica su lugar en la escala biológica. A diferencia de las células, en el momento de su multiplicación,

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los virus no aumentan de tamaño para su posterior división, por el contrario, ls partícula viral se desintegra y luego se sintetizan cada uno de sus componentes que se reúnen por ensamblaje. Esta forma de multiplicación en la cual se producen réplicas del virus progenitor, es conocida con el nombre de replicación viral y se diferencia del proceso de división celular usado por células procariotas y eucariotas. Se pueden citar dos definiciones de virus. La primera propuesta por Lwoff (1957): “entidad estrictamente celular y potencialmente patogénica con una fase infecciosa. Posee un solo tipo de ácido nucleico, es incapaz de crecer y reproducirse por fisión binaria y carecen de enzimas para producir energía”. La segunda, pertenece a Luria y Darnell (1967): “los virus son entidades cuyo genoma se replica dentro de células vivas usando su maquinaria de síntesis. Esto determina la formación de elementos especializados que permiten la transferencia del genoma viral a otras células”. VIROIDES

Son virus simples constituidos por ácido ribonucleico (ARN) circular de muy bajo peso molecular, sin cápside protectora. Producen enfermedades hasta el momento conocidos exclusivamente en plantas. PROVIRUS

El genoma viral se puede integrar al genoma celular por un proceso de recombinación genética, directamente en los virus ácido desoxirribonucleico (ADN) o previa transcripción inversa en los virus ARN. El genoma viral integrado al celular recibe el nombre de provirus. PRIONES

Ciertos agentes causantes de afecciones degenerativas del sistema nervioso central del hombre, han sido clasificados como virus no convencionales, dado que no ha sido posible determinar una estructura similar a virus en el material infectante, ni el tipo de ácido nucleico de dichos agentes. Son extremadamente resistentes a sustancias que inactivan los virus comunes. Algunos han propuesto que corresponderían a viroides patógenos del hombre. Los priones han sido descritos en los últimos años como causantes de muchas enfermedades del sistema nervioso comentadas anteriormente, principalmente el scrapie en el ganado ovino y la encefalopatía espongiforme bovina (BSE) o comúnmente conocida como síndrome de la “vaca loca”. En el hombre serían los agentes relacionados con la enfermedad de CreutzfeldJacob y Kuru. Son estructuralmente más simples que los virus y están formados solo por proteínas. Cuando se descubrieron, parecía que se podía producir una gran revolución en el conocimiento de la biología, porque la idea de que una proteína pudiera autorreplicarse sería opuesta al dogma central de que la información genética es transmitida desde el ácido nucleico a la proteína. El hallazgo de los priones y el avance en el conocimiento de su biología podrán dilucidar muchas enfermedades aún sin resolver. Muchas son las investigaciones que se realizan en estos momentos y las hipótesis propuestas para explicar la biología y permanencia de estas proteínas extremadamente resistentes a sustancias que inactivan a los virus comunes.

Morfología y estructura de los virus TAMAÑO Y FORMA

Existe gran variedad de tamaño y forma de los virus hasta hoy estudiados. Se puede obser-

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var un tamaño entre 28 nm en los virus más pequeños denominados picornavirus (pico de pequeño) hasta 300 nm en los virus más grandes que se conocen como son los poxvirus (ver figura 1). La forma también es muy variada, pudiéndose observar formas icosahédricas o helicoidales en virus que no tiene envoltura por fuera de la cápside, hasta formas esféricas, filamentosa o pleomórficas en los virus con envoltura o muy complejos como el virus de la rabia (ver figuras 2 y 6). ESTRUCTURA

Como ya se mencionó la estructura de un virus está basada en su simplicidad, a pesar de esto existe cierta diversidad que es usada para la clasificación de estos microorganismos. Virus desnudos La estructura de los virus más simples está compuesta por un solo tipo de ácido nucleico (ADN o ARN) rodeado de una cáscara proteica que se denomina cápside (del griego capsa que significa caja). De la reunión de las subunidades proteicas codificadas por el genoma viral, que se ensamblan según principios geométricos, se forman diferentes tipos de simetrías (icosahédrica o helicoidal). (Ver figura 2 y 3b) Esta estructura básica de ácido nucleico y cápside recibe el nombre de nucleocápside y constituye en los virus desnudos la partícula viral completa o virus. Esta se diferencia del término virión que es usado para las partículas virales o virus potencialmente infecciosas. Cuando se observa al microscopio electrónico una cápside viral, pueden observarse es-

E. coli Poxvirus

Rhabdovirus

Herpesvirus

Adenovirus

Parvovirus 1000 nm

Fig. 1 Figura 1.

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Figura 2.

A- Icosahedro desnudo B. Helicoidal desnudo

C. Icosahedro envuelto nucleocápside nucleocápside

protómeros (proteína) capsómeros (proteína)

D. Helicoidal envuelto

ácido nucleico espículas (glicoproteínas) envoltorio (proteínas y lípidos)

tructuras morfológicas denominadas capsómeros que resultan de la unión por enlaces de las subunidades proteicas. La forma de distribución de los capsómeros así como el número de ellos depende de cada tipo de virus. Virus envueltos La estructura de las partículas virales de los virus denominados envueltos, está formada además de la nucleocápside por una envoltura de origen celular que la rodea (ver figuras 2 y 3a). Dicha envoltura se obtiene en el proceso de liberación por gemación (brotamiento) como se esquematiza en la figura 4. En ésta se insertan glicoproteínas de origen viral que reciben el nombre de espículas o glicoproteínas de superficie y que tienen un papel importante de reconocimiento de receptores específicos de la superficie celular, en el paso inicial de relación con la célula huésped para la multiplicación viral. Ácidos nucleicos El ácido nucleico que lleva la información genética y que constituye el genoma viral puede tener varias formas. Como ya se mencionó, una partícula viral tiene en su estructura un solo tipo de ácido nucleico (ADN o ARN), pero la forma de estos puede ser de doble o simple

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Figura 3.

a)

b)

cadena, segmentado o no, circular o lineal, determinando una gran diversidad de utilidad en la taxonomía viral (ver figura 5). En la figura 6 se representa un cuadro con los principales virus animales, con sus diferentes estructuras (con envoltura o sin ella, con simetría helicoidal o icosahédrica) y la composición del ácido nucleico. Estas dos características se combinan de diferentes maneras para determinar varios grupos de virus.

Multiplicación viral Una partícula viral puede encontrarse en dos estados: activa o inactiva. Para demostrar el estado inactivo basta incluir una suspensión de virus en un medio de cultivo y observar que son incapaces de cumplir actividades metabólicas necesarias para su multiplicación. Se deduce de ello, que los virus carecen como ya se mencionó anteriormente de maquinaria enzimática que les permita autorreplicarse, aún cuando se les brinde nutrientes que serían adecuados para la propagación de las bacterias más exigentes. Pero si una partícula viral es incorporada a células vivas sensibles, se comporta en forma activa y por lo tanto tomará el comando de la maquinaria enzimática de la célula huésped, logrando así su replicación.

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Virion

Membrana Plasmática

Figura 4.

Proteína vírica

Nucleocápside

DNA

RNA a) a) Simple cadena

Figura 5.

Simple cadena

b) Doble cadena

b) Doble cadena

c)

c) Doble cadena fragmentado

Circular (simple y doble cadena)

La multiplicación de los virus animales, vegetales y bacteriófagos es similar en sus principios pero, cada una de ellas tiene sus particularidades. Esto se basa principalmente en las diferencias entre las células que infectan. El desarrollo del conocimiento sobre la multiplicación de los virus animales ha sido posible por el uso (en el laboratorio) de muchos sistemas de aislamiento de virus en los cuales se puede estudiar el proceso de multiplicación viral. En un principio fueron animales y huevos embrionados los sistemas más usados, pero actualmente se han sustituido por cultivos celulares que ha favorecido el conocimiento de las etapas de la multiplicación viral. Existe gran variedad de cultivos de células, cultivos primarios o líneas celulares que pueden ser subcultivadas indefinidamente. Dichas líneas se asemejan mucho a las células transformadas debido a su gran potencial de crecimiento y a su aneuploidía. Habitualmente se las usa para aislar virus, pero no se recomiendan para la producción de vacunas virales humanas, dado que los virus propagados en esas líneas pueden adquirir características genéticas oncogénicas. Los cultivos primarios resultan de la dispersión de células diploides de un tejido, por digestión enzimática de la sustancia intercelular; también son poco recomendadas para la producción de vacunas, ya que pueden tener virus latentes propios de la especie de la que provienen. Los embriones de gallina y sus anexos siguen siendo muy usados porque ofrecen diferentes

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ENVUELTOS

DESNUDOS

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tipos celulares a los que se puede llegar por diferentes vías (intraamniótica, intraalantoidea, en saco de yema, etc.). INFECCIÓN VIRAL

La infección viral puede ser productiva o, en oposición abortiva. Esta última cumple un ciclo incompleto en el que no se forman partículas virales infecciosas. Una infección productiva culmina con la generación de una progenie viral infecciosa; este proceso requiere una serie de pasos o etapas que son diferentes en los distintos tipos de virus. Las etapas fundamentales de la infección viral son: adsorción, penetración, denudación, eclipse, replicación, maduración y liberación. Adsorción Intervienen muchos factores. En principio existe una atracción por fuerzas iónicas. A pH neutro, los virus y las células tienen cargas negativas, por lo tanto son necesarios iones positivos;

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Figura 7.

b) Viropexis

a) Fusión

Cell

Cell

dicho requerimiento lo cumple los iones de magnesio. Otro factor importante en esta etapa es la interacción de sitios específicos de la partícula viral con receptores celulares específicos. Esto determina la especificidad de algunos virus para crecer en células de origen específico; por ejemplo: el virus de la poliomielitis solo puede crecer en células humanas y de primates. Otros virus presentan estructuras en su superficie que les permiten cumplir con esta etapa de forma muy especializada. Estas son glicoproteínas que reconocen receptores celulares específicos. Hoy se pueden aislar esos elementos como complejos virus y célula. Luego de adsorbidos a una célula, los virus pueden ser recuperados conservando sus caracteres de partícula libre potencialmente infectante. Los poliovirus pueden ser separados de las células con soluciones salinas a altas concentraciones o con detergentes; los mixovirus (virus de la gripe) que usan también una estructura especializada, se separan de las células huéspedes por acción de la neuraminidasa. Penetración La penetración de los virus una vez adsorbidos, puede realizarse de diferentes maneras, por: viropexis, penetración o fusión (ver figura 7). Viropexis

Es un proceso de fagocitosis, en el que se produce una invaginación de la membrana plasmática; así el virus queda englobado en una vesícula dentro del citoplasma celular. Es el mecanismo más común de penetración de los virus. Penetración

En algunos virus, la penetración acontece por simple cruce de la membrana plasmática; así la partícula viral queda directamente incluida en el citoplasma.

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Fusión

Otro tipo de penetración se da por fusión de la envoltura viral con la membrana plasmática. También en este caso el virus es directamente incorporado al citoplasma. Denudación y eclipse En esta etapa el virus se desintegra, dejando libre su ácido nucleico que comanda su propia replicación, además de la síntesis de las proteínas necesarias para integrar nuevas partículas. La manera en la que un virus pierde la cápside y su envoltura (si la tiene), es característico de cada grupo viral. En los poliovirus parece existir una integración con los constituyentes celulares tales como los receptores. En otros virus como los poxvirus y los reovirus el proceso es más complejo. Los poxvirus pierden parte de su envoltura en las vacuolas fagocíticas, mientras que un ARN mensajero (ARNm) es sintetizado por una transcriptasa que termina con la producción de una enzima nueva que completa la denudación. Los reovirus penetran en los lisosomas donde las enzimas proteolíticas eliminan la cápside y promueven la transcripción del genoma. Los fenómenos descritos (adsorción, penetración y denudación) finalizan con la desintegración de las partículas virales, pero no siempre el proceso progresa hasta la replicación viral. Si interrumpimos el ciclo en esta etapa llamada eclipse, el ácido nucleico liberado de sus envolturas puede recobrarse por disrupción de la célula huésped, pero habría perdido su capacidad de infectar (algunos autores opinan que aún puede recobrarse intacto). Si el proceso normal continúa, comienza la replicación del ácido nucleico y la síntesis de las proteínas estructurales y no estructurales necesarias para la producción de virus. Replicación del ácido nucleico La replicación es un fenómeno muy heterogéneo porque existe mucha variedad de ácidos nucleicos de origen viral; se recordará que los hay de ADN y de ARN de una o dos hebras, segmentados o no, etc. Siempre el genoma viral es el elemento capaz de gobernar su autorreplicación y de trasmitir la información estructural y funcional a la progenie resultante de una infección. No obstante la diversidad señalada, en la replicación intervienen elementos comunes que vale la pena destacar tales como la formación de un ARNm capaz de traducir en el ribosoma celular las proteínas codificadas por el genoma viral. Además, sea cual sea el ácido nucleico, siempre se diferencian dos conjuntos de genes, los precoces y los tardíos. Los primeros serían los encargados de codificar proteínas necesarias para la copia de la molécula de ácido nucleico y, los tardíos serían los encargados de codificar las proteínas estructurales y las proteínas para el ensamblaje. La replicación puede producirse en el núcleo o en el citoplasma de la célula, eso dependerá del tipo de ácido nucleico que constituye el genoma viral. Los virus que contienen ARN se replican en el citoplasma, mientras que los que tienen ADN se replican en el núcleo; excepto el virus de la viruela que, aunque son virus ADN, su replicación se realiza en el citoplasma. Los virus ADN sintetizan por medio de una polimerasa, ARNm que pasa al citoplasma donde se producirá la síntesis proteica; de estas proteínas algunas tienen funciones estructurales y formarán los capsómeros que al unirse entre sí constituirán la cápside. Otras proteínas tendrán funciones enzimáticas, de polímeros y se introducirán en el ácido nucleico promoviendo la replicación del ADN viral. El tipo de replicación es semiconservadora y los intermediarios replicativos, serán lineales o cíclicos dependiendo si la molécula de ADN es lineal o cíclica respectivamente. Como ejemplo de virus ADN podemos citar al grupo de los herpesvirus, quienes pierden la

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cápside en el citoplasma y penetran al núcleo iniciando la replicación del ácido nucleico. Hay síntesis de ARNm inducidos por el virus, enzimas relacionadas a la síntesis y fragmentación del ADN. Los pasos biosintéticos descritos pueden relacionarse con el desarrollo de cuerpos de inclusión nucleares y la formación de partículas virales. Los virus ARN tienen un interés especial por la diversidad de formas de replicación que presentan; esto depende de que el ARN pueda actuar como mensajero, denominado de polaridad positiva. De lo contrario, al ARN que posea la secuencia de bases complementarias a las del ARNm se le denomina de polaridad negativa. Cuando consideramos un ARN con polaridad positiva, éste actúa como mensajero entrando en el ribosoma celular e iniciando una traducción de polimerasas, necesarias para iniciar la replicación del ácido nucleico. Luego actuará la parte tardía del ARN traduciendo proteínas para la formación de la cápside y ensamblaje de la partícula viral. Un ejemplo de este tipo de replicación son los poliovirus, que tienen como genoma un ARN de hebra única con ácido poliadenílico en un extremo. Dicho ácido sirve inicialmente como molécula de ARNm para la síntesis de replicasa de ARN, produciéndose el intermediario replicativo de ARN, útil para la síntesis de moléculas de ARN virales de los descendientes. La replicación del ARN viral es independiente de las síntesis de ADN de la célula huésped. Por el contrario, si el ARN es de polaridad negativa, la molécula no tiene función mensajera y por lo tanto sintetiza una molécula complementaria a la original con función mensajera, que entra al ribosoma. En este grupo de virus aparece un nuevo concepto en la estructura viral porque, para sintetizar una copia se necesita una transcriptasa ARN dependiente que no se encuentra en las células. Por consiguiente, en estos virus además del genoma y las proteínas estructurales, son sintetizadas otras proteínas que luego serán incorporadas a la partícula viral. Maduración y liberación Hay virus cuya única cubierta es la cápside, virus desnudos, en oposición a los que poseen envoltura por fuera de la cápside, virus envueltos. Es conveniente considerarlos por separado en esta etapa, que es la finalización de la formación de una progenie viral. Para los virus desnudos, el fenómeno de maduración consiste en la unión de los capsómeros para formar la cápside y la posterior unión de esta con el genoma. Parece existir una diferencia en la maduración de este grupo de virus dependiendo si el ácido nucleico del genoma es ADN o ARN. Para los primeros, la síntesis del ADN se realiza con anticipación a la aparición de los elementos estructurales, mientras que para los segundos, se ha demostrado con aminoácidos radioactivos que las cadenas polipeptídicas se reúnen rápidamente en capsómeros y éstos en cápside. Además se destaca que existe concordancia con la síntesis de la molécula de ARN. La liberación en este grupo de virus depende mucho del tipo de virus y de las características de la célula huésped. Los poliovirus son liberados rápidamente de las células HeLa o HEp-2; dicha liberación se realiza por rotura de vacuolas superficiales. En los virus ADN que maduran en el núcleo, el tiempo de liberación es mayor que en el ejemplo anterior, porque la liberación se produce por autolisis celular. En los virus con envoltura, la maduración es más compleja (ver figura 4). Además de la unión del ácido nucleico con la cápside, el virus debe rodearse de la envoltura. Luego de haberse formado la cáspide, la partícula se aproxima a la membrana plasmática y se produce la evaginación de la membrana y luego el desprendimiento del brote. El brotamiento puede ser explicado por relación entre las proteínas de la membrana plasmática y la nucleocápsi-

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de. Generalmente, la liberación de la partícula se produce al finalizar el brotamiento de la membrana celular. ALTERACIONES CELULARES PRODUCIDAS POR INFECCIÓN VIRAL

Las células pueden responder de diferentes formas ante una infección viral: sin alteración aparente; con efecto citopático, es decir muerte de la célula por lisis celular e hiperplasia, como en los poxvirus o; solo con hiperplasia, como en la transformación viral en células malignas. Efecto citopático El efecto citopático consiste en alteraciones morfológicas de las células, que resultan en la muerte celular. Este efecto es diferente dependiendo el tipo de virus. En cultivos infectados con adenovirus, las células se redondean y se agrupan como un racimo de uvas. En cambio, las células infectadas con poliovirus también se redondean pero se retraen y se lisan liberando muchos virus. El virus sincicial respiratorio, produce fusión de las membranas celulares, originando grandes sincicios. Cuerpos de inclusión Los cuerpos de inclusión son acúmulos intracelualres de material nuevo. Algunos se producen por acumulación de viriones o de subunidades virales no reunidas. Estos cuerpos de inclusión pueden romper la estructura celular o cambiar la función y producir la muerte celular. Otros corpúsculos pueden desarrollarse en lugares donde existe síntesis viral, pero no tienen viriones detectables; por ejemplo los corpúsculos eosinófilos intranucleares en las células infectadas por virus del herpes simple. Transformación celular Algunos virus son productores de tumores o de leucemia. Pueden presentar muchos efectos en las células: estimulación de la síntesis de ADN celular (virus del polioma); alteraciones de la superficie evidenciadas por especificidades antigénicas nuevas (distintas de aquellas pertenecientes a las subunidades de los viriones); aberraciones cromosómicas y alteraciones del crecimiento celular. Este cambio de una célula normal a una maligna, ha sido llamado transformación.

Bibliografía •

Davis B, Dulbecco R, Ginsberg H. Microbiologia. San Pablo, Brasil Harper and Row, 3ra ed. 1985.

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Fields B, Knipe D. Virology. New York. Raven Press,2nd ed.. 1990.

•

Joklik WK, Willett HP, Amos DB, Wilgert CM. editores, Zinsser Microbiología. 20ª ed. BsAs. Panamericana; 1994.

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TEMAS DE BACTERIOLOGÍA Y VIROLOGÍA MÉDICA

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Morfología y estructura bacteriana M. Pírez, M. Mota

Introducción e importancia del tema En las últimas décadas se han hecho importantes avances en el estudio de la ultraestructura bacteriana, lográndose una identificación bioquímica de muchas fracciones subcelulares; estos avances han permitido ubicar a las bacterias en el reino Procaryotae. El conocimiento de las diferentes estructuras y composición ha permitido comprender como muchas bacterias se relacionan con el hombre, ya sea como integrantes de la flora normal o como agresoras para el mismo. El descubrimiento de que muchas estructuras bacterianas bien identificadas son inmunógenos importantes, permitió el desarrollo de vacunas que han sido verdaderos avances en la medicina de los últimos años. Ejemplo de ello son las vacunas contra microorganismos causantes de meningoencefalitis supurada como Haemophilus influenzae tipo b y Neisseria meningitidis (meningococo) A, B y C. El conocimiento de la composición bioquímica de las diferentes estructuras bacterianas, junto al conocimiento del metabolismo bacteriano, permite hoy la comprensión del mecanismo de acción de los diferentes antibióticos. Recientemente, los avances de la genética bacteriana hicieron posible el desarrollo de técnicas de biología molecular con aplicaciones a nivel de la investigación científica y el diagnóstico. La observación al microscopio óptico con distintas coloraciones y de los cultivos bacterianos, tienen un rol importante en la identificación de las bacterias y su ubicación taxonómica.

Definición y ubicación taxonómica Las bacterias son microorganismos unicelulares que se reproducen por fisión binaria. La mayoría son de vida libre, a excepción de algunas que son de vida intracelular obligada, como Chlamydias y Rickettsias. Tienen los mecanismos productores de energía y el material genético necesarios para su desarrollo y crecimiento. Las bacterias integran el reino procariota (pro de primitivo y cariota de núcleo). Todos los organismos vivos se pueden dividir en dos tipos celulares: eucariotas y procariotas. Tienen estructuras en común como la membrana celular, los ribosomas encargados de la síntesis proteica y el ácido desoxirribonucleico (ADN) portador de la información genética.

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Los organismos multicelulares, animales y plantas, están constituidos por células eucariotas (eu de verdadero). Los protistas, los hongos y las algas que se organizan de forma unicelular, multicelular o en colonias (como los protistas), también poseen células eucariotas. Dentro de este esquema, las bacterias son microorganismos unicelulares procariotas. En este reino, según criterios evolutivos, diferenciamos el grupo de las eubacterias y el de las arqueobacterias. Este último comprende bacterias sin peptidoglicano como las anaerobias que viven en condiciones ácidas calientes, las que viven en condiciones salinas y las que reducen el anhídrido carbónico (CO2) a metano. Por lo tanto éstas viven en las profundidades del mar, en las aguas saladas y en las fuentes ácidas. Las eubacterias, en cambio, viven en el suelo, el agua y los organismos vivos; entre ellas se encuentran las bacterias de interés médico, las bacterias verdes fotosintetizadoras, las cianobacterias o algas verdeazules y las bacterias púrpuras fotosintetizadoras. A continuación nos referiremos a las eubacterias simplemente como bacterias. Como característica principal, los procariotas no poseen compartimientos intracelulares delimitados por membranas, por lo que carecen de membrana nuclear, a diferencia de los eucariotas. También es importante destacar que el ADN procariota es circular y cerrado, mientras que el eucariota se organiza en cromosomas individuales y se asocia a proteínas de tipo histonas. Las bacterias poseen una pared celular compuesta por peptidoglicano (a excepción de los Mycoplasmas) mientras que las células eucariotas no tienen este tipo de pared (la pared celular de los vegetales es de celulosa). La reproducción en los eucariotas puede ser tanto sexuada como asexuada, mientras que los procariotas se reproducen por división simple (forma asexuada). El tamaño de la célula eucariota es mayor que el de la procariota. Los procariotas no poseen citoesqueleto, a diferencia de los eucariotas. Otra diferencia es la presencia de fimbrias o pilis en las bacterias. Los procariotas pueden poseer flagelos, mientras que los de los eucariotas si los poseen, éstos tienen una estructura más compleja. Por último mencionar que mientras las células eucariotas se reproducen por mitosis, las células procariotas lo hacen por fisión binaria. En dicho proceso la célula crece, se forma un tabique y finalmente se desprenden dos células nuevas. En este proceso se produce también la replicación del ADN, de forma que las células hijas contienen cada una un duplicado idéntico del genoma de la progenitora. TAMAÑO

El tamaño de las bacterias oscila entre las 0.5 y 3 µm, pudiendo llegar en algunos tipos a 10 µm. Las bacterias de interés médico tienen un tamaño entre 0.4 y 2 µm. Solo son visibles entonces, al microscopio óptico o microscopio electrónico. Para observarlas con el microscopio óptico se usa el objetivo de inmersión (100X), sumergiendo esta lente en una gota de aceite (aceite de inmersión) en el preparado a observar. A modo comparativo, una célula eucariota mide más de 5 µm (un eritrocito tiene un diámetro de 7µm), mientras que un reovirus mide menos de 0.1µm. Su tamaño pequeño determina una relación entre la superficie y el volumen elevada, con alta tasa metabólica. MORFOLOGÍA

Microscópica La forma de las bacterias al microscopio está determinada por la rigidez de su pared celular. Básicamente, se diferencian según su forma en cocos (esféricas u ovaladas), bacilos (cilíndrica o de bastones; rectos o curvos) y espirilos (espiral); dentro de estas últimas se encuentran: Treponema, Borrelia y Leptospira (ver figura 1). Las espirilos varían en el número de vueltas,

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Figura 2. Morfología: 1. cocos; 2. diplococo; 3. cocos en cadenas; 4. cocos en racimos; 5. cocos en tetradas; 6. cocobacilos; 7. bacilos; 8. bacilos bordes redondeados; 9. bacilos bordes rectos; 10. bacilos fusiformes; 11, 12. bacilos curvos; 13 al 15. espiroquetas

desde pocas (Borrelia) a muchas (Treponema). Las bacterias pueden mantenerse unidas unas con otras después de la división celular, pero conservando siempre la independencia celular. Si el plano de división es único, podemos encontrar diplococos o cocos en cadena (microorganismos del género Streptococcus). Si los planos de división son muchos, los cocos pueden agruparse en tétradas o en racimos (Staphylococcus). Los bacilos pueden ser muy cortos (cocobacilos) o muy largos. Sus extremos pueden ser redondeados o rectos; pueden estar aislados, en cadenas, en filamentos o formando letras chinas (Corynebacterium). Los bacilos curvos pueden tener forma de coma (Vibrio cholerae). La morfología bacteriana debe ser observada con el microscopio óptico o el microscopio electrónico, dado el tamaño pequeño de estos microorganismos. El más usado en el laboratorio es el microscopio óptico de campo claro, pero existen otros como el microscopio óptico de campo oscuro en los que los organismos aparecen brillantes en fondo oscuro. Este microscopio permite la visualización de bacterias difíciles de colorear como el Treponema pallidum, agente de la sífilis. Las bacterias pueden observarse sin tinción (examen en fresco) si se las coloca en glicerol o soluciones no acuosas que aumenten el índice de refracción o con tinción usando distintas coloraciones que mejoran su visualización ya que son células incoloras. Dichas tinciones se basan en la afinidad que presentan los colorantes por las estructuras bacterianas. Los colorantes catiónicos por ejemplo, son atraídos por los componentes de carga negativa como los ácidos nucleicos y los polisacáridos. Ejemplo de este tipo son: el azul de metileno, el cristal violeta y la safranina.

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El examen en fresco no es el más usado para observar la morfología bacteriana porque las bacterias tienen citoplasma incoloro y su índice de refracción no difiere mucho del vidrio y del agua. Con esta técnica se puede verificar la existencia de bacterias y evidenciar su capacidad para moverse. El examen en fresco también puede ser usado con técnicas especiales como la tinción con tinta china que nos permite determinar la presencia de cápsula rodeando la bacteria. También puede usarse en el microscopio de campo oscuro por ejemplo para observar Treponemas o Leptospiras con su movimiento característico. Las coloraciones que se usan para teñir los preparados de bacterias, se pueden dividir en: simples, diferenciales y especiales. Las primeras, por ejemplo el azul de metileno, nos permiten observar la existencia de bacterias, su morfología, su agrupación, la presencia de esporos y la existencia de otros tipos celulares. Las diferenciales (por ejemplo la coloración de Gram y la de Ziehl Nielseen) además de lo anterior, permiten la diferenciación de las bacterias porque usan diferentes colorantes que se comportan distinto según el microorganismo en cuestión. Las tinciones especiales se usan para objetivar distintas estructuras como la cápsula, el núcleo, los flagelos, los esporos, etc. Antes de la coloración hay que realizar la preparación y la fijación del frotis. La preparación del frotis consiste en extender homogéneamente la muestra (por ejemplo un cultivo bacteriano) o una suspensión de la misma sobre una lámina. Una vez preparado el frotis debe secarse y fijarse (por ejemplo con calor). Con la fijación del frotis se pretende obtener la muerte de los microorganismos, la adhesión a la lámina y la conservación de su morfología. Después de preparar y fijar el frotis, se puede realizar cualquier tipo de coloración (simple o diferencial). La coloración de Gram es la más usada en bacteriología; debe su nombre a quién la describió en 1884. Es una coloración diferencial, dado que las bacterias pueden clasificarse según su respuesta en grampositivas o gramnegativas. Las primeras se tiñen de color azul violeta y las segundas adquieren un color rosado o rojo. La diferente reacción de las bacterias a la coloración de Gram se relaciona con diferencias fundamentales de la envoltura celular de estas dos clases de células. En el cuadro 1 se muestran los colorantes usados, su tiempo de aplicación y la diferente coloración que adoptan las bacterias grampositivas y gramnegativas en cada paso de la coloración de Gram. Cuadro 1. Tinción de Gram Solución

Tiempo de aplicación

Bacterias grampositivas

Bacterias gramnegativas

Colorante: cristal violeta

30 s

Violeta

Violeta

Mordiente: lugol

1min

Violeta

Violeta

Decolorante: alcohol acetona

10-15 min

Violeta

Incolora

Colorante de contraste: safranina

1min

Violeta

Rosada

Macroscópica La mayoría de las bacterias se multiplican rápidamente y son visibles como colonias cuando se las siembra en medios de cultivo sólidos adecuados. Requieren una incubación de aproximadamente 24 horas en una atmósfera que favorezca su desarrollo, a temperatura óptima. Existen excepciones como M. tuberculosis, que requiere para su desarrollo de dos a ocho semanas de incubación.

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Una colonia está constituida por los descendientes de una o unas pocas células. Las características de la colonia también dependen de la movilidad de la bacteria. El tamaño puede variar desde 0.5 mm (Haemophilus sp. o N. gonorrhoeae) a más grandes como las enterobacterias. La forma de la colonia puede ser circular (Staphylococcus), irregular o filamentosa (Bacillus). Los bordes pueden ser ondulados (característicos de los bacilos largos como Bacillus anthracis), en sierra o dentados (Yersinia pestis) o lisos (por ejemplo Proteus vulgaris o Escherichia coli). La superficie de la colonia también es orientadora y puede ser: plana, convexa, mamelonada, umbilicada (S. pneumoniae). En relación al pigmento que adquieren, éste puede ser: verde (P. aeruginosa), amarillo (S. aureus), grisáceo (N. meningitidis). También es diferente el comportamiento frente a la luz: brillante (Streptococcus) u opaca (Staphylococcus). Pueden presentar olores particulares como el frutal de P. aeruginosa o el putrefacto de los anaerobios. Por último hay que destacar la consistencia: mucoide (M), liso (S) o rugoso (R). Las colonias M tienen aspecto acuoso, brillante, propio de las bacterias capsuladas o que forman cubiertas polisacáridas como Klebsiella pneumoniae, Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae. Los polímeros capsulares pueden ser específicos de grupo y son generalmente antigénicos. Entre las bacterias patógenas, las formas capsuladas suelen ser más virulentas. Por otra parte, las colonias S son de aspecto homogéneo, de textura uniforme y son características de microorganismos de tipo salvaje recientemente aislados de su hábitat natural como las enterobacterias. Las colonias R son de aspecto granulado, en general son cepas mutantes que carecen de proteínas o polisacáridos de superficie. Las formas R de enterobacterias, por ejemplo, generalmente no son virulentas, en oposición a la mayor resistencia de las bacterias procedentes de colonias S de tipo salvaje. Un cuarto tipo de colonia es la L y se asocia a la ausencia de la pared celular como resultado de la exposición a antibióticos; en general estas formas vuelven a sintetizar la pared celular una vez que el fármaco se extrae del medio.

Estructura bacteriana Las diferentes estructuras bacterianas que observamos (ver figura 2) las podemos dividir, según sean constantes en las células o no, en estructuras permanentes o variables. Dentro de las primeras se destaca: la pared celular, la membrana celular, los ribosomas y el material genético. Las estructuras variables son: los flagelos, las fimbrias o pilis, la cápsula y los esporos. Figura 2. Diagrama de la pared bacteriana. Grampositiva a la derecha y gramnegativa a la izquierda

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Estructuras variables, son aquellos que existen en algunas bacterias pero no en todas; un mismo grupo bacteriano o una misma cepa bacteriana las puede presentar o no, dependiendo de las condiciones en donde se desarrolle. Las estructuras variables no resultan esenciales para la vida de la bacteria. Además podemos clasificar las estructuras bacterianas en internas o citoplásmicas y externas o de la envoltura celular. Dentro de las internas destacamos el material genético, los ribosomas y los cuerpos de inclusión. La envoltura celular engloba la membrana plasmática, la pared celular que la recubre, la cápsula y los apéndices como fimbrias o pilis y flagelos. Contiene los sitios de transporte para nutrientes, interviene en la relación huésped parásito, es blanco de las reacciones del sistema inmune y puede contener estructuras tóxicas para el huésped. ESTRUCTURAS INTERNAS O CITOPLASMÁTICAS

Están inmersas en el citoplasma, solución acuosa y viscosa que contiene solutos orgánicos e inorgánicos y elementos especializados como los ribosomas y los cuerpos de inclusión. Material genético Ácido desoxirribonucleico cromosómico

El ADN tanto procariota como eucariota se compone de dos cadenas helicoidales de nucleótidos de purina y de pirimidina, unidos entre sí por enlaces de hidrógeno, formando una doble hélice según el modelo de Watson y Crick. Las bacterias no poseen membrana nuclear, nucléolo ni aparato mitótico y nunca configuran una masa cromosómica definida. Esto las diferencia de las células eucariotas. Aunque no existe un núcleo delimitado, hay una zona nuclear o nucleoide. Su material genético está constituido por una molécula de ADN circular enrollado sobre sí mismo, asociado a proteínas básicas que no constituyen verdaderas histonas. Plásmidos

Constituyen el material genético extracromosómico. Están constituidos por secuencias cortas de ADN circular bicatenario, que pueden existir y replicarse independientemente del ADN cromosómico y son heredados por las células hijas. Aunque no son esenciales para la vida de la bacteria, generalmente proveen a ésta una ventaja selectiva, por ejemplo: resistencia a los antibióticos, nuevas capacidades metabólicas, patogénicas (cuando codifican para factores de virulencia como toxinas, etc.) u otras numerosas propiedades. Pueden transferirse de bacteria a bacteria mediante un proceso denominado conjugación. Ribosomas Libres en el citoplasma, están compuestos por proteínas y ácido ribonucleico (ARN); su coeficiente de sedimentación es de 70S (a diferencia de la célula eucariota que es de 80S) con dos subunidades de 50S y de 30S. Pueden presentarse aislados o como polirribosomas, asociados a ARN mensajero (ARNm) y a ADN cromosómico. Un mismo ARNm puede ser traducido por varios ribosomas simultáneamente durante la síntesis proteica. Los ARNm bacterianos difieren en el número de proteínas para las que codifican. Algunos representan un único gen (monocistrónicos), otros, la mayoría, tienen secuencias que codifican para más de una proteína (policistrónicos). Su función es la síntesis proteica y su cantidad aumenta cuando la bacteria crece en medios

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ricos. Su alto contenido de sustancias ácidas los hace sensibles a la tinción con colorantes positivos o básicos como el cristal violeta y el azul de metileno. Cuerpos de inclusión Son gránulos de material orgánico o inorgánico, algunas veces rodeados de membrana. En general funcionan como almacenamiento de compuestos energéticos que son usados como fuente de energía (polisacáridos, lípidos, polifosfatos). El glucógeno constituye el principal elemento almacenado por las enterobacterias (40% de su peso). Algunas pseudomonas acumulan carbono como ácido poli-α-hidroxibutirato y las micobacterias contienen gránulos de polifosfato. Con frecuencia las inclusiones pueden verse directamente con el microscopio de luz sin tinciones especiales. ESTRUCTURAS EXTERNAS O DE LA ENVOLTURA CELULAR

Membrana celular Es una estructura vital para la bacteria. Representa una barrera que separa el interior del exterior celular. Consiste en una bicapa lipídica similar a otras membranas biológicas, compuesta por fosfolípidos anfipáticos; no posee esteroles a diferencia de las eucariotas (con la excepción de los mycoplasmas). La membrana se halla estabilizada por puentes de hidrógeno, interacciones hidrofóbicas y cationes como el calcio y el magnesio que se combinan con los fosfolípidos cargados negativamente. Insertas en ella se encuentran múltiples proteínas transmembrana, que facilitan el transporte de sustancias hidrofílicas a través de ésta. Como las bacterias no poseen membranas internas todos los sistemas de fosforilación, oxidación y transporte de electrones (citocromos) para la producción de energía se encuentran a nivel de la membrana celular. Los mesosomas son invaginaciones de la membrana plasmática que forma vesículas, túbulos o lamelas. Aunque se han investigado durante años, su función exacta aún se desconoce; pueden estar involucrados en la formación de la pared celular durante la división celular o en la replicación del cromosoma y su distribución a las células hijas. Algunos autores consideran que los mesosomas son artefactos generados durante la fijación química de las bacterias para su observación en el microscopio electrónico. Es necesario realizar más investigaciones para solucionar esta polémica. La membrana celular cumple la función de barrera osmótica, tiene permeabilidad selectiva y permite el ingreso de nutrientes y la salida de desechos por mecanismos de transporte activo y pasivo. En ella se encuentran los sistemas de fosforilación oxidación y el transporte de electrones para la producción de energía; además tiene las enzimas necesarias para la síntesis de lípidos, de la pared celular (por ejemplo, el bactoprenol), de la cápsula, etc. Finalmente la membrana contiene moléculas receptoras especiales que ayudan a las bacterias a detectar y responder a sustancias químicas del medio externo. Pared celular Ubicada por fuera de la membrana plasmática, es una estructura vital para las bacterias que la poseen. Los fármacos que bloquean su formación producen la lisis y muerte de las bacterias susceptibles. Excepto los mycoplasmas todas las bacterias tienen una pared celular que les da forma y las protege de la lisis osmótica. La pared celular de muchos microorganismos patógenos tiene componentes que contribuyen a su patogenicidad. La pared puede proteger a la célula de las sustancias tóxicas y es el sitio de acción de algunos antibióticos. Después de que Christian Gram en 1884 desarrollase la tinción que lleva su nombre, se

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comprobó que las bacterias podían clasificarse en dos grupos principales, según su respuesta a esta coloración. Las bacterias grampositivas se tiñen de color azul violeta y las gramnegativas adquieren un color rosa o rojo. La diferencia estructural verdadera entre ambos grupos se puso de manifiesto con el desarrollo del microscopio electrónico. La pared de una célula grampositiva está formada por una única capa homogénea de 20 a 80 nm de grosor de peptidoglicano o mureína, situada por fuera de la membrana celular. Por el contrario, la pared de la célula gramnegativa es más compleja; posee una capa de 2 a 7 nm de grosor de peptidoglicano rodeada por una membrana externa. En las microfotografías electrónicas se observa un espacio entre la membrana plasmática y la externa de las bacterias gramnegativas y, a menudo entre la membrana plasmática y la pared celular en las grampositivas. Dicho espacio se denomina espacio periplásmico y está ocupado por un gel, el periplasma. El espacio periplásmico de las bacterias gramnegativas contiene muchas proteínas que participan en la captación de nutrientes, por ejemplo enzimas hidrolíticas (proteasas, lipasas, fosfatasas, β-lactamasas) que convierten las macromoléculas en productos más pequeños que pueden ser metabolizados por la bacteria. El espacio periplásmico contiene también enzimas que participan en la síntesis del peptidoglicano y en la modificación de compuestos tóxicos que podrían lesionar la célula. En especies patógenas, también encontramos a ese nivel factores de virulencia como colagenasas, hialuronidasas y proteasas. Es posible que las bacterias grampositivas no tengan un espacio periplásmico visible y secretan enzimas denominadas exoenzimas, que corresponderían a las periplásmicas de las bacterias gramnegativas. El peptidoglicano o mureína es un gran polímero compuesto por muchas subunidades idénticas. (Ver figuras 3 Y 4). El polímero contiene dos aminoazúcares: N-acetilglucosamina y ácido N-acetilmurámico; unidos entre sí en la posición β1-4. El esqueleto de este polímero está formado por residuos alternantes de N-acetilglucosamina y ácido N-acetilmurámico. Una cadena peptídica de cuatro aminoácidos D- y L- alternantes está conectada a un grupo carboxilo del ácido N-acetilmurámico. Los tetrapéptidos de una y otra cadena de peptidoglicano se unen entre sí por puentes peptídicos. Existen diferencias en el espesor de esta capa de peptidoglicano. Las bacterias grampositivas tienen una capa gruesa de 0,02 a 0,06µm en forma de capas múltiples, mientras que las bacterias gramnegativas y las ácido alcohol resistentes tienen una capa fina de peptidoglicano, de 0,01 µm aproximadamente. En el momento de la división celular se debe formar una nueva pared celular. En la pared de la célula en división, enzimas producidas por la misma bacteria (autolisinas), forman como brechas en la “vieja pared”. (Ver figura 5). Es en esas brechas o aberturas donde se agrega el peptidoglicano de la nueva pared en formación. A nivel del citoplasma, se forma un precursor o unidad monomérica con uridin-difosfato ácido N-acetilmurámico (UDP-N-AcM). Los aminoácidos son adheridos secuencialmente al UDP-N-AcM hasta formar una cadena de pentapéptidos con dos D-alanina terminales. La segunda etapa en la síntesis de la pared celular se produce en la membrana plasmática, donde se encuentra el transportador lipídico: bactoprenol. El pentapéptido N-acetilmurámico se transfiere desde el UDP al bactoprenol y luego una molécula de N-acetilglucosamina se une al complejo pentapéptido N-AcM a través de este último. El bactoprenol transporta el bloque formado a través de la membrana plasmática. Cuando llega al espacio periplásmico estos bloques de disacáridos son colocados en las brechas ya formadas y unas enzimas denominadas ligasas unen los monómeros a una cadena de peptigoglicano en crecimiento. El paso final y fundamental para una correcta función de

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Figura 3. Estructura del peptidoglicano. Diagrama esquemático de un segmento de peptidoglicano que muestra las cadenas de polisacáridos, cadenas laterales tetrapeptídicas y puentes peptídicos

Figura 4. Entrecruzamientos en el peptidoglucano. Arriba: peptidoglucano de E. coli con enlace directo, típico de muchas bacterias gramnegativas. Abajo: ppetidoglucano de S. aureus. NAM: N-acetilmurámico; NAG: N-acetilglusamina; Gly: glicina

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la pared es la unión de las cadenas de peptidoglicano entre sí. Dicho paso se conoce como transpeptidación y consiste en la unión de cadenas peptídicas adyacentes, mediante la formación de una unión peptídica entre una D-alanina de una cadena y una L-lisina o ácido diaminopimélico (DAP) de otra cadena. Esta reacción de entrecruzamiento se hace con la participación de transpeptidasas también denominadas penicilin binding proteins (PBP), ya que son el sitio blanco de acción de la penicilina y otros antibióticos β-lactámicos. Éstos se unen a las PBP impidiendo la transpeptidación, provocando la lisis osmótica de las bacterias. Esto se produciría aparentemente por la semejanza estructural entre la penicilina y el dímero D-ala-ala reconocido por las PBP que hace que en presencia de penicilina, las PBP se “confundan” y elaboren un complejo penicilina-enzima que resulta letal para la bacteria (en lugar del complejo D-ala-enzima).

Figura 5. Diagrama de la biosíntesis del peptidoglucano. PEP, fosfoenolpiruvato; MurNAc y MN, ácido N-acetilmurámico; GlcNAc y GN, N-acetilglucosamina; C55, bactoprenol.

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Estructura de la pared celular de las bacterias grampositivas

La gruesa pared celular de las bacterias grampositivas está constituida principalmente por peptidoglicano. Se cree que ésta gruesa capa de peptidoglicano es la determinante de que estas bacterias retengan el cristal violeta de la coloración de Gram. Sin embargo, estas células contienen también una gran cantidad de ácido teicoico: polisacáridos que se unen al ácido N-acetilmurámico o a los lípidos de la membrana plasmática. En este último caso se denomina ácido lipoteicoico. Tanto los ácidos teicoicos como los lipoteicoicos, tienen la función de estabilizar la pared celular. Además los ácidos teicoicos tienen un rol en la virulencia de estos microorganismos, porque actúan como antígenos de superficie que se unen a receptores específicos en las células del huésped. La superficie externa del peptidoglicano de las bacterias grampositivas está generalmente cubierta de proteínas. Los diferentes grupos de bacterias grampositivas y las diferentes especies difieren en la composición de sus proteínas y de ácidos teicoicos; ésto es útil para la clasificación serológica y la identificación bacteriana. Estructura de la pared celular de las bacterias gramnegativas

Si observamos la pared de las bacterias gramnegativas al microscopio electrónico podemos observar tres zonas: la membrana plasmática, el espacio periplásmico que incluye una fina capa de peptigolicano y la membrana externa. Esta última, exclusiva de las bacterias gramnegativas, es una bicapa lipídica que difiere de otras membranas por su capa externa, que está constituida por una molécula anfipática: el lipopolisacárido (LPS) o endotoxina. Además del LPS, la membrana externa contiene fosfolípidos y proteínas que la unen al peptidoglicano. El LPS está constituido por tres partes: el lípido A, el polisacárido central o del core y la cadena lateral O. (Ver figura 6). La región del lípido A está inmersa en la membrana externa y el resto de la molécula del LPS sobresale de la superficie celular. El core o polisacárido central está unido al lípido A. La cadena O u antígeno O, consiste en unidades repetidas de una subunidad tetrasacárida y es muy variable en su composición entre las diferentes familias, especies y aún dentro de la misma especie de bacterias gramnegativas; en cambio, el polisacárido del core es constante para un mismo género bacteriano. El polisacárido O por su variabilidad es usado frecuentemente para la clasificación serológica de las bacterias. La mayoría de las bacterias sintetizan moléculas de LPS con un antígeno O de longitud completa, algunas especies fabrican moléculas cortas de antígeno O y otras casi no lo sintetizan. Las formas con poco o ningún antígeno O se conocen como rugosas, en oposición a las formas lisas productoras de antígeno O de tamaño completo. Macroscópicamente se observan como colonias de bordes rugosos (LPS truncado) o colonias lisas (LPS completo). Una de las funciones más importantes de la membrana externa es servir como barrera protectora. Evita o disminuye la entrada de sales biliares, antibióticos y otras sustancias tóxicas que podrían destruir o lesionar la bacteria. La membrana externa es más permeable que la plasmática y permite el pasaje de pequeñas moléculas como glucosa y otros monosacáridos. Dicho pasaje se debe a la presencia de porinas, proteínas integrales o transmembrana que forman canales estrechos por los cuales pasar moléculas menores de 600 a 700 dalton. Moléculas mayores como la vitamina B12 pueden atravesar la membrana externa por transportadores específicos. Esta membrana externa previene la pérdida de constituyentes como las enzimas periplásmicas. En la figura 7 se esquematiza la estructura de la envoltura de una bacteria grampositiva y de una gramnegativa.

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Figura 6. Estructura del LPS de Salmonella. Abe, abecuosa; Gal, galactosa; Glc, glucosa; GlcN, glucosamina; Hep, h e p t u l o s a ; K D O, 2-ceto-3-desoxioctonato; Man, manosa; NAG, N-acetilglucosamina; P, fosfato; Ra, L-ramnosa.

Fundamento de la coloración de Gram

Es probable que la diferencia entre las bacterias grampositivas y gramnegativas se deba a la naturaleza física de sus paredes celulares. El peptidoglicano no se tiñe por sí mismo, más bien parece actuar como barrera de permeabilidad para evitar la pérdida de cristal violeta. Durante el proceso de coloración las bacterias se tiñen primero con cristal violeta y luego se tratan con yoduro para favorecer la retención del colorante. En la decoloración con etanol, se cree que el alcohol contrae los poros de la capa gruesa de peptidoglicano y se retiene el complejo colorante yoduro; así las bacterias adquieren color violeta. Por el contrario, la capa de peptidoglicano de las bacterias gramnegativas es muy fina, con menos enlaces y con poros de mayor tamaño. Además, es posible que le tratamiento con alcohol extraiga suficientes lípidos de la membrana externa como para aumentar su porosidad. Por estos motivos el alcohol elimina más fácilmente el complejo cristal violeta yoduro en las bacterias gramnegativas. Funciones de la pared celular

Otorga rigidez y da forma a las bacterias y las protege de la lisis osmótica. Su importancia clínica deriva de su susceptibilidad a la acción de los antibióticos, dado que éstos actúan

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Figura 7. La estructura de envoltura de un microorganismo grampositivo (izquierda) y un microorganismo gramnegativo (derecha). No se muestran las cápsulas y los apéndices ni las proteínas de superficie, como la proteína M de los etreptococos. Obsérvese la cantidad 20 veces mayor peptidoglicano en el microorganismo grampositivo. La membrana externa de la envoltura del microorganismo gramnegativo muestra moléculas de polisacáridos del antígeno O cubriendo la capa externa

sobre un blanco que no es propio del hombre y que es vital para la vida bacteriana (poseen toxicidad selectiva). También actúa como filtro, impidiendo el ingreso de algunas moléculas y permitiendo la entrada de metabolitos imprescindibles y agua. Contiene determinantes patogénicos, como el lípido A del LPS y estructuras antigénicas que sirven para identificar y clasificar a la bacteria (antígeno O de las enterobacterias o polisacárido C del Streptococcus sp.). Podríamos decir entonces, que la pared bacteriana es un gran mosaico de antígenos que son usados en la clasificación y en la identificación bacteriana. También antígenos de la pared celular (antígeno O del LPS y proteínas de la membrana externa), han sido ensayados como inmunógenos en la producción de vacunas; por ejemplo la vacuna antimeningocócica para el grupo B. La porción central del LPS o core, que es invariable entre las diferentes bacterias y no es tóxica, también se ha ensayado como inmunógeno. Principales efectos del lipopolisacárido o endotoxina

El LPS es termoestable, resistente incluso a la esterilización con autoclave. Su actividad endotóxica se asocia al componente lipídico A, liberado cuando la célula se lisa como consecuencia de la fagocitosis o de la acción antibióticos (de ahí el nombre de endotoxina). Hoy se sabe que la gravedad del cuadro clínico depende de la cantidad de endotoxina circulante, pudiendo determinar desde un simple cuadro infeccioso con fiebre hasta sepsis, falla multiorgánica y muerte. Pequeñas cantidades de endotoxina provocan reacciones de alarma: fiebre, activación del complemento por la vía alternativa, activación de los macrófagos y estimulación de linfocitos B. En grandes dosis produce shock e incluso la muerte. Cuatro tipos de células constituyen el blanco primario de la endotoxina: los fagocitos

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mononucleares (macrófagos del bazo, de la médula ósea, de los alvéolos pulmonares y de la cavidad peritoneal, monocitos de la sangre periférica y células de Kupffer), los neutrófilos, las plaquetas y los linfocitos B. Es probable que éstas células tengan receptores de endotoxina específicos. La endotoxina también actúa como pirógeno, por lo tanto causa fiebre cuando se acumula suficiente cantidad de bacterias gramnegativas en los tejidos como para hacer contacto con la circulación. La fiebre se produce porque la endotoxina induce la liberación de ciertas proteínas conocidas como pirógenos endógenos desde los fagocitos mononucleares. Los mejor conocidos son la interleuquina-1 (IL-1) y el factor de necrosis tumoral (TNF). Las bacterias grampositivas también inducen fiebre, pero como carecen de endotoxina, son los componentes de la pared celular los que causan liberación de la IL-1 y del TNF. La endotoxina activa el complemento por la vía alternativa. Esto trae como consecuencia la producción del complejo de ataque a la membrana, la quimiotaxis de los fagocitos (C5a fundamentalmente) y la opsonización (C3b). La activación del complemento conduce también a un aumento de la permeabilidad vascular (mediado por las anafilotoxinas C3a y C5a) y a la liberación de enzimas lisosómicas desde los neutrófilos (desgranulación). Todos estos efectos producen la respuesta inflamatoria. La endotoxina activa los macrófagos, es decir los estimula para que aumenten la producción de enzimas lisosómicas, aceleren la velocidad de la fagocitosis y secreten algunas hidrolasas hacia el medio. La acción de los macrófagos activados incluye la destrucción de ciertas células cancerosas, por lo que el estudio de los derivados de endotoxina como potenciales agentes antitumorales es un tema de muchas investigaciones. Cuando se libera la IL-1, la endotoxina induce la división de los linfocitos B. Estos maduran a células productoras de anticuerpos y aumentan la resistencia a las infecciones por aumento del nivel de anticuerpos. Cuando se administran grandes cantidades de endotoxina, se produce un shock endotóxico, con frecuencia letal, que se manifiesta por caída severa de la presión arterial y un fenómeno denominado coagulación intravascular diseminada (CID), entre otros. El CID es el resultado del depósito de trombos en los vasos de pequeño calibre, con el consiguiente daño en las áreas privadas de irrigación sanguínea; el consumo de plaquetas, así como de factores de la coagulación (II, V y VII) excede la velocidad de producción la que conduce a hemorragias internas y falla orgánica (fundamentalmente en pulmón, riñón e hígado). La endotoxina contribuye a la coagulación de la sangre de tres formas: activa el factor de Hageman o factor XII de la coagulación, quien activa la vía intrínseca de la coagulación; provoca la liberación de gránulos de las plaquetas que están involucrados en la coagulación y provoca la liberación de proteínas básicas de los neutrófilos que estabilizan los coágulos de fibrina. Hoy se cree que los mediadores claves de la hipotensión inducida por la endotoxina son el TNF y la IL-1. Un punto de vista previo sostiene que la caída de la resistencia de los vasos periféricos se debe a la acumulación de aminas vasoactivas (histamina y quinina). Las bacterias grampositivas no poseen endotoxina, pero pueden producir un cuadro similar al del shock endotóxico de las bacterias gramnegativas. Las mismas citoquinas que se liberan ante la presencia del LPS, son liberadas ante la presencia de la pared de las bacterias grampositivas, produciendo los mismos efectos. A la luz de las investigaciones actuales, los fragmentos de peptidoglicano y de ácidos teicoicos, juegan un papel semejante al del LPS. Si se inyectan a animales tienen efectos similares a los producidos por la endotoxina de los microorganismos gramnegativos.

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Estructura de la pared celular de las bacterias ácido-alcohol resistentes

Nos referiremos como modelo de este grupo al género Mycobacterium. Además del peptidoglicano, la pared celular de las micobacterias tiene muchos glicolípidos como el complejo lipídico arabinogalactano y los ácidos micólicos, éstos últimos solo son encontrados en las Mycobacterium y las Corynebacterium spp. Esta gran cantidad de lípidos hace que las bacterias ácido alcohol resistentes no se tiñan o lo hagan mal con la coloración de Gram. Para teñirla, se recurre a coloraciones con fucsina (colorante rojo), con calentamiento del colorante y luego de este procedimiento resisten la decoloración de una mezcla de alcohol y ácido, que constituye la tinción de Ziehl Nielseen. Esta gran cantidad de lípidos de la pared, 10% del total del peso de la micobacteria, la protege de la acción deletérea de los componentes del fagolisoma y, probablemente, sea la razón por la que las micobacterias pueden sobrevivir dentro de los macrófagos. Los componentes de la pared de las micobacterias también tienen la capacidad de estimular al sistema inmune, tanto es así que se usa para aumentar la producción de anticuerpos cuando se inyecta antígenos proteicos, o sea, se usa como adyuvante. El adyuvante de Freund tiene como componente básico pared de micobacterias. De todo lo expuesto se desprende la importancia del conocimiento de las diferentes paredes celulares de las bacterias (grampositivas, gramnegativas y ácido alcohol resistentes) a la hora de estudiar mecanismos de agresión, sensibilidad a los antibióticos, taxonomía, clasificación bacteriana, identificación, etc. Cápsula Cuando existe está ubicada por fuera de la pared celular. Las bacterias producen material capsular que, cuando se asocia íntimamente a la superficie celular recibe el nombre de cápsula. Si su adherencia es débil y de grosor variable, se conoce como limo. Generalmente es de naturaleza polisacárida (a excepción de la cápsula del Bacillus anthracis que es peptídica). No es una estructura vital para la célula, su pérdida no se relaciona con la pérdida de viabilidad celular, pero sí con cambios de la morfología colonial y con la pérdida de la virulencia bacteriana. La virulencia de algunos patógenos se correlaciona con la presencia de cápsula, como por ejemplo: Streptococcus pneumoniae y Haemophilus influenzae tipo b. La cápsula protege a la bacteria de la fagocitosis, principal mecanismo de defensa que pone en juego el huésped ante la presencia de bacterias capsuladas. Una respuesta efectiva para defenderse de este tipo de bacterias implica la producción de anticuerpos que se unan específicamente a la cápsula facilitando la opsonización y la fagocitosis. De su capacidad antigénica se desprende el uso de la cápsula para la producción de diferentes vacunas que estimulan la formación de anticuerpos específicos. Ejemplos de ellas son las vacunas: anti neumocócica, anti Haemophilus influenzae tipo b y anti meningocócica A, B y C. Las bacterias que producen cápsula forman en los medios sólidos colonias acuosas, mucoide (M) o lisas (S), en cambio, las cepas rugosas (R) no producen cápsula. La pérdida de la capacidad de formar cápsula por mutación S a R se correlaciona con la pérdida de la virulencia y el aumento de la susceptibilidad a la destrucción por los fagocitos; aunque no afecta la viabilidad. Muchas cepas bacterianas producen cápsula o limo cuando son aisladas en cultivo por primera vez a partir de un huésped. Con los reaislamientos sucesivos, dejan de producirla, lo que indicaría que la presencia de la cápsula no ofrece ventaja selectiva in

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vitro. Su producción está regulada genéticamente, de forma que las bacterias la presentan cuando es necesaria para la supervivencia dentro del huésped. La presencia de cápsulas también se puede demostrar por tinción negativa con tinta china. La tinta china no penetra la cápsula pero delimita un contorno refringente alrededor del cuerpo bacteriano en un fondo oscuro. Los antígenos capsulares son muy útiles en la clasificación e identificación de diferentes bacterias, por ejemplo: Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae, Neisseria meningitidis, etc. Fimbrias o pilis Son estructuras filamentosas, proteicas, que se diferencian de los flagelos por su diámetro (menor a 8 nm) y por no poseer estructura helicoidal; no cumplen funciones de movilidad. Son estructuras variables, no vitales para las bacterias que las poseen. Los pili comunes cumplen funciones de adherencia a receptores específicos y superficiales, esto es importante en las especies de relevancia clínica porque median la adherencia de muchas bacterias a determinados epitelios, jugando un papel fundamental en la colonización. Por ejemplo, las cepas de Neisseria gonorrohoeae patógenas son aquellas que poseen fimbrias que se adhieren específicamente al epitelio uretral del hombre o al epitelio del cérvix uterino de la mujer. Las cepas de E. coli capaces de causar infección urinaria tienen fimbrias que les permiten adherirse específicamente al epitelio del aparato urinario. También la E. coli enteropatógena (EPEC) tiene fimbrias que le permiten adherirse al epitelio intestinal para luego producir los cambios que determinarán la diarrea. Existen otras estructuras llamadas pilis sexuales que son más largos y poca cantidad (dos o tres por célula). Estos intervienen en el intercambio genético entre bacterias, de allí su nombre. El apareamiento de dos bacterias y la transferencia de ADN a través del pili sexual se conoce como conjugación. Se transfiere material genético de una célula donadora (que posee un plásmido F que codifica el pili sexual, entre otras cosas) a una receptora. En general el material transferido es un plásmido o una porción de cromosoma movilizada por un plásmido. Una vez unidas las bacterias los pilis sexuales se retraen, permitiendo que las células se unan y pase el ADN de la donadora a la receptora, formándose una verdadera unión (puente) entre las membranas de las células para el pasaje del ADN. La célula receptora está estrechamente emparentada con la donadora y posee un receptor específico para los pilis sexuales. Flagelos y filamentos axiales Los flagelos son filamentos proteicos, helicoidales, delgados y rígidos, de longitud y diámetro uniforme, responsables de la movilidad de la bacteria. Los flagelos son tan delgados que no pueden observarse directamente con un microscopio de campo claro, deben teñirse con técnicas especiales para aumentar su grosor. La estructura detallada de un flagelo puede verse solo con el microscopio electrónico; así es que se ha demostrado que el flagelo bacteriano está compuesto de tres partes: el filamento, el gancho y el cuerpo basal. El primero sobresale de la superficie de la bacteria y se une a ese nivel con el gancho, que está fijo al cuerpo basal. Éste último está anclado en la membrana plasmática y está compuesto por un cilindro y dos o más juegos de anillos contiguos a la membrana plasmática, el peptidoglicano y, en las bacterias gramnegativas, a la membrana externa (ver figura 8). El filamento tiene forma de hélice rígida y la bacteria se mueve cuando ésta gira, como las hélices de un barco. La dirección de la rotación flagelar determina la naturaleza del movimiento bacteriano: la rotación de los flagelos en dirección contraria a las agujas del reloj

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Figura 8. Esquema comparativo de la estructura del flagelo en gramnegativas

permite el movimiento de avance, mientras que la rotación en el sentido de las agujas del reloj hace que las células den vueltas. Los flagelos pueden variar en número, desde uno a cientos. Las especies bacterianas difieren por sus modelos de distribución de flagelos. Las monotricas (trichous: pelo) tienen un solo flagelo que si se sitúa en un extremo de la bacteria y se denomina polar. Las bacterias anfitricas (amphi: en ambos lados) tienen un flagelo en cada polo bacteriano. En cambio, las lofotricas (lopho: mechón) poseen un grupo o penacho de flagelos en uno o ambos extremos. Por último, en las bacterias peritricas (peri: alrededor), los flagelos se distribuyen uniformemente en toda la superficie bacteriana. Los modelos de distribución de los flagelos son útiles para identificar a las bacterias. Los flagelos no son necesarios para la vida bacteriana. Su síntesis está regulada por las necesidades nutricionales o el estado energético y ocurre por la adición de monómeros de flagelina al extremo distal de los flagelos en crecimiento. La síntesis del filamento es un ejemplo excelente de autoensamblaje, es decir que la información necesaria para construir el filamento está en la propia estructura de la subunidad de flagelina; no colaboran enzimas especiales u otros factores. Las bacterias flageladas pueden buscar nutrientes o evitar los tóxicos siguiendo los gradientes; la función flagelar se debe a respuestas quimiotácticas y la energía para el movimiento proviene de una corriente de protones. La movilidad y, por lo tanto, la presencia de flagelos, constituye un factor de virulencia. El antígeno flagelar recibe el nombre de antígeno H. Las bacterias flageladas reaccionan con antisueros específicos para flagelos, provocando una aglutinación típica. Las espiroquetas (Treponemas, Leptospiras y Borrelias) se mueven en onda helicoidal; dicho movimiento les permite penetrar en medios viscosos. Estas bacterias tienen filamentos axiales que no se extienden de un polo a otro de la célula, sino que se originan en polos opuestos y se superponen en el centro de la célula, sin presentar conexiones entre sí.

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ESPOROS

Algunas bacterias grampositivas pueden formar una estructura especial inactiva de resistencia, denominada endospora o espora. Se desarrollan dentro de células bacterianas vegetativas (por eso la denominación de endospora) de los géneros Bacillus y Clostridum entre otros. Estas estructuras son resistentes a situaciones vitales estresantes como el calor, la desecación, la radiación ultravioleta, los ácidos y los desinfectantes químicos. Debido a su resistencia y al hecho de que varias especies de bacterias formadoras de esporas son agentes patógenos peligrosos, las esporas tienen gran importancia en microbiología alimentaria, industrial y médica. El conocimiento de estas formas altamente resistentes al calor (pueden sobrevivir a la cocción durante una o más horas) fue esencial para el desarrollo de métodos adecuados de esterilización para medicamentos, alimentos, medios de cultivo microbiológicos, etc. En el ambiente las endosporas permiten la supervivencia de las bacterias cuando la humedad o los nutrientes son escasos. Se pueden observar con el microscopio óptico y electrónico. Como las esporas son impermeables a la mayoría de los colorantes, se observan como áreas incoloras dentro de las células coloreadas. Existen además coloraciones especiales para teñir los esporos. La situación de la espora en la célula madre o esporangio, es característica para una especie bacteriana determinada, siendo esto importante para la identificación de la bacteria. Las esporas pueden estar en el centro de la bacteria (C. perfringens), próxima a un extremo o subterminal (C. botulinum) o en el extremo, terminales (C. tetani). A veces la espora es tan grande que deforma el esporangio (C. botulinum). Dentro de una célula vegetativa se produce una espora única, que se diferencia de la célula madre en su morfología y composición, en el aumento de la resistencia a los ambientes adversos y en la ausencia de actividad metabólica evidente. El proceso incluye la formación de numerosas cubiertas y la captación de calcio con síntesis de ácido dipicolínico. Al final de la esporulación queda una partícula deshidratada que contiene ADN genómico. Ese ADN se vuelve resistente a la desecación, al calor extremo, a la radiación y al ataque por la mayoría de las enzimas y agentes químicos. Pueden permanecer en esta forma por años o convertirse nuevamente en la forma vegetativa idéntica a la que les dio origen; este proceso recibe el nombre de germinación de la espora. La germinación se produce por el calentamiento suave o la presencia de nutrientes determinados; la espora capta agua, se hincha, se desprenden sus cubiertas y se forma la célula vegetativa idéntica a la original. El ciclo vital de una bacteria productora de esporos se ilustra en la figura 9. La estructura de la espora es compleja y se distinguen de afuera hacia adentro: el exosporio, capa delicada y delgada; la cubierta, compuesta por muchas capas de proteínas, puede ser gruesa; la corteza, constituida por peptidoglicano modificado, con menos enlaces que en la célula vegetativa, puede ocupar la mitad del volumen celular; la pared celular de la espora rodeando al protoplasto y el protoplasto, conteniendo las estructuras celulares normales como ribosomas y un nucleoide. Aún no se ha determinado por que la espora es tan resistente al calor y otros agentes letales. El 15% del peso seco de la espora consiste en ácido dipicolínico que forma complejos con iones de calcio. Quizá el complejo dipicolinato cálcico estabilice los ácidos nucleicos de las esporas. Recientemente se han descubierto en endosporas, proteínas pequeñas, solubles en ácido que se unen específicamente al ADN, lo saturan y lo protegen del calor, la radiación, la desecación y las sustancias químicas. La deshidratación del protoplasto parece ser muy importante en la resistencia al calor. La corteza puede eliminar osmóticamente el agua del protoplasto y proteger así a la célula del calor y la radiación. En resumen, la resistencia

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Figura 9. Esquema del proceso de esporulación

al calor de las endosporas se produce por: estabilización del ADN por dipicolinato cálcico y proteínas solubles en ácido, deshidratación del protoplasto y mayor estabilidad de las proteínas celulares en bacterias adaptadas a crecer a temperaturas elevadas, entre otras. La formación de esporas, esporogénesis o esporulación, comienza cuando cesa el crecimiento debido a una falta de nutrientes. Los cambios que ocurren durante la esporulación son el resultado del cese de la función de ciertos genes vegetativos y de la expresión de nuevos genes. La formación de esporos se regula negativamente: la célula elabora un represor; a partir de algún componente del medio, que impide la iniciación de la esporulación. Cuando este compuesto se agota, se libera la inhibición y se inicia la esporulación. El factor específico que regula la iniciación de la esporulación es el trifosfato de guanosina (GTP). La disminución del pool de GTP es suficiente para iniciar la esporulación en algunas especies bacterianas estudiadas. La transformación de esporas inactivas en células vegetativas es casi tan compleja como la esporulación. Se producen tres fases: activación, germinación y crecimiento. La primera es un proceso reversible que se produce generalmente por calentamiento o por sustancias químicas. Una endospora no germinará satisfactoriamente, incluso en un medio rico en nutrientes, si no ha sido activada. En la germinación termina el estado de reposo de la espora. Es un proceso irreversible desencadenado por la exposición del esporo activado a algunos nutrientes y otros estimulantes (alanina, otros aminoácidos, nucleósidos y glucosa). Se caracteriza por hinchazón de la espora, rotura o absorción de la cubierta de ésta, pérdida de la resistencia al calor y otros factores estresantes, pérdida de la refractariedad, liberación de los componentes de la espora y aumento de la actividad metabólica. Por último, en el crecimiento, el protoplasto de la espora sintetiza nuevos componentes, emerge a partir de los restos de la cubierta de la espora y se transforma nuevamente en una bacteria activa.

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Fisiología y metabolismo bacteriano G. Varela, G. Grotiuz

Las bacterias son los organismos más pequeños que tienen la maquinaria requerida para el crecimiento y la replicación. Están compuestas, como las células eucariotas, por proteínas, polisacáridos, lípidos, ácidos nucleicos, entre otros. Estas macro-moléculas pueden formar parte de estructuras celulares más complejas, como la pared celular y la membrana plasmática. El crecimiento bacteriano se define como el aumento ordenado de todos los constituyentes químicos de la célula. Es un proceso complejo que supone la replicación de todas las estructuras y componentes celulares a partir de nutrientes exógenos. El conocimiento de la fisiología y del metabolismo bacteriano tiene algunas aplicaciones prácticas. En principio permite conocer el modo de vida y el hábitat de diferentes especies bacterianas. El ser humano actuando como huésped, ofrece una variedad de nichos ecológicos que se diferencian entre sí por aspectos físicos y químicos (temperatura, concentración de oxígeno, pH, presión osmótica, etc.), en los cuales pueden crecer y multiplicarse distintas especies bacterianas según sus requerimientos nutricionales, ambientales y atmosféricos. Además, permite formular medios de cultivo para el aislamiento e identificación de los patógenos participantes. Desde un enfoque terapéutico, nos permite conocer y entender el modo de acción de algunos antibióticos que bloquean una vía metabólica o la síntesis de alguna macromolécula esencial para la bacteria. El término metabolismo se refiere al conjunto de reacciones químicas que se producen en la célula y tiene tres funciones específicas. La primera es obtener energía química del entorno y almacenarla, para luego usarla en diferentes funciones celulares. La segunda es convertir los nutrientes exógenos en unidades precursoras de los componentes macromoleculares de la célula bacteriana. Y la tercer función es formar y degradar moléculas necesarias para cumplir funciones celulares específicas, por ejemplo: movilidad y captación de nutrientes. El metabolismo se produce por secuencias de reacciones catalizadas enzimáticamente y se divide en anabolismo y catabolismo. El proceso por el cual la célula bacteriana sintetiza sus propios componentes se conoce como anabolismo y resulta en la producción de nuevo material celular; también se denomina biosíntesis. La biosíntesis es un proceso que requiere energía, por lo tanto las bacterias deben ser capaces de obtenerla de su entorno para crecer y, eventualmente, multiplicarse. El conjunto de reacciones degradativas de los nutrientes para obtener energía o para convertirlos en unidades precursoras de la biosíntesis, se conoce como catabolismo. Así, hemos visto dos tipos de transformaciones químicas que ocurren simultáneamente en la bacteria, por lo tanto el metabolismo es el resultado colectivo de ambas reacciones.

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Las catabólicas resultan en la liberación de la energía química contenida en los nutrientes, mientras que las anabólicas la consumen. Por lo tanto, la energía liberada como resultado de las reacciones de oxidación reducción del catabolismo, debe ser almacenada y transportada de alguna manera. Una de ellas es como compuestos con uniones fosfato de alta energía; dichos compuestos luego se usan como intermediarios en la conversión de la energía conservada en trabajo útil. El compuesto fosfato de alta energía más importante en los seres vivos es el trifosfato de adenosina (ATP). Éste se genera en la célula bacteriana por dos procesos diferentes: fosforilación a nivel del substrato y fosforilación oxidativa.

Metabolismo productor de energía En los seres vivos, la utilización de la energía potencial contenida en los nutrientes se produce por reacciones de oxidación reducción. Químicamente la oxidación esta definida por la pérdida de electrones y, la reducción por la ganancia de los mismos. En bioquímica, estas reacciones frecuentemente incluyen también la transferencia de átomos enteros de hidrógeno, por lo tanto se conocen con el nombre de reacciones de deshidrogenación. En las reacciones de este tipo hay sustancias que ceden electrones (dadoras) y otras que los aceptan (aceptoras). En las bacterias de interés médico los sistemas de oxidación reducción transforman la energía química de los nutrientes en una forma biológicamente útil; dichos procesos incluyen la fermentación y la respiración. En la primera, tanto la molécula dadora como la aceptora de electrones, son compuestos orgánicos. En cambio, en la respiración hay un aceptor final exógeno, que cuando es el oxígeno se denomina respiración aerobia y cuando es un compuesto inorgánico, respiración anaerobia. FERMENTACIÓN

En ésta los electrones pasan del dador, un intermediario formado durante la degradación del substrato, hacia un aceptor constituido por algún otro intermediario orgánico también generado durante el catabolismo del substrato inicial. Por lo tanto, este proceso de oxidación reducción no requiere el aporte exógeno de un aceptor final de electrones. Aunque hay distintos tipos de fermentaciones, todas llevan a una oxidación parcial de los átomos de carbono del substrato inicial y liberan, por lo tanto una pequeña parte de la energía potencial contenida (Ver figura 1). El rendimiento energético de este proceso es menor que el de la respiración. En las bacterias se encuentran las tres vías centrales del metabolismo intermediario de los hidratos de carbono: la glucolítica o de Embden Meyerhof Parnas, la de pentosa fosfato o shunt de las pentosas y la de Entner-Doudoroff. La vía glucolítica que degrada la glucosa se divide en tres etapas principales. La primera es preparativa, con reacciones que no son de oxidación reducción, sin liberación de energía y con formación de dos intermediarios de tres átomos de carbono cada uno. En la segunda etapa, sí ocurren reacciones de oxidación reducción con liberación de energía, formación de ATP por fosforilación a nivel del substrato (el ATP se genera en un paso enzimático específico) y producción de dos moléculas de piruvato. En la tercer etapa, nuevamente ocurren reacciones de oxidación reducción y se generan los productos finales de la fermentación, que varían según la bacteria en cuestión. Solo una pequeña parte de la energía libre que potencialmente puede derivar de la degradación de una molécula de glucosa queda disponible por esta vía, dado que los productos finales son compuestos en los que el carbono se encuentra todavía en estado reducido.

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Figura 1. Rol central del piruvato en las fermentaciones

Por cada molécula de glucosa que entra a esta vía, se forman cuatro moléculas de ATP y como se consumen dos en la primer etapa, el balance neto es de dos moléculas de ATP por cada molécula de glucosa fermentada. El destino final del metabolito clave, el piruvato, depende de los procesos empleados para la regeneración del dinucleótido de nicotinamida adenina (NAD) a partir del dinucleótido de nicotinamida adenina reducido (NADH) y así mantener el equilibrio de oxidación reducción. Aunque la vía glucolítica es la más importante en las células eucariotas y procariotas, no es la única. La vía de las pentosas es una ruta multifuncional para la degradación de hexosas, pentosas y otros hidratos de carbono. Para los fermentadores heterolácticos es la principal fuente productora de energía, aunque la mayoría de las bacterias usan esta vía como fuente de dinucleótido de nicotinamida adenina fosfato reducido (NADPH) y de pentosas para la síntesis de nucleótidos. La vía de Entner-Doudoroff es la ruta principal para la degradación de la glucosa en las bacterias aerobias estrictas como Neisseria y Pseudomonas. Como sucede en la vía de las pentosas, aquí solo se produce una molécula de ATP por molécula de glucosa degradada. El ácido pirúvico derivado de la glucosa, es un compuesto clave en el metabolismo fermentador de los hidratos de carbono. En su formación, el NAD es reducido a NADH y éste

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debe oxidarse nuevamente a NAD para alcanzar el equilibrio final de oxidación reducción. Las bacterias se diferencian de las células eucariotas por la forma en que eliminan el piruvato; en las bacterias la oxidación incompleta es la regla y se acumula gran cantidad de metabolitos finales de la fermentación. El estudio y el conocimiento de las fermentaciones bacterianas tiene importancia práctica, porque proporciona productos industriales que son útiles en el laboratorio para identificar las diferentes especies. Entonces, según los productos finales, tenemos diferentes tipos de fermentación: alcohólica, homoláctica, heteroláctica, del ácido propiónico, ácido mixta, de butanodiol y del ácido butírico. Fermentación alcohólica Es el tipo de fermentación más antigua que se conoce. Produce etanol a partir de glucosa. Aunque ciertas bacterias producen alcohol, éste es elaborado por otras vías. Fermentación homoláctica Todos los miembros del género Streptococcus, Pediococcus y muchas especies de Lactobacillus fermentan la glucosa fundamentalmente a ácido láctico con poca acumulación de otros productos finales. En esta reacción el piruvato se reduce a ácido láctico por acción de la enzima láctico deshidrogenasa, actuando el NADH como dador de electrones. Esto ocurre en la tercer etapa de la vía glucolítica. Fermentación heteroláctica En este tipo de fermentación solo la mitad de la glucosa se convierte en ácido láctico, el resto se transforma en una mezcla de anhídrido carbónico (CO2), ácido fórmico, ácido acético, etc. En esta fermentación se emplea fundamentalmente la vía de las pentosas y se produce en las bacterias del género Leuconostoc y Lactobacillus. Fermentación del ácido propiónico Es característica de algunas bacterias anaerobias como el Propionibacterium (bacilo grampositivo, no esporulado). Este tipo de fermentación tiene la ventaja de que genera una molécula más de ATP. Fermentación ácido mixta Es característica de la mayoría de las enterobacterias. Bacterias como Shigella, Salmonella y E. coli fermentan las hexosas a través del piruvato a ácido láctico, ácido acético, ácido succínico y ácido fórmico. Fermentación de butanodiol Varias bacterias como Enterobacter, Serratia y Bacillus producen 2,3-butanodiol durante la fermentación de la glucosa. Este deriva de la condensación de dos moléculas de piruvato en una molécula neutra de acetoína que luego es reducida a 2,3-butanodiol. Fermentación del ácido butírico Se ve en bacterias del género Clostridium (bacilo grampositivo, anaerobio y esporulado). Si bien hasta ahora nos hemos referido solo a la fermentación de hidratos de carbono como procedimiento para obtener energía, debemos destacar que otros compuestos orgánicos pueden ser fermentados, por ejemplo: aminoácidos (alanina, glicina). En Clostridium proteolíticos, la fermentación de aminoácidos más característica es la reacción de Stickland.

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Anteriormente hemos discutido el metabolismo de los hidratos de carbono en ausencia de un aceptor externo de electrones y hemos visto que solo una pequeña parte de la energía potencial contenida en el substrato es liberada. Esto se debe a que la diferencia entre los potenciales de oxidación reducción entre la molécula dadora inicial y la aceptora final es muy pequeña. Otras bacterias tienen la capacidad de oxidar completamente el substrato inicial a CO2 por el proceso conocido como respiración. RESPIRACIÓN

Es el proceso por el cual un substrato es oxidado completamente a CO2 y agua, con participación de una cadena de electrones ubicada en la membrana plasmática, en la cual el aceptor final es el oxígeno molecular u otro compuesto inorgánico (nitratos, sulfatos, anhidrido carbónico, etc.)–anaerobia–. Los primeros pasos en la respiración de la glucosa son idénticos a los de la glucólisis, pero mientras en esta última el piruvato es convertido en productos finales de la fermentación (ácido láctico, ácido propiónico, etc.), en la respiración es oxidado completamente a CO2 mediante el ciclo de Krebs (ver figura 2). Por cada molécula de piruvato oxidada en este ciclo, se generan tres moléculas de CO2. Al igual que en la fermentación, los electrones generados en el ciclo de Krebs, pasan a coenzimas que tienen NAD. Sin embargo, en la respiración aerobia, los electrones del NADH son transferidos al oxígeno para regenerar NAD a través de un sistema transportador, en lugar de cederlos al piruvato. SISTEMAS TRANSPORTADORES DE ELECTRONES Y GENERACIÓN DE TRIFOSFATO DE ADENOSINA

Estos sistemas están compuestos por transportadores (carriers) de electrones, asociados a la membrana plasmática y tienen dos funciones básicas: aceptar electrones de un donador y cederlos a un aceptor y conservar energía liberada durante ese transporte en forma de ATP por fosforilación oxidativa. Existen varios tipos de enzimas de oxidación reducción y proteínas transportadoras de electrones, entre los que se destacan las NAD-deshidrogenasas, las flavoproteínas y los citocromos. Las flavoproteínas contienen un derivado de la riboflavina como grupo prostético que se reduce y se oxida alternativamente. La riboflavina, conocida como vitamina B2, es necesaria como factor de crecimiento por algunas bacterias. Los citocromos son proteínas que tienen anillos porfirínicos con hierro y también se oxidan y se reducen alternativamente. Hay diferentes tipos de citocromos que se distinguen por sus potenciales de reducción. Se los designa con letras a, b, c, etc. También están las quinonas, sustancias liposolubles relacionadas con la vitamina K, que participan en el transporte de electrones. Para entender como se genera el ATP durante el transporte de electrones, debemos recodar su orientación con respecto a la membrana plasmática de la célula bacteriana. La cadena está ubicada como ya dijimos en la membrana plasmática, de tal modo que durante el proceso de transporte hay una separación física entre protones y electrones. Los protones quedan fuera de la célula, mientras que los electrones quedan dentro de ésta; en consecuencia se genera un gradiente de pH y un potencial eléctrico a través de la membrana plasmática, estando el lado externo ácido y cargado positivamente y el interno alcalino y cargado negativamente. A pesar de su tamaño pequeño, ni los hidrogeniones, ni los hidróxidos atraviesan libremente la membrana; por lo tanto, el equilibrio no puede establecerse espontáneamente. Dicho estado energético de la membrana plasmática, similar a una batería, puede ser usado por la célula para realizar un trabajo útil, por ejemplo, movilidad o síntesis de ATP. Para la síntesis de ATP un componente fundamental del proceso es una ATPasa de membrana; enzima que cataliza

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Figura 2. Ciclo de Krebs

la reacción reversible entre difosfato de adenosina (ADP) y ATP. Operando en una dirección y usando el gradiente de protones generado durante el transporte, dicha enzima cataliza la formación de ATP a partir de ADP y fosfato inorgánico. Existe una variedad de agentes químicos llamados desacopladores que inhiben la síntesis de ATP durante el transporte de electrones sin alterar el propio proceso de transporte. Ejemplos de estos agentes son el dicumarol y el dinitrofenol. Son sustancias liposolubles que impiden la formación del gradiente de pH y el eléctrico, favoreciendo el pasaje de protones a través de la membrana; de este modo inhiben la síntesis de ATP. La polimixina B (un antibiótico) se adhiere específicamente a la superficie externa de la membrana, alterando su estructura y propiedades osmóticas. Se produce entonces la pérdida de metabolitos y la inhibición de algunos procesos bioquímicos que tienen lugar a ese nivel, como el transporte de electrones y la síntesis de ATP, entre otros. Otras sustancias, por ejemplo: cianuro o azida de sodio, bloquean el propio sistema de

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transporte y se denominan inhibidores. Tanto los desacopladores como los inhibidores son venenos celulares que actúan en células eucariotas y procariotas. BALANCE ENERGÉTICO DE LA RESPIRACIÓN

El resultado neto de las reacciones del ciclo de Krebs es la oxidación completa del piruvato a CO2 con formación de cuatro moléculas de NADH y una de dinucleótido de flavinadenina (FADH). El NADH y el FADH pueden ser oxidados nuevamente por el sistema transportador de electrones. Un total de 15 moléculas de ATP son sintetizadas en cada vuelta del ciclo,

Figura 3. Glucólisis

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por lo tanto, dado que cada molécula de glucosa rinde dos de piruvato, 30 moléculas de ATP son sintetizadas por cada molécula de glucosa que entra al ciclo de Krebs (ver figura 3). Esto, sumado a las seis moléculas de la reoxidación del NADH y las dos del vía glucolítica, da un total de 38 moléculas de ATP por molécula de glucosa respirada. Además de sus funciones como mecanismo generador de energía, el ciclo de Krebs sirve como productor de metabolitos claves para la biosíntesis. La reducción del oxígeno forma radicales libres que son muy tóxicos para la bacteria. Entre los más importantes se encuentra el superóxido. Éste es eliminado por las bacterias aerobias y tolerantes del oxígeno, por la enzima superoxidodismutasa que cataliza la formación de peróxido de hidrógeno, también tóxico. El peróxido de hidrogeno es degradado por enzimas como catalasa y la peroxidasa, a oxígeno molecular y agua. Estas enzimas están ausentes en las bacterias anaerobias estrictas, explicando en parte la susceptibilidad que tienen al oxígeno. En las bacterias aerobias obligadas, el oxígeno es el aceptor final de electrones. Sin embargo, las bacterias anaerobias facultativas pueden usar, en ausencia de oxígeno, otros compuestos inorgánicos como aceptores finales de electrones, por ejemplo: nitrato, fumarato, sulfato, etc. REGULACIÓN DEL METABOLISMO

Cada reacción metabólica está regulada no solo con respecto a otras reacciones, sino también con respecto a la concentración de nutrientes en el medio. La regulación se realiza a diferentes niveles: en la actividad enzimática y en la síntesis de las enzimas. En la primera, regulación de la actividad enzimática, se produce: activación de enzimas alostéricas, inhibición por retroalimentación, activación alostérica y cooperatividad. La inducción enzimática y la represión por productos finales, son mecanismos de regulación de la síntesis de enzimas. En las bacterias anaerobias facultativas la fermentación (como única vía de producción de energía) es bloqueada en presencia de oxígeno, asegurando que el suministro de energía se produzca por respiración, que consume menos glucosa y acumula menos lactato. En este fenómeno denominado efecto Pasteur, la enzima fosfofructoquinasa es activada o inhibida según la relación entre el ATP y el ADP, regulando así el consumo de glucosa. Este es un ejemplo de regulación de la actividad enzimática por una enzima alostérica. El ejemplo clásico de regulación de la síntesis de enzimas lo constituye el operón lactosa. Hay tres enzimas que participan en la utilización de la lactosa (ß-galactosidasa, galactósido permeasa y galactósido transacetilasa), las cuales tienen un promotor único. En ausencia de lactosa, la transcripción para estas enzimas está bloqueada por un represor que se une al promotor inhibiendo la acción de la ARNpolimerasa. Cuando se agrega lactosa al medio, ésta se une al represor, bloqueando de este modo su unión al promotor y permitiendo la acción de la ARNpolimerasa y la síntesis de las tres enzimas anteriormente mencionadas.

Crecimiento bacteriano Puede ser definido como el aumento ordenado de todos los constituyentes químicos de la célula. Las condiciones físicas y químicas del medio donde el microorganismo se encuentra afectan marcadamente sus actividades. La comprensión de como influye el ambiente sobre el crecimiento nos ayuda a explicar la distribución de los microorganismos en la naturaleza y hace posible diseñar estrategias que favorezcan el crecimiento o que nos permita controlarlo. Las bacterias como grupo, son extremadamente versátiles y tienen gran capacidad para utilizar una amplia gama de nutrientes que van desde compuestos inorgánicos simples, a compuestos

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orgánicos más complejos. Los nutrientes se pueden dividir en dos clases: esenciales, sin los cuales la célula no puede crecer y no esenciales, se usan cuando están presentes pero no son indispensables. Algunos nutrientes son usados solo como precursores de macromoléculas celulares, otros solo como fuente de energía sin ser incorporados directamente al material celular y otros cumplen las dos funciones al mismo tiempo. También se pueden clasificar como macro y micronutrientes según la cantidad requerida. MACRONUTRIENTES

El carbono es el mayor constituyente de la célula bacteriana, por lo tanto no llama la atención que requiera más carbono que cualquier otro nutriente. Según la forma en que lo usa, existen fundamentalmente dos tipos de bacterias: autótrofas y heterótrofas. Las primeras son capaces de sintetizar todos sus componentes orgánicos a partir de compuestos inorgánicos como el CO2. Como ejemplo de este grupo citamos las bacterias del suelo, que carecen de interés médico. En cambio, las heterótrofas usan sustancias orgánicas como fuente de carbono. En este grupo se encuentran todas las bacterias de interés médico. La glucosa, por ejemplo, es usada como fuente de carbono y de energía. También existen bacterias que pueden usar otras sustancias orgánicas como fuente parcial o exclusiva de carbono. Entre las bacterias más versátiles se encuentran las del género Pseudomonas, muchas de las cuales pueden usar más de cien compuestos orgánicos. Después del carbono, el elemento más abundante en la célula es el nitrógeno que representa entre el 12 y el 15% del peso seco. Es el constituyente principal de las proteínas y los ácidos nucleicos. La mayoría de las bacterias son capaces de usar el amonio como fuente de nitrógeno, mientras que otras pueden usar los nitratos. La reducción de nitratos, se puede lograr por dos mecanismos diferentes: reducción asimiladora, en la cual se reduce por la vía del nitrito y reducción desasimiladora, donde el nitrato sirve como aceptor final de electrones. La primera está bastante extendida entre las bacterias, mientras que la segunda solo es común en bacterias anaerobias y anaerobias facultativas. El fósforo es usado para la síntesis de ácidos nucleicos y de fosfolípidos. La mayoría de las bacterias lo usan en forma inorgánica como fosfato (PO4=). Los fosfatos orgánicos si bien están distribuidos ampliamente en la naturaleza, para ser usados deben ser atacados primero por fosfatasas, enzimas que clivan estos compuestos liberando el fósforo inorgánico. MICRONUTRIENTES

Aunque requeridos en cantidades muy pequeñas, los micronutrientes son importantes para la nutrición de la bacteria. Entre estos destacamos el cobalto, el cobre y el manganeso. FACTORES DE CRECIMIENTO

Son sustancias que deben ser aportadas preformadas, porque la bacteria que los requieren no pueden sintetizarlos a partir de los nutrientes ya sea por falla o ausencia de una vía metabólica determinada. Estas sustancias incluyen vitaminas del complejo B, aminoácidos, purinas y pirimidinas. Las bacterias que no necesitan factores de crecimiento, se denominan prototróficas y, las que sí los requieren, auxotróficas para ese factor.

REQUERIMIENTOS ATMOSFÉRICOS Y AMBIENTALES

Oxígeno Las exigencias de oxígeno de una bacteria en particular, reflejan el tipo de metabolismo pro-

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ductor de energía. Según su relación con el oxígeno, existen bacterias: anaerobias obligadas, anaerobias facultativas, aerobias obligadas y microaerófilas. De las primeras (anaerobias obligadas), existen las estrictas y las aerotolerantes. Las bacterias anaerobias obligadas estrictas, crecen en ausencia de oxígeno, el cual es muy tóxico e incluso letal cuando la exposición es breve. Las segundas (aerotolerantes) también crecen solo en ausencia de oxígeno, pero toleran su presencia un poco más que las anteriores; por ejemplo: Clostridium sp. Las bacterias anaerobias facultativas, son capaces de crecer en presencia o en ausencia de oxígeno. Ejemplo de éstas son las bacterias de la familia Enterobacteriaceae. Las aerobias obligadas, requieren oxígeno para su desarrollo. Dentro de este grupo se encuentran la Pseudomonas. Por último, las microaerófilas crecen mejor con presiones de oxígeno bajas (3 a 5%); las concentraciones altas (21%) inhiben su crecimiento. En las bacterias aerobias, anaerobias facultativas y anaerobias aerotolerantes, la enzima superoxidodismutasa impide la acumulación del radical superóxido; esta enzima está ausente en los anaerobios estrictos. El peróxido de hidrógeno formado por la acción de la superoxidodismutasa es destruido con rapidez por la enzima catalasa o peroxidasa, como ya se mencionó. En el laboratorio de microbiología los requerimientos atmosféricos de oxígeno, pueden determinarse cultivando la cepa en caldo tioglicolato. Este medio contiene muchos nutrientes, siendo un caldo de enriquecimiento apropiado para casi todas las bacterias de interés médico. El ácido tioglicólico actúa como agente reductor que disminuye el potencial redox del medio, generando un gradiente de concentración de oxígeno a lo largo del tubo. En la superficie del medio, la concentración es similar a la atmosférica y va disminuyendo gradualmente hasta que en el fondo del tubo no existe oxígeno disuelto. Las bacterias aerobias estrictas podrán crecer en la superficie del caldo, las microaerófilas crecerán en la franja inmediata que está debajo de la superficie. Las anaerobias facultativas crecerán en todo el tubo, mientras que las anaerobias lo harán en el fondo del mismo. Anhídrido carbónico Algunas bacterias como Neisseria y la Brucella, tienen muchas enzimas con baja afinidad por el CO2 y requieren una concentración más elevada (10%) de la que habitualmente está presente en la atmósfera (0.03%). Estos requerimientos atmosféricos mencionados deben ser tenidos en cuenta cuando se realiza el cultivo de estas bacterias. Potencial de oxidación reducción Es un requerimiento físico del medio de cultivo. Éste es un factor crítico para determinar si se desarrollará o no el inoculo sembrado en dicho medio. Para la mayoría de los medios de cultivo en contacto con el aire, el potencial de oxidación reducción es de +0,2 a +0,4V, a pH 7. Las bacterias anaerobias obligadas son incapaces de crecer a menos que el potencial sea tan bajo como -0,2V. Para establecer dichas condiciones en un medio de cultivo se puede eliminar el oxígeno, recurriendo a sistemas de cultivo anaerobio o agregando al propio medio compuestos que contengan sulfidrilo, por ejemplo el tioglicolato de sodio. Temperatura Es uno de los factores ambientales más importantes que influyen en la proliferación y mantenimiento de la vitalidad de los microorganismos. Cada bacteria tiene su propia temperatura mínima por debajo de la cual no puede proliferar, temperatura óptima en la cual el crecimiento es mas rápido y temperatura máxima por encima de la cual no puede multiplicarse. Así, es

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posible distinguir tres grupos de microorganismos según el rango de temperatura en el que es posible su multiplicación: psicrófilas, crecen entre -5 y 30ºC, temperatura óptimo de 15ºC; mesófilas, crece entre 10 y 45ºC, con el óptimo a los 30ºC y termófilas, que crecen entre 25 y 80ºC, con el óptimo en 55ºC. En el laboratorio se puede determinar la temperatura óptima de crecimiento, sembrando el microorganismo en estudio en un medio de cultivo adecuado e incubándolo a diferentes temperaturas, para después evaluar los rendimientos obtenidos en las distintas condiciones. Si bien la mayoría de los microorganismos de interés medico son mesófilos, pueden existir diferencias entre las temperaturas de crecimiento óptimas de los mismos, siendo para la mayoría de 35 a 37ºC. Concentraciones de hidrógeno Cada microorganismo tiene un rango de pH en cual puede crecer y un pH óptimo bien definido. Según en el pH que se obtenga mayor rendimiento, encontramos microorganismos acidófilos, neutrófilos (la mayoría de interés médico) y alcalófilos, que crecen bien en pH ácidos, neutros y alcalinos respectivamente. Para la mayoría de las bacterias de interés médico, el pH óptimo es de 7,2 a 7,6. Sin embargo, hay microorganismos humanos como M. tuberculosis que resisten valores muy bajos de pH. Como los microorganismos al multiplicarse y realizar sus funciones metabólicas, suelen modificar el pH del medio, éste puede prepararse con amortiguadores de pH (buffer), los cuales mantiene el pH relativamente constante. Condiciones osmóticas y disponibilidad de agua El agua es un requerimiento esencial para todo ser vivo y la disponibilidad de ésta es un factor importante que afecta el crecimiento de los microorganismos en sus ambientes naturales. Esta disponibilidad no depende solamente del contenido de agua que haya en el ambiente, porque algunas sustancias y superficies pueden absorber moléculas de agua y por consiguiente reducir la disponibilidad en el ambiente. Las sales y los azúcares disueltos en agua, condicionan la disponibilidad de la misma porque las moléculas de agua se asocian y no quedan disponibles para ser usadas por los microorganismos. La disponibilidad de agua se expresa generalmente como actividad acuosa o potencial de agua. Generalmente los microorganismos se encuentran en ambientes con menor cantidad de solutos que en el interior celular, por lo tanto el agua tiende a entrar a la célula por osmosis. Por el contrario, si se encuentran en medios de baja actividad acuosa, el agua tenderá a salir de la célula, por lo tanto perderá agua. Así, encontramos microorganismos que pueden crecer en altas concentraciones salinas (halófilos) como las que están en el agua de mar, en altas concentraciones de azúcar (osmófilos) como las que hay en una jalea o en ambientes muy secos (xerófilos). Estos generalmente captan agua de dichos ambientes, gracias a las altas concentraciones de solutos en su interior. La concentración de solutos con actividad osmótica dentro de la célula bacteriana es superior a la concentración del exterior celular. Con excepción de las bacterias del género Mycoplasma y de las formas lister (L) que no tienen pared celular, la mayoría de las bacterias tienen tolerancia osmótica que les permite soportar grandes cambios de osmolaridad. Captación de nutrientes La concentración de solutos en el interior de una célula bacteriana es mayor que en el medio

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extracelular. Esto es aplicable tanto al medio natural como a la mayoría de los medios de cultivo usados en el laboratorio. La principal barrera para el paso de solutos entre la célula y el medio externo es la membrana celular. Las bacterias están rodeadas de membranas semipermeables, compuestas por una mezcla compleja de proteínas, lípidos y glucoproteínas, que restringen el ingreso de la mayoría de los solutos. Sin embargo, tienen sistemas que permiten el transporte de sustancias pequeñas a través de dichas membranas. Las moléculas de mayor tamaño primero deben ser degradadas a moléculas más pequeñas por enzimas (exoenzimas) producidas por la propia bacteria y secretadas al exterior celular. En las bacterias gramnegativas estas exoenzimas se encuentran fundamentalmente en el espacio periplásmico (espacio virtual ubicado entre la membrana externa y la membrana plasmática), mientras que en las bacterias grampositivas están ancladas en la membrana plasmática. Dichas enzimas son activas sobre: proteínas, polisacáridos, lípidos y ácidos nucleicos, entre otros. Bacterias como S. aureus, S. pyogenes, y C. perfringens, elaboran algunas de estas enzimas que contribuyen a la virulencia, destruyendo los componentes vitales de los tejidos del huésped infectado. Pueden ser constitutivas (se sintetizan siempre) o inducibles (se sintetizan solo cuando está presente su substrato). Con excepción del agua y el amonio que ingresan a la célula por difusión pasiva en respuesta a un gradiente de concentración a ambos lados de la membrana, el resto de los metabolitos lo hacen por sistemas de transporte más específicos. Tanto las porinas, como los canales de maltosa, no requieren consumo de energía. Los primeros son sistemas inespecíficos que permiten el ingreso de moléculas pequeñas (peso molecular menor o igual a seis mil dalton). Las porinas son proteínas ubicadas en la membrana externa de las bacterias gramnegativas, que forman canales o poros permitiendo el pasaje de las moléculas pequeñas e hidrofílicas. En la difusión facilitada, una proteína asociada a la membrana celular facilita el equilibrio a ambos lados de la misma, actuando en conjunto con una quinasa citoplasmática dependiente de ATP. Estas proteínas de membrana se denominan permeasas y muchas son inducidas por el substrato a ser transportado. Cuando la sustancia es fosforilada por la quinasa citoplasmática, queda atrapada dentro de la célula. La difusión facilitada se parece a la difusión simple, porque el substrato se mueve por un gradiente de concentración (de mayor a menor), por lo tanto el propio proceso de transporte no requiere energía. La diferencia que tiene con la difusión pasiva, es que está mediada por una proteína transportadora, es más rápida y tiene mayor especificidad de substrato. El transporte activo permite que los solutos ingresen a la célula en contra de un gradiente de concentración, consumiendo energía metabólica. Como ejemplo citaremos al sistema de la ß-galactósido permeasa, mediante el cual la lactosa (disacárido) es concentrado dentro de una bacteria como E. coli. El transporte de la lactosa se produce por una permeasa específica (proteína M); dicha reacción implica gasto de energía. La energía se usa para disminuir la afinidad de la permeasa por la lactosa en la parte interna de la membrana celular, favoreciendo su rápida liberación dentro del citoplasma. Si la generación de energía es bloqueada por el agregado de azida de sodio al sistema, la permeasa cataliza la difusión facilitada de la lactosa, cesando el transporte cuando la concentración del disacárido sea la misma a ambos lados de la membrana. En medios aerobios y a pH neutro, la baja concentración de hierro no permite alcanzar un desarrollo óptimo. Las bacterias han desarrollado varios sistemas para obtener cantidades adecuadas de dicho elemento. Los sideróforos son ligandos de bajo peso molecular cuya función es suministrar hierro a la célula. Aunque existe una variación importante en la estructura de

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los distintos tipos de sideróforos conocidos, la mayoría son de dos tipos: catecoles: la enterobactina es la más estudiada; e hidroximatos: producidos por algunos hongos. La enterobactina es un poderoso quelante que E. coli produce rápidamente cuando existe déficit de hierro y la secreta al medio externo. Crecimiento de las poblaciones bacterianas El paso esencial para iniciar el estudio de una cepa bacteriana, es el cultivo. Este paso es importante para proveer de una población de bacterias que puedan ser analizadas mediante pruebas bioquímicas, serológicas, genéticas y de susceptibilidad a los antibióticos. El cultivo es el proceso de propagación de los microorganismos en el laboratorio, que se obtiene aportando las condiciones ambientales adecuadas y los nutrientes necesarios para el crecimiento bacteriano. Debemos recordar que algunas de las bacterias que causan infecciones en seres humanos no son capaces de crecer en medios artificiales inertes. Es necesario conocer cuales son los requisitos básicos de la bacteria en cuestión para su cultivo en el laboratorio (nutrientes, requerimientos atmosféricos y ambientales), así como los requisitos del o de los tipos bacterianos que se necesite recuperar. La siembra de un material que contiene bacterias en un medio sólido adecuado con la técnica de aislamiento permite, luego de un período adecuado de incubación, la recuperación de millones de bacterias agrupadas en colonias aisladas. Éstas pueden ser aisladas nuevamente en un nuevo medio para obtener un cultivo puro. El crecimiento se define como el aumento del número de bacterias en una población determinada (ver figura 4). Es importante diferenciar entre el crecimiento de una célula individual y el de una población. Dicho crecimiento celular es el resultado del aumento del tamaño de la célula, seguido de su división. El crecimiento de una población, en cambio, es el resultado del aumento del número total de células, que puede ser cuantificado directamente (contando el número de células) o indirectamente (por ejemplo, midiendo la masa celular). El recuento de células totales puede determinarse por recuento microscópico en una cámara con áreas de volumen conocido, contando las células por unidades. Este recuento, considera la totalidad de las células presentes en la muestra (viables y no viables). Para realizar un recuento de las células viables, es necesario hacer un cultivo en medio sólido para contar el número de unidades formadoras de colonias (UFC) presentes en un volumen conocido de la

Figura 4. Curva de crecimiento bacteriano

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muestra. Dicha técnica puede realizarse por siembra en la superficie de un medio apropiado o por siembra incorporada en agar. El crecimiento de las poblaciones bacterianas en un sistema de cultivo cerrado (sin entrada ni salida de los componentes del sistema), está limitado por el agotamiento de los nutrientes o bien por la acumulación de productos tóxicos del metabolismo. Cuando las bacterias se siembran en el laboratorio en un medio líquido (por ejemplo en un tubo de ensayo), se trata de un sistema cerrado de cultivo. Si se toman muestras a intervalos regulares en diferentes tiempos de incubación y se realiza un recuento del número de células viables por mililitro de cultivo, la representación gráfica de los datos (conteo de células viables en función del tiempo) dará la curva de crecimiento característica que consta de cuatro fases: latencia, exponencial, estacionaria y muerte. FASE DE LATENCIA

Las bacterias transferidas de un cultivo en fase estacionaria a un medio fresco, sufren un cambio en su composición química antes de ser capaces de iniciar la multiplicación. Hay aumento de los componentes macromoleculares y de la actividad metabólica, casi sin división celular, asociado a un incremento de la susceptibilidad a los agentes físicos y químicos. Por lo tanto, la mal llamada fase de latencia implica intensa actividad metabólica. FASE EXPONENCIAL

Las células se dividen a velocidad constante, determinada por la naturaleza intrínseca de la bacteria y por las condiciones del medio. Existe gran aumento del número total de células viables, que puede ser expresado en forma exponencial. Próximo al final de esta fase, se produce la liberación de exotoxinas por las bacterias que las producen. FASE ESTACIONARIA

Eventualmente el agotamiento de los nutrientes o la acumulación de productos tóxicos determina el cese del crecimiento. Hay pérdida de células por muerte, la cual es balanceada por la formación de nuevas células. Cuando esto ocurre, el conteo total de células aumenta levemente aunque el de las bacterias viables permanece constante. Hacia el final de esta etapa, puede ocurrir la esporulación en aquellas bacterias que poseen este mecanismo de resistencia. FASE DE MUERTE

Luego de la fase estacionaria, la tasa de muerte se incrementa, el número de bacterias viables disminuye rápidamente y, por lo tanto la curva de crecimiento declina. Las características de la curva de crecimiento pueden variar, dependiendo de las características propias del microorganismo, del estado metabólico del inoculo, del medio de cultivo y de las condiciones de incubación. Las condiciones físicas y químicas del medio donde el microorganismo crece afectan las actividades de éstos. La comprensión de cómo influye el ambiente en el crecimiento, nos ayuda a explicar la distribución de los microorganismos en la naturaleza y hace posible diseñar métodos que permitan estudiar y controlar el crecimiento bacteriano. Además, existen sistemas de cultivo abiertos que son poco usados en el laboratorio de microbiología clínica. El cultivo continuo (con aporte y salida de nutrientes y requerimientos a una tasa constante), permite mantener a las bacterias en una misma fase de crecimiento

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durante un largo período de tiempo (por ejemplo en la fase estacionaria o en la exponencial). Dicha técnica es interesante por ejemplo para los procesos productivos.

Medios de cultivo Son una mezcla equilibrada de nutrientes requeridos a concentraciones que permiten el crecimiento de los microorganismos. Deben contener todos los nutrientes necesarios en cantidades apropiadas a los requerimientos de los microorganismos y en condiciones de pH, presión osmótica, oxígeno disuelto, etc., adecuados para el crecimiento. Aunque los diferentes microorganismos tienen distintas propiedades fisiológicas y requerimientos nutricionales, la composición química de las células es constante en todo el mundo vivo. Los medios más simples están compuestos por una base mineral se puede suplementar con una fuente de carbono, de energía, de nitrógeno y con algún factor de crecimiento requerido. Los medios deben esterilizarse antes de ser usados. Esta esterilización generalmente se realiza con calor húmedo, pero algunos medios con componentes sensibles al calor pueden filtrarse. Existen muchos medios con diferentes utilidades que pueden ser clasificados de la siguiente manera. Según su consistencia en: líquidos, semisólidos y sólidos. Los medios sólidos son usados para el aislamiento bacteriano, mientras que los líquidos son útiles para el enriquecimiento de una población bacteriana de interés. Según su composición: definidos (de composición química conocida, medios simples) y complejos (con agregados de sustancias no definidas, por ejemplo extracto de levadura). Según la cantidad de nutrientes: pobres (por ejemplo el agar simple) y ricos (por ejemplo el agar sangre). También pueden clasificarse en medios: diferenciales, que permiten diferenciar algunas propiedades distintivas del grupo bacteriano (por ejemplo el uso de lactosa en agar CLED); y selectivos, que permiten el desarrollo de algunos microorganismos pero no de otros (por ejemplo el Mac Conckey para la selección de bacterias gramnegativas). También existen los medios especiales para el transporte de muestras o cepas, o aquellos específicos para identificar alguna vía metabólica determinada.

Bibliografía •

Forbes BA, Sahm DF, Weissfeld AS. editors. Bailey & Scott´s. Diagnostic Microbiology. 11th. ed. St. Louis, Missouri. Mosby. 2002.

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Joklik WK, Willett HP, Amos DB, Wilgert CM. editores, Zinsser Microbiología. 20ª ed. BsAs. Panamericana; 1994.

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Genética bacteriana L. Betancor, M. Gadea, K. Flores

Introducción Las bacterias son microorganismos con una capacidad extraordinaria de adaptación a diferentes condiciones ambientales. Para comprender la esencia de esta capacidad es importante conocer sus bases genéticas, es decir como está organizada la información genética, como realizan y regulan su expresión y que mecanismos de variación génica poseen. La capacidad infecciosa de las bacterias patógenas radica en que poseen la información génica necesaria para colonizar los tejidos del huésped, invadirlos y/o producir sustancias tóxicas que causarán la enfermedad. Por otro lado, el conocimiento del funcionamiento genético de las bacterias, sumado al hecho de que son de fácil manejo en el laboratorio y que tienen crecimiento rápido, ha permitido usarlas para sintetizar productos útiles a la medicina, tanto para el diagnóstico como para la prevención y tratamiento de algunas enfermedades. Estas posibilidades se han visto incrementadas con el desarrollo de la ingeniería genética y la disponibilidad de técnicas de biología molecular.

Estructura del genoma bacteriano Toda la información genética esencial para la vida de la bacteria está contenida en una única molécula de ácido desoxirribonucleico (ADN) de doble cadena y circular, cerrado por enlace covalente. Dicha molécula se denomina cromosoma bacteriano. Muchas bacterias poseen además ADN extracromosómico, también circular y cerrado, denominado ADN plasmídico por estar contenido en los plásmidos. Éstos, portan información génica para muchas funciones que no son esenciales para la célula en condiciones normales de crecimiento. En términos bioquímicos la composición y estructura de los ácidos nucleicos bacterianos, es la misma que para cualquier célula. Conviene recordar brevemente, que los ácidos nucleicos son macromoléculas compuestas de nucleótidos unidos en forma covalente por medio de enlaces fosfodiester entre los carbonos de las posiciones 3´ y 5´ de dos residuos de azúcares adyacentes. Esta estructura forma un esqueleto de azúcares y fosfatos constante en toda la macromolécula. La variación entre los nucleótidos que constituyen la cadena de ácido nucleico, esta dada por sus bases nitrogenadas; para el ADN son: adenina (A), timina (T), citocina (C) y guanina (G) y para el ácido ribonucleico (ARN) son en lugar de timina, el uracilo (U). La A y G se denominan bases púricas o purinas, mientras que T, U, y C se

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denominan bases pirimidínicas o pirimidinas. Así, una cadena o hebra de ácido nucleico, tendrá una estructura primaria determinada por la secuencia de las bases que la componen. El ADN como macromolécula, esta compuesto por dos cadenas nucleotídicas o hebras antiparalelas que se enlazan entre sí formando una doble hélice. Los enlaces entre ambas hebras de ADN están determinados por puentes de hidrógeno entre las purinas de una cadena, con las pirimidinas de la otra. Entonces, la A forma dos puentes de hidrógeno con la T, mientras que la C forma tres puentes de hidrógeno con la G. Dicho fenómeno se conoce como complementariedad de bases, es decir que la A es complementaria a la T y la C lo es para la G (ver figura 1). Estos enlaces mantienen estable la estructura de doble hélice de ADN, en la cual se pueden distinguir pares de nucleótidos o pares de bases (pb). Estos pb pueden usarse como unidad de tamaño o longitud para las moléculas de ADN, de esta manera podemos decir por ejemplo que el ADN cromosómico de Escherichia coli tiene un tamaño de 4,2 millones de pb o lo que es lo mismo de 4.200 kilobases (Kb). Todas las células deben enfrentarse al problema de como lograr contener en su estructura moléculas tan grandes como el ADN. Volviendo al ejemplo de E. coli, los 4.200 Kb de su genoma implican una longitud de 1,3 mm es decir unas mil veces la longitud de la célula. Las bacterias no poseen histonas asociadas a su genoma y en consecuencia no tienen la posibilidad de compactar su ADN en estructuras tipo nucleosomas como las células eucariotas. Por lo tanto, deben compactar su ADN de otra manera. Esto se logra porque el ADN circular cerrado es capaz de adoptar una estructura terciaria denominada superenrollamiento, que implica el enrollamiento del eje de la doble hélice sobre si mismo (ver figura 2). Este superenrollamiento se dice que tiene sentido negativo porque tiene el sentido contrario al enrollamiento de una hebra de ADN sobre la otra. Esto supone para la bacteria una fuente de almacenamiento de energía para ser usada en muchos procesos fisiológicos que la requieren, por ejemplo la separación de las dos hebras de ADN necesaria para la replicación y la transcripción. El cromosoma bacteriano es suficientemente largo como para formar muchos lazos circulares, que como tales pueden superenrollarse formando una serie de dominios topológicos independientes. Esta organización en dominios colabora a la compactación general del genoma bacteriano e impide que, con la ruptura de una hebra (en cualquier sitio del cromosoma) se pierda el superenrollamiento total, manteniendo la energía almacenada. Las bacterias poseen enzimas (topoisomerasas) capaces de alterar la estructura del ADN, modificando su superenrrollamiento. Estas topoisomerasas actúan agregando o eliminando vueltas superhelicoidales y cumplen un rol importante en los procesos de replicación y transcripción del ADN. Además, es interesante mencionar que algunas de las topoisomerasas como la ADNgirasa, son blanco de acción de los antibióticos del grupo de las quinolonas, como el ácido nalidíxico.

Los plásmidos son ADN extracromosómico Como ya dijimos, muchas bacterias poseen información génica contenida en moléculas de ADN distintas a las del cromosoma bacteriano, denominadas plásmidos. Estos, son moléculas circulares de ADN de doble cadena que constituyen una unidad de replicación independiente del cromosoma. Por esto puede encontrarse más de una copia del mismo plásmido dentro de la célula bacteriana. En general los plásmidos de mayor tamaño se encuentran en una o unas pocas copias, mientras que los más pequeños pueden estar en hasta cien copias por célula (plásmidos multicopia). Aunque el ADN plasmídico no porta información genética esencial para la vida de la

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Figura 1. Estructura del ADN. Apareamiento de dos hebras de ADN basado en la complementariedad de bases. A (adenina) se aparea con T (timina) por medio de 2 puentes de hidrógeno, mientras que C (citocina) se aparea con G (guanina) por medio de 3 puentes de hidrógeno, formando los llamados “pares de bases”.

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NUCLEØTIDO

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bacteria, sí porta genes que le confieren nuevas propiedades fenotípicas y que en algunos casos le son útiles para su adaptación al crecimiento en determinados ambientes. Muchas bacterias potencialmente patógenas para el hombre, solo son capaces de comportarse como tales cuando portan un plásmido que contiene genes que le permiten expresar moléculas de adhesión a los tejidos del huésped o sintetizar sustancias tóxicas para éste. Como ejemplo la toxina tetánica producida por Clostridium tetani, está codificada plasmídicamente. En otros casos, los plásmidos contienen genes que codifican enzimas capaces de degradar algunos antibióticos, permitiendo que la bacteria sobreviva a la acción de los mismos. Por ejemplo la producción de β-lactamasas por cepas Neisseria gonorrhoeae, Staphylococcus aureus y Haemophylus influenzae está codificada plasmídicamente. Los plásmidos pueden clasificarse según distintos criterios, por ejemplo por su tamaño, su número de copia o el tipo de genes que contiene (plásmidos de virulencia, plásmidos de resistencia a antibióticos, etc.). También pueden clasificarse en grupos de incompatibilidad;

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DISOCIACIØNLOCAL

Figura 2. Superenrollamiento del ADN. Una molécula de ADN circular relajado puede ser “retorcida” para formar una molécula superenrrollada negativamente. Esta reacción es catalizada por una enzima “girasa”, mientras que la reacción inversa lo es por una “topoisomerasa”.

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se dice que dos plásmidos pertenecen al mismo grupo de incompatibilidad si son incapaces de coexistir en la misma bacteria. Muchos plásmidos, en general los de mayor tamaño (que pueden portar hasta 50 o 100 genes), suelen ser capaces de transferirse de una bacteria a otra mediante un proceso llamado conjugación (véase mas adelante). Estos plásmidos de conjugación codifican todos los factores necesarios para su transferencia. Algunos plásmidos mas pequeños, no conjugativos, pueden ser movilizados, es decir que poseen la secuencia necesaria para permitir su transferencia, pero ellos mismos no codifican las proteínas necesarias para ser transferidos. Por último, otros plásmidos no se transfieren en absoluto. La adquisición de ADN plasmídico por una cepa bacteriana, puede realizarse por medios distintos a la conjugación como transformación, la transducción mediada por fagos o la incorporación en el cromosoma, como veremos mas adelante.

Genes "saltarines" de las bacterias Los elementos transponibles son segmentos de ADN capaces de moverse desde una posición a otra en el genoma. Es decir que pueden transponerse o “saltar” desde un sitio determinado del genoma, separándose del resto del ADN, hasta otro sitio distinto al cual se integran. También pueden transponerse desde el cromosoma a un plásmido o viceversa o a distintos

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sitios dentro de la misma molécula de ADN. Los elementos transponibles están ampliamente distribuidos en la naturaleza, tanto en virus, como en células procariotas y eucariotas. Existen dos tipos de elementos transponibles: las secuencias de inserción (elementos IS) y los transposones (Tn). Los elementos IS son segmentos pequeños de ADN, de aproximadamente 1 a 2 Kb que contienen la información genética mínimamente necesaria para la transposición. Poseen secuencias específicas en ambos extremos del fragmento que consisten en repeticiones invertidas una respecto de la otra. Estas secuencias, son reconocidas específicamente por enzimas codificadas en el mismo elemento IS, denominadas transposasas, responsables de la integración del elemento al sitio blanco del genoma. Los Tn son segmentos de ADN que además de portar la información necesaria para la transposición, contienen genes que pueden codificar diferentes propiedades fenotípicas. Dentro de éstas se destaca la resistencia a ciertos antibióticos, como es el caso de la resistencia de alto nivel a la gentamicina que tienen algunas cepas de Enterococcus sp. Algunos plásmidos poseen uno o mas Tn que portan determinantes de resistencia a antibióticos; la capacidad de estos elementos para transponerse de un plásmido a otro, proporciona a la bacteria gran flexibilidad para desarrollar resistencia, dado que dichos plásmidos son generalmente conjugativos, por lo que pueden transferirse entre distintas bacterias. La inserción de un elemento transponible puede producir diferentes efectos sobre la expresión de la información génica como impedir la funcionalidad de un gen o activar la expresión de otro.

Replicación del ADN bacteriano El genoma completo de una célula, sea procariota o eucariota, debe replicarse con exactitud una vez por cada división celular. Por lo tanto, la iniciación de la replicación compromete a la célula a una división posterior. Si se inicia la replicación, la división consiguiente no debe ocurrir hasta que se haya completado la replicación y, de hecho el final de la replicación puede disparar la división celular. Las bacterias, a diferencia de las células eucariotas, son capaces de replicar su ADN a lo largo de todo su ciclo celular. Se denomina replicón a cada unidad de replicación del ADN que contiene todos los elementos requeridos para regular este proceso. El cromosoma bacteriano se replica a partir de un único origen que se mueve linealmente hasta completar la duplicación total de la molécula, por lo que constituye un replicón. Esto facilita la regulación que está centrada en la etapa de iniciación; una vez que la replicación del cromosoma se inicia en su origen, todo el cromosoma será duplicado. Los plásmidos, constituyen replicones independientes del cromosoma, generando una replicación por ciclo celular que se coordina con la replicación genómica (plásmidos unicopia) o permitir varias replicaciones por ciclo (plásmidos multicopia). El sitio de ADN que se está duplicando, se llama horquilla de replicación. La replicación puede ser unidireccional o bidireccional, según se formen una o dos horquillas en el origen. Generalmente, los cromosomas bacterianos tienen replicación bidireccional, mientras que algunos plásmidos pueden replicarse unidireccionalmente. En la replicación unidireccional, una horquilla sale del origen y progresa a lo largo del ADN. En la bidireccional, se forman dos horquillas que se alejan del origen en direcciones opuestas hasta que se encuentran completando la duplicación. Esto permite a la bacteria duplicar su ADN mas rápido que si

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Figura 3. Replicación del ADN. El proceso de replicación del ADN es semiconservativo, ya que cada nueva molécula posee una hebra sintetizada “de novo” apareada a su complementaria proveniente de la molécula que le dio origen. El poroceso genera dos moleculas de ADN idénticas.

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el proceso fuera unidireccional, pudiendo replicar mas de mil pb por segundo. Es importante destacar que, aunque la velocidad de replicación es muy elevada, la fidelidad de la misma también es grande, siendo la frecuencia de mutaciones espontáneas del orden de una cada 107 a 1011 pb replicados. La replicación es semiconservativa porque cada molécula de ADN posee una cadena del ADN original y una nueva. Esto resalta la importancia de la complementariedad de bases en la estructura del ADN (ver figura 3). Las enzimas encargadas de catalizar el proceso de replicación, se denominan ADN polimerasas. Si bien en E. coli se conocen tres tipos distintos, la responsable de la mayoría de los procesos de replicación es la polimerasa III, mientras que las polimerasas I y II cumplen principalmente funciones de reparación de rupturas o de errores en las moléculas de ADN. También participan otras enzimas, como las helicasas responsables de “desenrollar” el ADN en el origen o cerca de él, paso indispensable para iniciar la replicación.

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Figura 4. Colaboración de proteínas en la horquilla de replicación. La ADN polimerasa III necesita para iniciar la síntesis un cebador o primer que es sintetizado por una ARN polimerasa especial. Algunas proteínas desenrrollan la hélice de ADN y otras se unen a los fragmentos de ADN unicatenario para estabilizarlo. Como la polimerasa solo sintetiza ADN en dirección 5’ a 3’, una de las cadenas se sintetiza en forma discontinua, dejando una serie de fragmentos de ADN y de huecos sin replicar. La ADN polimerasa I rellena los huecos y una enzima ligasa sella los fragmentos entre si.

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Esquemáticamente, podemos decir que la replicación consta de tres fases: iniciación, elongación y terminación. La primera se produce desde el origen del replicón donde se forma la o las horquillas de replicación, gracias a la acción de las helicasas que “desenrollan” el ADN. De esta forma se constituye una porción monocatenaria de ADN que estará en condiciones de formar un complejo con proteínas de unión al ADN, encargadas de estabilizar la cadena sencilla, evitando la formación de puentes de hidrógeno. Se sintetiza un corto oligonucleótido de ARN con un grupo 3´ oxidrilo libre, que actuará como cebador o primer, en el cual la ADN polimerasa agrega los nucleótidos. La elongación consiste en el avance de la horquilla de replicación, conforme se van agregando nucleótidos a la nueva cadena, siguiendo un orden establecido por las reglas de complementariedad de bases (A con T y C con G), entre la cadena “molde” y la nueva. En esta etapa participa fundamentalmente la ADN polimerasa III. Todas las polimerasas conocidas agregan nucleótidos en dirección 5´- 3´ para el crecimiento de la cadena y requieren una cadena de ADN molde, un cebador y los nucleótidos. (Ver figura 4). La terminación se produce después de que ambas horquillas de replicación han atravesado la mitad del cromosoma en direcciones opuestas y se encuentran en la región terminal del genoma. En esta región, existen secuencias de ADN que actúan como bloqueadores para el avance del las horquillas, por lo tanto se asegura que la replicación termine en esa pequeña porción del genoma.

Expresión de los genes procariotas TRANSCRIPCIÓN Y TRADUCCIÓN

La expresión genética de todas las células depende de los procesos secuenciales de transcripción y traducción que, en conjunto transfieren la información contenida en una secuencia de nucleótidos de un gen, a una secuencia de aminoácidos de una proteína. Esto implica que a partir de la dotación génica portada por la célula (genotipo), se expresarán un conjunto de características evidenciables y que constituirán el fenotipo celular. Durante la transcripción, las reglas del apareamiento de bases son aplicadas por la ARN

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Figura 5. Comparación entre la expresión de los genes eucariotas y procariotas. Los ARNm procariotas son a menudo poligénicos, es decir que contienen información para mas de una proteína. El extremo 5’ se traduce cuando todavía se está transcribiendo el extremo 3’. Los ARNm eucariotas son monogénicos y requieren de modificaciones postranscripcionales antes de atravezar la membrana nuclear y llegar al citoplasma donde son traducidos. !

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polimerasa para sintetizar un producto complementario a una cadena del ADN usada como molde, que es el ARN. Una de las clases mas importantes de ARN es el llamado mensajero (ARNm), que porta la información para la síntesis de proteínas. La ARN polimerasa bacteriana, es distinta de la que tienen las células eucariotas; de hecho, algunos antibióticos que tienen como sitio blanco de acción la ARN polimerasa (por ejemplo la rifampicina) son efectivos exclusivamente ante células procariotas. La ARN polimerasa reconoce un sitio específico en el ADN, llamado promotor, al cual se une iniciando la transcripción. Un mismo transcripto, ARNm, puede contener la información correspondiente a más de un gen, por lo tanto se traducirá luego en más de un polipéptido. El conjunto de genes que son transcriptos en un único ARNm y que por tanto se expresan en conjunto se denomina operón. (Ver más adelante). Los genes procariotas no poseen intrones como los eucariotas, es decir que una vez transcripto el ARNm, éste será traducido directamente en una secuencia polipeptídica, sin necesidad de realizar ningún procesamiento después de la transcripción. Otra diferencia importante con la expresión de los genes eucariotas, es que como las bacterias no tienen un compartimento nuclear definido, los procesos de transcripción y traducción están acoplados. Es decir que mientras se está sintetizando una molécula de ARNm, el ARN naciente puede tomar contacto con los ribosomas e iniciar la síntesis proteica (ver figura 5). Ésto es una ventaja para la bacteria y constituye una importante causa de su elevada capacidad para adaptarse a diferentes ambientes, porque le permite responder rápidamente a los estímulos sintetizando las proteínas necesarias, en el momento adecuado. La traducción es un proceso por el cual el ARN ribosómico, el ARN de transferencia (ARNt) y muchas proteínas ribosomales, realizan la “lectura” del código genético. Dicho código está “escrito” en tripletes de nucleótidos o codones portados por el ARNm; de la

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“escritura” de la secuencia correspondiente de aminoácidos, surge el producto polipeptídico. El ribosoma desempeña un rol fundamental, reuniendo al ARNm y a los ARNt cargados de aminoácidos. La estructura y composición de los ribosomas procariotas (ARN y proteínas), difiere en cierta medida de los ribosomas eucariotas. Tienen menor masa y por lo tanto, menor coeficiente de sedimentación (la subunidad mayor 50 S y la menor 30 S, ambas suman 70 S). Estas diferencias entre los ribosomas procariotas y eucariotas, igual que otras diferencias en la expresión génica (polimerasas, topoisomerasas, proteínas, mecanismos regulatorios y factores de elongación), tienen una serie de implicancias. Una de éstas es la sensibilidad diferencial de procariotas y eucariotas a toxinas y antibióticos. Por ejemplo los macrólidos, los aminoglucósidos, el cloramfenicol y otros son antibióticos que actúan en el ribosoma bacteriano o en el proceso de síntesis proteica; en cambio, algunas toxinas bacterianas como la diftérica, actúan selectivamente en la síntesis proteica eucariota. Existen dos sitios en el ribosoma: el aceptor (sitio A), donde los ARNt cargados se asocian en primer lugar y el sitio peptídico (sitio P), donde se sujeta la cadena polipeptídica en crecimiento. En cada adición de aminoácidos, el ARNm avanza un codón y el nuevo aminoácido se traslada del sitio A al P, incorporándose a la proteína en formación. Como el código genético es universal, el significado de los codones es similar al de los eucariotas, aunque cabe mencionar que existen algunas diferencias en los codones que determinan la iniciación y la terminación de la traducción, así como en la preferencia de uso de ciertos codones. Como en los procesos de replicación y transcripción, el paso inicial de la traducción es un importante punto de regulación.

Regulación de la expresión génica de las bacterias Las bacterias tienen muchos mecanismos para controlar la expresión de sus miles de genes, con cual logran que el producto de un gen determinado, solo se sintetice cuando es necesario y, en lo posible en la cantidad óptima. Esto les confiere una importante capacidad de adaptación a cualquier cambio de concentración de nutrientes del medio en que habitan, activándose determinadas vías metabólicas solo cuando son necesario. Así, las bacterias evitan sintetizar enzimas cuando falta el sustrato correspondiente, pero siempre están preparadas para fabricarlas cuando aparece dicho sustrato en el entorno. Un importante mecanismo de regulación desarrollado por las bacterias, se basa en la activación o desactivación de la transcripción de un grupo de genes cuyos productos tienen funciones relacionadas y que están organizados en una región del genoma que permite regular su expresión. Esta forma de organización genética se denomina operón y le permite a la célula administrar en forma óptima sus reservas energéticas. Un operón consiste en: un promotor, sitio blanco de la regulación; genes adyacentes que codifican cada una de las enzimas de una vía metabólica y una secuencia de terminación de la transcripción. Así, todos los genes constituyentes de un operón son transcriptos de forma coordinada como ARNm policistrónico, es decir multigénico. Dicho ARNm es traducido secuencialmente en proteínas por los ribosomas. La iniciación de la transcripción puede regularse positiva o negativamente. Los genes bajo control negativo se expresan constantemente, excepto que sean inhibidos por una proteína represora que evitará la expresión del gen por su unión a una secuencia específica del ADN,

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denominada operador. Este operador impide que la ARN polimerasa inicie la transcripción en el promotor. Aquellos genes cuya expresión se encuentra bajo control positivo, no serán transcriptos excepto que esté presente una proteína activadora que se une a una secuencia específica del ADN y ayuda a la ARN polimerasa en los pasos iniciales de la transcripción. Los operones pueden ser inducibles o reprimibles. Se considera inducible, cuando la introducción de un sustrato en el medio aumenta la expresión de las enzimas necesarias para su metabolismo. Éstos solo funcionan en presencia de una pequeña molécula, el inductor. Por otro lado, en el mecanismo de regulación por represión, disminuye la síntesis de algunas enzimas cuando existen cantidades suficientes de los productos terminales de la vía metabólica correspondiente. Esto se denomina represión por producto final; los metabolitos terminales son moléculas llamadas correpresores (ver figura 6). Un ejemplo clásico es el operón lactosa (lac), descrito en E. coli. Contiene un conjunto de genes cuyos productos son las enzimas responsables de la degradación de la lactosa. En ausencia de lactosa en el medio, el operón es reprimido por la unión de una proteína represora a la secuencia del operador, esto impide la acción de la ARN polimerasa. La adición de lactosa al medio anula dicha represión, dado que el propio azúcar actúa como inductor uniéndose a

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Figura 6. Mecanismos de regulación de la expresión génica. a) Inducción: Un gen regulador (reg) codifica para una proteína represora en su estado activo que se une al operador (O) bloqueando la unión de la ARN polimerasa al promotor (P). En presencia del inductor, la proteína represora es inactivada y el operador se encuentra disponible para el inicio de la transcripción. b) Represión: El gen regulador codifica para una proteína represora en su estado inactivo. En ausencia de la molécula correpresora, ocurre la transcipción. En presencia del correpresor, la proteína represora es activada para su unión al operador, bloqueando de este modo la transcripción.

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la proteína represora e impidiendo que ésta continúe asociada al operador. Este mecanismo de control negativo, asegura que el operón lac se transcriba solo cuando hay lactosa en el medio. Sin embargo, existe un mecanismo para aumentar al máximo la expresión del operón lac, basada en un mecanismo de control positivo mediado por proteínas activadoras. En E. coli existe una proteína llamada proteína activadora del gen por el catabolito (PAC), que forma un complejo con el monofosfato de adenosina cíclico (AMPc) y adquiere la capacidad de unirse a una secuencia específica del ADN presente en el promotor. La unión del complejo PAC-AMPc al ADN, potencia la unión de la ARN polimerasa al promotor y permite aumentar la frecuencia de iniciación de la transcripción. Así, no solo se regula la síntesis, sino también la cantidad que se sintetiza, según los requerimientos de las enzimas responsables de la degradación de la lactosa. Este tipo de mecanismo regulador de la transcripción, se encuentra en muchas bacterias para diferentes vías metabólicas. También existen operones que son regulados en la terminación de la transcripción por un mecanismo especial llamado atenuación qu es característico de las vías biosintéticas de aminoácidos y se basa en el acoplamiento entre transcripción y traducción. Este es el caso del operón triptófano (Trp), en el cual el promotor codifica un pequeño péptido que contiene do Trp en posición crítica. Cuando hay suficiente cantidad de este aminoácido en el medio, el péptido se sintetiza rápidamente a partir del promotor que es transcripto y luego traducido. Esto provoca un cambio en la conformación del ADN correspondiente al operón, que permite reconocer una señal de terminación de la transcripción entre el promotor y los genes estructurales; sitio donde la ARN polimerasa se separa del ADN y termina la transcripción. Por el contrario, cuando no hay suficiente Trp, el péptido no podrá sintetizarse y la ARN polimerasa continuará transcribiendo los genes del operón. Así, la célula solo sintetizará el aminoácido, cuando no haya suficiente cantidad de éste en el medio para ser usado en las vías biosintéticas. No solo en la transcripción existe regulación, también existen en la traducción y luego de ella. La velocidad de la traducción de las diferentes secuencias de ARN transcriptos, puede variar más de mil veces según el sitio de unión del ribosoma con el mensajero. Generalmente, el control de la traducción se basa en la obstrucción del sitio de unión del ribosoma, ya sea por la unión de una proteína al ARN ribosómico en ese sitio o por el apareamiento de bases de éste con otro fragmento de ARN. Este es el mecanismo usado para la regulación de la síntesis de las proteínas ribosomales, cuyos genes también se encuentran organizados en operones. Por último, existe también la regulación postraduccional que la bacteria usa para inactivar enzimas innecesarias. Si bien existen mecanismos para suprimir la producción de enzimas cuando no son necesarias, hay que considerar que estas enzimas tienen una vida media relativamente larga y que en algunas ocasiones es más redituable energéticamente inactivar las enzimas de una vía biosintética, que asumir el gasto de ATP correspondiente al funcionamiento de dicha vía cuando el producto está disponible en el medio.

Mecanismos de variación genotípica Como vimos, las bacterias tienen mecanismos que les permiten cambiar su expresión génica favoreciendo la síntesis de los productos de ciertos genes y reprimiendo la de otros. Estos mecanismos pueden llamarse de variación fenotípica, ya que implican una serie de cambios en el fenotipo celular o de la población bacteriana. También existen mecanismos de variación genotípica, que serán igualmente traducidos en cambios fenotípicos, pero que se basarán en una modificación de la información genética contenida en la célula.

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Básicamente, existen dos formas de variación genotípica en las bacterias. Por un lado, en el genoma se producen cambios debidos a mutaciones y por otro, las bacterias pueden intercambiar material genético y sufrir recombinación. MUTACIONES

Una mutación es un cambio heredable en la secuencia de bases de los ácidos nucleicos que constituyen el genoma de un organismo; ésta se produce en condiciones naturales con baja frecuencia y se deben fundamentalmente a errores en los procesos de replicación del ADN. Además de las mutaciones espontáneas, pueden ocurrir mutaciones inducidas, provocadas por agentes mutagénicos (químicos, físicos o biológicos) que proporcionan una herramienta para introducir cambios en el genoma bacteriano en el laboratorio. La mayoría de estos errores o alteraciones introducidos en el genoma, son corregidos por los mecanismos de reparación del ADN, pero algunos escapan a la corrección y pueden originar cambios heredables que proporcionan una diversidad genética. Dada la baja frecuencia de mutaciones, solo los microorganismos con alta tasa de crecimiento, pueden alcanzar cifras suficientemente altas como para que sean detectables. Las mutaciones en las bacterias, frecuentemente afectan propiedades fácilmente reconocibles como requerimientos nutricionales, morfología o resistencia antibiótica. Algunas mutaciones pueden conferir al mutante una ventaja frente a la cepa que le dio origen, bajo ciertas condiciones ambientales, de manera que la progenie de dicha célula mutante es capaz de superar el crecimiento de la cepa original y sustituirla. Este es el caso de las mutaciones que confieren resistencia a los antibióticos, en las que el mutante resistente se seleccionará en un ambiente en el que las bacterias estén expuestas al antibiótico en cuestión. Este tipo de mutaciones se denominan selectivas. En cambio, frente a una mutación no selectiva la bacteria no adquiere beneficios en relación a su progenitor, por ejemplo la pérdida de pigmento de las colonias de Serratia marcescens que se observa cuando se cultivan en agar. Las mutaciones puntuales, son aquellas que implican un cambio en una única base; pueden provocar que se cambie un aminoácido por otro en el producto proteico (mutación por cambio de sentido). Otras veces no se traducen en ningún cambio (mutación silenciosa), dado que como sabemos existe más de un codón para cada aminoácido. También puede suceder que el codón se convierta en una señal de terminación (mutación sin sentido) y en ese caso se traducirá una proteína incompleta no funcional. Las deleciones y las inserciones producen cambios más notorios en el ADN, provocando la pérdida o la incorporación de cualquier número de pares de bases. Por lo tanto, siempre que éste no sea múltiplo de tres se producirán mutaciones por desplazamiento del marco de lectura, que suele provocar la pérdida total del fenotipo. Muchas mutaciones que originan un producto proteico defectuoso, pueden ser suprimidas por un segundo evento de mutación en otro sitio del genoma (mutaciones supresoras), restaurándose el fenotipo original. TRANSFERENCIA DE GENES ENTRE BACTERIAS

La recombinación genética es el proceso mediante el cual los elementos genéticos contenidos en el genoma de diferentes individuos se combina. Esto permite que el individuo origine alguna nueva función que pueda dar como resultado una adaptación a los cambios en el medio ambiente. Este es un evento evolutivo importante y las células tienen mecanismos específicos que aseguran que dicha recombinación se efectúe. A diferencia de los eucariotas donde la recombinación genética ocurre en asociación a la reproducción sexual, en los procariotas

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comprende una serie de mecanismos independientes del evento de reproducción celular. Estos mecanismos son llamados transformación, transducción y conjugación. La transformación es el proceso por el cual ciertas bacterias (llamadas competentes), son capaces de incorporar ADN exógeno proveniente de otras bacterias, que está libre en el medio. La virulencia del Streptococcus pneumoniae está relacionada con la presencia de una cápsula polisacarídica a su alrededor. Las bacterias con cápsula tienen un aspecto liso (S) cuando se cultivan en placas de agar y son capaces de matar a los ratones que son inyectados experimentalmente con una suspensión bacteriana. Las colonias con bordes rugosos (R) de S. pneumoniae, carecen de cápsula y no son letales al infectar ratones. Frederick Griffith en 1928 observó por primera vez la transformación cuando mezcló bacterias S muertas con bacterias R vivas y encontró que al inyectar la mezcla en ratones, también resultaba letal. De esto concluyó que las cepas R habían sido transformadas en bacterias S, ahora capaces de fabricar el polisacárido capsular virulento. La capacidad de captar el ADN exógeno, conservarlo en forma estable e interaccionar con él, se denomina competencia. Este fenómeno depende de la presencia de un sistema de captación de ADN específico asociado a la membrana. (Ver figura 7). Ejemplos de bacterias con competencia natural son Haemophilus influenzae, Neisseria sp., Streptococcus pneumoniae y ciertas especies de Bacillus. Aunque la mayoría de las bacterias no presentan capacidad natural para captar ADN, es posible inducir en el laboratorio la competencia, generando por distintos medios distorsiones en la membrana celular; por ejemplo con pulsos eléctricos (electroporación) o con cambios osmóticos y térmicos. Estos procedimientos son muy usados para introducir experimentalmente ADN extraño, por ejemplo un plásmido, en una bacteria y así transformarla para que adquiera un fenotipo de interés. Las bacterias también pueden ser transformadas con ADN viral, en cuyo caso el proceso se llama transfección. La transducción es la transferencia de ADN de una bacteria a otra por intermedio de un bacteriófago. Existen dos formas de transducción la especializada y la generalizada. La primera ocurre cuando un fago temperado porta genes bacterianos adquiridos durante un ciclo infeccioso anterior y al infectar una nueva bacteria e integrar su genoma al cromosoma bacteriano, incorporará a éste la información genética correspondiente a la bacteria infectada previamente. La transducción generalizada se produce por partículas virales defectuosas que se originan como cápsides vacías durante la replicación viral y que luego incorporan ADN de una bacteria; así, al infectar una nueva bacteria podrá introducir en ella dicho material genético. La conjugación se basa en el intercambio unidireccional de información genética desde una bacteria donante a otra receptora mediante un contacto real. (Ver figura 8). Los plásmidos son los elementos genéticos que con mayor frecuencia se transmiten de esta forma. La capacidad de conjugación depende de la presencia en la bacteria de plásmidos conjugativos que contienen los genes necesarios para tal proceso. Un ejemplo muy conocido de plásmido conjugativo es el plásmido F de E. coli que codifica las proteínas necesarias para la conjugación, incluyendo el pili sexual. Éste, es una estructura especializada esencial para el contacto entre la bacteria donadora y la receptora. Generalmente, los plásmidos conjugativos solamente causan la transferencia de su propio material genético pero en ocasiones el plásmido puede integrarse al cromosoma bacteriano y en el momento de conjugar se transferirá no solo a sí mismo, sino también a los genes cromosómicos que se encuentran tras él. Teóricamente todo el cromosoma podría ser transferido lo que requeriría más de dos horas, pero la unión entre las bacterias por medio del pili persiste menos tiempo. Las cepas bacterianas con el plásmido

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Figura 7. Modelo para el proceso de transformación natural. Para la inducción del estado competente se requiere de un factor de competencia (FC). El DNA exógeno bicatenario se une a las células competentes en dos pasos diferentes, la unión laxa y la fuerte. Fragmentos de DNA monocatenarios son transportados al interior celular unidos a proteínas. Estos complejos DNA-proteínas facilitan la recombinación posterior de los fragmentos exógenos en el cromosoma huésped.

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Figura 8. Transferencia del plásmido F mediante conjugación. Una célula F+ es capaz de sintetizar un pili especial (factor F) que le permite iniciar el proceso de conjugación para transferir el plásmido F a una célula receptora F-.

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Aportes de la biología molecular y la genética bacteriana a la medicina Una de las contribuciones más importantes de la ingeniería genética de bacterias, es su uso para desarrollar vectores o vehículos que permitan el clonado de cualquier secuencia de ADN. Los vectores más usados con este fin son los plásmidos bacterianos.

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Clonar implica introducir un fragmento de ADN en un vector. Los vectores de clonación deben permitir la inserción de un fragmento de ADN extraño y ser capaces de replicarse normalmente dentro de la bacteria. Como vimos, los plásmidos tienen la capacidad de autoreplicarse y son elementos génicos factibles de ser transferidos entre bacterias e introducidos en una cepa deseada, por lo tanto constituyen buenos vectores de clonación. Actualmente existen varios tipos de vectores, algunos plasmídicos (como el pBR322 o el pUC) y también virales (como el bacteriófago lambda) o, los más modernos llamados cósmidos que combinan algunas de las ventajas de los plámidos con las de los fagos. Para clonar un gen cualquiera en un plásmido, es necesario primero cortar el ADN plasmídico y el ADN del cual procede el gen a clonar, para luego ligarlos de la forma deseada. Para esto, se utilizan enzimas de restricción. Muchas bacterias sintetizan estas enzimas, que son capaces de cortar hebras de ADN (extraño a la propia bacteria), en secuencias nucleotídicas específicas. Por ejemplo, una cepa determinada de E. coli, produce una enzima denominada EcoRI, que reconoce la secuencia GAATTC y la corta (ver figura 9). Después que EcoRI ha cortado el ADN, quedarán bases sin aparear que estarán disponibles para aparearse con otro fragmento de ADN que tenga las bases complementarias. Si cortamos dos fragmentos de ADN con esta enzima y mezclamos los productos de esa reacción, se obtendrá un producto recombinante por combinación de los dos ADN originales. Estas enzimas que han sido purificadas hace tiempo y que hoy se producen comercialmente, son usadas para clonar genes en por ejemplo un plásmido bacteriano. De esta manera, es posible incorporar en un plásmido bacteriano un gen eucariota que codifique para una proteína determinada que nos interese producir en grandes cantidades, siempre que se conozca su secuencia nucleotídica y se disponga de enzimas de restricción que sean capaces de cortar específicamente el fragmento que contiene el gen. Una vez obtenido el fragmento de ADN de interés y cortado el plásmido que será usado como vector con las mismas enzimas

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Figura 9. Mecanismo de acción de la endonucleasa EcoRI. La enzima EcoRI reconoce la secuencia GAATTC en el DNA de doble cadena. En ese sitio es capaz de cortar el DNA dejando extremos cohesivos. Esto permite restringir dos moléculas de DNA diferentes y luego ligarlas (utilizando una enzima ligasa), para producir una molécula de DNA recombinante.

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de restricción, estaremos en condiciones de ligar ambos fragmentos de ADN, valiéndonos de las propiedades de complementariedad de bases del ADN; así se construye el plásmido recombinante. Este plásmido podrá ser introducido por transformación en una cepa bacteriana apropiada y se podrá producir la proteína de interés en un cultivo bacteriano de E. coli, purificándola luego a partir del cultivo (ver figura 10). Usando estos procedimientos de clonado y expresión de genes, actualmente se producen muchas proteínas que son usadas en el tratamiento de algunas enfermedades humanas (por ejemplo la diabetes), al producir hormonas humanas como la insulina, la hormona de crecimiento o el interferón, en bacterias recombinantes obteniendo cantidades suficientes como para su aislamiento y uso terapéutico. Además, la disponibilidad de antibióticos naturales para el tratamiento de las infecciones bacterianas no es infinita, por lo que otra importante área de investigación se centra en la aplicación de la ingeniería genética a la creación de nuevos antibióticos. Por manipulación genética se intenta producir mutaciones específicas en los genes encargados de la codificación de proteínas con efecto antibiótico o producir moléculas de antibióticos híbridos, logrados por técnicas de ADN recombinante. Otra importante aplicación de la biología molecular a la medicina, es la producción de vacunas recombinantes. Este procedimiento se basa en la expresión en bacterias de genes propios de patógenos contra los que se desea vacunar, por ejemplo virus, parásitos u otras bacterias. El procedimiento consiste básicamente en el clonado de genes que codifican para antígenos de superficie del virus o del parásito contra el que se desea vacunar. Estos antígenos serán expresados en la cepa recombinante y purificados a partir del cultivo de la misma cepa, usándose luego como inmunógenos. Así, clonando los genes apropiados en los microorganismos adecuados, podrán producirse grandes cantidades del antígeno puro. Este método proporciona la ventaja de que evita trabajar con microorganismos patógenos. El desarrollo de la vacuna contra la hepatitis B representa el primer éxito de las vacunas recombinantes. Ésta, es producida en una levadura que ha sido transformada previamente con un vector recombinante que contiene el gen del antígeno de superficie del virus. Estos métodos pueden usarse también para la producción de vacunas vivas, es decir vacunas que son administradas con virus o bacterias vivas que han sido manipuladas genéticamente para perder su virulencia, pero que mantienen intactas sus propiedades inmunogénicas. Además, estos microorganismos denominados atenuados, pueden usarse como vectores de genes de otros gérmenes patógenos para producir vacunas que inmunicen contra más de una enfermedad infecciosa a la vez. Estos procedimientos son motivo de investigación en los laboratorios de desarrollo de vacunas en todo el mundo.

Biotecnología aplicada al diagnóstico clínico Otro uso de la producción de antígenos a escala industrial en bacterias, es para realizar pruebas diagnósticas que detecten anticuerpos específicos contra antígenos microbianos en el suero de pacientes. En estos casos, interesa clonar en una bacteria de rápido crecimiento como E. coli, el gen que codifica para un antígeno determinado del microorganismo contra el cual se desea detectar la respuesta inmune desarrollada por el paciente. De esta manera, se producirá el antígeno proteico en cantidad suficiente como para “capturar” los anticuerpos en la técnica elegida para la prueba diagnóstica, ya sea por enzimoinmunoensayo (ELISA), inmunofluorescencia, aglutinación de partículas de látex u otras. Un ejemplo de esto, es el reciente desarrollo de una técnica de ELISA para la detección de anticuerpos dirigidos contra

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Figura 10. Clonación de un fragmento de DNA en un plásmido. Un gen de interés puede ser clonado en un plásmido. Para eso, el DNA plasmídico y el DNA exógeno son tratados con la misma enzima de restricción y mezclados en presencia de una enzima ligasa. El producto de la ligación es introducido en una cepa bacteriana por transformación, y se seleccionan los clones recombinantes por la resistencia al antibiótico portada por el plásmido.

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el antígeno del core del virus de hepatitis B, habiéndose este antígeno clonado y expresado en E. coli. Las bacterias patógenas se comportan como tales porque poseen ciertos genes, tanto en cromosomas como en plásmidos, que le confieren la capacidad de expresar determinadas características fenotípicas denominadas factores de virulencia o determinantes de patogenicidad. El estudio detallado de la genética bacteriana, ha permitido identificar algunos de estos genes y hoy somos capaces no solo de identificar a una bacteria como patógena cuando la aislamos produciendo enfermedad, sino también cuando encontramos en ella los genes responsables de la expresión de determinantes de patogenicidad. Esto es importante cuando no alcanza con identificar a nivel de especie una cepa bacteriana aislada de una muestra biológica patológica, para afirmar que esa bacteria es el agente causal del proceso infeccioso. Este es el caso de las enfermedades diarreicas causadas por ciertas cepas de E. coli. Como sabemos, E. coli es parte de la microflora normal del aparato intestinal del hombre y por supuesto esas bacterias no actúan como patógenos en el intestino. Sin embargo, algunas cepas especiales de la misma especie, cuando colonizan el aparato gastrointestinal, a través de la ingesta de alimentos o agua contaminados, son capaces de multiplicarse y causar un proceso infeccioso que se manifiesta con diarrea. Estas cepas productoras de diarrea, difieren en su carga genética de las pertenecientes a la flora normal en que poseen genes que codifican para factores de virulencia, por ejemplo pueden ser capaces de producir toxinas cuyo blanco de acción es el enterocito o producir determinadas proteínas de membrana externa para adherirse a la mucosa intestinal. Entonces, cuando en una enfermedad diarreica hay que establecer el diagnóstico clínico microbiológico, por ejemplo en un lactante (edad en la que E. coli es el primer agente causal de diarrea), no alcanzará con identificar fenotípicamente como E. coli a una cepa aislada en el coprocultivo, sino que habrá que determinar la presencia de ciertos determinantes de patogenicidad para afirmar que se trata de una cepa patógena. Una opción para esto es identificar la presencia de los genes que codifican para estos determinantes. Para esto se han desarrollado técnicas de hibridación por sondas, que se basan en las propiedades de complementariedad de bases del ADN. Una sonda, es un fragmento de ADN complementario a una región de un gen que nos interesa identificar, la cual ha sido previamente marcada con algún indicador que pueda ser detectado luego de la hibridación. El marcado puede realizarse incorporando nucleótidos radioactivos o biotinilados o marcados con digoxigenina. Si en un cultivo bacteriano interesa saber si posee el gen X, cuya secuencia es conocida, podremos construir una sonda específica para dicho gen, extraer el ADN del cultivo y mezclarlo con nuestra sonda. Esto se realiza en condiciones que puedan desnaturalizar la estructura de doble cadena de ADN, para permitir que la sonda logre hibridar con su secuencia complementaria. Así, podremos evidenciar si nuestro cultivo posee o no el gen buscado, porque de estar presente encontraremos la marca correspondiente a la sonda incorporada en la estructura del ADN. Esta técnica puede usarse aplicando la sonda directamente sobre una muestra clínica, por ejemplo una sección tisular y en ese caso se denomina hibridación in situ. Hoy se disponen de muchas sondas específicas de ADN usadas para el diagnóstico de muchas enfermedades bacterianas. La hibridación por sondas y otros métodos para detectar un gen en particular, es útil para realizar el diagnóstico etiológico de las infecciones producidas por microorganismos cuyo cultivo es dificultoso, ya sea por crecimiento lento como en Mycobacterium sp., o por tener requerimientos especiales de cultivo y aislamiento como Chlamydias sp., Rickettsias sp. o virus. El mayor problema diagnóstico usando hibridación por sondas, es la baja sensibilidad de

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la técnica, dado que es necesario que en la muestra existan suficientes copias del gen buscado como para que la marca correspondiente a la sonda sea detectada. Generalmente, las técnicas de hibridación in situ con sondas no radioactivas, son capaces de detectar más de 200 copias del gen. Por esto, muchas veces la sensibilidad de la técnica no es suficiente como para descartar aquellas muestras en las que se obtienen resultados negativos. Uno de los más interesantes avances en diagnóstico clínico, ha sido el desarrollo de un método que permite amplificar el número de copias de un determinado fragmento de ADN de interés. Esta técnica, llamada reacción en cadena de la polimerasa (PCR), permite generar millones de copias exactas de un fragmento de ADN a partir de una copia original en dos o tres horas. La PCR se basa en las propiedades de replicación del ADN la cual puede reproducirse in vitro si se coloca el ADN molde en una mezcla de ADN polimerasa, nucleótidos y cebadores específicos (primers) para las regiones del fragmento que se desea amplificar. Esta mezcla, se coloca en condiciones de pH y osmolaridad tales que permitan el funcionamiento adecuado de la polimerasa. Primero se coloca la mezcla a altas temperaturas (94 o 95ºC) para lograr que el ADN se desnaturalice, es decir que se separen ambas hebras. Luego se somete a temperaturas adecuadas para que los cebadores hibriden con el ADN molde (entre 40 y 55ºC, según la secuencia de los cebadores). En una tercera etapa, se coloca a la temperatura adecuada para que la polimerasa de ADN actúe catalizando la replicación. Las polimerasas que se usan para estos fines, deben ser capaces de tolerar las altas temperaturas de desnaturalización del ADN, por lo que la enzima utilizada proviene de una bacteria termófila. La polimerasa más usada en PCR, proviene de Thermus aquaticus (Taq polimerasa) cuya temperatura óptima es 72ºC. Hoy se usa ésta y también otras enzimas, producidas en forma recombinante en E. coli. Estos cambios de temperatura se realizan en un termociclador, que es capaz de variar entre rangos muy amplios de temperatura en tiempos muy cortos. Este ciclado de temperaturas, por ejemplo: 94ºC por un minuto, 45ºC por un minuto y 72ºC por un minuto y medio, se repite aproximadamente 30 veces. Así, se logra que en cada ciclo se duplique el número de

Figura 11. Reacción en cadena de la polimerasa (PCR). El ADN molde se desnaturaliza (aprox. 94 °) y los primers se unen en sus secuencias complementarias en los extremos de la región a amplificar ( aprox. 55°, según la secuencia de los primers). Luego la polimerasa sintetiza una nueva hebra de ADN a partir de cada primer copiando la cadena molde ( a 72°). Asi se completa un ciclo, repitiendose el proceso unas 35 veces, amplificando la secuencia de interés en forma exponencial.

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copias de cada una de las hebras del ADN molde, con lo que se logra un crecimiento exponencial (ver figura 11). Este procedimento puede aplicarse directamente a una muestra clínica, para determinar la presencia o ausencia de un microorganismo en particular, mediante la detección de una secuencia específica en su ácido nucleico. Para revelar el resultado del ensayo, la mezcla de reacción debe ser sometida a electroforesis en gel de agarosa o de poliacrilamida. En esta, el ADN migra desde el polo negativo al positivo en diferentes grados según el peso molecular, es decir su tamaño en pares de bases. El fragmento a amplificar es por supuesto de tamaño conocido, por lo que podrá determinarse la presencia del gen buscado en la muestra, porque se habrá amplificado en la reacción y aparecerá una Figura 12. Corrida electroforética banda del tamaño correspondiente en el gel (ver en gel de agarosa, para revelar figura 12). una reacción de PCR. En el carril de Los geles deberán ser revelados para que desala derecha se observa un marcador de rrollen una reacción de color visible que nos ayude peso molecular y en los dos carriles anteriores el producto de la amplifi- a determinar la presencia o ausencia de la banda de cación del tamaño esperado. En el interés. En los geles de agarosa, el revelado se hace primer carril la muestra no contenía la generalmente con bromuro de etidio, que es un agensecuencia de interés. te intercalante del ADN, es decir que su molécula se intercala entre las bases del ácido nucleico. Este procedimiento colorea el gel porque el bromuro de etidio fluoresce bajo luz ultravioleta; por lo tanto cuando el gel se expone a la luz ultravioleta, se evidenciará o no la banda correspondiente. En los geles de poliacrilamida, el revelado puede realizarse con nitrato de plata. El resultado de la PCR también puede evidenciarse, combinado la PCR con una técnica de hibridación por sondas. Esto se logra transfiriendo el ADN del gel a una membrana (por ejemplo de nitrocelulosa) y ponerla en contacto con una sonda específica. En este caso el revelado lo brinda la marca de la sonda. Este procedimiento de transferencia de ADN a una membrana combinado con hibridación por sondas, se denomina Southern Blott. Aunque hemos centrado el interés de estas técnicas de detección de ácidos nucleicos para el diagnóstico de las enfermedades infecciosas, también son usadas para diagnosticar algunas enfermedades neoplásicas y hereditarias. La aplicación de la biotecnología molecular a la medicina, representa un campo de intensa investigación y vertiginoso desarrollo. La prevención, el tratamiento y el diagnóstico de muchas enfermedades que hasta hace pocos años resultaba imposible, hoy son una realidad y cada vez la biología molecular aporta más conocimientos y tecnología aplicables a la mejora de la calidad de vida y la salud humana.

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Métodos de estudio de bacterias y virus Métodos diagnósticos D. Sandín, G. Algorta

Introducción Uno de los propósitos de la microbiología médica es trabajar en asociación con la clínica para brindar un diagnóstico y un manejo adecuado de las enfermedades infecciosas, además de prevenir la diseminación de la infección a otros individuos. Generalmente es importante documentar la presencia de la infección, determinar su naturaleza específica y orientar la terapéutica adecuada en forma temprana en el curso de la enfermedad. La buena calidad de este trabajo lleva implícita, entre otras, actividades propias del laboratorio: criterio de selección de exámenes a solicitar por los médicos clínicos; recolección, rotulado y transporte de las muestras; evaluación de las muestras y pruebas de laboratorio; procedimientos que verifican los resultados y el uso apropiado por los médicos de los resultados para el diagnóstico y el tratamiento de las enfermedades infecciosas. Existen muchos métodos para realizar el diagnóstico de las infecciones microbianas en el laboratorio. Estas incluyen examen directo, aislamiento por cultivo, detección de antígenos y ácidos nucleicos y pruebas serológicos para detectar la respuesta de anticuerpos del individuo a la infección. No existe un único abordaje que cumpla todos los requerimientos del diagnóstico microbiológico, por lo tanto hay que implementar una combinación de métodos. La elección de los mismos dependerá de los diferentes factores que incluyen el conocimiento de las patogénesis de los agentes sospechosos, el estado de la enfermedad y la disponibilidad y utilidad de los diferentes métodos para la infección particular.

Estrategia en la elección de los métodos El laboratorio de microbiología deberá tener a disposición del clínico todas las pruebas necesarios para el diagnóstico y la atención de los pacientes a servir. Pero no todas las pruebas pueden ser realizadas en el laboratorio, por lo tanto éste deberá decidir cuáles se realizarán allí, cuáles se enviarán a un laboratorio de referencia y cuál será ese laboratorio. Las necesidades de los pacientes dictarán el número y la variedad de métodos que el laboratorio ofrecerá. Basado en estudios numéricos históricos y predictivos de las pruebas solicitados, el laboratorio puede discontinuar pruebas poco usadas que resultan costosas y de baja calidad. Por otra parte, antes de decidir implementar una nueva prueba diagnóstica, ésta deberá ser seleccionada previamente. El conocimiento de la población influirá en esta

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decisión, porque una prueba varía según su eficiencia para detectar un resultado positivo en relación con la prevalencia de esa enfermedad en la población. Generalmente las medidas de performance de una prueba incluyen sensibilidad, especificidad y valores predictivos positivo y negativo. Inherente a la determinación de la sensibilidad y la especificidad de una prueba, el gold standard o patrón de oro, es el parámetro con el que se compara la prueba. Esto no siempre es posible de realizar. Existen, por ejemplo, nuevas pruebas de detección de antígenos como los ensayos para virus sincicial respiratorio que pueden ser más sensibles e igual de específicos que el cultivo convencional. En tales circunstancias no debe juzgarse la performance de una prueba contra métodos standard. Cuando se dan las condiciones para una comparación con un gold standard, la sensibilidad y la especificidad de un método es independiente de la población de pacientes a analizar. Así, los laboratorios no necesitan realizar grandes estudios de evaluación de nuevas pruebas y usarán evaluaciones que fueron realizadas por microbiólogos competentes y respetados que fueron publicados en la literatura científica. La elección de una prueba deberá basarse en la performance publicada y la utilidad detectada por el laboratorio, según la prevalencia percibida desde el laboratorio de la enfermedad en cuestión. Es conveniente definir en este momento los conceptos de sensibilidad y especificidad. La sensibilidad de una prueba diagnóstica puede tener diferentes definiciones. Puede explicar la habilidad de una prueba para detectar pequeñas cantidades de lo analizado (por ejemplo los anticuerpos). Otra definición de sensibilidad determina que es la habilidad de un método para detectar casos positivos (ausencia de falsos negativos). También puede ser definida como la probabilidad de que una prueba sea positiva cuando la enfermedad está presente o la proporción de personas con infección que reaccionan positivamente en la prueba diagnóstica realizada. Por ejemplo, una prueba diagnóstica será más sensible, cuando detecte mayor número de personas infectadas o enfermas. La sensibilidad de una prueba se calcula según la siguiente fórmula: Reactivos positivos x 100 Reactivos positivos + falsos negativos La especificidad de una prueba es la habilidad que tiene para identificar correctamente a todos los negativos (ausencia de falsos positivos). Otra definición es la probabilidad de que una prueba sea negativa cuando la enfermedad no está presente o la proporción de personas sin la infección o enfermedad que reaccionan como negativas. Por ejemplo, una prueba es más específica cuando tiene menos reacciones positivas entre las muestras de personas que no tienen la enfermedad. La especificidad se calcula según la siguiente fórmula: No Reactivos x 100 No Reactivos + Falsos positivos Por otro lado, la eficacia de una prueba es la habilidad general de detectar correctamente todos los positivos y los negativos. Es una combinación de sensibilidad y especificidad y brinda una idea de la eficacia total de una prueba. Hay que considerar que no es lo mismo aplicar una prueba a una población con alta prevalencia de determinada enfermedad que a otra población con una baja prevalencia de la misma. Es interesante conocer los valores predictivos de estas pruebas. El valor predictivo, es la probabilidad de tener la enfermedad determinada por el resultado de la prueba. Existen dos tipos, el positivo y el negativo. El valor predictivo positivo, es la probabilidad de tener la enfermedad si el resultado de la prueba es positivo y se calcula con la siguiente fórmula:

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Reactivos positivos x 100 Reactivos positivos + falsos positivos El valor predictivo negativo, es la probabilidad de no tener la enfermedad si el resultado de la prueba es negativo y se calcula con la fórmula: No Reactivos x 100 No Reactivos + falsos negativos Los valores predictivos de las pruebas lo determinan la sensibilidad, la especificidad y la prevalencia de la enfermedad en la población en la que se aplica dicha prueba.

Recolección y transporte de las muestras La utilidad de un procedimiento analítico está directamente influido por la calidad de la muestra. La primera apreciación a realizar es si la muestra es representativa de la enfermedad que se considera. Por ejemplo, si el paciente tiene una neumonía es incorrecto realizar un exudado faríngeo para aislar el germen causal, porque las muestras respiratorias altas no son representativas de infecciones del aparato respiratorio inferior; los microorganismos que causan estas infecciones son habitantes normales de la flora nasofaringea. En esta enfermedad, el microorganismo también se puede aislar en la sangre del individuo, porque son enfermedades que pueden cursar con bacteriemia; también en el líquido pleural si están presentes. Tampoco es correcto en enfermos con otitis media, buscar el microorganismo causal en el exudado nasal por las mismas razones. Pero en este caso (otitis media), el microorganismo se puede aislar en el líquido del oído medio por punción de la membrana timpánica. Los materiales provenientes de sitios normalmente estériles, siempre son muestras excelentes cuando se realizan en condiciones adecuadas. Para estudiar las bacteria anaerobias, nunca se deben recoger muestras contaminadas con flora normal, porque generalmente los anaerobios forman parte de la flora normal y su aislamiento en muestras recogidas en contacto con piel o mucosas son imposibles de interpretar. Para la recolección de las muestras, el médico debe considerar que para realizar una buena recolección es fundamental la transmisión correcta de las indicaciones, las cuales deben ser racionales. Esto es importante para que el personal que recoge la muestra (enfermeras, técnicos de laboratorio, etc.), sepan y entiendan lo que deben hacer. En la selección de la muestra hay que considerar la representatividad como ya fue mencionado. Además, siempre hay que preparar el sitio de extracción de la muestra. Si se realiza por punción, habrá que realizar la desinfección correcta de la piel; si es un examen de orina, la limpieza de la región y recolección del chorro medio, etc. Es importante destacar que es frecuente recibir en el laboratorio de microbiología muestras inadecuadas por diferentes razones. Describiremos algunas de estas solicitudes irracionales. Los hemocultivos se reciben como muestras únicas o más de tres en 24 horas. Las muestras únicas de sangre dificultan la interpretación en el laboratorio, porque se aíslan microorganismos de la flora normal de piel y no se puede evaluar si éstos son por contaminación de la muestra en el momento de la extracción o porque dicha bacteria en la causante de la enfermedad del paciente. En la mayoría de las situaciones no se necesita realizar tomas seriadas que recargan innecesariamente el trabajo del laboratorio y no aportan datos nuevos de interés. Las muestras de heridas o secreciones respiratorias para estudio bacteriológico, pueden ser inadecuadas cuando existe predominio de células epiteliales sobre la otra población celular y no son representativas del estudio que se pretende. Para el estudio de virus respiratorios, se considera

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que la muestra fue incorrecta si en los aspirados nasofaríngeos no se obtuvieron células. Otras muestras inadecuados para estudio son: muestras de objetos y superficies inanimados, exudados de lesiones de boca, contenido intestinal, abscesos perirectales, colostomía, exudados de lesiones de decúbito y puntas de sondas vesicales o catéteres pleurales. A continuación se mencionan los requisitos necesarios para una correcta recolección de las muestras. En principio dicha recolección debe realizarse antes del inicio de la antibioticoterapia. Un ejemplo demostrativo es la realización de la punción lumbar en la meningitis aguda supurada. En esta situación, luego del diagnóstico clínico se realiza la punción lumbar para el diagnóstico citoquímico y bacteriológico; luego y antes de obtener los resultados, se inicia el tratamiento antibiótico. Posteriormente, cuando se tienen los resultados, en las mejores de las situaciones se podrá adecuar la terapéutica o adoptar otras conductas pertinentes. Como los antibióticos no tienen efectos sobre los virus, se puede obtener una muestra para cultivo viral aún cuando el tratamiento antibacteriano ya se hubiera iniciado. También es útil averiguar si el paciente ha recibido vacunas virales o tratamiento antiviral recientemente. La muestra se dirigirá a buscar el microorganismo en el sitio donde esté y se buscará que la muestra esté exenta de contaminación externa; para esto es necesario que el técnico brinde al paciente la instrucciones al respecto. También hay que considerar la etapa de la enfermedad, por ejemplo para aislar Salmonella typhi en la fiebre tifoidea, se podrá aislar en una muestra de sangre obtenida en los primeros días de enfermedad, con el pasar del tiempo la posibilidad de recuperación del germen disminuye y habrá que recurrir a otras muestras como materia fecal que tienen menor significación clínica. Para los virus, las mejores muestras generalmente son las que se obtienen al inicio de la enfermedad (dentro de las primeras 72 horas), cuando el virus se excreta a concentraciones relativamente elevadas y todavía no se ha unido a anticuerpos. Después de transcurridos siete días, habitualmente no vale la pena realizar cultivos virales cuando se trata de huéspedes inmunocompetentes. No obstante, en inmunocomprometidos y en infecciones virales persistentes o crónicas, el virus puede aislarse durante períodos prolongados. La muestra deberá tener un volumen suficiente para su procesamiento, además de ser recogida en recipiente rotulado y limpio por fuera. Es imperativo que la muestra se acompañe de datos clínicos. El envío debe realizarse rápidamente preservando la muestra de temperaturas extremas y de la desecación. Para ello se usan medios de transporte. Los hisopos son de diferentes materiales: algodón, alginato, etc. Existe la posibilidad de que algunos sean tóxicos para algunas especies bacterianas y se desaconseja su uso en algunas muestras. Generalmente los hisopos de algodón son de uso generalizado, considerando que pueden contener ácidos grasos no saturados inhibidores de N. gonorrhoeae, por lo que se recomiendan los de alginato de calcio o de dacron para muestras uretrales. A continuación detallaremos algunos ejemplos de recolección y transporte de muestras clínicas. • Hisopados conjuntivales: frotar la conjuntiva palpebral con un hisopo estéril humedecido con solución salina estéril. Colocar el hisopo en 3 o 4 ml de medio de transporte. • Hisopados de lesiones y vesículas cutáneas: recolectar la muestra dentro de los tres días de la erupción de la vesícula. Primero, se lava suavemente la superficie de la vesícula o la lesión con etanol al 70%, luego se aspira el fluido vesicular con una jeringa de tuberculina y se coloca el aspirado en 3 o 4 ml de medio de transporte. En las lesiones cutáneas o vesículas abiertas, frotar con un hisopo y colocarlo en 3 o 4 ml de medio de transporte. El hisopado de las vesículas puede ser colocado en el medio de transporte que ya tiene el fluido vesicular.

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• Aspirado nasofaríngeo: es la muestra de elección para los virus respiratorios. Se introduce una sonda nasogástrica (SNG) por las fosas nasales hasta la rinofaringe y se aspira el moco en un tubo colector especial. El contenido de la SNG se lava con medio de transporte para virus que se recoge en el tubo colector. • Hisopados nasales: introducir suavemente un hisopo de algodón seco en la nariz. Dejar el hisopo en la nariz durante algunos segundos para que las secreciones sean absorbidas. Colocar el hisopo dentro de 3 o 4 ml de medio de transporte. • Hisopados faríngeos: frotar las amígdalas y la faringe con un hisopo de algodón seco. Colocarlo en 3 o 4 ml de medio de transporte. • Hisopados rectales: introducir un hisopo de algodón humedecido, 2 o 3 cm dentro del canal anal y realizar movimientos rotatorios. Colocar el hisopo en 3 o 4 ml de medio de transporte. • Heces: recolectar 2 o 4 g de la muestra en un recipiente limpio. • Orina: recolectar 10 a 15 ml de orina recientemente emitida en un recipiente estéril y enviarla directamente al laboratorio. • Líquido cefalorraquídeo (LCR): recolectar al menos 0,1 ml de LCR (mejor 2 o 3 ml). Transportarlo al laboratorio inmediatamente. • Sangre con anticoagulante (para cultivo viral o inmunofluorescencia): recolectar sangre entera en un tubo que contenga heparina, citrato o EDTA (quelante de calcio) y enviarla directamente al laboratorio. La entrega rápida (2 a 6 horas) al laboratorio es esencial. • Suero (para pruebas serológicas): recolectar la muestra de sangre en un tubo estéril que no contenga anticoagulantes. Enviar la muestra al laboratorio (no congelar). Los medios de transporte son diferentes para estudio viral o bacteriano.

Métodos El cultivo y la identificación de los patógenos específicos a partir de los materiales recogidos de los pacientes en los que se sospecha una infección es la mejor herramienta diagnóstica disponible, aunque no la más rápida. En algunas situaciones dicho estudio resulta difícil o incluso imposible, por ejemplo en rickettsiosis y en la sífilis. En algunos casos puede ser necesaria la serología u otros métodos, ya sea por que no se conocen las condiciones necesarias para su cultivo in vitro o por los riesgos que implica la manipulación de estos microorganismos. Hoy se dispone de técnicas para detectar y cuantificar muchos marcadores específicos de enfermedades infecciosas. Por un lado, se usan técnicas inmunológicas para cuantificar las inmunoglobulinas específicas o detección de antígenos en los tejidos; por otro, la introducción de la genética molecular en el laboratorio clínico, ha sido un gran avance al respecto. MÉTODOS DIRECTOS

Son aquellos que detectan: al microorganismo por microscopia, al microorganismo por cultivo, a los antígenos del microbio y los ácidos nucleicos (reacción en cadena de la polimerasa). Para la detección de antígenos se usan técnicas inmunológicas como la inmunofluorescencia (IF), el enzimoinmunoanálisis (EIA) y los test de aglutinación. MÉTODOS INDIRECTOS

Son aquellos que reconocen la respuesta inmune (humoral o celular) que desarrolla el huésped. Se basan en la detección de anticuerpos específicos mediante técnicas inmunológicas (EIA, IF, western blot, etc.).

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DIAGNÓSTICO MICROSCÓPICO DE LAS ENFERMEDADES INFECCIOSAS

El microscopio de luz es una de las herramientas más útiles en el diagnóstico bacteriológico. Aún hoy con el desarrollo de métodos más rápidos (muchos requieren instrumentos sofisticados o caros), la simple visualización microscópica de muestras clínicas es todavía la forma más rápida y específica de orientar el diagnóstico clínico. Basta recordar la utilidad del examen en fresco para la visualización de algunas bacterias, por ejemplo el examen en fresco con campo oscuro para Treponema y las muestras fijadas y teñidas con coloraciones simples o diferenciales, como la coloración de Gram o de Ziehl Neelsen. Existen distintos tipos de microscopios ópticos o de luz. El más usado en el laboratorio de bacteriología es el microscopio de campo claro (de luz transmitida), el resto (de campo oscuro, de contraste de fases, de luz ultravioleta) tienen uso más restringido. El microscopio de luz consta de dos sistemas de lentes convergentes: el objetivo (próximo al objeto de estudio) y el ocular (próximo al ojo del observador). Posee un objetivo de bajo aumento (10X), uno de mediano aumento (40X) y uno de alto aumento (100X o lente de inmersión). Este último es el más usado en bacteriología, porque al sumergir el lente en el aceite que recubre el preparado aumenta el poder de resolución a 0,2 micras, siendo posible observar la mayoría de los tipos bacterianos. El microscopio posee además una fuente de luz (incluida o externa al instrumento), un condensador móvil, un espejo que refleja la luz y un diafragma que permiten regular el paso de la luz concentrando los rayos luminosos sobre el objeto. Por último, tiene una platina para colocar la lámina de estudio y un mecanismo de ajuste para enfocar el sistema de lentes sobre el objeto. Dicho mecanismo consta de un macrométrico (de ajuste grosero) que coloca al objeto próximo al foco y un micrométrico (de enfoque fino) que permite el enfoque del objeto. La microscopia óptica es un método sencillo y rápido que muchas veces orienta al diagnóstico etiológico. Nos informa la cantidad y morfología bacteriana, además de la presencia de determinados tipos celulares presentes en el preparado que validan o no la muestra para el análisis microbiológico; por ejemplo: las células epiteliales en muestra de secreciones respiratorias. El examen microscópico puede realizarse en fresco u obteniendo un frotis fijado y coloreado. El examen en fresco permite apreciar la existencia de bacterias y la presencia de movilidad de las mismas y características de esta. Esto último muchas veces orienta a la identificación de una cepa bacteriana o al diagnóstico etiológico. Algunas bacterias como las espiroquetas tienen un diámetro muy pequeño como para ser observadas en un microscopio de luz transmitida, por lo cual se usa el microscopio de campo oscuro que permite distinguir sus propiedades morfológicas y de movilidad. En este microscopio, la luz pasa a través de un condensador que proyecta luz transversalmente sobre la muestra, de modo que el haz de luz incide oblicuamente sobre la superficie del microorganismo siendo reflejado. Los rayos desviados son los que penetran en el objetivo y hacen que los cuerpos bacterianos se observen rodeados de un halo brillante. La microscopia de fluorescencia tiene los mismos principios de óptica, las diferencias están relacionadas con la generación y transmisión de la luz útil para la excitación de colorantes fluorocromos o de fluorescencia natural de los microorganismos. Algunos producen luz después de absorber luz ultravioleta; otros lo hacen luego de haber tomado un fluorocromo, por ejemplo las bacterias ácido alcohol resistentes. Por último, otros producen luz luego de la unión del antígeno a un anticuerpo conjugado previamente con un colorante fluorescente, este método es muy usado en virología y será expuesto con las técnicas Inmunológicas; también es muy

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usado en el diagnóstico de algunas enfermedades bacterianas, poe ejemplo Chlamydia spp. y virus sincicial respiratorio. La microscopia electrónica usa electrones en lugar de luz. Dicho método de estudio es útil por ejemplo para el diagnóstico de virus causantes de gastroenteritis. Con el microscopio electrónico se puede observar la morfología de los viriones presentes en las muestras clínicas. La limitación de este método, además del costo del microscopio, es que necesita una concentración elevada de viriones (aproximadamente 109 partículas virales por ml, dependiendo del virus) en la muestra, por lo tanto decimos que es poco sensible. Por esto es una técnica poco usada, más aún con el desarrollo de técnicas alternativas de similar utilidad. El microscopio electrónico nos permite, por ejemplo, obtener resultados positivos rápidos de muestras de materia fecal de pacientes con diarrea. Rotavirus, Adenovirus, Coronavirus y Calcivirus pueden ser visualizados e identificados como causantes de esta enfermedad. Por ejemplo, Rotavirus posee una forma característica en doble rueda y un tamaño distintivo (70 nm de diámetro) y se los encuentra en concentraciones de hasta 1011 partículas virales por gramo de heces. También en otras muestras, como líquido vesicular, biopsia de tejidos, verrugas, orina o suero es posible obtener resultados positivos mediante coloración negativa. Si la concentración de virus en la muestra clínica es baja y por tanto no son visibles directamente por el microscopio electrónico, se pueden usar técnicas que aumentan la visualización, por ejemplo la inmunoelectromicroscopia. Ésta consiste en el agregado de anticuerpos específicos antivirales y la formación de agregados de partículas que son visibles con mayor facilidad que las partículas solas (ver figura 1). AISLAMIENTO Y CULTIVO DE MICROORGANISMOS VIABLES

El cultivo es aún el gold standard y una herramienta importante de diagnóstico. Permite además, identificar el microorganismo aislado, realizar estudios de sensibilidad a los antibióticos y antivirales y tipificar el microorganismo con fines epidemiológicos. Figura 1. Microfotografía electrónica de virus visualizados en heces de pacientes con diarrea. A- Adenovirus. B- Rotavirus.

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Para el microbiólogo el problema es decidir cuál o cuáles de los microorganismos aislados en una muestra clínica están involucrados en la enfermedad en cuestión. Son pocos los microorganismos a los cuales el término “patógeno” puede aplicarse invariablemente, definiendo patógeno aquel microorganismo que siempre que se encuentra estará causando una enfermedad infecciosa. La mayoría pueden integrar la flora del huésped que es dinámica en su composición. Por lo tanto, es interesante definir los sitios estériles y los que poseen flora, aunque no existen categorías claras que delimiten entre especies patógenas e inocuas. Las conclusiones se basarán en los criterios establecidos para un buen procesamiento del material. Como regla general, la elección de métodos y medios de cultivo se ajusta a la naturaleza, al origen de la muestra y a los interrogantes que se pretende responder. Por ejemplo para una muestra de pus drenada de un absceso: ¿Cuáles microorganismos están presentes como agentes causales? Se supone que cualquier microorganismo presente puede ser el causal y que el tratamiento dirigido hacia él debe resultar beneficioso. La estrategia a seguir debe ser recuperar cualquiera y todos los microorganismos presentes. El método será utilizar varios medios de cultivo y enriquecimiento. En contraste con este enfoque abierto, algunos cultivos se realizan para determinar si un patógeno particular está presente o no. Por ejemplo en un exudado faríngeo: ¿Cuáles microorganismos están presentes como agentes causales? S. pyogenes. La estrategia a aplicar debe ser investigar un único agente tratable y cultivable. Por lo tanto el me´todo será usar medios de cultivo solo para S. pyogenes. De esto se desprende que existe muchos medios de cultivo con diferentes propósitos. Por un lado, existen los medios simples que permiten el desarrollo de microorganismos con gran capacidad metabólica, que con pocos nutrientes son capaces de extraer todo lo necesario para multiplicarse. Por el contrario, existen medios complejos que agregan diferentes sustancias necesarias a algunos microorganismos. Los medios de cultivo también pueden definirse como determinados, aquellos que tienen su composición químicamente definida o aquellos no bien definidos. Para el cultivo pueden usarse medios de cultivo diferenciales que ponen en evidencia alguna característica metabólica de algún grupo de bacterias. También pueden usarse medios selectivos que inhiben el desarrollo de algunos microorganismos, permitiendo el desarrollo particular de otros. Por último, los medios de enriquecimiento son medios líquidos que facilitan el desarrollo de algunos microorganismos inhibiendo la flora asociada y modificando la relación cuantitativa entre estos. El aislamiento posterior en medios sólidos permite la recuperación de estas bacterias. En el laboratorio de bacteriología clínica cuando se realizan estos cultivos, hay que considerar su sensibilidad para las diferentes muestras. No es lo mismo el diagnóstico de infección urinaria por urocultivo (técnica de sensibilidad alta), que el diagnóstico de neumonía por cultivo de esputo (técnica de sensibilidad muy baja). Otro elemento importante a considerar es la valoración de resultados positivos. ¿El microorganismo aislado de un sitio normalmente estéril, es un contaminante?; ¿forma parte de la flora normal de otros sitios en el huésped? Un ejemplo interesante es cuando se realiza una única muestra de hemocultivo y se aísla S. epidermidis, éste es un aislamiento en sangre normalmente estéril de un microorganismo que normalmente habita la piel del ser humano. Es imperativo en estas situaciones tener más de una muestra para poder interpretar estos resultados y definir si es una contaminación accidental o el microorganismo aislado es el responsable de la enfermedad. Las pruebas de identificación de las bacterias aisladas y los estudios de sensibilidad se describen en los capítulos respectivos.

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Cultivos celulares El aislamiento de un virus como técnica gold standard, permitía medir todas las otras pruebas de diagnóstico viral; pero hoy con el desarrollo de nuevas técnicas de biología molecular, el cultivo ya no es la técnica más sensible. Asimismo, el aislamiento de virus tiene elevada sensibilidad y especificidad; pero como solo se amplifica el virus, aumenta la sensibilidad sin disminuir la especificidad. Sin embargo, existen algunas desventajas en el aislamiento del virus. El proceso suele ser lento (días a semanas para la identificación) y en consecuencia puede no estar disponible a tiempo para influir en el tratamiento del paciente. Además, es un proceso dificultoso y caro. Por otra parte, requiere el uso de sistemas de cultivo adecuados, por ejemplo necesitan muchas líneas celulares para la detección óptima de virus. Los cultivos celulares son los biosubstratos más usados para la propagación de los virus. Un cultivo celular es obtenido de explantes de órganos o de embriones de animales. Estas células obtenidas asépticamente se disocian por acción de una enzima (tripsina) que rompe el cemento intercelular. La suspención de células libres así obtenidas, se coloca en la superficie plana de un recipiente de vidrio o de plástico, donde se adhieren y multiplican formando una capa fina de células que se llama monocapa celular. Ésta crece en un medio de cultivo complejo que contiene albúmina, vitaminas, sales, glucosa, etc., en un sistema buffer. Se previene la contaminación bacteriana agregando antibióticos adecuados al medio de cultivo. Los cultivos celulares en monocapa son los más usados, aunque hay otros sistemas (cultivos en suspensión, explantos, cultivos de órganos, cultivos en microcarriers, etc.). Los cultivos celulares se dividen en primarios, diploides y líneas celulares continuas. Los primeros se obtienen a partir de células, tejidos u órganos tomados directamente del organismo y pueden subcultivarse una o dos veces. Las líneas celulares diploides, crecen en pasajes sucesivos hasta aproximadamente 50 subcultivos y conservan, por lo menos en un 75%, el cariotipo correspondiente a la especie de que provienen. Las líneas celulares continuas, permiten un número finito de subcultivos y son heteroploides. Para considerar que se ha logrado establecer una línea continua, esta debe haber sido subcultivada por lo menos 70 veces. Estas líneas celulares continuas ofrecen las siguientes ventajas: disponibilidad para todos los investigadores de stocks de células idénticas, ya sea congeladas en ampollas o en monocapa en botella de cultivos, con la posibilidad de reconstituirlas cuando sea necesario. Facilidad relativa del pasaje y mantenimiento en todos los laboratorios. Libre de contaminación con agentes extraños. Los distintos cultivos celulares varían en cuanto a su susceptibilidad a los diferentes virus, ya que existe una relación específica entre el huésped y el virus, que está en relación con los datos clínicos y el tipo de muestra para inocular. Así por ejemplo la línea celular HEp-2, son células heteroploides humanas derivadas del carcinoma laríngeo y se recomiendan para virus sincicial respiratorio y Adenovirus. La MRC5, es una línea diploide fibroblástica de pulmón embrionario humano, que se usa para el aislamiento del Citomegalovirus, el virus sincicial respiratorio, herpesvirus , Echo virus, etc. La MDCK, es una línea celular diploide de riñón canino que se recomienda para el aislamiento del virus Influenza. Luego de inoculado el cultivo celular, se incuba a 35-37º C por un período de hasta 14 días en promedio, esperando la aparición del efecto citopático, la toxicidad o la degeneración celular. El cultivo se observa al microscopio a las 24, 48, 72 horas y luego 2 veces por semana. Se usan cultivos celulares no inoculados para control y comparación con cualquier cambio morfológico observado en los cultivos inoculados. El efecto citopático es la visualización de cambios morfológicos más o menos característicos en las células inoculadas producidas por

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la acción del virus en el cultivo celular. Así, por ejemplo, el virus sincicial respiratorio forma sincicios o células gigantes en HEp-2. Los Adenovirus, forman células redondeadas con forma de racimo en HEp-2, dejando áreas libres de células. Cuando los virus no producen efecto citopático, se puede recurrir a técnicas que ponen en evidencia la presencia de este en el cultivo. Las más usadas son: hemadsorción, hemaglutinación y tinciones con anticuerpos monoclonales. (Ver figura 2). Hay virus que durante su multiplicación intracelular expresan en la membrana de la célula huésped elementos estructurales virales llamados hemaglutininas, glicoproteínas capaces de unirse a receptores específicos en la membrana de glóbulos rojos de diferentes especies animales. Por lo tanto, si se agregan glóbulos rojos a un cultivo inoculado, se puede evidenciar la infección de esas células a través de la unión de los glóbulos rojos a la superficie celular. Dicho fenómeno se conoce como hemadsorción. En la hemaglutinación, las hemaglutininas pueden evidenciarse en el sobrenadante de los cultivos usando el mismo fundamento que para la hemadsorción. MÉTODOS ALTERNATIVOS

Otros métodos que pueden usarse en forma alternativa a los cultivos, tienen algunas ventajas y desventajas respecto a éstos. La especificidad puede ser imperfecta. Además, pueden ser incapaces de estudiar el patógeno en cuestión, como lo permite el aislamiento del microorganismo. Por otra parte, pueden ser más sensibles, permitiendo llegar a un diagnóstico con cultivos negativos. Además se realizan en menos tiempo; son más rápidos. Inmunoquímicos Estos ensayos se basan en la detección de anticuerpos (Ac) específicos que permiten señalar a determinado microorganismo presente en una infección. La otra posibilidad es la detección de antígenos (Ag) solubles en los materiales a estudiar. Son todas reacciones de tipo antígeno anticuerpo (Ag-Ac). La especificidad de los antisueros de uso corriente en el laboratorio suele ser muy variada. Generalmente, los microorganismos son un mosaico de antígenos expuestos. Según su especificidad podemos encontrar tres tipos de inmunoglobulinas: policlonales, monoespecíficas y monoclonales. Por ejemplo supongamos que dos bacterias A y B son diferentes; que la bacteria A presenta en su superficie tres Ag diferentes y que la bacteria B posee un Ag idéntico al de la bacteria A, un Ag propio y único y, un Ag que reacciona en forma cruzada con A. Un antisuero policlonal contra la bacteria A, la reconocerá en todos sus Ag, pero también reconocerá a B por el Ag idéntico al de A y por aquel que tiene reacción cruzada con A. Si pensamos en un antisuero monoespecífico contra el Ag en que B tiene reacción cruzada con A, también reconocerá las dos bacterias, tanto por reconocimiento específico, como por reacción cruzada. Por último, un Ac monoclonal solo reconocerá a la bacteria A, dado que no hay posibilidades de reacción cruzada. Es importante destacar que generalmente, todas las pruebas mejoran la especificidad y sensibilidad con los Ac monoclonales, pero su uso debe ser valorado junto a las necesidades, los costos, etc. Aunque existen técnicas diferentes para la detección de Ag o de Ac, todas se basan en diferentes formas de evidenciar una reacción Ag-Ac. La contrainmunoelectroforesis (CIE) fue una de las primeras técnicas en usarse. Ésta se basa en la carga negativa que presentan los Ag bacterianos en medio alcalino, cuando son sometidos a una corriente eléctrica; en cambio, los Ac permanecen neutros. Esta técnica es poco usada en la actualidad porque es menos sensibles que otras que se desarrollaron posteriormente y de mayor costo económico.

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Figura 2. Representación esquemática de un ensayo de aglutinación.

Técnicas muy usadas y de fácil realización son las que se basan en aglutinación de partículas, por ejemplo la aglutinación de látex o la coaglutinación que usa S. aureus y su proteína A fijadora de inmunoglobulinas. La prueba de aglutinación es un método sencillo, de un solo paso. Además es una técnica rápida y barata. Los ensayos de aglutinación dependen de la fijación inicial de Ac o de los Ag específicos sobre eritrocitos o partículas de látex. Luego este reactivo se incuba con la muestra clínica, en la que se investiga el Ag o los Ac y las partículas se aglutinan si el Ag o Ac adecuado se encuentra presente. La prueba de aglutinación ha sido usada para detectar el Ag (el más importante) de Rotavirus en heces, mostrando buena sensibilidad cuando se lo compara con el EIA para Rotavirus. También se ha usado para detectar Ag de Adenovirus. (Ver figura 2) Las técnicas de análisis inmunoabsorbente ligado a enzima (ELISA) que usan Ac unidos a enzimas que catalizan reacciones colorimétricas, son de uso corriente. Los ELISA para la detección de Ag se basan en la “captura” del Ag por Ac específicos unidos a una fase sólida, generalmente el pocillo de una microplaca o una esfera de plástico pequeña. El Ag viral presente en la muestra clínica se combina con el Ac fijado a la fase sólida y el Ag viral se detecta mediante la adición de otro Ac específico conjugado a una enzima. La enzima conjugada suele ser peroxidasa o fosfatasa alcalina. En la reacción con peroxidasa el substrato es un peróxido capaz de oxidar un compuesto químico incoloro, que en su forma oxidada tiene un color característico. Si la enzima es fosfatasa, la desfosforilización es la responsable directa de la aparición del color. En los últimos años los EIA indirectos se han aplicado al diagnóstico de Ac virales. En esta técnica los Ag virales se inmovilizan en una fase sólida (esferita, policubetas para microtitulación u otros elementos de plástico) y se agregan los sueros en estudio; se incuban, se lavan y se revela la reacción Ag-Ac por el agregado de una inmunoglobulina antiespecie conjugada con una enzima, seguida por el substrato apropiado para ésta. Con esta técnica se pueden procesar muchas muestras en forma rápida y automatizada, sin requerir de un observador experimentado para leer los resultados, dado que estos se leen con espectrofotómetros especialmente diseñados. Por lo tanto, dicha técnica se considera más objetiva (ver figura 3). Las técnicas inmunomicroscópicas que usan la fluorescencia (IF), también son usadas para la detección de Ag o Ac. Es una de las técnicas más antiguas y de uso más difundido en el laboratorio clínico. El principio básico de la IF directa se ilustra en la figura 4. Las muestras clínicas apropiadas son recolectadas y colocadas en un portaobjetos donde se dejan secar

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Figura 3. Esquema para la detección de antígenos por enzimo inmuno ensayo directo

Figura 4. Esquema de inmunofluorescencia indirecta

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y se fijan. Luego se agregan Ac específicos marcados con isotiocianato de fluoresceína que difunden a través de la membrana celular y se combinan con los Ag virales expresados en las células. La reacción Ag-Ac se observa con el microscopio de fluorescencia por la aparición de fluorescencia de color verde manzana. Esta técnica se puede usar para identificar rápidamente el virus directamente en la muestra (por ejemplo en las células del lavado nasal o de un hisopado nasofaríngeo) o para confirmar el efecto citopático observado en cultivos celulares. Esta técnica se llama IF directa. Además con el uso de Ac monoclonales específicos para los Ag inmediatos de Citomegalovirus, es posible determinar la presencia de dicho virus en cultivos celulares algunos días antes de que se pueda reconocer el efecto citopático. Sin embargo, la eficacia de la técnica depende mucho de la calidad de los reactivos, del microscopio de fluorescencia y de una persona con experiencia para llegar a un diagnóstico certero; además de la recolección y preparación de la muestra adecuada. Aun así, la técnica realizada en manos expertas resulta útil para identificar algunos virus como los respiratorios, dado que proporciona un diagnóstico etiológico en una jornada de trabajo. También pueden estudiarse muchas muestras simultáneamente. El advenimiento de los Ac monoclonales ha incrementado la especificidad y en algunos casos la sensibilidad de estos ensayos. Los Ac monoclonales conjugados con isotiocianato de fluoresceína pueden usarse para identificar el virus sincicial respiratorio, Influenza A y B, Parainfluenza 1,2 y 3 y Adenovirus entre otros. También permite subtipificar especies virales como por ejemplo el virus herpes simple de tipo 1 y 2. Esta técnica requiere solo dos a cuatro horas y se le ha reportado una sensibilidad del 70-80 % comparada con los cultivos celulares para la identificación del virus herpes simple, 80-95% para el virus sincicial respiratorio y 71% para Influenza A. La tinción con inmunoperoxidasa es similar a la de IF y es la técnica de elección en algunos laboratorios. El procedimiento requiere algunos pasos adicionales, dado que en este caso el Ac monoclonal esta marcado con una enzima que requiere la adición de un substrato, para evidenciar la reacción por un cambio de color visible micro y macroscópicamente. La IF indirecta es un método rápido y confiable para la determinación de Ac en el suero del paciente. El principio de la técnica se ilustra en la figura 4. Se basa en la unión del Ac presente en el suero del paciente, con los Ag expresados en la superficie y el citoplasma de las células infectadas, que han sido fijadas a un portaobjeto de vidrio. Como control de especificidad se usan células no infectadas. Primero se incuba el suero del paciente con las células infectadas y no infectadas; luego se realiza un lavado con solución amortiguadora y se agregan Ac contra la inmunoglobulina G humana conjugada con isotiocianato de fluoresceína. Éste último es una sustancia que se vuelve fluorescente a la exposición de la luz ultravioleta y emite una luz de color verde característica. El conjugado se unirá a los Ac del paciente si la reacción es positiva, leyéndose la prueba en un microscopio de fluorescencia. La presencia de Ac se evidencia por la aparición de fluorescencia en el citoplasma y la superficie de las células infectadas, mientras que las células control no fluorescen, generalmente se ven de color rojo. (Ver figura 4). El radioinmunoensayo (RIA) fue originalmente aplicado para identificar el Ag de superficie de la hepatitis B (HBsAg) y el Ac anti-HBsAg. Estos ensayos tienen buena sensibilidad y especificidad, pero la aparición del EIA con mayor tiempo de conservación de los reactivos, costo más bajo y ausencia de residuos radioactivos, ha reemplazado las técnicas de RIA en la mayoría de las situaciones en las que se requiere la detección de Ag viral. La técnica de western blot (WB) tiene muchas aplicaciones en el diagnóstico virológico. Son particularmente útiles para el diagnóstico del virus de la inmunodeficiencia humana

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Figura 5. Esquema de Western blott para la detección de anticuerpos

(VIH). Dicha técnica se basa en la separación electroforética de proteínas virales que son posteriormente inmovilizadas en papel de nitrocelulosa, con el objeto de determinar la presencia de Ac específicos contra cada una de esas proteínas. Se realiza esquemáticamente en tres pasos. En el primero se realizan cultivos celulares de grandes cantidades de virus que luego son tratados químicamente para su disgregación e inactivación. Los Ag resultantes del lisado viral se separan por electroforesis en gel de poliacrilamida. A continuación se realiza una transferencia (blotting o electrotransferencia) de los Ag separados a membranas de nitrocelulosa. Por último se coloca el suero del paciente en la membrana de nitrocelulosa y se agregan Ac anti-inmunoglobulina humana unida a una enzima (peroxidasa o fosfatasa alcalina); finalmente se agrega el substrato enzimático para la visualización de las bandas reactivas con un producto final coloreado. Esta técnica es similar a un EIA, aunque menos sensible pero más específica. En la práctica, solamente el tercer paso se realiza en los laboratorios de diagnóstico, dado que los equipos comerciales proveen tirillas con los Ag; esto facilita la estandarización de las determinaciones. (Ver figura 5) La interpretación de las pruebas serológicas que detectan Ac tienen como concepto central, el aumento del título. El título de Ac es la recíproca de la mayor dilución del suero del paciente, en que los Ac son aún detectables. Los pacientes con muchos Ac tienen títulos altos, ya que los Ac serán detectables aún en diluciones altas del suero. Los pacientes con respuesta humoral íntegra, aumentarán el título de Ac durante la enfermedad. Por lo tanto, se deben realizar dos extracciones de suero con un intervalo de dos semanas para poder detectar las modificaciones en el título, la cual tiene que ser cuatro veces (dos diluciones) mayor para considerarse significativa. En algunas infecciones serán necesarios períodos de tiempo mayores para evidenciar dichos cambios. Una forma alternativa es la detección de inmunoglobulina M (IgM) específica. Como método directo, la detección de Ag es de uso corriente en el laboratorio para el diagnóstico de agentes de meningitis, para la detección de Ag de S. pyogenes en la faringe y para muchos virus (sicicial respiratorio, Rotavirus, virus de la hepatitis). Como método indirecto para la detección de Ac contra el microorganismo se usa en: brucelosis, fiebre tifoidea, infecciones por Chlamydia o Mycoplasma, infecciones virales como hepatitis, VIH, virus herpes y enfermedades eruptivas como sarampión, rubéola, paperas y dengue.

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Basados en los ácidos nucleicos En los últimos años, ha ganado aceptación en el laboratorio clínico el uso de técnicas basadas en la detección de ácidos nucleicos. La combinación del reconocimiento de fragmentos de ácidos nucleicos por medio de sondas y la amplificación previa continúan en desarrollo. Actualmente es posible extraer secuencias específicas de un fragmento de ácido desoxirribonucleico (ADN) por medio de endonucleasas de restricción. Luego estas secuencias extraídas se pueden desnaturalizar y marcar con una enzima o con un isótopo radioactivo. A estas cadenas marcadas, que tienen una secuencia de ADN conocida se llaman sondas de ácidos nucleicos. Hoy se están produciendo sondas de ácidos nucleicos sintéticas, y así se obtienen sondas de oligonucleótidos de alta especificidad que están disponibles en el mercado y son las más usadas en los laboratorios. Hibridación molecular con una sonda marcada. Las hibridaciones pueden ser: ADNADN, ARN-ARN y ADN-ARN. Primero tratan las muestras con reactivos que solubilizan y desnaturalizan los ácidos nucleicos. Luego se añade un fragmento de ADN marcado, complementario al ADN viral o bacteriano y se incuba en condiciones que posibiliten la hibridación. Finalmente la muestra se pasa por una columna que contiene un gel que separa la sonda ligada al ADN hibridado, de la no hibridada. Dependiendo de como este marcada la sonda, se detectará la hibridación. Si está marcada con un isótopo radiactivo se puede hacer una lectura en un contador gamma, en la cual la cantidad de radiación medida en la columna es directamente proporcional a la cantidad de ADN presente en la muestra problema. También se puede realizar la electroforesis del ADN hibridado con la sonda marcada, en gel de poliacrilamida y detectar la radioactividad emitida por la sonda mediante la aplicación de una placa de rayos X (autoradiografía). Si está marcada con una enzima se detecta por colorimetría. Citomegalovirus, Papilomavirus y virus Epstein-Barr, han sido identificados usando sondas de ácidos nucleicos (ver figura 6). La amplificación de ácidos nucleicos mediante la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), es otra técnica alternativa a los cultivos. Primero se realiza la amplificación de los Figura 6. Hibridación de AND con una sonda marcada

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fragmentos de ADN a hibridar, con la reacción en cadena de la polimerasa que aumenta notablemente la sensibilidad de las técnicas de detección de ADN. Aunque todavía son costosos, estos métodos de microbiología molecular, ya tienen su espacio en el laboratorio clínico. Son útiles en la investigación de algunas bacterias como Mycobacterium tuberculosis, Rickettsia sp., Mycoplasma. También se usan para la detección de genes que le confieren a la bacteria resistencia a algunos antibióticos, por ejemplo la meticilino resistencia de S. aureus y las betalactamasas de N. gonorrhoeae. En virología han introducido importantes cambios en el diagnóstico de enfermedades, tales como la encefalitis herpética y otras enfermedades neurológicas virales, la infección por VIH del recién nacido y la infección por Papilomavirus humano. La PCR fue desarrollada por Saiki et al., para aumentar el número de moléculas de ADN blanco en las muestras. Tiene una sensibilidad tan alta que puede amplificar una única molécula de ADN y una sola copia de genes puede ser extraída de mezclas complejas de secuencias genómicas y visualizada como bandas diferentes en geles de agarosa. Esta técnica consiste, en una amplificación de secuencias específicas del ADN. Se basa en el uso de secuencias cortas de nucleótidos sintéticos llamados primers o cebadores, que se hibridan específicamente con cada una de las cadenas de ADN previamente desnaturalizadas, llamadas moldes o templados. Para que la reacción se produzca se usa una enzima llamada Taq pol (ADN polimerasa termoestable obtenida de la bacteria Thermus aquaticus) y deoxinucleótidos trifosfatos. La función natural de la ADN polimerasa consiste en reparar y replicar el ADN. Los deoxinucleótidos trifosfatos se necesitan como ladrillos para la construcción. El nucleótido al cual se una la polimerasa será complementario al de la base en la posición correspondiente de la cadena templado. Se sintetiza así una cadena simple de ADN, complementaria y alineada a cada cebador. Se realiza una serie repetida de ciclos, cada uno compuesto por tres pasos básicos: desnaturalización a altas temperaturas (95ºC) del ADN de doble cadena; acoplamiento de los cebadores, la temperatura se desciende a 55 - 72ºC y elongación del cebador, aquí se eleva la temperatura a 72ºC permitiendo la incorporación de los deoxinucleótidos. Mientras tanto se van deplecionando los cebadores y los deoxinucleótidos y se van sintetizando nuevas cadenas de ADN. Al final se consiguen miles de copias de ADN del fragmento de ADN limitado por los cebadores. Los fragmentos de ADN obtenidos se pueden identificar por varias técnicas: visualización en geles de agarosa o poliacrilamida con tinción con bromuro de etidio y examen con luz ultravioleta o hibridación con una sonda marcada. La combinación de la PCR y las sondas de ácidos nucleicos marcadas promete ser el método más sensible para la detección e identificación de los virus (ver figura 7). En conclusión decimos que para elegir un método diagnóstico, además de la sensibilidad y la especificidad, hay que considerar aspectos operativos de las técnicas a usar tales como el costo, la complejidad técnica del ensayo, el volumen necesario y preparación de la muestra, el tiempo que requiere el proceso y la disponibilidad comercial de los reactivos de calidad reconocida. Además, se debe considerar el nivel de complejidad del laboratorio y la disponibilidad tecnológica y de recursos que requiere cada técnica.

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Figura 7. Esquema de PCR

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Inmunidad contra los agentes infecciosos J. Chabalgoity, M. Pereira, A. Rial

Introducción A lo largo de su vida, un individuo está expuesto a muchos agentes infecciosos; sin embargo, en la mayoría de las situaciones la enfermedad es la excepción más que la regla. La mayoría de los microorganismos infecciosos no logran ingresar al individuo, gracias a las barreras físicas y químicas que éste presenta. La barrera física más importante es la piel; la integridad de ésta, junto a la secreción de mediadores químicos, evita el ingreso de microorganismos patógenos. Asimismo, las mucosas poseen una serie de atributos (secreciones, flujo ciliar) que dificultan el ingreso de microorganismos por esa vía. Además, la existencia de poblaciones microbianas no patógenas residentes (flora normal), también impide la colonización de las mucosas por agentes infecciosos. La mayoría de los microorganismos que logran evadir estas barreras y producir infección, son destruidos en pocas horas por mecanismos no específicos de inducción rápida (inmunidad innata). Sin embargo, si un agente infeccioso es capaz de superar esas primeras líneas de defensa, se activará, en la mayoría de los casos, un tipo de respuesta de defensa (inmunidad adaptativa), altamente especializada y específica. Ésta logrará, en la mayoría de las situaciones, controlar la infección y suprimir la enfermedad. Además, de este proceso resultará la generación de memoria inmunológica, que permitirá al individuo en el próximo contacto con el mismo agente, responder más rápida y efectivamente (ver figura 1). La importancia fundamental que tiene el sistema inmune en la sobrevida de los individuos, está evidenciada por las enfermedades que padecen los individuos con alguna disfunción de este sistema. Por otro lado, la correcta regulación de la homeostasis del sistema inmune es central, porque la exacerbación de la respuesta puede provocar enfermedad en el individuo. Así, la inmunopatología es una consecuencia frecuente de la respuesta inmune contra muchos agentes infecciosos. En este capítulo describiremos, en términos generales, las características centrales de la respuesta inmune innata y adaptativa, analizando las características fundamentales de la respuesta inmune desarrollada contra distintos microorganismos. La inmunología como ciencia ha tenido gran desarrollo y existen excelentes libros de texto básicos en esta materia que deberían ser consultados para un conocimiento más detallado.

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Figura 1

Inmunidad innata e inmunidad adaptativa Una respuesta inmune efectiva del huésped frente a organismos extraños requiere de la acción coordinada y conjunta del sistema inmune innato y adaptativo. Durante muchos años se estudió ambas formas de inmunidad como entidades separadas, las cuales actuaban en forma secuencial. Sin embargo, hoy se sabe que ambos mecanismos son dependientes de un único sistema integrado. La respuesta inmune innata brinda la primer línea de defensa contra los microorganismos invasores pero además provee el contexto biológico y las señales que instruirán al sistema inmune adaptativo para montar su respuesta. Así, los eventos ocurridos en el contexto de la inmunidad innata, determinan el perfil del tipo de respuesta adaptativa que se desarrollará contra el agente patógeno. Asimismo la respuesta inmune adaptativa recurre a mecanismos efectores y mediadores característicos de la inmunidad innata para eliminar los microorganismos. INMUNIDAD INNATA

El objetivo de la inmunidad innata es evitar la instalación del proceso infeccioso; si éste se produce, dicho mecanismo inmunitario logra establecer un ambiente para que se desarrolle una respuesta adaptativa. Los mecanismos efectores de defensa de la inmunidad innata están compuestos por células que cumplen funciones defensivas (fagocitosis, citotoxicidad) y factores solubles (citoquinas y quemoquinas, interferones, complemento) que controlan y destruyen los microorganismos que ingresan. Estos mecanismos si bien son generales y durante mucho tiempo se los consideró inespecíficos, hoy se sabe que incluyen mecanismos de reconocimiento acoplados a sistemas de señalización intracelular, que permiten identificar el tipo de agente patógeno que está ingresando a la célula. Ello permite activar una respuesta rápida y efectiva contra el microorganismo, además de definir el perfil de respuesta inmune adaptativa que se generará contra el agente patógeno si éste logra sobrepasar la primera línea de defensa. Los fagocitos poseen receptores que reconocen componentes microbianos El reconocimiento de los microorganismos por el sistema inmune innato, está determinado por receptores conocidos como "Pattern Recognition Receptors" (PRRs) que reconocen patrones moleculares conservados: "Pathogen Associated Molecular Patterns" (PAMP), compartidos por grandes grupos de microorganismos. Como ejemplos de esos patrones aso-

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Figura 2.

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ciados a patogenicidad mencionamos el lipopolisacárido (LPS) en bacterias gramnegativas y los proteoglicanos de la pared de bacterias grampositivas. Existen receptores de superficie en las células del sistema inmune innato, que reconocen estos patrones y activan las vías de señalización celular que iniciarán una serie de eventos coordinados en la inmunidad innata (ver figura 2). Entre estos receptores se encuentran los llamados "Toll Like Recpetors" (TLRs); son una familia de receptores conservados en términos evolutivos, altamente especializados en transducir señales. Son esenciales para traducir el reconocimiento de componentes microbianos en activación del sistema inmune. En la actualidad hay ya descritos 10 TLRs diferentes, que inetractúan con una gran cantidad de PAMPS, como LPS (TLR-4), peptidoglicanos (TLR-2), o secuencias de ADN (TLR-9). Esta es además un área de gran acrtividad de investigación en la actualidad. Los macrófagos tisulares residentes tienen un rol crítico en el inicio de la respuesta inmune innata en el tejido. Dichos fagocitos profesionales expresan PRRs, reconocen antígenos extraños como patógenos y desencadenan la respuesta inmune innata mediante la activación de uno o más TLRs. La activación de TLRs en macrófagos tisulares residentes y células dendríticas (DCs), induce la liberación de mediadores inflamatorios (incluídas las quemoquinas) y modula la expresión de receptores de quemoquinas en las DCs. Los eventos mediados por TLRs son esenciales, tanto para el reclutamiento de DCs a los sitios de entrada de patógenos, como para su posterior migración a los nódulos linfáticos regionales para activar a los linfocitos T vírgenes específicos para el antígeno, iniciando así la respuesta inmune adaptativa. Además, las quemoquinas liberadas por las células tisulares residentes después de su activación guiarán a esas células T activadas desde el nódulo linfático al sitio de entrada o de replicación del microorganismo. Por lo tanto, las quemoquinas son un factor central que une eventos de la inmunidad innata y adaptativa. Estas sustancias pueden dividirse en inflamatorias y constitutivas. Las quemoquinas inflamatorias son inducidas o reguladas positivamente por estímulos inflamatorios (LPS, peptidoglicanos, ácidos teicoicos, motivos CpG) y son responsables del reclutamiento de células inflamatorias. Como ejemplo de éstas citamos: interleuquina 8 (IL8), MIP-1α, MIP-1β, RANTES, exotaxina, proteína quimiotáctica monocítica 1 (MCP-1) y proteína inducible por IFN-γ (IP-10). Las quemoquinas constitutivas (SLC, ELC, TARC) están presente solo en médula ósea, timo y órganos linfoides secundarios. Son las responsables del control homeostático de los leucocitos y de dirigir el encuentro de las células que necesitan interaccionar para generar una respuesta inmune: DCs y células T y B. En conclusión, la discriminación de los microorganismos a través de los TLRs y la posterior producción de un conjunto de quemoquinas determinadas, podría ser el primer punto en el cual el sistema inmune delimita su respuesta ante agentes patógenos específicos. Por otro lado, demuestra que los microorganismos determinan la naturaleza de la respuesta inmune por la activación diferencial de TLRs y los patrones de expresión de quemoquinas que determinarán los tipos celulares reclutados. Importancia de la respuesta inmune innata Durante muchos años se ha acumulado información de la importancia de la respuesta inmune adaptativa, evaluando fundamentalmente las enfermedades asociadas a las deficiencias de los componentes de la misma. Se conoce mucho menos sobre la importancia de la respuesta inmune innata, porque las deficiencias de ésta son muy raras. Sin embargo, experimentos realizados con animales transgénicos que presentan algún tipo de deficiencia en los componentes de la respuesta innata, sugieren que este tipo de respuesta no es redundante con la inmunidad adaptativa y tiene un rol esencial en la sobrevida de los individuos.

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Figura 3.

INMUNIDAD ADAPTATIVA

Cuando un microorganismo logra evadir los mecanismos de la respuesta inmune innata y en el individuo se acumula una cantidad de antígeno mayor a un umbral determinado, se activarán los mecanismos de la inmunidad adaptativa. Dicho proceso provocará la activación de las células con alta especificidad por el microorganismo en cuestión, y de mecanismos efectores específicos contra el agente patógeno. Esta respuesta demora varios días en activarse y está mediada por linfocitos T y B específicos para el microorganismo, que se activan y proliferan induciendo mecanismos efectores que eliminan el agente infeccioso y generan memoria inmunológica (ver figura 3). Como ya se mencionó, hoy se sabe que la activación de inmunidad adaptativa y el tipo de respuesta generada, depende de eventos inducidos como consecuencia del proceso de reconocimiento y señalización de la inmunidad innata. La respuesta inmune adaptativa se inicia en los nódulos linfáticos que drenan el sitio de infección, cuando las células T naive circulantes encuentran su antígeno específico. El antígeno es capturado en el tejido por DCs que se activan y se transforman en células presentadoras de antígeno (APC) profesionales y lo llevan hacia los nódulos linfáticos regionales. Cuando llegan al nódulo, las DCs activadas presentan el antígeno a células T naive que se activarán y diferenciarán a células efectoras. Estas células activadas abandonan el nódulo y migran hacia el sitio de inflamación dirigidas por citoquinas y quemoquinas; allí realizan la actividad efectora de la inmunidad celular o permanecerán en el órgano linfático para participar en la inmunidad humoral por activación de linfocitos B específicos por el antígeno. El tipo de respuesta que se genere estará determinada en gran parte por el ambiente de citoquinas generadas desde la inmunidad innata y durante la presentación antigénica, esto determinará la expansión de células T de tipo 1 o 2 (células Th1 o Th2). Dependiendo de que tipo de células T se expandan, será el tipo de inmunidad y los mecanismos efectores que se activarán.

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Las DCs representan el tipo de APC más importante en todo el sistema inmune. Constituyen una población de células muy heterogénea, habiéndose identificado muchas subpoblaciones tanto en humanos como en ratón. Sin embargo, todas derivan de un precursor CD34+ de médula ósea. Son células con alta capacidad migratoria, que circulan entre la sangre, los tejidos periféricos, la linfa y los órganos linfáticos. Las DCs circulan en la sangre como precursores hasta que ingresan a un tejido determinado, en el cual se transforman en DCs inmaduras (iDCs) residentes. Su rol principal en los tejidos y en las mucosas es monitorear los antígenos del microambiente, para después migrar hacia los nódulos linfáticos regionales para presentar los péptidos antigénicos procesados a las células T. Las DCs, no solo son fundamentales en la generación de una respuesta inmune, sino que también cumplen un rol fundamental en los procesos de regulación de naturaleza cualitativa de esa respuesta, así como en la inducción de tolerancia inmune ante antígenos inocuos. Por todo esto, es que actualmente se considera que la DC es una célula clave en la regulación de la homeostasis del sistema inmune.

Respuesta inmune contra microorganismos Las respuestas inmunes contra los microorganismos, aunque múltiples y variadas, presentan algunas características generales. La primera es que la defensa efectiva contra los microorganismos está mediada por mecanismos efectores tanto de la inmunidad innata como de la adaptativa. Muchos microorganismos han desarrollado mecanismos que les permiten sobrevivir a la respuesta inmune innata y la protección contra ellos requiere la participación activa de la inmunidad adaptativa. Sin embargo, como se mencionó anteriormente, el tipo de respuesta adaptativa está determinada en gran parte por eventos ocurridos durante la respuesta innata. Los agentes infecciosos pueden diferir mucho en sus patrones de invasión y de colonización, así como en la inmunogenicidad de sus antígenos. Por lo tanto, una respuesta inmune efectiva contra microorganismos distintos, puede requerir la activación de distintos tipos de mecanismos efectores tanto en la respuesta inmune innata como en la adaptativa. La supervivencia y la patogenicidad de los microorganismos en el huésped están críticamente influenciadas por su capacidad de evadir o resistir la inmunidad protectora, para lo cual ellos han desarrollado diferentes estrategias. Otra característica en común es que en muchas infecciones el daño tisular y la enfermedad producida puede ser causada por la propia respuesta inmune del huésped contra el patógeno, más que por el microorganismo en sí mismo. INMUNIDAD FRENTE A BACTERIAS EXTRACELULARES

Las bacterias extracelulares pueden causar enfermedad por dos mecanismos distintos. El primero es la inflamación que provoca destrucción de los tejidos en el sitio de infección. Como ejemplo de esto citamos las infecciones supuradas producidas por Staphylococcus sp. y Streptococcus sp. El segundo mecanismo es la producción de toxinas con distintos efectos nocivos. La endotoxina de las bacterias gramnegativas es un potente estimulador de la producción de citoquinas y activador de los macrófagos. Muchas exotoxinas son primariamente citotóxicas, pudiendo matar por distintos mecanismos a las células a las que se fijan. Otras interfieren con las funciones celulares esenciales, por ejemplo la toxina diftérica inhibe la síntesis proteica bloqueando la función del factor de elongación 2, necesario para la síntesis de todos los polipéptidos. Otro ejemplo serían algunas toxinas clostridiales como las producidas por

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Figura 4.

Clostridium perfringens histotóxico, que provocan una extensa necrosis de los tejidos, desarrollando gangrena gaseosa. Inmunidad innata Los mecanismos fundamentales de la inmunidad innata operantes contra bacterias extracelulares son la fagocitosis, la respuesta inflamatoria y la activación del complemento. Los fagocitos pueden unirse a bacterias extracelulares mediante una serie de receptores; dicha interacción, junto con la señalización intracelular realizada por los TLRs, activa los fagocitos incrementando su capacidad fagocítica y microbicida. De ahí que la resistencia de las bacterias a la fagocitosis y a la digestión dentro de los macrófagos, es un determinante importante de la patogenicidad y virulencia de las mismas. La activación de los fagocitos también provoca la secreción de citoquinas proinflamatorias como el factor de necrosis tumoral (TNF-a) y las interleuquinas IL-1, IL-6 e IL-8, que inducen la adhesión de neutrófilos y monocitos al endotelio vascular en el sitio de la infección, seguida por la migración, acumulación local y activación de las células inflamatorias que eliminan las bacterias (ver figura 4). Sin embargo, la producción de grandes cantidades de citoquinas puede ser perjudicial y de hecho son responsables de algunas manifestaciones clínicas de las infecciones por bacterias extracelulares. El daño de tejidos normales adyacentes es un efecto colateral de estos mecanismos de defensa. La consecuencia más grave inducida por la secreción descontrolada de citoquinas, es el shock séptico que puede presentarse con coagulación intravascular diseminada, falla multiorgánica y muerte, propio de algunas infecciones por bacterias gramnegativas (desencadenado por el LPS) y grampositivas (donde el peptidoglicano y los ácidos teicoicos desencadenan efectos similares). La activación del complemento en ausencia de anticuerpos, también tiene un rol importante en la eliminación de estas bacterias. El peptidoglicano de las paredes celulares de las bacterias grampositivas y el LPS de las paredes celulares gramnegativas, activan la vía

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alterna del complemento promoviendo la formación de C3 convertasa. Las bacterias que expresan manosa en su superficie, pueden unir una lectina (MBL), homóloga a C1q, que activa el sistema de complemento por la vía de las lectinas. Como resultado de la activación de este sistema, se genera C3b que opsoniza a las bacterias y mejora su fagocitosis. Además, la activación de la cascada del complemento podría terminar en la formación de un complejo de ataque a membranas que lisa a las bacterias. Figura 5.

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Inmunidad adaptativa La inmunidad humoral es la principal respuesta específica protectora contra estas bacterias. Los polisacáridos de las paredes celulares y de las cápsulas de estos microorganismos constituyen uno de los componentes más inmunogénicos de las mismas y son el prototipo de antígeno T independiente. Dichos antígenos estimulan a las células B que generan una respuesta de inmunoglobulina (Ig) M específica, aunque también pueden generarse otros isotipos de Ig. Probablemente sea la liberación de citoquinas la que promueva el cambio de isotipos de cadena pesada de la Ig. Los anticuerpos producidos contra los antígenos de superficie (polisacarídicos o proteicos) y las toxinas bacterianas, estimulan tres tipos de mecanismos efectores (ver figura 5): 1. Las IgG opsonizan a las bacterias favoreciendo la fagocitosis; éstas se unen a los receptores Fc γ presentes en los monocitos, los macrófagos y los neutrófilos. 2. Las IgG y las IgM neutralizan las toxinas bacterianas impidiendo que se unan a sus células blanco, promoviendo su fagocitosis. Por ejemplo, la inmunización pasiva con anticuerpos dirigidos contra la toxina tetánica, es un tratamiento que podría salvar la vida del paciente en una infección aguda por Clostridium tetani. En la mucosa respiratoria y gastrointestinal, la IgA secretoria tiene un rol importante en la neutralización de toxinas y en la prevención de la colonización de dichos tejidos. 3. Tanto la IgG como la IgM activan el sistema del complemento, que conducen a la formación, en la superficie bacteriana, de un complejo de ataque a la membrana (MAC), cuya función lítica es importante sólo para eliminar algunos microorganismos. Los individuos con deficiencia en los componentes tardíos del complemento (C5 a C9), involucrados en la formación del MAC, tienen mayor sensibilidad a la infección por determinados microorganismos como especies de Neisseria; aunque no a otras infecciones bacterianas. La principal respuesta de las células T frente a las bacterias extracelulares, está mediada por los linfocitos T CD4+ que fueron activados por los antígenos bacterianos, presentados por moléculas del complejo mayor de histocompatibilidad (MHC) clase II. Estos linfocitos actuaran como células T helper secretando citoquinas que estimulan la producción de anticuerpos específicos y activando las funciones fagocíticas y microbicidas de los macrófagos. Algunas toxinas bacterianas (superantígenos) pueden estimular inespecíficamente a las células T, en consecuencia se liberan grandes cantidades de citoquinas y mediadores inflamatorios que finalizan con la producción del síndrome de shock tóxico. Como ejemplos de estos superantígenos mencionamos: la toxina del síndrome del shock tóxico de S. aureus (TSST) y la exotoxina pirógena de S. pyogenes. La inflamación aguda y el shock (tóxico o séptico) son dos consecuencias nocivas de la defensa contra las bacterias extracelulares. Una complicación tardía de las respuestas inmunes humorales frente a infecciones bacterianas, puede ser debida a la producción de anticuerpos productores de enfermedad. Son ejemplos conocidos de este fenómeno las enfermedades postestreptocóccicas, que pueden darse como secuelas de infecciones producidas por S. pyogenes (fiebre reumática y glomerulonefritis difusa aguda). Evasión de mecanismos inmunes por bacterias extracelulares La virulencia o patogenicidad de estas bacterias se relaciona con atributos que favorecen la colonización e invasión de los tejidos del huésped y que les permiten resistir a la acción del sistema inmune. Éstos incluyen: proteínas de superficie bacteriana con propiedades de adhesinas, mecanismos antifagocitarios e inhibición del complemento o inactivación de sus productos. Por ejemplo, algunos microorganismos como N. meningitidis, H. influenzae y S.

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pneumoniae, secretan proteasas de IgA (anticuerpo presente en las mucosas que colonizan); S. pyogenes y S. agalactiae, presentan proteasas de C5a. Las cápsulas de muchas bacterias grampositivas y gramnegativas, confieren resistencia a la fagocitosis; además algunas tienen residuos de ácido siálico que inhiben la activación de la vía alterna del complemento. Por lo tanto, la producción de cápsula constituye un mecanismo importante de evasión inmune y las bacterias encapsuladas son más virulentas que cepas carentes de cápsula. Muchas bacterias que causan meningitis (N. meningitidis, S. pneumoniae, H. influenzae) son capsuladas. Las cápsulas constituyen un elemento común y esencial de estas bacterias, que les permite sobrevivir en la sangre. Después de una fase de bacteriemia en la cual las bacterias evaden la fagocitosis y resisten la acción bactericida del complemento, llegan al espacio subaracnoideo y se multiplican activamente en un ambiente donde los mecanismos de defensa son inefectivos. El huésped tiene algunos mecanismos para oponerse al efecto antifagocítico de las cápsulas bacterianas; pero éstos sólo son efectivos luego del desarrollo de anticuerpos anticapsulares específicos que opsonizan al microorganismo para mejorar la fagocitosis y activan al complemento. En el individuo no inmunizado, mientras se desarrolla una respuesta adecuada de anticuerpos específicos, la bacteria puede multiplicarse en la sangre e invadir las meninges causando una meningitis aguda supurada. Por lo antedicho es que las vacunas desarrolladas contra estos microorganismos tienen antígenos capsulares de la bacteria como componente principal. Otro mecanismo usado por las bacterias para evadir la respuesta inmune adaptativa, es la variación genética de antígenos de superficie. Muchas bacterias como Escherichia coli y Neisseria gonorroheae, presentan pili (estructuras implicadas en la adhesión bacteriana a las células del huésped, constituidos por la proteína pilina). En las N. gonorroheae, los genes que codifican la pilina consisten en uno o dos loci de expresión y diez a veinte loci silenciosos, cada uno conteniendo seis secuencias codificantes llamadas minicassettes. La variación antigénica de la proteína pilina resulta de una alta tasa de conversión entre loci silenciosos y de expresión. Así, es posible crear más de 106 combinaciones cuyos productos proteicos son antigénicamente distintos. Este mecanismo de variación antigénica ayuda a la bacteria a “escapar” de los anticuerpos específicos, aunque el significado principal para el microorganismo sea seleccionar el pili que mejor se adhiera a las células epiteliales del huésped. INMUNIDAD FRENTE A BACTERIAS INTRACELULARES

Algunas bacterias son capaces de sobrevivir y replicarse dentro de células del huésped. Ciertas bacterias patógenas como Mycobacterium y Listeria monocytogenes, son capaces de sobrevivir y multiplicarse aún dentro de los fagocitos. Como estas bacterias están en un nicho inaccesible a los anticuerpos circulantes, su eliminación requiere mecanismos inmunes distintos a los ya vistos para las bacterias extracelulares. Inmunidad innata Los mecanismos centrales de la inmunidad innata frente a estas bacterias son la fagocitosis y la acción de células natural killer (NK). Sin embargo, las bacterias intracelulares son resistentes a la degradación dentro de los fagocitos mononucleares. Dicha resistencia contribuye en gran medida a que algunos patógenos intracelulares como M. tuberculosis sean capaces de permanecer por largos períodos en el huésped, recidivar luego de curas aparentes y establecer infecciones crónicas de difícil erradicación. Por otro lado, las bacterias intracelulares inducen la activación de células NK, ya sea

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Figura 6.

directamente o mediante la producción de citoquinas (específicamente interleuquina 12 o IL-12) derivadas de macrófagos. Las células NK activadas secretan interferón (IFN-γ), que es a su vez un potente activador de los macrófagos, mejorando su capacidad fagocítica y microbicida. Este proceso podrá retrasar el crecimiento de la bacteria; sin embargo, la resolución definitiva de la infección requiere de la inmunidad adaptativa. En tal sentido, se considera que las células NK son las células claves para la contención de las bacterias intracelulares mientras se desarrolla la inmunidad adaptativa. Inmunidad adaptativa La principal respuesta inmune protectora contra las bacterias intracelulares es la inmunidad mediada por células. Muchos antígenos proteicos de estas bacterias estimulan las respuestas de células T CD4+ y CD8+ y ambos tipos celulares contribuyen al desarrollo de inmunidad protectora contra las bacterias intracelulares. Una función efectora central para eliminar estos microorganismos es mediada por macrófagos activados por citoquinas (particularmente IFN-γ), derivadas de células Th1 activadas (ver figura 6). Por otro lado, las células T CD8+ activadas pueden actuar como linfocitos citotóxicos sobre células infectadas, que presentan antígenos bacterianos en el contexto de MHC clase I. Las diferencias en el tipo de respuesta mediada por células T, puede explicar las distintas manifestaciones clínicas que determina la infección por un microorganismo en individuos diferentes. En algunas situaciones, esto se ha explicado por el entorno de citoquinas secretadas en el transcurso de la respuesta, que determina la expansión de un grupo de células Th1 o Th2, que inducen mecanismos efectores distintos. Mientras una respuesta de tipo 1 favorece la inmunidad celular y determina niveles bajos de anticuerpos, una respuesta de tipo 2 determinará lo contrario (altos títulos de anticuerpos y baja inmunidad celular). Por otro lado, como ya se mencionó, estas bacterias han desarrollado mecanismos que las hacen resistentes a la fagocitosis y que persisten por largos períodos aún en individuos con inmunidad celular efectiva. Dicha persistencia genera una estimulación antigénica crónica, que puede conducir a la formación de colecciones locales de macrófagos activados (granulomas) que rodean los microorganismos impidiendo su diseminación. La inflamación granulomatosa es una característica histológica propia de muchas infecciones producidas por micobacterias y que se asocia con necrosis y fibrosis, conduciendo a lesiones funcionales severas. Así, la

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respuesta inmune del huésped es la causa principal de la lesión tisular y la enfermedad en muchas infecciones por bacterias intracelulares como las micobacterias. La respuesta inmune montada frente a este tipo de infecciones puede variar entre los individuos, siendo determinante de la progresión de la enfermedad y del pronóstico clínico. Evasión de mecanismos inmunes por bacterias intracelulares La mayoría de las bacterias se inactivan cuando son fagocitadas por macrófagos y leucocitos polimorfonucleares. Sin embargo, muchos microorganismos han desarrollado estrategias para sobrevivir y replicarse en estas células. Algunos usan los mecanismos fagocíticos preexistentes para su internalización, como Mycobacterium sp. y Legionella pneumophila, que se unen a fragmentos C3b del complemento lo que favorecen su captación por las células fagocíticas. Una vez dentro de la vacuola fagocítica, algunos patógenos disuelven la membrana vacuolar y acceden al citoplasma celular rico en nutrientes, evadiendo los mecanismos bactericidas del fagocito; por ejemplo Shigella flexneri, algunas Rocketsias y L. monocytogenes; ésta última produce una hemolisina (listeriolisina O) que forma poros en la membrana del fagosoma. Otros microorganismos como Mycobacterium y Legionella, son capaces de inhibir la actividad bactericida de los fagocitos impidiendo la fusión del fagolisosoma (impiden la acidificación del fagosoma) y algunos como Coxiella burnetti, sobreviven a los agentes bactericidas liberados en el fagolisosoma (incluso requieren de factores allí presentes como señales que disparan su multiplicación intracelular). Los principales factores de virulencia bacterianos que permiten resistir la fagocitosis y facilitan la sobrevida intracelular incluyen las cápsulas y la producción de enzimas que destruyen la membrana vacuolar, que degradan proteínas lisosómicas, o que neutralizan los radicales tóxicos del oxígeno. INMUNIDAD FRENTE A LOS VIRUS

Los virus son microorganismos intracelulares obligados, que generalmente ingresan a las células susceptibles usando como receptores las moléculas normales de superficie celular. Por ejemplo: el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) se absorbe a la célula por medio de una glicoproteína de la envoltura viral (Gp 120) que se une al receptor CD4 de superficie, en este proceso también participan como coreceptores otras moléculas de superficie celular. Los rinovirus (virus causante del resfrío común) se unen a moléculas de adhesión intercelular (ICAM-1) expresadas en las células de muchos tejidos como las del epitelio respiratorio. Cuando el virus está dentro de la célula huésped, causa lesión celular por diferentes mecanismos. La replicación viral puede interferir con la síntesis proteica celular y provocar la muerte de la célula por lisis, liberándose muchas partículas virales nuevas (virus citolíticos). Otros virus pueden causar infecciones latentes y permanecer quiescentes por largos períodos de tiempo, sin conducir a la muerte inmediata de la célula huésped. La inmunidad contra los virus debe ser capaz de actuar en las distintas poblaciones de células infectadas (dado que distintos virus infectan distintas células). Dicho mecanismo inmunitario opera a dos niveles: previo a la invasión celular, en la etapa inicial de la infección y después de la invasión cuando los virus son inaccesibles a los anticuerpos y fagocitos. Inmunidad innata En primer lugar, la infección viral estimula la producción, por parte de las células infectadas, de IFN tipo 1 (que comprende dos grupos serológicamente distintos, el α y el β). El IFN tipo 1 tiene muchas acciones biológicas. En principio inhibe la replicación viral estimulando la

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Figura 7.

síntesis de enzimas celulares que interfieren con la replicación del ácido ribonucleico (ARN) o desoxirribonucleico (ADN) viral. Su acción antiviral también es ejercida sobre las células vecinas no infectadas, que quedan así protegidas de la infección. Además, el INF tipo 1 inhibe la proliferación celular por inducción de las mismas enzimas mencionadas anteriormente y de otras que actúan inhibiendo la síntesis de aminoácidos. También aumenta el potencial lítico de las células NK cuya función principal es matar las células infectadas por virus. Por último, modula la expresión de moléculas MHC, aumentando la expresión de las moléculas MHC clase I e inhibiendo las de clase II. Así mejora la eficiencia de los linfocitos T citolíticos que reconocen antígenos extraños asociados a moléculas MHC de clase I. En segundo lugar, las células NK lisan muchas células infectadas por virus, constituyendo uno de los mecanismos efectores principales en los estadíos iniciales de la infección viral. (Ver figura 7). Además del IFN tipo 1, el IFN-γ, el TNF y la IL-2, aumentan el potencial lítico de estas células. Inmunidad adaptativa La inmunidad específica contra virus está mediada tanto por mecanismos celulares como humorales. En las etapas iniciales de la infección, los anticuerpos específicos antivirales son muy importantes. Los dirigidos contra las proteínas de envoltura o de las cápsides virales que participan en la adsorción, impiden la unión con el receptor celular y por lo tanto el ingreso a la célula susceptible; éstos son llamados anticuerpos neutralizantes. Además, opsonizan a

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los virus, mejorando las funciones fagocíticas, aunque también pueden facilitar la infección de aquellas células portadoras de receptores Fc. La IgA de las mucosas es importante en la neutralización de virus que ingresan al organismo por vía respiratoria o digestiva; de hecho la inducción de inmunidad secretoria es una de las bases para el desarrollo de vacunas orales o nasales. Desafortunadamente, la vacuna oral contra la poliomielitis es una de las pocas que lo ha logrado. La activación del complemento también puede participar de la inmunidad mediada por anticuerpos, principalmente lisando virus envueltos y promoviendo la fagocitosis. La inmunidad humoral es un componente importante de la respuesta inmune contra los virus, pero no es suficiente para erradicar muchas infecciones virales. Los anticuerpos tienen efecto protector, sólo en las primeras etapas de la infección viral; además, es importante destacar que su capacidad neutralizante in vitro, tiene poca correlación con la capacidad protectora in vivo y que es difícil transferir inmunidad antiviral a animales no inmunes sólo con anticuerpos purificados. Un mecanismo fundamental de la inmunidad específica contra las infecciones virales establecidas está constituido por los linfocitos T citotóxicos, fundamentalmente los linfocitos T CD8+ que reconocen antígenos virales asociados a moléculas MHC clase I, sintetizados en el interior de las células infectadas. En este momento es importante recordar que las moléculas MHC de clase I están en la superficie de cualquier tipo celular. Para su diferenciación y activación, los linfocitos T citotóxicos requieren dos tipos de señales; la primera es el reconocimiento específico del antígeno en la célula blanco en asociación al MHC clase I y la segunda son citoquinas producidas por las células T helper CD4+ que reconocen antígenos virales asociados a MHC clase II. Los linfocitos T citotóxicos diferenciados, ejercen su efecto antiviral por tres mecanismos: a) lisis de las células infectadas por liberación de gránulos que contienen, entre otras macromoléculas, una proteína formadora de poros (perforina o citolisina); b) estimulación de enzimas intracelulares que degradan los genomas virales; c) secreción de citoquinas, más específicamente IFN-γ y linfotoxina (LT), en menor grado IL-2. Aunque estas células producen citoquinas, no lo hacen en cantidades suficientes o en los tipos necesarios para generar la diferenciación completa de sus precursores en linfocitos T citolíticos activos y diferenciados; de ahí la necesidad de las citoquinas producidas por las células T helper CD 4+ mencionadas anteriormente. En algunas infecciones virales esta respuesta inmune es la causante de la lesión tisular. Por ejemplo, en la infección producida por el virus de la hepatitis B, la lesión hepática está mediada principalmente por la respuesta inmune celular generada. De hecho, los individuos con deficiencias en las células T, padecen una enfermedad con menor daño hepático, pero con mayor tendencia a la cronicidad y los inmunocompetentes padecen una enfermedad con lesiones hepáticas más severas, pero raramente se produce la enfermedad crónica. Evasión de los mecanismos inmunes por los virus Variación antigénica

En muchos virus se ha identificado un gran número de tipos serológicamente diferentes. La capacidad viral de variar antigénicamente es uno de los mecanismos de evasión más difundido e ilustrado por muchos virus. En el VIH, por ejemplo, se observa una importante variabilidad genética, fundamentalmente en los genes env, debida a los errores cometidos por la enzima transcriptasa reversa viral que pueden conducir a cambios de hasta un 30%

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en regiones hipervariables de la Gp 120. Otro ejemplo conocido es el virus Influenza, en el cual la variación antigénica puede ser de dos tipos: menor o deriva antigénica, resultado de mutaciones puntuales en genes que codifican para HA y NA; y mayor o cambio antigénico, que obedecen a sustituciones o reordenamientos de segmentos enteros de ARN viral que producen un nuevo virus para el que la población general no tiene inmunidad, ocasionando pandemias de gripe. Supresión de respuesta inmune

Este mecanismo queda ejemplificado por aquellos virus capaces de infectar células del sistema inmune, linfocitos o macrófagos, alterando su función e inhibiendo la inmunidad adaptativa. Este fenómeno de supresión inmune es visto en infecciones causadas por VIH, virus Epstein Barr, citomegalovirus y virus del sarampión, entre otros. Otros mecanismos de evasión inmune viral incluyen: la expresión limitada de antígenos en las membranas celulares (arenavirus, rabdovirus); la persistencia viral en sitios poco accesibles a la respuesta inmune (papilomavirus, citomegalovirus); la inhibición de expresión de moléculas MHC clase I (adenovirus); etc.

Conclusiones El sistema inmune permite que los individuos sobrevivan al contacto con diferentes tipos de patógenos. Los mecanismos iniciales de defensa provistos por la inmunidad innata permiten eliminar muchos de los agentes infecciosos y sientan las bases para el desarrollo de una respuesta inmune adaptativa con alto grado de especificidad por el patógeno que logra quebrar esa primer línea de defensa. Los mecanismos efectores relevantes para eliminar distintos tipos de microorganismos, varían según las características de virulencia y patogenicidad de éste. La resolución de una infección se acompaña de la muerte de la mayoría de las células efectoras y de la generación de células de memoria. Muchos microorganismos han desarrollado sistemas que le permiten evadir la respuesta inmune. El conocimiento detallado del sistema inmune y de la patogenesis de los agentes infecciosos, nos permite diseñar alternativas para estimular artificialmente el sistema inmune y así poder responder efectivamente frente a ellos. Las vacunas son el ejemplo más importante de ello. Los avances en el conocimiento de la inmunobiología y la patogénesis microbiana, permiten un diseño más racional de estas aproximaciones y puede resultar en el desarrollo de nuevas vacunas contra agentes patógenos que hasta ahora han resultado elusivos.

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Interacciones huésped-parásito. Flora normal M. Torres

Introducción y definiciones El cuerpo humano presenta una gran superficie cutánea y mucosa por la que están en contacto con el medio ambiente. En esta superficie existen diversos sectores con diferentes características de humedad, temperatura, pH y disponibilidad de nutrientes, en los cuales residen microorganismos La flora humana normal es el conjunto de microorganismos que conviven con el huésped en estado normal, sin causarle enfermedad. Su composición es característica para la especie humana, tanto en el tipo de microorganismos que la componen como en su número y distribución en el organismo. La flora normal coloniza las superficies cutáneas y mucosas. Sin embargo, hay que mencionar que en el organismo en condiciones normales existen sitios estériles, como la pleura, las meninges, la cavidad peritoneal, el pericardio, etc. Esto debe ser tenido en consideración al realizar un estudio microbiológico. Las técnicas usadas para obtener una muestra biológica de un sitio con flora normal, son diferentes a las usadas para sitios estériles. También son diferentes los medios de cultivo que se usarán para sembrar dichas muestras (generalmente requerirán medios que inhiban el crecimiento de la flora normal) y la interpretación de los cultivos. Por ejemplo, si se aisla un microorganismo del líquido cefalorraquídeo, siempre es anormal si se tomaron las precauciones necesarias para no contaminar la muestra; en cambio, en un exudado faríngeo se aislarán diferentes microorganismos, los cuales deberán ser valorados cuidadosamente para destacar los que son habitantes normales de ese sitio y los que no. La flora basal es la característica de cada sector del organismo y está constituida por bacterias que siempre están presentes en dicho sitio. Por ejemplo Staphylococcus epidermidis en la piel y E. coli en el intestino. En cambio, la flora transitoria es variable de un ser humano a otro y está compuesta por bacterias que colonizan en forma intermitente un determinado sector. Esta flora transitoria puede incluir bacterias potencialmente patógenas para el individuo u otras personas que entran en contacto con él. Hay que destacar que la flora transitoria de la piel puede ser eliminada con el lavado de manos.

Importancia de la flora normal La flora humana normal representa un importante mecanismo de defensa del huésped. (Ver cuadro 1). Contribuye al desarrollo de la respuesta inmunológica, como ha sido demostrado en

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modelos animales que nacen y son criados en condiciones estériles (individuos axénicos). Estos animales presentan un pobre desarrollo de los componentes de su sistema inmunitario. La flora normal, además, ayuda a evitar la colonización de la piel o las mucosas por bacterias que pueden ser patógenas. Generalmente los microorganismos para iniciar la infección deben primero colonizar los epitelios. Allí, seguramente compiten con los integrantes de la flora normal por factores tales como receptores celulares y nutrientes. Cuadro 1. Importancia de la flora normal Efectos directos

Producción de bacteriocinas Producción de metabolitos tóxicos Reducción del potencial de óxido reducción Consumo de nutrientes esenciales Competencia por receptores

Efectos indirectos

Aumento de la producción de anticuerpos Estímulo de la fagocitosis Aumento de la producción de interferón Deconjugación de ácidos biliares

FLORA NORMAL DE LA CAVIDAD ORAL

Existen diversos nichos dentro de la cavidad oral y pueden reconocerse diferencias en la composición si se estudia la flora de los dientes, la lengua, la mucosa yugal o el surco periodontal. La flora oral es de tipo mixto, con asociación de bacterias aerobias y anaerobias. Las bacterias que se adhieren a la superficie dental en forma permanente, lo hacen por diferentes polímeros de origen bacteriano como dextranos y levanos, sintetizados a partir de hidratos de carbono de la dieta. La cantidad de bacterias anaerobias es máxima en el surco gingival. Los dientes presentan superficies de adherencia que tienen la particularidad de no renovarse periódicamente, como lo hacen los epitelios. Formando parte de esta flora predominan diferentes especies de Streptococcus α-hemolíticos. A nivel de la placa dentaria se hallan el Streptococcus mutans y el Streptococcus sanguis. El Streptococcus mitis se adhiere tanto a los dientes como a las mucosas y el S. salivarius predomina en la mucosa lingual. El frotis realizado de saliva o hispoados de mucosa oral muestran células epiteliales y cocos grampositivos en cadenas. Esto suele verse en muestras de expectoración mal recogidas e indican contaminación por flora oral. Entre las bacterias anaerobias grampositivas pueden hallarse Actinomyces sp. en la placa dentaria y algunas especies de Lactobacillus en menor cantidad. La mayoría de las gramnegativas son anaerobias como, Bacteroides del grupo melaninogenicus y especies del género Fusobacterium. También pueden encontrarse espiroquetas del género Treponema distintas de T. pallidum. Los cocos grampositivos anaerobios pertenecen a los géneros Peptococcus, Peptostreptococcu y Ruminococcus entre otros. Además pueden aislarse especies de Mycoplasmas y levaduras del género Cándida. Como es un complejo ecosistema, existen muchas interrelaciones complejas también entre los distintos integrantes. En la placa dentaria, las bacterias se hallan en altas concentraciones, formando colonias microscópicas y ubicándose en estratos.

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La flora de la cavidad oral está involucrada en la patogenia de enfermedades como las caries y la periodontitis. En el desarrollo de la caries dental intervienen no solo las bacterias, sino también factores como el pH ácido resultante de la descomposición de hidratos de carbono de la dieta, etc. La periodontitis resulta de la agresión de la flora normal a los tejidos de sostén del diente. Los microorganismos de la boca también causan procesos como los abscesos periodontales y de cuello. Los pacientes con válvulas cardíacas enfermas, pueden desarrollar endocarditis bacteriana, en la que están implicados los Streptococcus α-hemolíticos. Esta enfermedad generalmente es una infección endógena, causada por bacterias de la cavidad oral que pasan al torrente sanguíneo por manipulaciones odontológicas y colonizan las válvulas cardíacas alteradas. La actinomicosis cérvico facial es una enfermedad que tiene como agente etiológico algunas especies de Actinomyces provenientes de la cavidad oral. FLORA NORMAL DEL APARATO DIGESTIVO

El tubo digestivo alberga un gran número de bacterias. También en este nivel se pueden reconocer distintos nichos ecológicos. La flora normal intestinal contribuye a la síntesis de vitaminas K y de vitaminas del complejo B, además de ayudar en los procesos digestivos. También compiten con los microorganismos patógenos por los nutrientes y los receptores; y elaboran bacteriocinas. Estómago En condiciones fisiológicas y sin alimentos, el pH gástrico es extremadamente ácido, aproximadamente 2. Con los alimentos éste aumenta aproximándose al pH neutro. La densidad de bacterias en el estómago es relativamente baja y se compone de microorganismos de la flora orofaríngea que han sido deglutidos, como los Streptococcus α-hemolíticos, los Lactobacillus sp., los cocos anaerobios, la Cándida sp. y otros capaces de resistir el medio ácido. Intestino delgado En el duodeno se mantiene el pH que limita el crecimiento de microorganismos. El peristaltismo representa un mecanismo importante que mantiene un número bajo de bacterias. La bilis tiene propiedades antimicrobianas que inhibe a muchos microorganismos. Otras sustancias, como la lisozima y la inmunoglobulina A (IgA) secretoria, también contribuyen a mantener un número reducido de bacterias. La cantidad de bacterias aumenta gradualmente hacia el íleon. En los sectores distales del intestino delgado, la flora normal se asemeja a la colónica. En el íleon terminal se alcanzan concentraciones de 106 a 108 bacterias por ml de contenido intestinal, con predominio de anaerobios. Intestino grueso Las bacterias representan aproximadamente el 40% del peso seco de la materia fecal. El aumento del contenido bacteriano probablemente se explica por: disminución del peristaltismo, aumento del pH cercano al fisiológico y disminución del contenido de agua. Pasando la válvula ileocecal los microorganismos de la flora normal alcanzan concentraciones de 107 a 109 bacterias por ml, llegando al máximo en el recto con 1011 bacterias por ml. Sin duda, es el mayor y más complejo ecosistema microbiano del organismo y se estima que en él conviven más de 500 especies diferentes de bacterias, con predominio de las bacterias

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anaerobias. Estos corresponden en su mayoría a los géneros Bacteroides y Fusobacterium entre los bacilos gramnegativos y especies de Peptostreptococcus, Sarcina y Veillonella entre los cocos. Los bacilos grampositivos están representados por especies de Bifidobacterium, Actinomyces, Bacillus, Lactobacillus y Clostridium. Entre los anaerobios facultativos predominan las enterobacterias, siendo E. coli la que predomina, seguida de especies de Klebsiella, Proteus, Enterobacter y Citrobacter. Entre los cocos grampositivos pueden hallarse especies de Enterococcus, Streptococcus y Staphylococcus. La adquisición de la flora normal se inicia en el momento del nacimiento; en el recién nacido los microorganismos que inicialmente colonizan el aparato digestivo provienen del periné y de la vagina de la madre. Generalmente se trata de E. coli, Klebsiella sp. y especies de Enterococcus; más raramente especies de Clostridium. En lactantes alimentados a pecho se aíslan Bifidobacterium sp. Con la introducción de la alimentación artificial aumenta el número y la diversidad de los microorganismos normales del intestino. Al año de vida la flora digestiva normal es idéntica a la del adulto. A continuación se menciona la importancia que tiene la flora normal del intestino. En primer lugar, es de destacar que determina el desarrollo correcto de la mucosa intestinal; además interviene en el metabolismo de sustancias como el ácido fólico, la biotina y las vitaminas B12, K y E. También favorece la producción de IgA y contribuye a la inmunotolerancia, dado que constituye un importante estímulo antigénico. Las bacterias que forman la flora normal del intestino cumplen un rol importante en la constitución del ciclo enterohepático de algunos fármacos. También tiene efecto de barrera, porque al ocupar nichos ecológicos impide el establecimiento de otras bacterias potencialmente patógenas. Este fenómeno se conoce como interferencia bacteriana. Las bacteriocinas son sustancias segregadas por las bacterias normales del intestino; dichos productos son tóxicos para bacterias de otros géneros distintos a los normales. Por último cabe mencionar que la flora normal del aparato digestivo interviene en infecciones oportunistas o endógenas en circunstancias como: obstrucciones mecánicas y perforación del aparato digestivo. En este caso, los microorganismos pasan al peritoneo causando una enfermedad grave. La gran diversidad de la flora fecal puede ser fácilmente objetivada realizando un frotis de materia fecal normal, tiñéndolo con coloración de Gram y observándolo al microscopio. Se observarán muchas bacterias grampositivas y gramnegativas, tanto bacilos como cocos. FLORA NORMAL DE LA VAGINA

Fue una de las primeras en ser reconocida en 1892 por Döderlein quien describió el patrón biológico normal que se observa en la mujer en edad genital activa. La composición de la flora normal depende del contenido estrogénico. El estímulo hormonal determina la proliferación de las células epiteliales que aumentan su contenido de glucógeno. Este es utilizado por Lactobacillus spp., siendo el ácido láctico el producto final del metabolismo, el cual provoca un descenso importante del pH. La acidez resultante inhibe el crecimiento de muchas bacterias. En la mujer en edad genital activa predominan distintas especies de Lactobacillus, otros bacilos grampositivos y en menor cantidad cocos grampositivos (Streptococcus spp., Enterococcus spp., etc.). También pueden encontrarse algunos Actinomyces, bacilos gramnegativos anaerobios como Bacteroides y distintas especies de enterobacterias. El Streptococcus agalactiae (grupo B) se aísla en un porcentaje variable a esta edad, que aunque no suele producir enfermedad en la mujer, su presencia implica riesgo para el recién nacido en el que puede causar una enfermedad severa. Durante la gestación, a medida que progresa el embarazo, aumenta la densidad de Lacto-

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bacillus y disminuye la de bacilos gramnegativos anaerobios y facultativos; el resultado es un mecanismo que reduce el riesgo de bacteriemia grave durante el parto y el puerperio. Algunas levaduras, como Candida albicans y otras, pueden formar parte de la flora vaginal normal. Estos hongos eventualmente, por alteraciones del ecosistema pueden causar síntomas. En la etapa prepuberal predominan los microorganismos de origen cutáneo y perineal: S. epidermidis, Propionibacterium spp. y pueden aislarse levaduras en escaso número, al igual que enterobacterias y bacilos gramnegativos anaerobios. En la mujer postmenopáusica, gracias al cesar del estímulo hormonal, la flora de la vagina retorna al patrón que tenía en la infancia. La flora vaginal protege frente a la infección vaginal, especialmente durante el embarazo y suministra la flora normal al recién nacido. El exudado vaginal es el estudio bacteriológico indicado para el diagnóstico de la infección genital y comprende el estudio directo y el cultivos de los fluidos vaginales. En la mujer sana en edad genital activa, el examen directo mostrará células epiteliales planas acompañadas de Lactobacillus: bacilos grampositivos grandes. En condiciones patológicas esta imagen se pierde y es reemplazada por la presencia de polimorfonucleares, levaduras con pseudofilamentos, G. Vaginalis, flora de tipo anaerobia, etc. FLORA NORMAL DEL APARATO RESPIRATORIO

El aparato respiratorio se divide en dos sectores anatómicos: alto y bajo. En el individuo normal únicamente las vías respiratorias altas (fosas nasales y faringe) están colonizados por flora normal. Los senos paranasales, el oído medio, la tráquea, los bronquios pulmonares y la pleura son estériles. En las fosas nasales la estructura anatómica tortuosa generan una corriente de aire turbulenta. Cuando el aire choca contra las mucosas, se calienta y las partículas grandes que éste contiene son retenidas por el mucus y los pelos de las narinas. En sectores más bajos los microorganismos que ingresan por esta vía llegan al tejido linfoide del anillo de Waldeyer. El sistema mucociliar, la capa de moco y los reflejos como la tos, el estornudo y la broncoconstricción son otros mecanismos de defensa importantes. La mucosa respiratoria también es rica en IgA. En el tejido pulmonar existen macrófagos alveolares que contribuyen a la defensa del huésped, fagocitando las bacterias y otras partículas. En la faringe la flora normal está compuesta principalmente por Streptococcus α-hemolíticos. El estudio bacteriológico de un hisopado faringoamigdalino es habitualmente indicado para diagnosticar faringitis bacteriana. Una vez realizado el cultivo en placas de agar sangre ovina, el bacteriólogo debe ser capaz de diferenciar la flora normal, compuesta principalmente por Streptococcus con hemólisis viridans, de potenciales patógenos como Streptococcus β-hemolíticos. En las fosas nasales se encuentran microorganismos característicos de la piel: Staphylococcus epidermidis y especies de Corynebacterium. Alrededor de 20 a 30% de los individuos son portadores nasales sanos de S. aureus, porcentaje aumenta en personas diabéticas sometidas a hemodiálisis y en el personal de salud. En preescolares es habitual la colonización nasal por Streptococcus pneumoniae y especies de Haemophilus. En la faringe se encuentran además diferentes especies de Lactobacillus, Propionibacterium, Corynebacterium, Moraxella, etc. Los anaerobios superan en diez veces a los aerobios y se aíslan

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Peptoestreptococcus spp., Bifidobacterium spp. y Actinomyces spp. Los bacilos gramnegativos que se encuentran, generalmente son Fusobacterium spp. y Bacteroides spp. En las criptas amigdalinas se produce acumulación de materia orgánica que disminuye el potencial de óxido reducción, por lo tanto el número de anaerobios puede ser muy elevado. Algunos individuos albergan S. pneumoniae y Haemophillus influenzae, sin que ello signifique enfermedad. También pueden encontrarse especies no patógenas de Neisseria y Streptococcus β-hemolíticos no pertenecientes al grupo A. En condiciones normales no existen bacterias más allá de la glotis. La flora orofaríngea está implicada en infecciones pulmonares, causadas por la aspiración de estos microorganismos. Generalmente esto ocurre en pacientes que tienen alterados los reflejos de defensa debido a alteraciones de la conciencia, etc. En las infecciones bronquiales o pulmonares, el estudio de la expectoración puede resultar útil si el paciente logra obtener una buena muestra mediante el esfuerzo de tos. Hay que ser cauteloso en la lectura de esta muestra, porque la misma se contaminará en diferentes grados por la flora oral. Como ya se dijo, si se observa al microscopio, se podrá diferenciar una muestra inapropiada formada principalmente por saliva, de una muestra adecuada, compuesta principalmente por leucocitos polimorfonucleares y escasas o ninguna célula epitelial FLORA NORMAL DE LA PIEL

La piel del ser humano es un extenso y heterogéneo territorio con diferencias en su estructura y condiciones ambientales, lo que determina diferencias en la densidad y composición de su flora normal, según el área considerada. La mayoría de los microorganismos colonizan el estrato córneo, que es relativamente impermeable. Los mecanismos de defensa que presenta la piel están representados por: el recambio celular continuo de las capas superficiales del epitelio, el pH bajo debido a metabolitos de las glándulas sebáceas y los macrófagos de la piel. Como se mencionó, en el personal hospitalario la flora transitoria puede estar integrada por bacterias que potencialmente pueden causar enfermedad a los pacientes. El lavado de manos es la medida profiláctica más importante para evitar la transmisión de infecciones. La composición de la flora normal, tanto en sus aspectos cualitativos como cuantitativos, puede estar influida por factores climáticos, condiciones de higiene, etc. Dentro los microorganismos que constituyen la flora normal de la piel, predominan los grampositivos. La flora basal se compone de Staphylococcus spp. (generalmente S. epidermidis), Micrococcus spp. y Corynebacterium spp. El Propionibacterium acnes es un bacilo grampositivo anaerobio que coloniza las glándulas sebáceas. Esta bacteria posee lipasas que degradan los lípidos secretados por esas bacterias. Los metabolitos resultantes son principalmente ácidos grasos insaturados con actividad antimicrobiana. La flora transitoria está integrada por S. aureus y en menor cantidad, por bacilos gramnegativos (Enterobacterias, Acinetobacter) en regiones como axilas, ingle y periné. Esta flora cutánea participa en el desarrollo de infecciones cuando se producen soluciones de continuidad en la piel. Muchas infecciones como foliculitis o forunculosis tienen origen en los folículos pilosos o glándulas. Otras infecciones ocasionadas por bacterias de la flora normal, se producen cuando se colocan catéteres percutáneos u otros dispositivos que implican la ruptura de la barrera cutánea. La flora del conducto auditivo externo es similar a la de la piel. Hay que destacar que a diferencia del anterior, el oído medio es estéril. La flora normal de la piel puede objetivase mediante cultivos en medios apropiados.

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FLORA NORMAL DE LA CONJUNTIVA

La conjuntiva ocular carece de flora basal, porque no se producen interacciones estables entre esta mucosa y los microorganismos. El saco conjuntival puede contener algunos microorganismos que proceden de la piel circundante o del contacto mano ojo. La secreción lacrimal efectúa un continuo barrido de las partículas que se depositan en la conjuntiva. Esta secreción es rica en lizosima, enzima que destruye las bacterias, especialmente las grampositivas. El parpadeo, las pestañas y las cejas contribuyen a evitar el ingreso de partículas al saco conjuntival. Las bacterias que pueden encontrarse son Staphylococcus spp. , Corynebacterium spp., Streptococcus α-hemolíticos y Bacillus spp. El uso de lentes de contacto se asocia a la colonización por bacterias de los géneros Serratia y Pseudomonas. Las bacterias de la conjuntiva pueden causar infecciones graves como úlceras de córnea y endoftalmitis. Éstas, generalmente, están precedidas por traumatismos de córnea o perforaciones del globo ocular. FLORA NORMAL DEL APARATO URINARIO

Excepto la uretra anterior, el aparato urinario es estéril. La orina contribuye a mantener la vía urinaria libre de microorganismos, gracias al arrastre de la orina durante la micción, al pH ácido de la orina y a la alta osmolaridad que presenta. La uretra anterior está colonizada por bacterias provenientes del periné. Dichas bacterias son eliminadas al inicio de la micción, propiedad que se usa para obtener la muestra por chorro medio para el urocultivo, evitando así la contaminación. En la mujer, la menor longitud de la uretra y la proximidad de ésta con el ano explican, al menos en parte, la mayor incidencia de infección urinaria.

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SECCIÓN

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II

Principales procesos infecciosos 8. Infecciones de piel y partes blandas 9. Infecciones respiratorias 10. Gastroenteritis 11. Infección urinaria 12. Bacteriemias y sepsis 13. Infecciones del sistema nervioso central 14. Infecciones de transmisión sexual 15. Infecciones hospitalarias

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Infecciones de piel y tejidos blandos G. Varela

Generalidades Comprenden un conjunto heterogéneo de procesos infecciosos, con o sin respuesta inflamatoria local o sistémica evidente. Está formado por una gran variedad de cuadros clínicos con compromiso, gravedad y evolución diferentes. El número de agentes asociados a estos procesos es importante e incluye fundamentalmente bacterias, tanto de origen endógeno como exógeno, y en menor proporción virus. Las vías de ingreso de estos agentes a los sectores afectados son: la inoculación directa (más frecuente), la vía hemática o linfática, o por contigüidad. No resulta fácil hacer una clasificación de estos procesos basada exclusivamente en su topografía, ya que se trata de situaciones dinámicas y con frecuencia los planos comprometidos son varios, como veremos más adelante. En este capítulo no trataremos infecciones que presentan manifestaciones cutáneas como por ejemplo: sífilis, chancro blando, herpes genital, condilomas acuminados (ver capítulo 14), lepra. Tampoco veremos las infecciones que cursan con bacteriemia (como endocarditis, meningitis) que pueden presentar lesiones a nivel cutáneo. No haremos mención a enfermedades virales como sarampión, rubéola, varicela zóster, si bien debemos destacar que las lesiones a nivel cutáneo presentes en estas enfermedades pueden servir como puerta de entrada para diferentes agentes bacterianos asociados a infecciones de piel o tejidos blandos propiamente dichas. (Ver capítulos 6 y 7) Aproximación a la definición de tejidos blandos: son los tejidos, órganos y espacios ubicados entre la piel y los huesos. Incluyen de afuera hacia adentro: piel (epidermis y dermis), tejido celular subcutáneo con el panículo adiposo, fascias y aponeurosis, y el tejido muscular (con logias inextensibles en algunos casos). Esta distribución por sectores tiene variaciones cualitativas y cuantitativas, de acuerdo a la región anatómica estudiada (pared abdominal, escroto, manos, etc.). La piel constituye casi el 20% del peso corporal de un sujeto adulto. Está compuesta de dos capas: epidermis la más externa, y la interna denominada dermis. La epidermis está dividida en varios estratos: germinal, espinoso, granuloso y por último el estrato córneo (el más externo, en contacto directo con el medio ambiente). Por debajo de la epidermis se encuentra la dermis, constituida entre otros, por proteínas fibrosas tipo colágeno, fibras elásticas y mucopolisacáridos. Es rica en vasos sanguíneos y linfáticos, glándulas sudoríparas y sebáceas, fibroblastos, macrófagos y células cebadas. Las glándulas anexas (sudoríparas y sebáceas) y los folículos pilosos se encuentran en esta capa, a pesar de que su origen es ectodérmico.

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La piel está en contacto con el medio ambiente y expuesta a una gran variedad de microorganismos, incluidas las bacterias que integran la flora normal (basal y transitoria). Ofrece innumerables nichos ecológicos para el desarrollo de distintos microorganismos, debido a la variedad de microambientes con características fisicoquímicas diferentes que posee (axilas, pliegues inguinales, cuero cabelludo, etc.). También está sometida a cambios estructurales y funcionales relacionados con la edad del sujeto, el estado hormonal, la higiene personal, y a factores exógenos como por ejemplo el clima (temperatura, humedad, etc.).

Impétigo Se trata de una infección superficial de la piel, sobre todo de la epidermis, aunque raramente puede comprometer la dermis y tejidos subcutáneos. Se manifiesta inicialmente por la aparición de vesículas rodeadas por un halo de tipo inflamatorio, que pasan luego a pústulas, y por último a costras. Las lesiones son sumamente pruriginosas, el rascado facilita la diseminación a otras zonas del cuerpo y a otros individuos susceptibles. La mayoría de los casos ocurren en niños de dos a cinco años, afectando principalmente la cara, con distribución periorificial (boca, nariz) y también las extremidades, sobre todo inferiores, más expuestas a pequeños traumatismos. Es una enfermedad altamente contagiosa, frecuente en zonas con clima tropical y en niños con higiene personal deficiente. Traumas menores, picaduras de insectos y otras lesiones cutáneas actúan como factores predisponentes alterando la integridad de la barrera cutánea. Staphylococcus aureus y Streptococcus pyogenes (de distintos serotipos M) son los agentes más frecuentemente asociados a impétigo. En el caso de Streptococcus pyogenes, la colonización faríngea precede al desarrollo de la enfermedad en dos a tres semanas y es más frecuente en los meses fríos; en cambio en los casos asociados a Staphylococcus aureus la colonización previa es sobre todo en el ámbito nasal. Son frecuentes los casos debidos a infecciones mixtas

Impétigo por Streptococcus pyogenes

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por S. aureus y S. pyogenes. Streptococcus del grupo C y G se asocian raramente a impétigo y Streptococcus agalactiae (grupo B) se ha recuperado de casos que ocurren en recién nacidos. Algunos casos de impétigo estreptocócico pueden dar como complicación no supurada una glomerulonefritis difusa aguda. (Ver capítulo 17) DIAGNÓSTICO ETIOLÓGICO

El frotis del contenido de las vesículas o pústulas teñido por la técnica de Gram muestra la mayoría de las veces cocos grampositivos agrupados en cadenas o racimos. El cultivo en placas de agar sangre ovina al 5% del contenido de las vesículas o pústulas, puede mostrar colonias sospechosas de Staphylococcus aureus, Streptococcus pyogenes o ambas. Para una descripción detallada de los procedimientos de laboratorio utilizados en el diagnóstico etiológico, ver capítulos 16 y 17. TRATAMIENTO

Es tópico, aplicando directamente sobre las lesiones antisépticos (iodóforos u otros), o antibióticos (mupirocina, bacitracina, etc.). En casos de impétigo generalizado o extenso deben administrarse antibióticos por vía general, que actúen sobre los diferentes agentes etiológicos potenciales (por ejemplo: cefalosporinas de primera generación). Debe prestarse especial atención a las cepas de S. aureus resistentes a meticilina. (Ver capítulo 16) El tratamiento con antibióticos por vía general no disminuye la incidencia de glomerulonefritis. IMPÉTIGO BULLOSO

Es una forma de impétigo producida por cepas de S. aureus pertenecientes habitualmente al fagotipo 71, ocurre sobre todo en recién nacidos y niños pequeños. Es debido a la acción a nivel de la piel de dos exotoxinas exfoliativas (toxina exfoliativa A y B, ver más adelante síndrome de piel escaldada) producidas por la cepa infectante. Raramente ocurre sobreinfección de las lesiones con cepas de Streptococcus. La curación sin cicatrices es la regla.

Ectima Es una afección cutánea similar al impétigo, aunque el compromiso es más profundo y la evolución es más lenta. Se observa sobre todo en las extremidades inferiores, es frecuente en niños y ancianos. Las lesiones se ulceran y luego se recubren de una costra amarilloverdosa. Generalmente están rodeadas de una sobreelevación violácea. Los agentes responsables más comunes son Streptococcus pyogenes y Staphylococcus aureus. El tratamiento es el mismo que para el impétigo. En algunos casos de bacteriemia por Pseudomonas aeruginosa u otros bacilos gramnegativos, pueden aparecer lesiones cutáneas denominadas ectima gangrenoso. Son ulceraciones circulares, induradas, indoloras, con una éscara central de color negro grisáceo característico, rodeadas de un halo eritematoso; son producidas por la necrosis hemorrágica y la reacción inflamatoria que ocurre en la zona afectada.

Eritrasma Es una infección superficial de la piel, producida por cepas de Corynebacterium minutissimum (bacilos grampositivos, aerobios-anaerobios facultativos, no esporulados, inmóviles, catalasa positivos y ampliamente distribuidos en la naturaleza). Se manifiesta por manchas de color pardo rojizo, similares a las producidas por los dermatofitos; son más frecuentes en hombres

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y personas obesas con diabetes mellitus. Son muy pruriginosas, con escasa descamación y lenta evolución. Puede haber períodos asintomáticos y épocas de exacerbación. Las lesiones predominan en la región gentiocrural. Los macrólidos por vía oral son el tratamiento de elección.

Foliculitis Es la inflamación aguda de causa infecciosa del sector distal (más superficial) del folículo piloso y de las glándulas apócrinas asociadas. Generalmente existe compromiso de varios folículos al mismo tiempo. Las lesiones son de tipo papular con un punto central sobreelevado y purulento. Tiene distribución variable, con predominio en la cara y axilas. Puede haber compromiso de los folículos pilosos del conducto auditivo externo. La foliculitis de las pestañas se conoce con el nombre de “orzuelo”. Una forma particular, denominada “sicosis de la barba”, se caracteriza por la afectación crónica de los pelos de la barba. Staphylococcus aureus es el agente etiológico más frecuente, aunque se han descrito casos adquiridos en piletas de natación causados por cepas de Pseudomonas aeruginosa. En pacientes inmunocomprometidos los casos de foliculitis por Pseudomonas aeruginosa pueden evolucionar a cuadros más graves como el ectima gangrenoso. Otros bacilos gramnegativos pueden asociarse a foliculitis en personas con acné, sobre todo luego del tratamiento con antimicrobianos.

Forúnculo En este caso el proceso inflamatorio es más profundo que en la foliculítis, puede haber compromiso de la grasa subcutánea y de la glándula sebácea asociada. Habitualmente ocurre en un solo folículo, aunque pueden estar comprometidos varios a la vez, como veremos más adelante a propósito de carbunco por Staphylococcus. Se manifiesta como un nódulo rojo y doloroso, que luego se hace fluctuante y purulento. Eventualmente, puede abrirse al exterior a través del folículo afectado. Son más frecuentes en zonas húmedas, calientes y expuestas a roce frecuente, como por ejemplo cuello, cara, axilas, pliegues inguinales y nalgas. Entre los factores predisponentes para el desarrollo de forúnculos se destacan: estado de portador nasal de cepas de S. aureus, obesidad, tratamiento prolongado con corticoides, defectos en la serie blanca (neutrófilos), estrés y probablemente diabetes mellitus. Como consecuencia de la manipulación incorrecta de la lesión puede haber diseminación hematógena (bacteriemia) con aparición de focos metastáticos (osteomielitis, endocarditis, etc.). Especial cuidado debe tenerse con los forúnculos próximos a la nariz y labio superior, por la eventual diseminación hemática al seno cavernoso a través de las venas emisarias facial y angular.

Ántrax estafilocócico Es un proceso más extenso y grave que compromete simultáneamente varios folículos pilosos. Habitualmente ocurre en la región de la nuca, espalda o muslos, donde la piel es más gruesa y menos extensible. Aparecen múltiples abscesos separados por tejido conectivo que luego drenan a la superficie a través de los propios folículos. En ocasiones puede haber bacteriemia con focos metastáticos secundarios (endocarditis, osteomielitis, etc.). El agente etiológico más frecuente en ambos casos (forúnculos y carbunco) es Staphylococcus aureus.

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Carbunco cutáneo (pústula maligna). Causado por Bacillus anthracis

TRATAMIENTO

La mayoría de los forúnculos se curan con medidas locales como aplicación de calor húmedo para provocar el drenaje espontáneo. Puede ser necesario el drenaje quirúrgico. En casos con compromiso de capas más profundas (celulitis) debe agregarse tratamiento con antibióticos adecuados. (Ver capítulo 16)

Carbunco cutáneo (pústula maligna) Es causado por cepas de Bacillus anthracis (bacilo grampositivo, esporulado, aerobio) que puede causar infecciones en animales herbívoros y seres humanos. Es una enfermedad profesional, se observa fundamentalmente en personas que tienen contacto estrecho con animales contaminados (veterinarios por ejemplo), o sus productos (clasificadores de lana, esquiladores, etc). Los esporos ingresan por heridas en la piel, luego germinan y las formas vegetativas se multiplican activamente a nivel local. En el sitio de inoculación aparece una pápula indolora que progresa rápidamente a una úlcera rodeada de vesículas y por último a una lesión necrótica de color negro. El carbunco cutáneo es la forma más frecuente de ántrax, y sin tratamiento adecuado tiene una mortalidad cercana al 20%. El diagnóstico etiológico se realiza por el aislamiento e identificación de Bacillus anthracis a partir de la lesión. Penicilina, doxiciclina o ciprofloxacina se utilizan para el tratamiento de este proceso.

Erisipela (Fuego de San Antonio) Es un tipo característico de celulitis superficial y recidivante; con participación de la epidermis, la dermis, el tejido celular subcutáneo y compromiso importante de los vasos linfáticos. Es común en niños pequeños y ancianos. Las lesiones son más frecuentes en los miembros inferiores, aunque se observan algunos casos de erisipela facial, con afectación del dorso nasal y mejillas. Las probables puertas de entrada a nivel de los miembros inferiores son: heridas

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quirúrgicas, úlceras, abrasiones, psoriasis, dermatitis o infecciones fúngicas. Como factores predisponentes locales se destacan entre otros: alteraciones en el retorno venoso y linfático; a nivel general el alcoholismo, el síndrome nefrótico, la diabetes mellitus y alteraciones de la sensibilidad táctil protopática. La infección puede extenderse en profundidad y comprometer fascias musculares (fascitis necrotizante). El agente etiológico más frecuente es Streptococcus pyogenes, raramente se asocia a infección por Streptococcus del grupo C o G. Streptococcus agalactiae (grupo B) se ha recuperado en casos de erisipela en recién nacidos. El estudio bacteriológico (directo y cultivo) tiene poca aplicación en esta enfermedad, ya que la tasa de recuperación, aún estudiando los bordes de la lesión con o sin instilación previa de suero fisiológico estéril, es baja. La bacteriemia ocurre en menos del 10% de los casos y a partir de la faringe solo se recuperan cepas de Streptococcus en aproximadamente el 20% de los casos. TRATAMIENTO

Se realiza con penicilina G o macrólidos en pacientes alérgicos.

Procesos por acción de exotoxinas a nivel cutáneo (producidas localmente o en un foco alejado) SÍNDROME DE PIEL ESCALDADA (SPE)

Se debe a la infección por cepas de S. pyogenes productoras de exotoxinas exfoliativas A y B, termoestable y termolábil respectivamente, con actividad serinproteasa, que digieren las uniones estrechas intercelulares (desmosomas) del estrato granuloso. No se produce citólisis y no hay respuesta inflamatoria. Ocurre en niños pequeños, y es raro en adultos. La riqueza relativa de GM4, receptor conocido para las toxinas exofilativas, en los niños pequeños explicaría en parte este hecho. La infección o colonización por la cepa toxigénica ocurre sobre todo a nivel del cordón umbilical. Tratamiento Consiste en medidas generales de sostén (recordar algunas de las funciones conocidas de la piel: termorregulación, balance hidroelectrolítico, barrera defensiva, etc.). Existen formas incompletas de SPE, causadas también por cepas de S. aureus productoras de toxinas exfoliativas. El compromiso cutáneo es menor con una erupción eritematosa generalizada (escarlatina estafilocócica). ESCARLATINA

Es un exantema eritematoso difuso que comienza en el tronco y luego se extiende a los miembros. Respeta la zona perioral, plantas y palmas. Es causada por cepas lisogénicas de S. pyogenes (también, aunque más raramente, por cepas del grupo C o G) productoras de exotoxinas pirógenas estreptocócicas, también conocidas como toxinas eritrogénicas (Spe). La infección ocurre frecuentemente a nivel faríngeo y puede ser asintomática. Hasta el momento se han descrito siete toxinas inmunológicamente diferentes (A-J menos D, E, I). Pertenecen al grupo 1 de toxinas bacterianas y pueden actuar como “superantígenos”. (Ver más adelante síndrome de shock tóxico). Las cepas de Streptococcus pyogenes asociadas a cuadros invasivos graves y rápidamente letales, con manifestaciones de síndrome de shock tóxico producen freceuntemente SpeA.

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SÍNDROME DE SHOCK TÓXICO (SST)

Es una enfermedad sistémica, con compromiso cutáneo, causada por la infección con cepas de Staphylococcus aureus productoras de TSST-1 (toxina del síndrome de shock tóxico-1). Se trata de una exotoxina proteica, termoestable e integra junto a otras toxinas bacterianas (toxinas estreptocócicas pirogénicas, enterotoxinas estafilocócicas) el grupo I, conocidas también como “superantígenos”. Estas moléculas tienen la capacidad de estimular en forma inespecífica a los macrófagos (células presentadoras de antígenos, con el receptor CMH II) y linfocitos T, con liberación excesiva de citoquinas (IL-2, FNT, etc.) responsables en parte de las manifestaciones sistémicas observadas en este síndrome. La colonización o infección con estas cepas toxigénicas puede ocurrir a nivel de la vagina (uso de tampones hiperabsorbentes) o de heridas (accidentales o quirúrgicas). Las manifestaciones cutáneas (aparte de las de la herida y el conjunto de manifestaciones sistémicas) son: exantema generalizado de tipo escarlatiniforme, y en los casos de SST causados por cepas de Streptococcus pyogenes puede observarse descamación severa de la piel de palmas y plantas. VERRUGAS COMUNES

Plantares, planas, son causadas por la infección localizada de la epidermis con ciertos tipos de Papillomavirus (4, 63, 26, 27, 29, 41, 57, 65, entre otros). Los virus se replican en las células del estrato escamoso, estimulando la proliferación celular con engrosamiento de la capa basal, espinosa y granulosa. La curación es espontánea, aunque puede haber recidivas. La trasmisión es por contacto directo. MOLUSCO CONTAGIOSO

Son lesiones bien delimitadas, blanquecinas, a veces agrupadas y con umbilicación central causadas por Poxvirus (Molluscum contagiosum); trasmitido por contacto directo o a través de fomites. Es frecuente en niños y en adultos sexualmente activos (promiscuos). En pacientes con SIDA se observa una forma generalizada con compromiso de zonas extensas de piel. CELULITIS

Es un proceso inflamatorio agudo y difuso que compromete tejidos más profundos (celular subcutáneo) con manifestaciones clínicas locales (dolor, rubor, calor, edema) y sistémicas (decaimiento general, fiebre, etc.). Puede afectar distintos sectores del cuerpo (cabeza, tronco, miembros) dando diferentes cuadros clínicos. Es una enfermedad grave, con tendencia a la diseminación local o general por vía linfática o hemática. En algunos casos, la valoración quirúrgica es fundamental para establecer el grado de compromiso y la vitalidad de los tejidos afectados. Los agentes responsables pueden alcanzar el sitio de infección por diferentes vías: directamente a través de soluciones de continuidad en la barrera cutánea (cirugía, picaduras, heridas, etc.); por contigüidad (a partir de un foco infeccioso contiguo o próximo); y menos frecuentemente por vía hematógena (a partir de un foco infeccioso distante). Agentes etiológicos Bacterias aerobias o aerobias-anaerobias facultativas (Staphylococcus aureus y Streptococcus pyogenes) son las especies bacterianas más frecuentemente asociadas a casos de celulitis. Streptococcus del grupo C y G también producen estos cuadros. Streptococcus grupo B se ha recuperado de casos de celulitis en recién nacidos. Haemophilus influenzae (bacilo gramnegativo pleomórfico, exigente desde el punto de vista nutricional, no esporulado, encapsulado), es responsable de algunos casos de celulitis facial en niños pequeños (menores de cinco años)

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no vacunados. La evolución es rápida, la bacteriemia es frecuente y muchos de estos niños presentan manifestaciones clínicas de otros focos infecciosos (meningitis). Streptococcus pneumoniae (coco grampositivo, lanceolado, encapsulado, catalasa negativo, no esporulado) y bacterias anaerobias que integran la flora oral, también se asocian con casos de celulitis facial en niños pequeños. En algunos casos la etiología es mixta o polimicrobiana. Varias de las enzimas, toxinas y otras estructuras bacterianas, se vinculan con la patogenia de estos procesos. Proteinasas, hialuronidasa, estafiloquinasa, toxinas citolíticas (alfa, beta, gama, delta, etc), cápsula y estreptolisinas entre otras, se relacionan con el daño celular, tisular y la diseminación de la población bacteriana. En los capítulos correspondientes a los agentes, estos y otros atributos de virulencia conocidos se tratan en detalle, así como sus mecanismos de resistencia a los antimicrobianos. Otros agentes menos frecuentes Erysipelothrix rhusiopathiae, bacilo grampositivo, anaerobio facultativo, ampliamente distribuido en la naturaleza, es responsable de casos de celulitis de manos en personas que manipulan peces de agua salada, carne de aves, carne vacuna y cueros. Puede haber bacteriemia y endocarditis. Aeromonas hidrophyla, bacilo gramnegativo, ubicuo, con metabolismo de tipo fermentativo, vinculado a casos de celulitis en personas con abrasiones cutáneas mínimas y contacto prolongado con agua dulce. Serratia, Proteus, y otras bacterias de la familia Enterobacteriaceae, pueden producir celulitis en sujetos inmunocomprometidos. Diagnóstico etiológico Se puede intentar recuperar el o los agentes involucrados por cultivo de diferentes muestras representativas del proceso (aspirado de borde de la lesión, biopsia, etc.) o a partir de hemocultivos. Sin embargo, el rendimiento microbiológico es bajo, aproximadamente se obtienen resultados positivos en el 20% a 30% de los casos estudiados. CELULITIS CON NECROSIS TISULAR

Lo característico en estos casos es la gran destrucción de tejidos, la rápida evolución y el pronóstico más grave; sumado a la necesidad urgente de realizar distintos tratamientos quirúrgicos. Se conocen también con el nombre de gangrenas infecciosas (para diferenciarlas de las de origen vascular), afectan tejido subcutáneo, piel suprayacente y en ocasiones hay compromiso de fascias (fascitis necrotizante) y tejido muscular (miositis). Según el sector comprometido de forma predominante y los agentes bacterianos participantes, definiremos algunos procesos: celulitis anaerobia por bacterias del género Clostridium, celulitis por otras bacterias anaerobias, fascitis estreptocócica necrotizante, celulitis necrotizante sinérgica progresiva. CELULITIS ANAEROBIA POR CLOSTRIDIUM

Generalmente no hay compromiso de la fascia ni del músculo. Comienza de forma insidiosa y luego evoluciona rápidamente. Está causada habitualmente por cepas de Clostridium perfringens (bacilo grampositivo, esporulado, anaerobio aerotolerante, ubicuo e integrante de la flora intestinal de los seres humanos). El agente ingresa a través de heridas (accidentales, quirúrgicas, etc.) contaminadas con esporos bacterianos. La presencia de cuerpos extraños y tejidos desvitalizados en la profundidad de la herida crea un ambiente adecuado para la germinación y posterior multiplicación de las formas vegetativas. (Ver capítulos 3 y 21) Las manifestaciones locales incluyen: edema, rubor y dolor moderados. No hay un cuadro tóxico importante. Debido a la producción de gas puede haber crepitación en la región afectada.

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Celulitis por Clostridium perfringens luego de una fractura expuesta de miembro superior.

La tinción con la coloración de Gram del pus que drena por la herida puede mostrar la presencia de bacilos grampositivos característicos (relativamente cortos y de bordes rectos). La exploración quirúrgica es fundamental para descartar el compromiso muscular y de las fascias subyacentes. Tratamiento Limpieza quirúrgica con debridamiento y drenaje, y administración de antimicrobianos adecuados. CELULITIS POR OTRAS BACTERIAS ANAEROBIAS

Clínicamente es similar a la anterior, sin embargo las cepas responsables son bacterias anaerobias no esporuladas (cocos grampositivos, bacilos gramnegativos) pertenecientes a diferentes géneros. En muchos casos la infección es polimicrobiana y con participación de bacterias aerobias y anaerobias facultativas (Staphylococcus, Streptococcus, Enterobacteriaceae). El pronóstico es bueno si el diagnóstico y el tratamiento adecuado son precoces. FASCITIS ESTREPTOCÓCICA NECROTIZANTE

Incluye dos entidades según los agentes infecciosos responsables: a) Tipo I: se trata de una infección mixta, en la que participan por lo menos una especie anaerobia (bacilos gramnegativo o cocos grampositivos) y una o más cepas aerobias (Streptococcus, bacilos gramnegativos: Pseudomonas y otros); b) Tipo II: es el cuadro conocido como gangrena estreptocócica y el agente etiológico más frecuente es Streptococcus pyogenes, solo o en combinación con S. aureus. Se trata de procesos agudos que aparecen luego de intervenciones quirúrgicas, sobre todo a nivel abdominal o cercanas al recto (perirrectales). Las producidas por Streptococcus pyogenes también pueden ocurrir luego de traumatismos banales. El sector afectado está rojo, caliente

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Celulitis de brazo causada por Streptococcus agalactiae

y doloroso; la piel suprayacente adquiere un color gris azulado y luego aparecen vesículas de contenido serosanguinolento. Con el tiempo se transforma en una éscara negra y como consecuencia de la destrucción de los nervios periféricos, la zona puede perder sensibilidad. En las formas mixtas puede haber crepitación y un olor fétido característico. Los síntomas y signos generales incluyen: fiebre, malestar general, decaimiento, acompañados habitualmente de leucocitosis. El diagnóstico se realiza por exploración quirúrgica con valoración del estado de la fascia que se presenta necrótica, con resistencia disminuida y se diseca fácilmente. La tinción del exudado puede revelar la presencia de cocos, bacilos grampositivos y negativos. El tratamiento es quirúrgico. Tratamiento médico: antimicrobianos adecuados por vía intravenosa (teniendo en cuenta para la elección, entre otros factores: agentes participantes, sus posibles mecanismos de resistencia, producción de exotoxinas con acción local o a distancia). Existe una forma especial de fascitis necrotizante que afecta los genitales masculinos, denominada gangrena de Fournier. El proceso puede comprometer: escroto, periné, pene y pared abdominal. Algunos casos de fascitis necrotizante causados por Streptococcus pyogenes pueden asociarse con un cuadro sistémico sumamente grave, denominado síndrome de shock tóxico estreptocócico, con manifestaciones similares al producido por cepas de S. aureus productoras de TSST-1. Las cepas de Streptococcus pyogenes aisladas con mayor frecuencia en estos casos pertenecen a los serotipos M1 y M3, y son productoras de exotoxinas pirógenas de tipo A o B. CELULITIS NECROTIZANTE SINÉRGICA PROGRESIVA

En este caso no hay compromiso de la fascia, y suele aparecer luego de intervenciones quirúrgicas, abdominales o torácicas. Se conoce también como gangrena de Meleney. Se trata de un proceso infeccioso polimicrobiano, que aparece en la proximidad de la sutura y luego de varios días. Hay dolor intenso, con rubor y edema. Más tarde en la lesión se pueden reconocer tres sectores más o menos definidos: uno central, gangrenoso de color verdoso con aspecto

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de cuero seco, un sector intermedio de color violeta y muy doloroso, y otro externo de color rojo intenso. La evolución es más lenta que en los casos anteriores. MIOSITIS INFECCIOSA

Se trata de procesos inflamatorios agudos, fundamentalmente de etiología bacteriana (aunque hay casos asociados a virus) y poco frecuentes. Los agentes infecciosos pueden alcanzar el músculo a través de diferentes vías: por inoculación directa (heridas penetrantes); por contigüidad a partir de procesos cercanos; por vía sanguínea desde focos infecciosos alejados. Las entidades más importantes son: piomiositis, mionecrosis por clostridios y mionecrosis no producida por clostridios. PIOMIOSITIS

Infección aguda del músculo esquelético (sin compromiso inicial de la piel y de otras partes blandas o hueso adyacente), causada generalmente por cepas de S. aureus. Clínicamente se manifiesta por dolor localizado, tumefacción y a veces se asocia impotencia funcional, con o sin fiebre. MIONECROSIS POR CLOSTRIDIOS

Se trata de un proceso agudo que compromete músculos esqueléticos, sumamente tóxico, de progresión rápida y potencialmente fatal. Es causado principalmente por cepas de Clostridium perfringens. La mionecrosis por clostridios se observa en situaciones que tienen en común la presencia de lesiones musculares extensas (con gran destrucción tisular y compromiso del aporte sanguíneo) y contaminación con esporos de C. perfringens o de otros clostridios histotóxicos; como sucede luego de fracturas expuestas, heridas de cirugía abdominal, inyecciones intramusculares con suspensiones que contienen sustancias vasoconstrictoras, heridas de guerra, etc. También se describen casos en los cuales la herida no es evidente, denominados mionecrosis espontánea no traumática, en los cuales los agentes responsables (Clostridium septicum u otros) llegan por vía hemática a partir del intestino. En este caso existen factores predisponentes a nivel intestinal (cáncer de colon, infarto intestinomesentérico, etc.). El síntoma inicial es el dolor, aparece dos a tres días luego del traumatismo y es sumamente intenso. En la zona afectada puede haber crepitación debido a la acumulación de gas (en logias inextensibles esta acumulación compromete aún más el aporte sanguíneo), sin embargo puede estar enmascarada por el edema importante. Se acompaña de manifestaciones generales de toxemia (taquicardia, sudoración profusa, hipotensión, etc.). Por la herida drena un líquido serosanguinolento de olor fétido. En la exploración quirúrgica (obligatoria) se comprueba que los músculos afectados no se contraen, están pálidos y friables, no sangran al corte, y han perdido su elasticidad. El estudio microscópico de frotis hechos a partir del líquido o de muestras de tejido pueden mostrar bacilos grampositivos caraterísticos y pocos polimorfonucleares. Varias enzimas y toxinas bacterianas (alfatoxina o lecitinasa, beta, epsilon y tita entre otras), serían responsables de la gran destrucción tisular y disminución de la respuesta celular inflamatoria a nivel de la zona afectada; también de algunas manifestaciones generales tardías como ictericia y hemoglobinuria por lisis tóxica de los glóbulos rojos. (Ver capítulo 21) El diagnóstico rápido es muy importante y se basa en los elementos clínicos y los resultados de la exploración quirúrgica, complementados por el estudio microscópico directo (frotis teñidos por la técnica de Gram) de muestras de líquido o partes de tejido.

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Tratamiento Es fundamental el debridamiento quirúrgico completo, extirpando todos los músculos afectados, llegando incluso a la amputación cuando el proceso compromete miembros; y la administración de antimicrobianos adecuados para disminuir la carga bacteriana y la producción de toxinas. Se puede utilizar la cámara hiperbárica como terapia coadyuvante. Una forma particular de mionecrosis por clostridios es la que ocurre en el músculo uterino. Es una infección grave, que se produce generalmente por maniobras abortivas realizadas en condiciones precarias, también puede presentarse tras un aborto o parto espontáneo. Se produce por la irrupción brusca en el torrente circulatorio de la alfatoxina (hidrolisa la lecitina de las membranas celulares) de C. perfringens desde la cavidad uterina, este pasaje está favorecido por el aumento de la irrigación del útero grávido. La toxina causa la hemólisis que lleva a la tríada sintomática de Mondor: hemoglobinemia, ictericia y hemoglobinuria, con estado general grave e insuficiencia renal aguda. MIONECROSIS NO PRODUCIDA POR CLOSTRIDIOS

En estos procesos los agentes etiológicos son los siguientes: cocos grampositivos anaerobios, bacilos gramnegativos anaerobios, muchas veces asociados a S. aureus o S. pyogenes.

Glosario • Exantema: erupciones de la piel. Pueden ser de dos tipos, a) escarlatiniforme con micromaculopápulas, ásperas, sin espacios de piel sana; b) morbiliforme, micromaculopápulas más suaves, separadas por sectores de piel sana. • Eritema: enrojecimiento de la piel, limitado o difuso que desaparece con la aplicación de presión. • Máculas: modificaciones del color normal de la piel, no se palpan. • Pápulas: Elevaciones pequeñas, hemisféricas, menores de un centímetro, sólidas y circunscriptas. • Vesículas: elevaciones localizadas, de entre uno y cinco milímetros, con contenido líquido. • Ampollas: elevaciones localizadas, de mayor tamaño que las vesículas, con contenido seroso o seropurulento. Pueden estar tensas o flácidas. • Pústulas: pequeñas elevaciones de contenido purulento. • Costras: masas secas de suero, pus o sangre mezcladas con restos celulares y bacterias. Aparecen luego de pústulas, vesículas o ampollas. • Éscaras: formadas por tejido necrosado.

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Infecciones respiratorias M. Macedo, S. Mateos

Las infecciones respiratorias (IR) son afecciones muy frecuentes. Constituyen una importante causa de morbilidad y mortalidad en todas las edades.

Clasificación Según la localización encontramos las IR altas, que son las que afectan al tracto respiratorio superior, y las IR bajas, es decir las que afectan al tracto respiratorio inferior. De acuerdo a la etiología podemos hacer dos tipos de clasificaciones: a) por un lado se distinguen las infecciones bacterianas, virales, parasitarias y fúngicas; b) por otro lado es clásico diferenciarlas en específicas, es decir aquellas infecciones que son causadas por un agente en particular, como la tos convulsa o tos ferina o coqueluche (causada por Bordetella pertussis), la tuberculosis (causada por Mycobacterium tuberculosis), la difteria (Corynebacterium diphteriae), e inespecíficas que son ampliamente las más frecuentes. a) Según la etiología – Bacterianas, virales, parasitarias. – Específicas, inespecíficas. b) Según la localización: – Altas. – Bajas. Nos referiremos, en este capítulo, exclusivamente a las infecciones bacterianas y virales clásicamente denominadas inespecíficas.

Infecciones respiratorias altas Son las infecciones que afectan la nasofaringe, orofaringe, laringe, tráquea, oído y senos paranasales. Debe recordarse que la mucosa del tracto respiratorio superior es continua por lo que una infección en cualquiera de sus sectores puede propagarse hacia sus sectores inferiores. RESFRÍO COMÚN (RINITIS)

Es la inflamación de la mucosa nasal. Es una infección sumamente frecuente, y es la manifestación más frecuente de infección del tracto respiratorio superior causada por muchos virus

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diferentes. A pesar de su elevada frecuencia, no existe terapéutica ni medidas preventivas específicas para la mayoría de sus agentes etiológicos. Etiología Salvo raras excepciones, los agentes etiológicos son virus. Los virus más frecuentemente involucrados son Rinovirus, Coronavirus, Parainfluenza y Adenovirus; menos frecuentemente Virus Respiratorio Sincicial (VRS) y Enterovirus. Dependiendo de las series estudiadas, las proporciones de cada virus varían, pero en general Rinovirus son los agentes más frecuentes. Debido a dificultades diagnósticas, probablemente la frecuencia de Coronavirus está subestimada pero se sabe que tiene un rol importante en la etiología del resfrío común. En cuanto a Adenovirus, algunos tipos (1, 2, 5, 6) se asocian a cuadros inespecíficos como el resfrío común, mientras que otros tienen tendencia a causar cuadros más específicos (ej.: 3 y 7- fiebre faringoconjuntival; 8 - queratoconjuntivitis). Influenza virus afecta la mucosa nasal en el curso de infecciones que afectan simultáneamente otros sectores del tracto respiratorio, incluso el tracto inferior. Sin embargo, las reinfecciones con un mismo tipo de virus Influenza pueden manifestarse como resfrío común sin fiebre y permiten al virus diseminarse rápidamente entre personas susceptibles. Epidemiología La vía de ingreso es respiratoria. Los virus se diseminan por contacto directo con secreciones infectadas, mano a mano o a través de fomites, y posteriormente son inoculados en la mucosa nasal o conjuntival; la inoculación en la mucosa oral es una ruta menos efectiva. Esta vía de diseminación es la más frecuente para la mayoría de los virus respiratorios, y explica la alta tasa de ataque en contactos familiares. Por aerosoles: ha sido documentada esta forma de transmisión para Influenza virus, pero se presume que puede ocurrir también con Rinovirus y Enterovirus. El resfrío común suele ocurrir con mayor frecuencia en los meses fríos del año, pero cada virus tiene su propia incidencia estacional (figura 1). Rinovirus predomina en otoño y primavera; VRS aumenta a mitad del invierno; Coronavirus aumenta al final del invierno y primavera. Esto sugiere un fenómeno de interferencia entre los distintos virus que aún no es claro. En cuanto al rol del clima y la temperatura, se cree que por un lado las bajas temperaturas aumentan el hacinamiento de personas en espacios cerrados favoreciendo la diseminación; por otro lado, los cambios en la humedad ambiental relativa alteran la viabilidad viral, por ejemplo Rinovirus tiene mayor viabilidad cuando la humedad es de 40% a 50%, mientras que Influenza y Parainfluenza virus persisten viables en aerosoles habiendo baja humedad ambiental relativa. Figura 1. Distribución estacional de los virus respiratorios

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Patogenia El período de incubación es de uno a cuatro días. La replicación viral se produce en las células ciliadas del epitelio nasal y la nasofaringe. La viremia no es frecuente, salvo para Enterovirus. La eliminación del virus aumenta al tercer o cuarto día de infección y suele desaparecer al quinto; en niños el período de eliminación puede ser más prolongado. La infección es limitada por los mecanismos locales de inmunidad. Los síntomas, que suelen hacerse más prominentes luego del quinto día de enfermedad y desaparecer hacia el décimo día, se deben a edema e hiperemia de la mucosa y destrucción de células epiteliales. Manifestaciones clínicas Dependiendo del agente etiológico, el contacto previo con el mismo agente o agentes antigénicamente relacionados y el estado inmunológico del huésped, la presentación clínica es variable. El espectro de signos y síntomas comprende aumento de las secreciones mucosas con corrimiento nasal u obstrucción nasal, edema inflamatorio de la mucosa, estornudos, odinofagia, congestión conjuntival. Puede haber síntomas sistémicos: fiebre (siempre de bajo grado), mialgias, cefaleas, tos seca, afonía, etc. Diagnóstico etiológico Debido a la diversidad de agentes que pueden causar rinitis (recordar que estos agentes poseen más de un tipo antigénico, algunos incluso, como Rinovirus, poseen cientos) y a la levedad del proceso, el diagnóstico etiológico es engorroso y costoso. Si se desea realizarlo con fines epidemiológicos, la muestra que se prefiere es el aspirado nasofaríngeo (ANF) fundamentalmente en niños pequeños, pero el hisopado nasofaríngeo es una alternativa aceptable, y es la muestra más utilizada en adultos. El cultivo es el método directo de elección para todos los virus respiratorios. Los métodos directos rápidos (inmunofluorescencia) son en general menos sensibles que el cultivo; muestran mayor utilidad para VRS que para otros virus. La serología solo sirve con fines epidemiológicos, ya que el diagnóstico es retrospectivo y se requieren sueros pareados para su correcta interpretación. Tratamiento Es una infección leve y autolimitada que no requiere tratamiento específico, además de que no se dispone de fármacos antivirales para la mayoría de estos virus. Los antivirales antivirus Influenza se reservan para personas de riesgo de enfermedad grave durante los períodos de epidemias. El tratamiento es, por lo tanto, sintomático. Es importante recordar que en el curso de la infección, y muy frecuentemente en etapa de resolución, las características del corrimiento nasal van cambiando debido a la acumulación de células muertas y otros detritus. Esto no debe hacer pensar en una infección bacteriana sobreagregada o en la agravación del cuadro, por lo que no tendrá efecto ningún otro tipo de tratamiento, especialmente el uso de antibióticos. Prevención La principal medida es limitar el contacto con personas infectadas. Se dispone de vacunas para algunos de estos virus, ej.: Influenza y Adenovirus, por lo tanto previenen una mínima cantidad de casos. La posibilidad de obtener una vacuna que proteja contra Rinovirus es muy remota debido a la gran cantidad de serotipos de este virus y a que no se ha demostrado inmunidad cruzada entre ellos.

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FARINGITIS Y AMIGDALITIS

Es una infección frecuente, tanto en niños como en adultos. Etiología La mayoría de las faringoamigdalitis son virales, pero, a diferencia de lo que ocurre con la rinitis, también puede ser de etiología bacteriana y es especialmente importante diferenciar unas de las otras. Faringitis viral Los agentes virales más frecuentes así como los síndromes clínicos a los que se asocian, se muestran en el siguiente cuadro. La afección faríngea puede ser primaria o presentarse en el curso de otra infección respiratoria o sistémica. Causas virales de faringitis Virus

Síndrome/Enfermedad

Estimated Importance*

Rinovirus

Resfrío común

20

Coronavirus

Resfrío común

5

Adenovirus

Fiebre faringoconjuntival

5

Herpes simplex virus (types 1 y 2)

Gingivitis, estomatitis, faringitis

4

Parainfluenza virus (types 1–4)

Resfrío común, laringitis

2

Influenza virus (types A and B)

Influenza

2

Coxsackievirus A (types 2, 4–6, 8, 10)

Herpangina

102 ufc/ml probable patógeno (1 o más gérmenes)

Punción suprapúbica, nefrostomía, cistoscopia

Identificación Antibiograma

4

Tabla adaptada de: Clinical Microbiology Procedures Handbook, American Society for Microbiology

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Principios generales de terapéutica antimicrobiana El tratamiento antimicrobiano de las infecciones urinarias se basa en los siguientes principios. • Las drogas a utilizar deben alcanzar buena concentración en orina. En la infección urinaria no complicada, el éxito terapéutico se correlaciona con la concentración inhibitoria alcanzada en orina, más que en plasma. Algunas drogas son solamente bacteriostáticas o activas exclusivamente en el tracto urinario. • Las más empleadas son quinolonas, algunos betalactámicos, trimetoprim sulfa, nitrofurantoína y aminoglucósidos. • El tratamiento empírico es en general necesario, hasta obtener el resultado del urocultivo. (habitualmente 48 horas). Se deben elegir drogas cuyo espectro cubra los posibles agentes etiológicos, con menores efectos tóxicos, con menor costo y con mínimo efecto sobre la flora normal. Además se deben conocer datos epidemiológicos de sensibilidad y resistencia a nivel local. • La duración del tratamiento en la cisititis actualmente se acepta debe ser no menor a tres días. Planes terapéuticos de menor duración tienen una tasa inaceptable de recaída. • De acuerdo a la gravedad del cuadro clínico, la pielonefritis puede requerir hospitalización o ser tratada en forma ambulatoria. La duración no debe ser menor a 14 días. Es imprescindible realizar urocultivo. • Bacteriuria asintomática: existe evidencia de que el tratamiento es necesario en embarazadas, niños y pacientes con neutropenia o trasplante renal. Para adultos fuera del embarazo, especialmente los sondados, no hay evidencia de que el tratamiento de la bacteriuria asintomática sea beneficioso.

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Bacteriemias y sepsis. Endocarditis M. Macedo, G. Algorta, M. Vola, L. Pardo

Definiciones Clásicamente se ha definido como sepsis a la respuesta inflamatoria sistémica frente a una infección. En los últimos años, a medida que se ha ido dilucidando la patogenia de esta entidad, han surgido nuevos términos para describir sus diferentes estadíos, lo que ha resultado en denominaciones confusas que es preciso aclarar para comprender cuando nos encontramos frente a un paciente con sepsis. • Bacteriemia: simplemente implica la presencia de bacterias en la sangre, independientemente de su magnitud, persistencia o respuesta que provoca en el huésped. Se encuentran tres patrones diferentes: 1) transitoria, la que ocurre luego de la manipulación de tejidos infectados (abscesos, forúnculos, celulitis), instrumentación sobre superficies mucosas infectadas (extracción dentaria, cistoscopia, cateterización ureteral, aborto aspirativo) y cirugía de sitios contaminados; 2) intermitente, debida a abscesos intraabdominales o viscerales no drenados, osteomielitis, artritis, meningitis, neumonia; 3) continua, es la característica principal de la endocarditis bacteriana y otras infecciones endovasculares. También se observa en las primeras semanas de la fiebre tifoidea y brucelosis. Otro patrón se observa en pacientes que están recibiendo antibióticos por vía sistémica, para los cuales el microorganismo infectante es sensible (“breakthough” bacteriemia): cuando ocurre en etapas tempranas de la terapéutica se debe generalmente a concentraciones inadecuadas del antibiótico, y cuando ocurre más tardíamente se debe habitualmente a inadecuado drenaje del foco infeccioso o deterioro de las defensas del huésped. • Síndrome de respuesta inflamatoria sistémica (SIRS): es un síndrome que se define por la presencia de por lo menos dos de las siguientes manifestaciones: 1) fiebre mayor a 38ºC o hipotermia menor a 36ºC; 2) frecuencia cardíaca mayor a 90 cpm; 3) frecuencia respiratoria mayor a 20 rpm, o pCO2 menor a 32 mm de Hg; leucocitosis mayor a 12.000 o menor a 4.000/mm3; o más de 10% de formas inmaduras. Este síndrome pude obedecer a causas infecciosas o no infecciosas (traumas, quemaduras, etc.). • Sepsis: es un SIRS que responde a una infección; por lo tanto, SIRS es una entidad amplia que incluye a la sepsis. Los pacientes con sepsis reúnen los cuatro criterios de SIRS; esta forma de identificar clínicamente a los pacientes con sepsis es bastante sensible, sin embargo es muy poco específica. La comprobación de bacteriemia en un paciente con SIRS sella el diagnóstico de sepsis.

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• Shock séptico: es la situación de sepsis asociada a hipotensión, pese a una adecuada reposición de fluidos. • Septicemia: es un término que ha caído en desuso pero que algunos autores todavía utilizan, refiriéndose a un síndrome severo asociado con evidencia de infección aguda y falla orgánica relacionada con la liberación de mediadores del tipo de las citoquinas en la circulación. Estas definiciones surgidas de un consenso en el año 1991, son discutidas por varios investigadores, quienes consideraban que estos términos son demasiado amplios y poco específicos para la gran heterogeneidad de pacientes que son clasificados de acuerdo a las mismas. Dichos autores sugieren una revisión planteando que el principal defecto radica en que las definiciones describen síndromes clínicos más que procesos fisiopatológicos y que por ese motivo las estrategias terapéuticas no tienen el mismo efecto en todos los pacientes clasificados dentro de una misma definición.

Importancia La sepsis es una de las principales causas de muerte en unidades de cuidado intensivo; la mortalidad varía entre 20% y 90%, dependiendo de factores como los siguientes. • Tratamiento antibiótico instituido. • Microorganismo responsable: se atribuye mayor mortalidad a la sepsis causada por Enterococcus, bacterias gramnegativas y hongos. • Edad: los pacientes mayores de 40 años son los de mayor riesgo. • Foco infeccioso primario: es mayor cuando el foco es respiratorio; le siguen en orden decreciente de mortalidad el origen cutáneo, abdominal, desconocido y urinario. • Entorno en el que se adquiere la infección: la de origen nosocomial conlleva mayor mortalidad que la comunitaria. • Magnitud de la bacteriemia. • Naturaleza de la bacteriemia: la bacteriemia polimicrobiana es muy poco frecuente pero mucho más grave que la monomicrobiana. • Presencia de enfermedades subyacentes y su severidad. • Complicaciones de la sepsis: principalmente shock y su severidad. Sin duda, el reconocimiento temprano y su tratamiento antes de llegar a la etapa de shock, es de fundamental importancia para reducir la mortalidad. El diagnóstico de laboratorio de sepsis plantea una serie de problemas que se discutirán posteriormente.

Etiopatogenia La sepsis puede tener origen en infecciones bacterianas, virales, fúngicas y parasitarias. En la era preantibiótica, los microorgansimos gramposistivos eran los principales responsables. En el inicio de la era antibiótica comenzaron a observarse bacteriemias por gramnegativos que incluso superaron en número a las causadas por grampositivos. En los últimos tiempos asistimos a la reemergencia de gérmenes grampositivos como importantes agentes de sepsis. El cambio fundamental que se observó en la década de los 90 es el aumento dramático en la incidencia de Staphylococcus coagulasa negativos como agentes significativos de bacteriemia; esto ha generado dificultades en la interpretación de los hallazgos de laboratorio, ya que la mayoría de ellos continúa representando contaminaciones más que

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bacteriemias verdaderas. Los principales agentes de bacteriemia encontrados entre los años 1992 y 1993 en Estados Unidos son: S. aureus, E. coli, Staphylococcus coagulasa negativos, K. pneumoniae, Enterococcus spp., P. aeruginosa, S. pneumoniae, Streptococcus del grupo viridans y E. cloacae. En términos generales, las condiciones que predisponen a bacteriemia y fungemia incluyen: • Edad extrema: los recién nacidos prematuros presentan especial riesgo. • Enfermedades subyacentes, principalmente neoplasias hematológicas y no hematológicas, diabetes, insuficiencia renal en etapa de diálisis, cirrosis hepática, síndromes de inmunodeficiencia y condiciones que alteran la barrera cutánea (quemaduras graves, úlceras por decúbito). • Procedimientos invasivos como la colocación de catéteres, sobre todo vasculares, cirugía de cualquier tipo, pero sobre todo del tracto digestivo y genitourinario, endoscopia gastrointestinal o genitourinaria. • Medicación: fármacos inmunosupresores (corticoides, citotóxicos); tratamiento con antibióticos excesivo o inadecuado. Aunque es imposible predecir clínicamente el tipo de germen que causa la sepsis, el conocimiento de factores favorecedores puede orientar a microorgansimos de particular importancia. Por ejemplo: en pacientes esplenectomizados son frecuentes por gérmenes encapsulados (S. pneumoniae, H. influenzae, N. meningitidis); en cirróticos son frecuentes enterobacterias, vibrios, gérmenes encapsulados; en diabéticos se ve Pseudomonas spp., S. aureus, Candida spp.; en alcohólicos predominan Klebsiella pneumoniae, S. pneumoniae; en neutropénicos son comunes enterobacterias, S. aureus, Pseudomonas spp., Candida spp.; en pacientes tratados crónicamente con esteroides se observan Mycobacterium spp., hongos, Herpesvirus. Mediadores de la respuesta inflamatoria: la respuesta sistémica del organismo a una agresión como la infección involucra una complicada cascada de eventos que culminan en compromiso hemodinámico y daño orgánico. La inflamación localizada representa un intento del organismo de contener estos mecanismos ofensivos. Cuando la respuesta inflamatoria ya no puede ser contenida y los mecanismos de regulación se ven superados pueden tener lugar complicaciones sistémicas como la sepsis. Las toxinas bacterianas tienen un rol preponderante en el desarrollo de sepsis. En las bacterias gramnegativas el lipopolisacárido (LPS), que se localiza en la membrana externa de la pared celular, tiene actividad endotoxina y es el componente vinculado a la sepsis por estas bacterias. El LPS posee tres constituyentes: antígeno O, core polisacárido y un fosfolípido en base a glucosamina llamado lípido A; este último posee la principal actividad tóxica del complejo LPS. Cuando las bacterias gramnegativas invaden el torrente sanguíneo y ocurre su destrucción, el LPS es liberado y se une a una proteína fijadora de LPS (LBP). El complejo LPS-LBP adhiere a un receptor de macrófagos unido a la membrana denominado CD14. Este mecanismo dispara la liberación de una cascada de mediadores inflamatorios farmacológicamente activos por parte de las células del huésped. Se cree que los más importantes dentro de estos mediadores son el factor de necrosis tumoral alfa (alfa-TNF) y la interleuquina-1 (IL-1), pero también están involucrados el factor de activación plaquetaria, leucotrienos, otras interleuquinas y varias moléculas de adhesión celular. Las cascadas del complemento y la coagulación son afectadas por la endotoxina a través de la activación del factor Hageman (factor XII). El resultado final de la activación de los mediadores de la sepsis es el compromiso hemodinámico y la falla orgánica. El alfa-TNF y las interleuquinas afectan el metabolismo

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del ácido araquidónico resultando en la producción de leucotrienos, tromboxano A2 y prostaglandinas que aumentan la permeabilidad vascular y provocan vasodilatación. Además se cree que el TNF es un buen depresor miocárdico. El óxido nítrico es liberado por macrófagos y células endoteliales, cuya producción es inducida por la endotoxina, siendo un potente vasodilatador. Los neutrófilos estimulados liberan enzimas y radicales de oxígeno que aumentan el compromiso vascular y tisular. La agregación plaquetaria y la activación de las cascadas de la coagulación y el complemento conducen a la coagulación intravascular diseminada. Los ácidos teicoicos de la pared celular grampositiva tienen la propiedad de unirse a la LBP e inducir sepsis. Algunas exotoxinas también pueden desencadenar una respuesta inflamatoria sistémica, por ejemplo la toxina del shock tóxico por S. aureus.

Diagnóstico de bacteriemia El diagnóstico de laboratorio de bacteriemia se realiza mediante hemocultivo. Se denomina hemocultivo a la cantidad de sangre que se extrae de un único sitio de venopunción; este volumen de sangre se inocula en uno o más frascos de cultivo y constituye una muestra. Existen muchos métodos de hemocultivo, desde el método manual convencional, hasta modernos métodos automatizados que son los más utilizados hoy en día. En todos ellos se deben tener en cuenta una serie de condiciones estandarizadas que permiten obtener resultados interpretables. PROCEDIMIENTO DE RECOLECCIÓN Y TRANSPORTE

Siempre que sea posible, la sangre para hemocultivo debe ser extraída por punción de vena periférica y no a través de catéteres vasculares. Antes de realizar la venopunción se debe realizar la correcta antisepsia de la piel y la desinfección de los tapones de los frascos de hemocultivo. La venopunción puede realizarse de varias maneras, pero se desaconseja la extracción directa en el frasco de cultivo, ya que el efecto de vacío puede provocar la aspiración de un volumen mayor del deseado, y además existe riesgo de reflujo del caldo de cultivo hacia la vena del paciente. Aunque es discutido, en general se recomienda no cambiar la aguja para inocular el frasco de hemocultivo, ya que no se ha demostrado que disminuya el porcentaje de contaminaciones y aumenta el riesgo de accidentes laborales. Las muestras deben enviarse al laboratorio lo antes posible. Pueden permanecer a temperatura ambiente por cortos períodos de tiempo; nunca se deben refrigerar. NÚMERO DE CULTIVOS

Con volúmenes de sangre apropiados, dos o tres muestras de hemocultivo son suficientes para detectar la mayoría de los episodios de bacteriemia (más del 95%). En endocarditis con dos muestras se obtiene el germen en un 98% de las situaciones, si el paciente no ha recibido antibióticos. Este número de hemocultivos es adecuado para distinguir entre contaminantes y bacteriemias verdaderas, y se ha demostrado que un número mayor no tiene mejor rendimiento en este sentido, ya que habitualmente el 3% al 5% de los hemocultivos se contaminan. La obtención rutinaria de más de tres hemocultivos es costosa, aumenta innecesariamente el trabajo y contribuye a la anemia en los pacientes hospitalizados. TIEMPO E INTERVALO DE LA TOMA DE MUESTRAS

Cuando la bacteriemia es intermitente, el episodio bacteriémico precede en 30 a 90 minutos

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al pico febril. Por este motivo, idealmente la sangre debería recolectarse durante la hora previa al ascenso de temperatura esperado. En la práctica esto es muy difícil de prever y en general no se considera el ascenso de la temperatura. En cuanto al intervalo, no se han demostrado diferencias de rendimiento entre la toma de muestras separadas por períodos arbitrarios de tiempo y las realizadas simultáneamente. Debido a que los hemocultivos deben realizarse siempre que sea posible antes de iniciar la terapéutica antibiótica, ya que en muchos casos los sistemas automatizados más nuevos pueden detectar desarrollo bacteriano en pocas horas, parece más conveniente realizar dos a tres tomas en la primer hora, para evitar el retraso diagnóstico y terapéutico y adecuarlo a las condiciones clínicas y logísticas. Existen recomendaciones específicas para algunas situaciones particulares: frente a la sospecha de endocarditis infecciosa se deben obtener 3 hemocultivos en las primeras 24 hs de evaluación; si a las 24 hs estos son negativos se obtendrán 2 más. Si el paciente ha recibido antibióticos las dos semanas previas, se recomienda realizar dos muestras de hemocultivo por día durante tres días. Ante un cuadro de fiebre de origen desconocido se obtendrán 2 hemocultivos inicialmente; a las 24 a 36 hs se realizarán 2 o más inmediatamente antes del ascenso térmico esperado, realizando 4 muestras en 48 horas. VOLUMEN DE SANGRE POR FRASCO

Es una variable crítica en relación al rendimiento de la recuperación microbiana, especialmente en pacientes adultos en quienes la bacteriemia es generalmente de escasa magnitud (típicamente 100 ufc/ml. En adultos, cada mililitro de sangre adicional aumenta la recuperación microbiana en un 3% a 5%. Los volúmenes de sangre recomendados para cada muestra de hemocultivos son 20 a 30 ml en adultos, siendo 10 ml el límite inferior aceptado; en niños 1 a 5 ml son suficientes, y volúmenes mayores no son recomendados debido a la menor volemia que poseen. RELACIÓN SANGRE-CALDO DE CULTIVO

Respetando los volúmenes de sangre recomendados, se considera apropiado una relación sangre/caldo entre 1:5 y 1:10. Diluciones mayores o menores disminuyen la posibilidad de recuperación de bacterias, las primeras por excesiva dilución de los microorganismos y las segundas por insuficiente dilución de factores inhibidores naturales y agentes antibacterianos presentes en la sangre. MEDIOS DE CULTIVO Y ANTICOAGULANTE

El medio de cultivo utilizado deberá soportar el desarrollo de la mayoría de los microorganismos potencialmente involucrados en cuadros clínicos bacteriémicos. En general la mayoría de los medios disponibles comercialmente tienen esta propiedad. Se usa frecuentemente polyanethol sulfonato de sodio (PSP) a una concentración de 0.023% al 0.03%, como anticoagulante que posee además actividad anticomplementaria, antifagocítica e interfiere con la acción de algunos antimicrobianos. Su acción antibacteriana sobre algunos microorganismos es inhibida por el agregado en el medio de gelatina al 1.2%. DURACIÓN DE LA INCUBACIÓN

Cuando se utilizan métodos manuales se recomienda incubar por siete días. Con los métodos automatizados, la mayoría de los microorganismos clínicamente importantes se recuperan en las primeras 48 a 72 hs y generalmente no existen diferencias de rendimiento entre 5 y 7 días

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de incubación. Situaciones especiales requerirán tiempos mayores de incubación. Además, en general los gérmenes cuyo desarrollo se detecta después del 5º día son finalmente considerados contaminantes, y aunque no lo fueran, un hallazgo tan tardío no afectará en gran medida la evolución del paciente. Sistemas de hemocultivo

Método

Indicador de desarrollo

Mecanismo de detección

Manuales

Convencional

Turbidez Hemólisis Presencia de colonias en el caldo (sedimento o superficie) Producción de gas

Observación macroscópica Subcultivos ciegos

Bifásico

Turbidez Hemólisis Presencia de colonias en el caldo o medio sólido Producción de gas

Observación macroscópica

Lisis-centrifugación Isolator. Wampole

Desarrollo en medio sólido

Observación macroscópica

Manométrico

Producción de gas

Observación macroscópica (desplazamiento de líquido en el reservorio) Subcultivos ciegos

BACTEC radiométrico

Producción de CO2+

Radiométrico

BACTEC colorimétrico

Producción de CO2

Colorimétrico

BacT/Alert

Producción de CO2

Colorimétrico

BACTEC 9000

Producción de CO2

Fluorométrico

DIFCO ESP

Producción o consumo de gas

Transductor de presión

BioMerieux vital

Producción de CO2

Fluorométrico

Automatizados

Automatizados Monitorización continua

Procesamiento: existen diferentes métodos. a) Métodos manuales: los frascos deben ser examinados con una frecuencia diaria o mayor en busca de evidencia macroscópica de desarrollo. La realización de tinción de Gram o subcultivos a las 6 a 18 hs de incubación es útil para la detección temprana de microorganismos. Los hemocultivos que no muestren evidencias de desarrollo en 48 a 72 hs deben ser subcultivados por lo menos en aerobiosis. Los subcultivos a ciegas o terminales son de limitado valor, particularmente cuando la tinción de Gram no revela la presencia de microorganismos. b) Métodos automatizados: no requieren la realización de subcultivos hasta que el sistema no indica desarrollo. Para cualquier sistema, la selección de medios para subcultivo debe basarse en la morfología encontrada por tinción de Gram. El valor de incubar un set de

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placas en anaerobiosis cuando el Gram revela un morfotipo único en ambas botellas una aerobia y otra anaerobia de la misma muestra es discutido. No existen procedimientos estandarizados para la identificación de microorganismos directamente del caldo de hemocultivo. Sin embargo, algunos de ellos se han realizado exitosamente, por ejemplo: solubilidad en bilis, hidrólisis de PYR, DNAsa y pruebas de tipificación por aglutinación con partículas de látex. Así mismo, el National Committee for Clinical Laboratory Standards (NCCLS) no tiene estipulado pruebas directas de sensibilidad antibiótica del caldo, pero algunos investigadores han establecido pautas con resultados variables dependiendo del agente microbiano, el antibiótico testado y el método utilizado. La identificación y determinación de sensibilidad antibiótica por técnicas de hibridación o amplificación de ADN a partir de hemocultivos es posible pero poco práctica y costosa. INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS

Los microorganismos aislados de hemocultivos se pueden clasificar en tres categorías: los que casi siempre (>90%) representan una verdadera bacteriemia, como es el caso de S. aureus, S. pyogenes, E. coli, otras enterobacterias, P. aeruginosa, S. pneumoniae, C. albicans; los que raramente representan verdadera bacteriemia ( 2 µg/ml. La mayoría de las cepas con susceptibilidad disminuida a penicilina en nuestro medio tienen resistencia intermedia a la penicilna: Hortal y col3, en 2002, publicaron la susceptibilidad de 105 cepas aisladas de MEAS en niños entre los años 1994-2002, 94 fueron susceptibles (CIM < 0,1 µg/ml), 9 tenían susceptibilidad intermedia (CIM 0,1-1 µg/ml)y 2 eran resistentes (CIM > 2 µg/ml). Pero también se debe realizar la concentración inhibitoria mínima (CIM) a todas las cepas aisladas de procesos invasivos graves (a aquellas que se han demostrado resistentes al testarlo con el disco de oxacilina), para poder determinar el grado de resistencia. Se debe realizar además la determinación de la CIM para cefotaxime o ceftriaxona. Las cepas que muestran una alta resistencia a la penicilina (mayor de 2 µg/ml) son frecuentemente resistentes a otros antibióticos como cefriaxona, pero son sensibles a vancomicina.

Tratamiento Este se adecúa según la edad del paciente y los agentes involucrados; a modo de ejemplo podemos ver las recomendaciones de autores internacionales que hemos resumido en el cuadro 3. En los neonatos y hasta los tres meses se puede utilizar una cefalosporina de tercera generación que es útil para tratar los tres gérmenes más frecuentes e inclusive las enterobacterias, con el agregado de ampicilina, a la que son sensibles S. agalactiae y L. monocytogenes. Algo similar ocurre en los pacientes mayores de 50 años según este protocolo. Entre los 18 y 50 años se utiliza penicilina, que sigue siendo el antibiótico de elección, pudiéndose utilizar alternativamente una cefaslosporina de tercera generación.

Prevención Sin duda el avance más importante en la prevención de la MEAS ha sido el desarrollo de vacunas contra algunos de los agentes que más frecuentemente la causan. En el cuadro 4 se detallan las vacunas existentes que ya han sido utilizadas en niños y adultos. La estructura bacteriana utilizada para preparar las vacunas es el polisacárido capsular.

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Cuadro 3. Tratamiento empírico de la MEAS Grupo etario

Tratamiento empírico

Microorganismos probables

Tratamiento a elección

Neonatos (< 1 mes)

Ampicilina y aminoglucósido

S. agalactiae L. monocytogenes Enterobacterias, E. coli

Ampicilina + AG Ampicilina + AG Cefotaxime + AG

1 mes a 3 meses

Ampicilina y cefotaxime o ceftriaxona

Los mismos del grupo 1 y 3

Lactantes y niños menores 5 años

Cefotaxime o ceftriaxona

Haemophilus influenzae tipo b N. meningitidis S. pneumoniae

Mayores 5 años a 50 años

Cefotaxime o ceftriaxona penicilina o ampicilina

>50 años

Ampicilina y ceftriaxona

Cefotaxime o ceftriaxona o ampicilina si es sensible

N. meningitidis S. pneumoniae L. monocytogenes Enterobacterias

Cuadro 4 Vacuna

Composición

Aplicación

Anti-Haemophilus tipo b

Polisacárido capsular conjugado a proteína (toxoide diftérico o tetánico)

Niños menores de 4 años (desde los 2 meses)

Anti Neisseria meningitidis Grupo A

Polisacárido capsular purificado

A cualquier edad a partir de los 2 años

Grupo C

Polisacárido capsular purificado

A cualquier edad a partir de los 2 años

Bivalente. Grupos: A-C

Polisacárido capsular purificado

A cualquier edad a partir de los 2 años

Cuatrivalente. Grupos: A, C, Y, W135

Polisacárido capsular purificado de los grupos enumerados

A cualquier edad a partir de los 2 años

Grupo B

Proteínas mayores de membrana externa

Grupos: B-C

Proteínas mayores de membrana externa de grupo B y polisacárido capsular C

Anti neumocócicas. Vacuna 23 valente

Polisacárido capsular de 23 cepas que causan más frecuentemente enfermedad invasiva

A cualquier edad a partir de los 2 años

En el caso de Haemophilus influenzae tipo b se ha logrado conjugar con proteínas logrando así una vacuna inmunogénica en niños menores de dos años, los más afectados por esta enfermedad.

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Para el caso de Streptococcus pneumoniae existen en uso vacunas capsulares. Desde el año 2001 en Estados Unidos se está utilizando extensamente una vacuna conjugada polisacáridos-proteínas a partir de los dos meses de vida. Los estudios de efectividad previos a su utilización rutinaria y los posteriores muestran un impacto muy importante en la enfermedad invasiva por neumococo. Esta vacuna (Prevnar Wyeth/Lederle) contiene los 7 serotipos que con mayor frecuencia causan enfermedad neumocóccica invasiva en Estados Unidos. En nuestro país los serotipos que con mayor frecuencia causan este tipo de enfermedad son: 14, 5, 1, 7F, 3, 6B, 19 A, 23F, 19 F, 6 A, 18 C y 9 V. Los 14, 5 y 1 son responsables de alrededor del 70 % de los casos en nuestro país. Esta vacuna heptavalente actualmente disponible carece de los serotipos 5 y 1, por lo que su cobertura para las cepas de en nuestro país alcanza solo el 53 %. Se espera que otras vacunas 9 u 11 valentes o vacunas preparadas con proteínas neumocóccicas tal vez permitan sortear este problema. Las vacunas antimeningocóccicas preparadas con polisacáridos capsulares bivalentes o tetravalentes son utilizadas desde hace años fundamentalmente para el control de epidemias. Hoy está disponible una vacuna de polisacárido C conjugada que ya está siendo aplicada en Inglaterra en niños a partir de los dos meses, se espera que el impacto en la EIM por N. meningitidis serogrupo C será tan importante como el de las vacunas conjugadas de Haemophilus influenzae tipo b y la heptavalente neemocóoccica . Las vacunas anti-meningocócicas son preparadas con polisacárido capsular excepto para el caso del Grupo B, ya que el polisacárido capsular de ese grupo es escasamente inmunogénico. Se han desarrollado vacunas con proteínas de membrana externa purificadas, o junto a polisacárido capsular de otro grupo como el C. Estas vacunas están siendo ya utilizadas en niños y adultos jóvenes; existen publicaciones que evalúan su eficacia e inmunogenicidad en distintas franjas etáreas.

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Infecciones de transmisión sexual L. Anzalone, A. Mattera

Concepto y generalidades El término infecciones de transmisión sexual (ITS) incluye aquel conjunto de infecciones que se pueden expresar clínicamente con distinta sintomatología, que tienen diferentes agentes etiológicos y que las reúne el hecho epidemiológico de adquirirse por vía sexual, sin ser esta la única vía de transmisión. Las ITS involucran principalmente la esfera genital, existiendo la posibilidad para algunos de los agentes participantes, de generar infecciones diseminadas lesionando numerosos órganos. Dentro de estos agentes podríamos realizar una diferenciación de aquellos que no utilizan la vía sexual como principal vía de transmisión, generando síndromes infecciosos en la esfera extragenital como es el caso de la hepatitis B, A, C, y bacterias como Shigella spp., Salmonella spp., etc., denominándolas infecciones sexualmente transmisibles, un término más amplio. Las primeras ITS que se descubrieron fueron la sífilis y la gonorrea, en principio sin ser reconocidas como tales. Existe evidencia histórica no concluyente acerca del origen de la sífilis, por lo cual se duda si se introdujo en el viejo mundo por la tripulación de Cristóbal Colón, o si la misma era una una enfermedad antigua que se extendió por Europa debido a la urbanización. No se puede afirmar que Treponema pallidum fuese el agente de la pandemia conocida como Gran Pox, que asoló Asia y Europa luego del regreso de Colón de América; no obstante ello las primeras descripciones de la enfermedad datan de esa época, reconociéndose su forma de transmisión poco después. La gonorrea ya es referida en el antiguo testamento, siendo Galeno quien le diera el nombre. En 1879 Neisser descubre el agente etiológico. Ambas datan entonces, de la era preantibiótica. La evolución del tiempo ha llevado a que se sumaran a estas dos clásicas infecciones, una larga lista con variados agentes involucrados, encontrándose actualmente más de 25 agentes con 50 síndromes a los que se les reconoce un carácter de transmisión sexual. Una clasificación en base a su aparición define como de primera generación a la sífilis, gonorrea y chancro blando; de segunda generación (1970) a las producidas por C. trachomatis, Mycoplasma spp. y Herpesvirus genital; de tercera generación a las producidas por Papilomavirus humano, virus de la hepatitis y virus de inmunodeficiencia humana (VIH). Las ITS constituyen un grupo de enfermedades infecciosas muy frecuentes, siendo su distribución no uniforme en el mundo, variando la incidencia de los diferentes patógenos dependiendo del área geográfica, del nivel socioeconómico, hábitos sexuales, etc. La importancia de dichas infecciones no radica solamente en sí mismas, sino también en los efectos

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deletéreos que pueden ocasionar, como la infertilidad femenina secundaria y las infecciones neonatales graves. Desde el momento en que se reconocen los virus como agentes de algunas de dichas infecciones, poniéndose de manifiesto el potencial oncogénico de algunos de ellos, como ser Papilomavirus humano, y la evolutividad inexorable hacia la muerte de los pacientes con síndrome de inmunodeficiencia adquirido por VIH, se reconoce una revaloración del impacto que las mismas tienen en la población mundial y la importancia de su prevención, diagnóstico y tratamiento. Para una correcta prevención debemos realizar una tarea informativa y educativa. Existen factores que dificultan el diagnóstico y tratamiento así como también su control, entre ellos se destacan: la clínica, en ocasiones inespecífica y poco demostrativa; la variedad de síndromes que puede determinar un solo agente etiológico; la no despreciable frecuencia de infecciones mixtas; las infecciones asintomáticas (más frecuentes en la mujer). El creciente índice de cepas resistentes a los antimicrobianos junto con la necesidad de tratamiento de la pareja y el frecuente abandono del tratamiento, completan un panorama difícil para su control. Estas infecciones pueden ser clasificadas para su estudio de diversas maneras: por los agentes involucrados (bacterias, virus, parásitos y hongos) o en base a los síndromes que estos provocan. Debemos obtener una correcta historia y examen clínico jerarquizando el interrogatorio epidemiológico del paciente, y de esta forma lograr un correcto diagnóstico clínico y orientar adecuadamente los pasos a seguir para obtener el diagnóstico microbiológico y tratar en forma adecuada al paciente y sus contactos.

Epidemiología y control Dentro de los parámetros que afectan la transmisión de las ITS se encuentran los factores de riesgo, entendiendo por tales aquellos que poseen influencia causal en la adquisición de las mismas. Dentro de estos se encuentran: a) el comportamiento sexual - número de parejas sexuales, cambio de parejas, prostitución, hábitos sexuales (el sexo anal facilita la difusión, el sexo oral y la homosexualidad femenina resultan menos eficaces); b) contracepción - los métodos de barrera dificultan el contagio, el DIU (dispositivo intrauterino) facilita la infección genital ascendente, los anticonceptivos orales (ACO) facilitan el cambio en el comportamiento sexual y el riesgo de exposición; c) otras ITS con lesiones ulceradas contribuyen a la transmisión. Entre los principales marcadores de riesgo se consideran: a) la edad, siendo la adolescencia y la ectopía cervical de las mujeres jóvenes factores favorecedores; b) el sexo: son más frecuentes en el hombre; c) drogadicción; d) niveles socioeconómico y cultural bajos.

Transmisión Dado que la eficacia de la transmisión de ITS no es de un 100%, es necesario un nivel mínimo de actividad sexual y cambios de parejas sexuales, que propague la infección. Sin estas condiciones la tasa de curación superaría al índice de aparición de nuevas infecciones y la prevalencia llegaría a cero. Se plantea la existencia de un núcleo central de población con elevada incidencia de ITS y factores de riesgo, que actuaría como reservorio. La población restante se infectaría al entrar en contacto en forma transitoria en este núcleo. Las infecciones persistentes como el VIH, herpes genital, etc., no siguen ese esquema de propagación,

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existiendo un incremento paulatino de la población infectada. Los portadores asintomáticos cumplen un rol fundamental en la difusión de muchas ITS, por lo cual su detección es muy importante para cortar la transmisión. Para comprender un poco más la transmisión de la ITS se ha propuesto una fórmula que representa todos los parámetros involucrados en ella. Ro = Beta.c.D Ro: tasa de reproductividad de la infección-diseminación Beta: tasa de infectividad c: número de parejas sexuales D: duración de la infectividad Para que una epidemia ocurra Ro tendrá que ser mayor que 1. Algunos parámetros varían en los distintos agentes.

Control Se basa en la educación y prevención de salud, la educación médica, los programas de detección, el diagnóstico y el tratamiento precoz, la notificación de las parejas sexuales, entre otras. Los principales fines del control de las ITS son: evitar la infección y sus consecuencias, interrumpir la propagación y disminuir la epidemia por VIH basado en la relación de colaboración de diferentes agentes con este virus. Esto se logra con educación y promoción de salud, acompañadas de técnicas de sexo más seguro, una correcta vigilancia epidemiológica con programas de detección precoz, la notificación obligatoria, el diagnóstico y tratamiento precoces, al igual que el tratamiento de los contactos sexuales. Además de lo antes mencionado se deben incluir las 4 C: • Consentimiento informado del paciente. • Consejería: técnicas de prácticas sexuales seguras con menor riesgo (sexo sin penetración, uso de preservativos), información sobre ITS y sugerencia de realización de la prueba serológica anti VIH. • Contactos: a través de entrevistas se conocen las conductas sexuales del paciente y sus contactos sexuales • Condones: correcto uso y evaluación de sus características (validez, envase en buen estado, cámara de aire, utilización de lubricantes acuosos, su uso durante toda la relación).

Principales síndromes y sus agentes causales URETRITIS

Se define como el síndrome caracterizado por aparición de corrimiento uretral, en general mucopurulento, con disuria o prurito en el meato urinario, como respuesta de la uretra a una inflamación de cualquier etiología. Las causas de este síndrome en general son infecciosas y de transmisión sexual, existiendo, sin embargo, también otras: químicas, microtraumatismos, hipersecreción glandular que puede dar lugar a dificultades diagnósticas. En base a su evolución se pueden clasificar en aguda, persistente o recurrente. En base a su etiología en gonocócica, postgonocócica, no gonocócica (C. trachomatis, U. urealyticum, Trichomonas vaginalis, Herpes, etc.) y de etiología desconocida. La incidencia de las diferentes etiologías variará en nuestro medio de acuerdo al nivel

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sociocultural, existiendo predominio en población de bajos recursos de uretritis gonocócica. Es importante resaltar la frecuente asociación de N. gonorrhoeae y C. trachomatis (20%). URETRITIS GONOCÓCICA

Es causada por Neisseria gonorrhoeae. Destacamos que es una bacteria extremadamente exigente, tanto desde el punto de vista nutricional como atmosférico, y en su labilidad frente al ambiente, características fundamentales a tener en cuenta para su diagnóstico. Patogenia N. gonorrhoeae posee variados mecanismos de patogenicidad que enumeramos a continuación. • Pilis (adherencia, pili 4) • Proteínas de membrana externa: Prot I - endocitosis dirigida por el parásito, resistencia al suero (Por A y Por B); Prot II - adherencia a células y entre bacterias (Opa); Prot III - resistencia al suero. • Lipooligosacárido • Receptores de hierro • IgA proteasas El primer paso en la infección es la colonización de la mucosa constituída por células epiteliales cilíndricas, dada la respuesta inflamatoria, de inmediato las bacterias toman contacto con los polimorfonucleares (PMN). Se desconoce el mecanismo por el cual una fracción de las bacterias es eliminada y otra queda viable dentro de los PMN. N. gonorrhoeae se adhiere a las células epiteliales por los pili tipo 4 e induce la fagocitosis mediante el reordenamiento de filamentos de actina. Las proteínas de membrana externa denominadas Por A y Por B tendrían el rol de disparar la fagocitosis (endocitosis mediada por el parásito mediante cambio de potencial de la membrana celular, en la que contribuiría Opa). Luego transita hasta la superficie basolateral por donde sale al espacio subepitelial, donde se genera una importante respuesta inflamatoria celular. La infección determina una respuesta no protectora, lo que podría deberse a la presencia de antígenos hipervariables (por recombinación, variación de fase o cambio de bases repetidas). El lipooligosacárido probablemente sea el responsable de la mayoría de los síntomas de la gonorrea, dado que desencadena la respuesta inflamatoria liberando localmente mediadores como FNT α, posee actividad endotóxica, contribuye a la pérdida ciliar, a la muerte de las células mucosas, así como también contribuye a la patogenia de la infección contrarrestando la actividad bactericida del suero. N. gonorrhoeae genera anticuerpos bloqueadores que no permiten el contacto de sus antígenos de superficie con los anticuerpos del huésped. Existen además proteínas de membrana externa que actuarían como receptores de los sideróforos de otras bacterias para la captación de hierro, así como también captarían hierro utilizando proteínas humanas de unión al hierro, como son la lactoferrina y la transferrina. Estos factores, junto a factores del huésped tales como presencia de IgA secretoria mucosa y complemento, determinarán que la infección pueda ser localizada (presencia de PII) o diseminada (PI, PIII, déficit de complemento, etc.); siendo esta última forma de rara aparición (3%). Clínica Luego de un período de incubación de dos a siete días aparece secreción mucopurulenta con disuria, que evoluciona a la resolución en seis meses, pero con elevada incidencia de

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complicaciones y de portadores asintomáticos prolongados. La prevalencia de estos últimos es del orden del 1%, siendo fundamentales en la transmisión de la infección. Sus cepas corresponden generalmente a los auxotipos AXU. Existen localizaciones extragenitales como en oftalmia del adulto, faringitis, proctitis en homosexuales, etc., que aparecerán de acuerdo a los hábitos sexuales del paciente. Tratamiento Clásicamente se realizaba con penicilina cristalina o ampicilina asociada a probenecid. Actualmente, por la existencia en nuestro medio de 60% de cepas resistentes a penicilina por producción de ß-lactamasas (codificadas en plásmidos llamados asiático, africano y toronto, de diferente peso molecular), se prefiere antibióticos como ciprofloxacina (500 mg v.o.), cefixime (400 mg v.o.), ceftriaxona (250 mg i.m.), espectinomicina (250 mg i.m.), como tratamiento de dosis única, a no ser que se determine que la cepa no posee resistencia a penicilina. Epidemiología Destacamos que la transmisión de N. gonorrhoeae por único contacto es del 30% de una mujer infectada al hombre, y del 60% a la inversa. Dentro de los infectados el porcentaje de evolución hacia una uretritis típica, atípica o asintomática, es variable. URETRITIS NO GONOCÓCICA

Este síndrome es producto de infecciones por diferentes patógenos como Chlamydia trachomatis, Ureaplasma urealyticum, Trichomonas vaginalis, Herpes genital, Gardnerella vaginalis, Candida albicans, etc., de los cuales por frecuencia destacaremos los dos primeros. Etiología C. trachomatis

Es una bacteria de pequeño tamaño con dos formas en su ciclo de multiplicación, el cuerpo elemental infectivo extracelular de 300 nm de tamaño, y el cuerpo reticular no infectivo intracelular de 1.000 nm. Posee una estructura de pared similar a las bacterias gramnegativas, que contiene antígenos útiles para su diagnóstico. Son parásitos intracelulares estrictos que necesitan células huéspedes para su multiplicación. Pertenece a la familia Chlamydiaceae, junto con C. psittaci y C. pneumoniae, dos especies causantes de otras patologías. Se clasifica en diferentes serotipos antigénicos según sus proteínas de membrana. Los que se denominan de la D a la K son los causantes de uretritis y cervicitis; los L1, L2 y L3 del linfogranuloma venéreo (otra rara patología de transmisión sexual). PATOGENIA

Posee una proteína de membrana que favorece la endocitosis por la célula huésped (endocitosis dirigida por el parásito), son internalizadas en endosomas acidificados, luego de lo cual se produce la fusión de los mismos, y también se produce un reordenamiento a nivel del citoesqueleto celular que los transporta a nivel perinuclear. Se diferencian en cuerpos reticulados en el citoplasma. Se multiplican y luego nuevamente se diferencian en cuerpos elementales que se liberan al exterior por lisis celular. Otras proteínas, llamadas proteínas de shock térmico, juegan un rol en la estimulación inflamatoria, siendo las causantes de mayor lesión y secuelas en el proceso.

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U. urealyticum

Es una bacteria pequeña de 300 nm, sin pared celular, muy exigente nutricionalmente (esteroles, etc.), lo que dificulta su cultivo. Pertenece al género Ureaplasma integrante de la familia Mycoplasmaceae. PATOGENIA

El mecanismo de patogenicidad de esta bacteria está en estudio; la presencia de una proteína de membrana, junto con la lesión por productos metabólicos, jugarían un rol en el mismo. CLÍNICA

La uretritis no gonocócica se caracteriza por la presencia de una secreción mucopurulenta o serosa, clara, matinal, en general sin ardor miccional, con un período de incubación de 4 a 15 días. Pueden presentarse infecciones asintomáticas, complicaciones como prostatitis, epididimitis y localizaciones extragenitales, principalmente en el caso de C. trachomatis. TRATAMIENTO

Se realiza con antibióticos que tengan buena concentración intracelular durante un período de siete días, dado el ciclo de multiplicación de los gérmenes involucrados. Los regímenes recomendados presentan más del 95% de eficacia y erradicación microbiológica, dentro de estos se encuentra el uso de macrólidos de última generación, como azitromicina (1g v.o. en única dosis), roxitromicina (150 mg c/12 hs durante 7 días), tetraciclinas como la doxiciclina (100 mg c/12 hs durante 7 días). URETRITIS POSTGONOCÓCICA

Se denomina uretritis postgonocócica a aquellas que observamos luego del tratamiento con antibióticos que cubren exclusivamente a N. gonorrhoeae. Es generalmente causada por C. trachomatis y U. urealyticum, siendo producto de una infección originalmente mixta por N. gonorrhoeae y alguno de estos gérmenes. La terapéutica es similar a la mencionada anteriormente. URETRITIS RECURRENTE O PERSISTENTE

Se observa postratamiento de uretritis no gonocócica, fundamentalmente cuando en un inicio no se evidenció germen causal alguno (uretritis de origen desconocido), también en casos de uretritis por Ureaplasmas resistentes a tetraciclinas (10%). Se debe plantear la posibilidad de encontrarnos frente a una prostatitis. El tratamiento se realiza repitiendo el inicial pero durante 15 a 21 días; si el cuadro persiste debe investigarse prostatitis o infección por Trichomonas. Diagnóstico de uretritis Se debe realizar un exudado uretral o, en su defecto, la recolección del chorro inicial de orina (15ml), ambos con una retención previa de orina de 4 horas. El estudio consta de un examen directo con coloración de Gram de la secreción uretral, preferentemente realizado con asa bacteriológica. Valoraremos la presencia de uretritis microscópica definida por la observación de más de 4 PMN por campo microscópico (1.000 aumentos) o 5 PMN por campo del sedimento de la orina recogida. Esta coloración también permite la observación de Neisseria gonorrhoeae (diplococos gramnegativos intrapolimorfonucleares) con una sensibilidad de 95% a 98% y una especificidad de 95%. El hisopado debe sembrarse en medio de cultivo para N. gonorrhoeae (medio de Tha-

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yer-Martin) con incubación en 5% a 10% de CO2. La investigación de C. trachomatis se realizará buscando sus antígenos (proteínas de membrana o lipopolisacáridos) por técnica de inmunofluorescencia directa y ELISA, respectivamente. U. urealyticum se cultiva en medios específicos comerciales que permiten su identificación en 24 a 48 horas. La presencia de Trichomonas se determina por centrifugado del primer chorro de orina matinal, observando su movilidad en el sedimento. Esta técnica es poco sensible, con muchos falsos negativos. Tratamiento sindromático de uretritis En la actualidad, basados en directivas de la OMS, el manejo de las uretritis puede realizarse en forma global, no discriminando los diferentes agentes etiológicos. Esto se fundamenta en varios puntos: la dificultad para contar con un laboratorio bacteriológico de nivel disponible en las diferentes regiones, la asociación de gérmenes ya vista, la baja sensibilidad de muchas técnicas utilizadas (C. trachomatis 80% a 90%) y el elevado costo de las mismas. En nuestro país, de acuerdo con nuestras condiciones sanitarias, debe realizarse el diagnóstico microbiológico del agente, realizar la denuncia obligatoria en caso de así requerirse y además, en vista al diagnóstico epidemiológico de situación, poder tener datos que nos orienten sobre la prevalencia y la incidencia de cada agente. CERVICITIS

Al ser el cérvix un órgano que responde a los cambios hormonales, sus características varían con la edad, embarazo, toma de ACO, etc. Estos cambios afectan su anatomía y su susceptibilidad a la infección por patógenos cervicales. La cervicitis mucopurulenta es el equivalente de la uretritis masculina, y ocupa un lugar importante en las infecciones de transmisión sexual en la mujer. Su diagnóstico y tratamiento no solo importan para el control de las ITS, sino también para prevenir complicaciones frecuentes como enfermedad inflamatoria pélvica (EIP), parto prematuro, infección puerperal y neonatal y neoplasia cervical. Etiología Los gérmenes más frecuentemente involucrados en infecciones del endocérvix son C. trachomatis, N. gonorrhoeae, planteándose también como probable patógeno Mycoplasma hominis. Dentro de las etiologías raras se encuentran el Herpes genital y Trichomonas vaginalis, afectando esta última principalmente al exocérvix. Debemos destacar que gran parte de las cervicitis son de carácter inflamatorio, no infeccioso, dado por agresión del pH vaginal, displasias, etc. Clínica El diagnóstico clínico de cervicitis mucopurulenta se establece por la presencia de un exudado mucopurulento endocervical, acompañado por edema y eritema de la mucosa, la cual sangra fácilmente al tacto. Diagnóstico Se realiza por un exudado endocervical previa limpieza del exocérvix con torunda. Este estudio comienza con un examen directo con coloración de Gram de la secreción, en el cual se visualiza la presencia de PMN, tomando como criterio de cervicitis microscópica la existencia de más de 20 PMN por campo microscópico de 1.000 aumentos. También podemos observar la presencia de N. gonorrhoeae (diplococos gramnegativos intracelulares), contando esta técnica con un 40% a 60% de sensibilidad y 95% de especificidad. Los cultivos se realizarán

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en medio Thayer-Martin. C. trachomatis se detectará por inmunofluorescencia y ELISA. La presencia de Mycoplasma se detectará utilizando medios de cultivo complejos. El diagnóstico de cervicitis es de gran valor en mujeres con flujo vaginal asociado, con el fin de evitar las frecuentes complicaciones que aquella conlleva. Tratamiento El tratamiento específico etiológico se realiza igual que en las uretritis. Enfermedad inflamatoria pélvica (EIP) CONCEPTO

Este término comprende las infecciones que afectan los diferentes órganos pelvianos (salpingitis, endometritis, peritonitis pélvica). ETIOLOGÍA

Dentro de los agentes causantes de EIP se encuentran patógenos de transmisión sexual como C. trachomatis, N. gonorrhoeae, M. hominis, solos o asociados, y otros integrantes normales de la flora vaginal como E. coli, Streptococcus spp., anaerobios como Bacteroides spp. y Peptostreptococcus spp., en general asociados. La incidencia de los diferentes agentes es variable de un país a otro; en el nuestro no existen estudios que revelen la misma, por lo cual nos basaremos para su terapéutica en esquemas extrapolados de realidades internacionales. PATOGENIA

Según el origen de los microorganismos involucrados se dividen en exógenos (en su mayoría de transmisión sexual) y endógenos (flora vaginal). La vía de diseminación es la ascendente desde el cérvix (complicación de cervicitis) o la vagina. Existen factores de riesgo para que este síndrome ocurra: la cervicitis por N. gonorrhoeae o C. trachomatis, múltiples parejas sexuales, uso de DIU y la edad (los jóvenes constituyen el principal grupo de riesgo). CLÍNICA

El diagnóstico clínico muchas veces es dificultoso por presentar sintomatología inespecífica. Con el fin de estandarizar el diagnóstico se manejan criterios primarios (abdomen inferior doloroso, movilización dolorosa del cervix, dolor de anexos) y criterios secundarios (fiebre de 39ºC), leucocitosis mayor de 10.000, VES mayor de 15mm/hora, aislamiento de N. gonorrhoeae o C. trachomatis en el cérvix). El diagnóstico se realiza con la presencia de los tres primarios más alguno de los secundarios. DIAGNÓSTICO

MICROBIOLÓGICO

Se realiza con muestra de líquido peritoneal por laparoscopia o laparotomía; en su defecto, aunque no ideal, también por culdocentesis. Se realizan cultivos para N. gonorrhoeae, gérmenes aerobios y anaerobios; búsqueda de antígenos para C. trachomatis (ELISA, IF) y cultivo para Mycoplasma. Los cultivos de endocérvix no son representativos de infección tubárica, pero orientan en la etiología y representan una alternativa en caso de carecer de laparoscopia. La utilización de PCR en el diagnóstico de C. trachomatis ha determinado un aumento de la sensibilidad de este, pudiendo ser aplicado también en el diagnóstico de los cuadros anteriores (cervicitis, uretritis).

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TRATAMIENTO

El diagnóstico y tratamiento precoz es fundamental para evitar secuelas severas como la infertilidad por obstrucción tubárica, el embarazo ectópico, etc. La terapéutica está orientada a cubrir todos los agentes posiblemente involucrados, existiendo diferentes pautas para pacientes ambulatorias o internadas. Existen distintos regímenes terapéuticos que se pueden utilizar, en general combinan cefalosporinas de primera a tercera generación o ampicilina/ sulbactam, en combinación con doxiciclina o macrólidos, pudiendo en ocasiones asociarse también metronidazol. VAGINITIS Y VAGINOSIS

Dentro de las infecciones vaginales destacamos que la única que constituye ITS es la vaginitis por Trichomonas vaginalis. El flujo vaginal constituye uno de los motivos de consulta mas frecuente de las mujeres en edad reproductiva. Entendemos por flujo al aumento permanente de los trasudados y exudados de causa fisiológica o patológica, que se objetivan por la paciente o por el examinador. El flujo fisiológico es producto de los cambios hormonales del ciclo, y contiene escasa cantidad de leucocitos. La leucorrea puede deberse a infección vaginal o cervical. Denominamos vaginitis a la infección vaginal con respuesta inflamatoria caracterizada por la presencia de polimorfonucleares en el extendido teñido con tinción de Gram. Dentro de los agentes más frecuentes se encuentra Candida albicans (levadura que integra la flora vaginal normal). Trichomonas vaginalis (protozoario flagelado), también es un agente causal, pero menos frecuente. El flujo causado por Candida sp. es de color blanquecino, grumoso (leche cortada), no oloroso, se manifiesta en conjunto con prurito vaginal y tiene pH ácido. Puede presentarse conjuntamente con la flora habitual (lactobacilos). El flujo por Trichomonas vaginalis es de color amarillo verdoso, puede ocasionar prurito, presenta olor a aminas volátiles, producto del metabolismo de las bacterias anaerobias asociadas; Determina pH vaginal alcalino y disminución o ausencia de la flora vaginal, con presencia de flora mixta anaerobia asociada. La vaginosis bacteriana constituye una entidad caracterizada por un cambio en la microecología de la vagina caracterizada por la disminución o ausencia de lactobacilos con presencia de Gardnerella vaginalis (cocobacilo Gram negativo) asociada a bacterias anaerobias como Mobiluncus sp., Peptococcus sp. y Bacteroides sp. Se diferencia de la vaginitis en la ausencia de respuesta inflamatoria, o sea en la ausencia de polimorfonucleares. El flujo de la vaginosis es oloroso por la liberación de aminas volátiles, no ocasiona prurito, se acompaña de pH vaginal alcalino y se caracteriza por la presencia de flora bacterina mixta dispuesta en la periferia de las células epiteliales, formando las células guía o clue cells. La características clínicas del flujo son orientadoras, pero debe saberse que en la mayoría de los casos, la clínica no condice con los hallazgos microbiológicos, por lo cual es indispensable el estudio microbiológico para confirmación del diagnóstico. Diagnóstico Se basa en la realización de un exudado vaginal. El mismo se estudia con un examen en fresco de flujo extraído del fondo de saco vaginal para observar la movilidad de Trichomonas vaginalis, un examen directo con coloración de Gram de las paredes vaginales para observación de levaduras en gemación o pseudofilamentos que orienten a Candida spp., presencia de “células

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guía” que orienten a G. vaginalis o cocos grampositivos en cadenas que indiquen la existencia de Streptococcus ß-hemolítico grupo B, otro agente de vaginitis y cervicitis. Se valora también el endocérvix en busca de cervicitis asociada. Los cultivos se realizan en agar sangre humana para detección del desarrollo de G. vaginalis, Candida spp. y Streptococcus ß-hemolítico grupo B, necesitando la primera de cuatro a cinco días de incubación. Tratamiento Será específico etiológico. Para T. vaginalis se utiliza metronidazol en dosis única de 2 g v.o. o 250mg c/8 hs durante 7 días. En Candida spp. se utilizan óvulos de miconazol o nistatina, asociados a ketoconazol o fluconazol v.o. en caso de candidiasis a repetición. La vaginosis se trata con metronidazol 500 mg c/12 hs durante 7 días. Dado que tanto la vaginosis bacteriana como la vaginitis por Candida spp. no son infecciones de transmisión sexual, no se debe realizar tratamiento a la pareja. ÚLCERAS GENITALES

Concepto y definición Las úlceras genitales son lesiones que se caracterizan por la pérdida de continuidad en el epitelio, en el que se observa una necrosis previa. La lesión inicial puede ser una pápula, pústula o vesícula. Constituyen un motivo de consulta frecuente, lo cual plantea la necesidad de una orientación diagnóstica etiológica adecuada. Las úlceras que aparecen en los genitales no son exclusivamente de transmisión sexual, existiendo otras etiologías como traumatismos, reacciones a medicamentos, alergia, lesiones químicas o evolución de una infección previa no ulcerativa (balanitis). Las etiologías infecciosas de transmisión sexual de estas lesiones son variadas y, dependiendo de la región considerada, su frecuencia relativa también varía. En nuestro medio el herpes genital ( Herpes simplex tipo II y en ocasiones I ) y la sífilis (Treponema pallidum) son los procesos más frecuentes. El chancroide (Haemophilus ducreii), el linfogranuloma venéreo (C. trachomatis L1, L2, L3) y el granuloma inguinal (Calymatobacterium), son muy poco frecuentes. Las manifestaciones clínicas de cada patología son orientadoras, pero por su asociación y muchas veces por la presentación poco específica, el diagnóstico microbiológico resulta fundamental. Dada la importancia de la sífilis y el herpes genital, nos referiremos exclusivamente a estas. SÍFILIS

Es una infección sistémica de evolución crónica producida por Treponema pallidum. Esta bacteria forma parte del género Treponema, familia Spirochaetaceae; es una bacteria larga, de forma helicoidal, que se visualiza en microscopio con campo oscuro. Su estructura consta de un citoplasma cilíndrico rodeado de una membrana citoplasmática y una pared celular. Presenta seis filamentos axiales unidos tres a cada uno de los extremos, orientados hacia el centro y superpuestos a ese nivel sin unirse; por fuera de estos se encuentra la membrana externa. Esta bacteria se incurva formando 4 a 14 espirales, y posee un movimiento en sacacorchos. Su multiplicación se produce por división binaria con un tiempo de duplicación de 30 horas, es anaerobia estricta, y hasta ahora no ha podido ser cultivada. Se plantea la existencia de una capa de slime mucopolisacárido, sintetizada a partir del ácido hialurónico de los tejidos del huésped que le permite evadir la respuesta inmune. Patogenia. Historia natural de la infección Esta enfermedad presenta un período de incubación de 9 a 90 días con una media de 21 días,

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seguido de una lesión primaria o chancro con linfadenopatía regional y un período secundario bacteriémico asociado a lesiones maculopapulares y linfadenopatías generalizadas. Posteriormente existe un período de latencia de varios años y, finalmente, un 30% a 50% de los casos no tratados presentan un período terciario caracterizado por destrucción mucocutánea, lesiones parenquimatosas, aortitis y enfermedades del sistema nervioso central. T. pallidum se une a las células en la puerta de entrada dando una lesión primaria y se disemina por la sangre. La lesión primaria se produce por la enzima mucopolisacaridasa que degrada el espacio intercelular del endotelio capilar, generando una endarteritis obliterante con necrosis y ulceración. El huésped responde con un infiltrado linfocitario y de células plasmáticas. La mayor parte del daño se debería a inmunocomplejos, que determinarían la respuesta inflamatoria lesiva. Inmunidad humoral Se estimula precozmente y se mantiene con las lesiones del secundarismo. Anticuerpos inespecíficos o reaginas Se forman frente a lípidos de los tejidos destruídos por T. pallidum que actúan como haptenos al unirse con la espiroqueta. No son específicos, pero se producen en la totalidad de los infectados. Aparecen una a tres semanas después del chancro y su título aumenta hasta un máximo en el período secundario. En el período terciario se encuentran en un 90% de los pacientes. La presencia de estos anticuerpos indica lesión activa, pudiendo existir falsos positivos que deberán confirmarse con técnicas de detección de anticuerpos específicos. Las reaginas descienden con el tratamiento, utilizándose como control del mismo. Anticuerpos específicos Aparecen inmediatamente después de las reaginas y persisten toda la vida si el paciente no es tratado o lo es tardíamente. La negativización postratamiento es muy lenta, pudiendo demorar años, por lo cual no resultan útiles como control terapéutico sino como confirmación diagnóstica en un paciente con reaginas positivas. Estos anticuerpos pueden ser del tipo IgG o IgM. Estos últimos se encuentran en la sífilis primaria o en la sífilis congénita. Inmunidad celular Se encuentra deprimida en la primoinfección y el período secundario, recuperándose postratamiento. Clínica Se puede dividir en dos etapas: la llamada sífilis precoz, hasta los dos años postinfección, y la sífilis tardía, a partir de los dos años. La primera se caracteriza por curarse fácilmente, ser contagiosa por transmisión sexual y por vía trasplacentaria. La sífilis tardía presenta lesiones crónicas, difíciles de curar y, en general, no se transmite por contagio sexual. SÍFILIS PRECOZ

Presenta un primer período llamado de incubación de tres a cuatro semanas, donde existe bacteriemia treponémica. Le sigue un período primario donde aparece el chancro de inoculación. Se trata de una lesión ulcerada con base edematosa indurada, indolora, en general única, con localización genital y oral y duración entre cuatro y seis semanas. Esta lesión desaparece luego de este período, independientemente de la realización de un tratamiento. Es de gran utilidad para el diagnóstico, sin embargo, sus características no siempre son típicas

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y se plantean problemas de diagnóstico diferencial. En este período también se presentan adenopatías regionales concomitantes con el chancro. Aparecen una semana después que este, son indoloras y bilaterales. Completa esta etapa la bacteriemia treponémica causante de astenia y cefaleas. Este período primario puede no existir cuando el contagio es postransfusión, cuando el chancro no es visible, o cuando es decapitado por el uso de antibióticos a dosis insuficientes. El período secundario se caracteriza por manifestaciones generales tales como hepatoesplenomegalia, cefaleas, poliadenopatías y manifestaciones cutaneomucosas como la roséola (exantema), condilomas planos (placas en mesetas de ingles y axilas), sifílides (lesiones planas en plantas y palmas). Luego del período secundario aparece el período de latencia precoz, que se caracteriza por la desaparición espontánea de las manifestaciones del período anterior. SÍFILIS TARDÍA

Se caracteriza por la aparición de lesiones cutaneomucosas, llamadas gomas (nódulos de piel que se ulceran), lesiones óseas (periosteítis), lesiones cardiovasculares (aortitis) y lesiones neurológicas como tabes dorsal y meningitis meningovascular (más frecuentes en VIH +). Diagnóstico directo Trepoinvestigación: consiste en un raspado de lesiones del chancro primario o la roséola, con observación de treponemas en microscopio con campo oscuro. PCR: detección por técnicas de amplificación genética del genoma treponémico. Diagnóstico indirecto Investigación de reaginas: estas técnicas se utilizan para exámenes de screening en población y para control de tratamiento. Destacamos que las reaginas se positivizan luego de una a tres semanas del inicio del chancro, dato importante para la indicación de este examen. Las técnicas utilizadas son cualicuantitativas con reacciones de antígeno-anticuerpo evidenciadas por floculación (VDRL) o por aglutinación de partículas (carbón activado, RPR). Estos anticuerpos deben cuantificarse, ya que su título nos orientará frente a un falso positivo o a un título residual. Investigación de anticuerpos treponémicos: son técnicas confirmatorias y de diagnóstico en etapas latente o terciaria, pudiéndose utilizar también en la sífilis precoz, ya que se positivizan (principalmente el FTA absorbido) antes que las reaginas. Las más utilizadas son el FTA absorbido y el TPHA. El FTA es una técnica de inmunofluorescencia indirecta que utiliza como antígeno a Treponema pallidum liofilizado: puede detectar IgG o IgM. La presencia de anticuerpos contra antígenos comunes del T. pallidum y Treponema saprófitos determina la existencia de falsos positivos por esta técnica. La absorción previa del suero problema con treponema no patógeno (cepa Reiter), elimina este problema y la convierte en una técnica más específica. TPHA o técnica de inhibición de la hemaglutinación de T. pallidum está adaptada a microplacas, es de más fácil realización y presenta resultados comparables con la anterior. Tratamiento Sífilis menor de un año: penicilina benzatínica 2.400.000 UI i.m. Alérgicos a la penicilina: tetraciclinas 500 mg c/6 hs 15 días o eritromicina 500 mg c/6 hs 15 días.

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Sifilis mayor a un año: penicilina benzatínica 2.400.000 UI i.m. por semana durante tres semanas. HERPES GENITAL

Es una de las ITS de etiología viral más frecuente, con aumento de su incidencia en los últimos tiempos. La imposibilidad de su erradicación por tratarse de una infección persistente con frecuentes recidivas y el riesgo de contagio fetal en el canal de parto, justifican su importancia y la preocupación por su control. El agente Herpes Virus simplex tipo II y tipo I (agente del herpes labial) pertenece a la familia Herpesviridae y a la subfamilia Alphaherpesvirinae; es un virus que contiene ADN, siendo su estructura y características generales tratadas en el capítulo correspondiente. Nosotros realizaremos un resumen de la patogenia, clínica y tratamiento de esta infección. Patogenia Presenta cinco fases: infección primaria mucocutánea, infección ganglionar aguda, latencia, reactivación e infección recurrente. La infección se inicia con la exposición al virus, la inoculación con participación de células epiteliales, la replicación viral con lisis celular, la rápida respuesta inflamatoria y la posterior diseminación del virus por nervios sensitivos o autónomos hasta los ganglios regionales (sacros). También se puede diseminar por contigüidad, extendiéndose las lesiones cutáneas. En los ganglios se produce una etapa de latencia que persiste toda la vida, con reactivaciones por estímulos de piel (sol, traumatismos, químicos) y centrales (coito, menstruación, estrés, infecciones). Clínica Se plantean dos situaciones: 1) la infección asintomática en la que no existe lesión ni antecedentes de la misma, solo están presentes los anticuerpos contra el virus; 2) la infección sintomática que se clasifica en: a) primoinfección herpética con lesiones de piel, sin antecedentes del mismo tipo y sin anticuerpos contra el virus, y b) infección inicial no primaria donde existen lesiones actuales sin antecedentes de las mismas, pero con anticuerpos positivos por primoinfección asintomática anterior. Las lesiones se caracterizan por múltiples vesículas dolorosas seguidas de ulceración y adenopatías inguinales de 10 días aproximadamente de evolución, pudiéndose acompañar de fiebre y cefaleas, principalmente en las primoinfecciones. Diagnóstico Métodos directos: estos métodos, en general, no están a disposición en los laboratorios clínicos. El clásico es el de aislamiento del virus en cultivos celulares, tomando muestras del líquido vesicular de la lesión. Otros métodos más rápidos son la inmunofluorescencia directa para antígenos virales y PCR para herpes. Métodos indirectos: los métodos indirectos de detección de anticuerpos son de poco valor para el diagnóstico de la infección recidivante. En el caso de una primoinfección se puede detectar un aumento del título de IgG. La IgM puede ser de utilidad en el diagnóstico de infección herpética neonatal.

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Tratamiento Se manejan una gran variedad de drogas antivirales, entre las cuales por frecuencia destacamos el aciclovir y el valaciclovir, como ya manifestamos en el capítulo de Herpesvirus. El tratamiento acorta los síntomas, principalmente en inmunodeprimidos y en primoinfecciones, pero no logra la eliminación del virus. Se administra en general localmente en la lesión y también por vía oral (200 mg c/5 hs durante 10 días), destacamos que el tratamiento de mayor eficacia es el que se realiza por vía oral. VERRUGAS GENITALES - CONDILOMAS ACUMINADOS

Son formaciones verrugosas, vegetantes, de tamaño variable, que se localizan en la región genital y perianal, cuya etiología es viral: Papilomavirus humano (HPV), un subgrupo de la familia Papovaviridae. Papilomavirus humano es una de las causas más frecuentes de ITS, tanto en hombres como en mujeres en todo el mundo. Aún su prevalencia e incidencia persisten desconocidas a pesar de que en Estados Unidos se estima una incidencia anual de 1 a 5,5 millones y una prevalencia de 20 millones. Dicho virus se ha detectado en una amplia variedad de animales así como en humanos, siendo específicos para cada hospedero. Son virus de cápside icosahédrica con 72 capsómeros y un ADN circular de doble cadena. El genoma consiste en una única molécula de ADN doble circular que contiene dos proteínas de la cápside, L1 y L2 . El marco abierto de lectura que contiene las secuencias para codificar proteínas ocupa una de las cadenas. El genoma se divide funcionalmente en tres sectores: región reguladora no codificante; región temprana E1, E2, E4, E5, E6, y E7, que tienen que ver con la replicación viral y con la oncogénesis; región que codifica para las proteínas de la cápside. La infección se produce por contacto piel con piel, o piel con mucosa. En principio la forma más importante de contagio es por vía sexual, no descartándose la vía por fomites. El potencial oncogénico del virus radicaría en principio en que es un virus ADN, cuyo genoma se integra al genoma de las células eucariotas del estrato basal del epitelio, produciendo una infección productiva o de lo contrario quedando latente y produciendo una infección persistente. De ahí la importancia de las zonas tempranas E6 y E7 que codificarían para proteínas multifunción que se unirían a las proteínas celulares p53 y pRB, alterando sus funciones, alterando la regulación del ciclo celular, llevando a la célula a la transformación y malignización. La infección se expresa clínicamente en cuatro localizaciones: piel, mucosa genital, mucosa laríngea (recién nacidos) y mucosa oral. No se ha podido propagar los virus en cultivos celulares, por lo cual se conocía muy poco de los mismos. Gracias a las técnicas genéticas de hibridación se han podido detectar 60 genotipos, y luego con el advenimiento de técnicas como la reacción en cadena de la polimerasa, se han llegado a detectar alrededor de 200 tipos diferentes en base a las diferencias genómicas, habiendo más de 85 genotipos bien caracterizados. Dado que se asocian con lesiones precursoras del cáncer de cuello uterino y con cáncer de cuello uterino invasor, se han agrupado en grupos de bajo y alto riesgo (de acuerdo al potencial oncogénico). Los tipos de bajo riesgo serían 6, 11, 42, 43 y 44; los tipos de alto riesgo serían 16, 18, 31, 33, 34, 35, 39, 45, 51, 52, 56, 58, 59, 68 y 70. Dentro de los de alto riesgo existen algunos tipos que se asocian más frecuentemente con lesiones precursoras (lesiones intraepiteliales escamosas) que con cáncer, algunos autores se refieren a ellos como de riesgo intermedio. Se asocia a una variedad de condiciones clínicas, que van desde lesiones inocuas cutáneas

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como pueden ser las verrugas, hasta el cáncer. La relación entre HPV y cáncer de cuello uterino fue puesta de manifiesto a principio de los años 80 por Harold zur Hausen, sabiendo desde entonces que su asociación era más fuerte aún que la del tabaco con el cáncer de pulmón. Actualmente se sabe que 99% de los cánceres escamosos de cuello uterino vienen determinados por HPV, está presente en un 89% de las pacientes menores de 40 años con adenocarcima de cuello uterino y en un 43% de las mujers mayores de 60 años con igual diagnóstico. Clínica Infección asintomática: piel y mucosas sanas, diagnóstico por hiludación del ADN viral o PCR. Lesión: aparecen masas carnosas y vegetantes en forma de crestas localizadas en zonas húmedas genitales, pudiendo aparecer como papilas sésiles. Aumenta su tamaño con el embarazo y la disminución de la inmunidad celular (VIH +). Infección subclínica: no existe lesión macroscópica, el diagnóstico se plantea por colposcopia con ácido acético al 3% y penescopia con el mismo método y posterior biopsia de los sectores afectados. Diagnóstico Es clínico en las formas lesionales. Las formas subclínicas presentan dificultades. La citología, la biopsia y la colposcopia ayudan, pero muchas veces son poco específicas. El diagnóstico específico se realiza por métodos de hibridación del ADN viral o PCR, diferenciando luego mediante sondas marcadas o con enzimas de restricción los distintos genotipos virales. Por no realizarse de rutina, dado su costo elevado, los métodos histológicos son los más utilizados, llevando a un sobrediagnóstico de esta infección. Tratamiento Según pautas recientes (CDC) esta infección no debe tratarse por ser una infección viral persistente. Los tratamientos se realizarán en aquellos pacientes con lesión evidente, siempre que generen problemas estéticos o funcionales. Los pacientes subclínicos y asintomáticos deberán ser controlados (con colpocitologías en el caso de mujeres) con el fin de detectar precozmente posibles displasias. Las lesiones verrugosas se tratan con métodos citotóxicos como resina de podofilina en solución alcohólica (10% a 40%) con aplicaciones de 2 a 4 horas 1 o 2 veces por semana (98% con alta recidiva), estando contraindicada en embarazadas o para condilomas cervicales o intrauretrales. Otros métodos son los quirúrgicos, como el curetaje, la electrocoagulación en lesiones de gran tamaño y crioterapia de elección en cualquier localización. Infecciones generalizadas: SIDA El síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SIDA) es el último estadio de la infección por el VIH, un retrovirus ARN que posee característicamente, una enzima transcriptasa reversa (ADN polimerasa, ARN dependiente). Las alteraciones progresivas que resultan de esta infección son producto de la destrucción de la población de linfocitos CD4 cooperadores, que altera la respuesta inmune celular y humoral del organismo. Tal alteración inmunitaria conlleva a la muerte por infecciones oportunistas (Cytomegalovirus, P. carini, etc.) o por neoplasias como el sarcoma de Kaposi, que por otra parte son poco frecuentes en la población en general. La evolución natural de la infección consta de varios estadios: uno inicial de infección asintomática con respuesta inmune normal; un estadio de linfadenopatías generalizadas

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con ligera deplección inmunitaria; un tercer estadio que presenta el denominado complejo relacionado con el SIDA (ARC), con déficit en la hipersensibilidad retardada, linfadenopatías generalizadas durante más de tres meses, fatiga y sudores nocturnos persistentes, y una deplección significativa de la inmunidad (

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Género Staphylococcus V. Seija

Reseña histórica Los cocos se asociaron por primera vez a enfermedades humanas cuando fueron observados en materiales purulentos provenientes de abscesos humanos. En 1880 el cirujano escocés Sir Alexander Ogston demostró que cocos agrupados en forma de racimo eran la causa de ciertos abscesos piógenos en humanos. Louis Pasteur arribó a una conclusión similar al mismo tiempo, pero en París. En el año 1882, Ogston llamo a estos cocos “Staphylococcus”, derivando el nombre de los términos griegos staphile (racimo de uvas) y kokkus (frutilla). Morfológicamente, Ogston propuso este término de manera de poder diferenciarlos de los estreptococos, formadores de cadenas. Ogston demostró que la inyección a ratones de pus conteniendo estos cocos producía los mismos síntomas observados en el humano. También observó que si calentaba el pus y lo trataba con fenol, la enfermedad se prevenía.

Introducción Staphylococcus aureus se destaca como un importante patógeno humano, produce infecciones tanto en la comunidad como a nivel hospitalario. En la comunidad, las infecciones por S. aureus son a menudo agudas, piogénicas y superficiales, aunque también puede producir, con menor frecuencia, infecciones profundas como osteomielitis, neumonía y endocarditis aguda. A nivel nosocomial S. aureus es un importante agente de infecciones de herida quirúrgica, de prótesis y otras. También S. aureus es causa de una serie de infecciones producidas por toxinas como el síndrome del shock tóxico, la intoxicación alimentaria y el síndrome de piel escaldada. Staphylococcus epidermidis es integrante de la flora normal de piel pero produce infecciones crecientes de piel y anexos, colonizando cuerpos extraños y también es causa de infecciones profundas en huéspedes inmunocomprometidos. Staphylococcus saprophyticus es causa de infección urinaria baja en la mujer joven.

Taxonomía Los miembros del género Staphylococcus y Micrococcus son catalasa positivos y hasta hace poco formaban parte de la familia Micrococacceae junto a los géneros Planococcus y Stomacoccus. Estudios genéticos han demostrado que Staphylococcus y Micrococcus no están relacionados.

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Tentativamente el género Staphylococcus se colocó dentro de la familia Bacillaceae junto a otros géneros, Bacillus, Gamella, Listeria, Planococcus, etc. Los estafilococos son cocos Gram positivos, catalasa positivos y el diamino ácido en el peptidoglicano es la L-lisina. El género Staphylococcus posee alrededor de 30 especies, de las cuales destacaremos S. aureus, S. saprophyticus y S. epidermidis.

Hábitat Staphylococcus epidermidis es integrante de la flora normal de la superficie corporal donde sobrevive gracias a sus lipasas, mientras S .aureus se encuentra habitualmente a nivel de la nasofaringe y de zonas húmedas como pliegues inguinales y axilas. A nivel del vestíbulo nasal anterior la adherencia parece estar mediada por el contenido en ácidos teicoicos. Se estima que el índice de portación nasal en los adultos es de alrededor del 20-30%. Expresado longitudinalmente, cerca del 30% de la población puede ser portador permanente, el 50% portador intermitente y el 20% no es colonizado. Algunas poblaciones pueden tener una tasa de colonización mayor como el personal de salud, los pacientes en hemodiálisis, diabéticos, adictos a drogas intravenosas, etc. A pesar que S. aureus posee numerosos factores de virulencia, puede convivir con el huésped humano formando parte de su flora normal sin causar ningún daño. Existen ocasiones en que este equilibrio se puede romper. Desde las narinas, los portadores pueden transferir bacterias a diferentes sectores de la piel, aunque habitualmente existe resistencia a la colonización de la piel intacta. Sin embargo, un traumatismo (muchas veces desapercibido) puede dar una puerta de entrada al microorganismo. En caso de infección, por tanto, S. aureus puede ser muchas veces de origen endógeno.

Morfología microscópica Como ya hemos dicho se trata de cocos Gram positivos que poseen tendencia a agruparse en racimos. Tienen una forma esférica y un diámetro de alrededor de una micra.

Morfología macroscópica Para apreciarla debemos contar con un aislamiento de la cepa a estudiar en una placa de Petri. El aislamiento nos permitirá observar las características de las colonias. En medios no selectivos, S. aureus presenta colonias de 1 a 3 mm de diámetro, lisas, levemente elevadas, de bordes enteros, levemente convexas y generalmente pigmentadas con un color que puede ir desde el crema al amarillo. La producción de pigmento se ve favorecida si se incuban los cultivos por 24 a 48 horas adicionales a temperatura ambiente. Cuando crecen en agar sangre ovina se puede observar una zona de β-hemólisis alrededor de las colonias. S. epidermidis presenta colonias generalmente de menor tamaño y estas no presentan pigmentación.

Metabolismo En cuanto a su forma de obtener energía es tanto a través de la fermentación como de la respiración. En cuanto a los requerimientos de cultivo, son no exigentes desde el punto de vista nutricional, creciendo en medios pobres y simples. En su relación con el oxigeno son aerobios-anaerobios facultativos.

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Resistencia a agentes físicos y químicos Es muy resistente a las condiciones ambientales normales. Es capaz de sobrevivir hasta tres meses en un cultivo a temperatura ambiente. Muere expuesto a temperaturas mayores de 60 °C por una hora. En cuanto a los agentes químicos, es sensible a la mayoría de los desinfectantes y antisépticos, que lo matan en pocos minutos.

Staphylococcus aureus Ya hemos comentado las características comunes del género Staphylococcus y ahora analizaremos las que distinguen al patógeno más importante dentro de este género. Desde el punto de vista estructural S. aureus comparte las características de los gérmenes Gram positivos y agrega algunas características distintivas. La pared celular esta compuesta por una gruesa capa de peptidoglicano. Se trata de un polímero polisacárido compuesto por cadenas con uniones de tipo β (1-4) no ramificadas, que contienen subunidades alternantes de ácido N-acetil murámico y N-acetil glucosamina. Las cadenas laterales de pentapéptidos se hallan conectadas al residuo de ácido murámico y tienen unión cruzada por un puente pentaglicina fijado a la L-lisina de una cadena y la Dalanina de la otra cadena. El polímero polisacárido básico se halla también en muchos otros microorganismos, mientras la cadena de unión cruzada de pentaglicina parece ser específica de S. aureus. Tiene como función mantener la rigidez de la pared bacteriana y su resistencia osmótica. En la patogenia coadyuvaría al desencadenamiento de la inflamación por activación del complemento, es capaz de atraer leucocitos polimorfonucleares (PMN), estimula la producción de anticuerpos opsonizantes y tiene actividad similar a las endotoxinas de Gram negativos. El otro componente mayor de la pared son los ácidos teicoicos, que constituyen alrededor del 40% del peso de la pared. Estos ácidos son polímeros de glicerol o ribitol fosfato, azúcares y algunas veces, D-alanina. Están unidos en forma covalente al peptidoglicano. Cuando están unidos a la membrana citoplasmática se les llama ácidos lipoteicoicos. S. aureus posee predominantemente ácidos de ribitol fosfato, mientras que en los estafilococos coagulasa negativos estos son de glicerol fosfato. La presencia de cápsula es variable pero es importante a nivel patogénico, ya que tiene propiedades antifagocíticas. Las cepas de S. aureus que poseen cápsula son más virulentas en modelos animales. No es claro que la cápsula de S. aureus juegue un papel importante en la adherencia. Lo que si se conoce es que la adherencia de este germen a la válvulas cardíacas y cuerpos extraños esta mediada, en parte, por receptores de fibronectina en su superficie. La fibronectina es una glicoproteína importante en varias funciones de adherencia. Las cepas de S. aureus, que muestran grandes cantidades de receptores para la fibronectina, parecen ser más invasivas y más hábiles para adherirse. Además S. aureus puede presentar en su superficie receptores para el colágeno. La pared celular de S. aureus posee una proteína característica llamada proteína A. Esta tiene la habilidad de unirse a la porción Fc de las moléculas de inmunoglobulina G (IgG), y por tanto funciona como factor de virulencia, ya que interfiere con la opsonización y la ingestión de los microorganismos por los PMN, activando el complemento y dando lugar a reacciones de hipersensibilidad inmediata y tardía. Esta proteína es inmunogénica y se hallan anticuerpos contra ella en sujetos con infecciones graves por S. aureus.

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DETERMINANTES DE PATOGENICIDAD

Cualquier enfermedad infecciosa es el resultado de la interacción entre el microorganismo causal y el huésped. Primero analizaremos los factores de patogenicidad con que cuenta S. aureus. Estos pueden ser divididos en tres grupos (tabla 1): a) Componentes de la pared celular: ya fueron discutidos en la sección anterior. b) Enzimas: – Catalasa: podría funcionar inactivando algunos sistemas de ingestión de los PMN. – Coagulasas: tanto la coagulasa libre como el llamado “clumping factor” actúan cubriendo a la célula de fibrina y por tanto haciéndola más resistente a la opsonización y fagocitosis. – Estafiloquinasas: degradan la fibrina y contribuyen a la invasión de tejidos vecinos. – Hialuronidasa: hidroliza la matriz intracelular de mucopolisacáridos de los tejidos y por tanto contribuye a la diseminación a tejidos adyacentes. – Lipasas: las cepas de S. aureus productoras de forunculosis crónica son potentes productoras de lipasas que ayudan al microorganismo a diseminarse por los tejidos cutáneo y subcutáneo. – Fosfolipasa C: esta enzima esta asociada con cepas recuperadas de pacientes con distrés respiratorio del adulto y coagulación intravascular diseminada (eventos que ocurren durante la sepsis). Aparentemente los tejidos afectados por esta enzima se vuelven más susceptibles al daño y destrucción por componentes bioactivos del complemento y sus productos durante su activación. – S. aureus produce además, toda una serie de enzimas como las DNAsas, proteasas y fosfatasas que colaboran en el proceso infeccioso y en la producción de lesiones. c) Toxinas: S. aureus puede producir toxinas de acción general como las hemolíticas (α, β, γ y δ) y la leucocidina, y también toxinas especializadas como las exfoliatinas, toxina del shock tóxico y enterotoxinas. Las hemolisinas son importantes toxinas citolíticas sobre una variedad de células. – α hemolisina o α toxina: tiene efecto letal sobre una variedad de membranas celulares eucariotas, incluyendo la de PMN humanos, así como también la de eritrocitos de diferentes especies animales. Es dermonecrótica si se inyecta en forma subcutánea y es letal para animales si se administra en forma intravenosa. Es responsable de la zona de hemólisis observada alrededor de las colonias de S. aureus. – β hemolisina: es una esfingomielinasa activa sobre diferentes células: leucocitos, eritrocitos, fibroblastos. – γ y δ hemolisinas: se encuentran en algunas cepas de S. aureus y lisan una variedad de células diferentes. – Leucocidina: es una exotoxina con efecto tóxico directo sobre las membranas de los PMN humanos, causando degranulación del citoplasma, hinchamiento celular y lisis. El modo de acción de esta toxina comprende la formación de poros que alteran la permeabilidad celular para el potasio y otros cationes. Una inyección de esta toxina en modelos animales produce una disminución severa del número de leucocitos. – Exfoliatinas o toxinas epidermolíticas: son producidas por algunas cepas de S. aureus y consisten en dos proteínas, bioquímica e inmunológicamente diferentes, pero con funciones biológicas similares. La exfoliatina A es un producto de genes cromosómicos, termoestable y es inactivada por el EDTA, mientras la exfoliatina B es de origen plasmídico, es inactivada por el calor y estable frente al EDTA. Ambas tienen actividad proteolítica, actúan como superantígenos y disuelven la matriz mucopolisacárida de

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Tabla 1. Determinantes de patogenicidad de S. aureus Determinante de patogenicidad Componentes de la pared celular

Propiedades







Peptidoglicano Ácidos teicoicos Proteína A Cápsula mucoide

Activación del complemento Antifagocítica Antifagocítica Adherencia





Toxinas

Coagulasa Estafiloquinasas Hialuronidasa Lipasas

Formación de absceso Destrucción del coagulo Invasión hística Colonización





Hemolisinas Leucocidina






Toxina exfoliatina Toxina del shock tóxico Enterotoxinas

Rotura de la membrana celular Alteración de la permeabilidad celular de fagocitos Epidermólisis Shock Intoxicación alimentaria

Enzimas

la epidermis, resultando en la separación intraepitelial de las uniones en el estrato granuloso. Las cepas productoras de una o ambas proteínas son responsables del síndrome de piel escaldada (ver más adelante). – Enterotoxinas: se trata de moléculas termoestables responsables de la intoxicación alimentaria producida por algunas cepas S. aureus. El modo de acción de estas toxinas no es aún conocido pero se sabe que aumentan el peristaltismo (ver más adelante). – Toxina del shock tóxico (TSST-1): Es también denominada como enterotoxina F. Esta implicada en la patogenia del síndrome del shock tóxico. Aunque su rol es poco claro tiene una gran cantidad de actividades biológicas. En modelos animales potencia la actividad letal de pequeñas cantidades de endotoxina. Estos tres tipos de toxinas antes mencionadas (enterotoxinas, exfoliatinas y TSST-1) actúan como superantígeno, lo que significa que pueden activar linfocitos T directamente (alta afinidad por el complejo de histocompatibilidad tipo II), sin la mediación de células presentadoras de antígeno, resultando en la liberación de citoquinas. Esto puede determinar importantes efectos sistémicos como fiebre, hipotensión, lesiones en piel, shock, fallo multiorgánico y muerte.

FACTORES PREDISPONENTES DEL HUESPED

Las infecciones causadas por S. aureus, no solo dependen de los factores de agresión que este microorganismo posee, sino también de alteraciones en los mecanismos de defensa del huésped. Dentro de los factores predisponentes del huésped tenemos: • Defectos de quimiotaxis leucocitaria congénitos o adquiridos (diabetes mellitus, artritis reumatoidea). • Defectos de opsonización por anticuerpos (hipogamaglobulinemia). • Defectos en la muerte intracelular luego de la fagocitosis (enfermedad granulomatosa crónica).

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• • • •

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Heridas de piel (quemaduras, incisiones quirúrgicas, eczema). Presencia de cuerpos extraños (suturas, vías venosas, prótesis). Infecciones por otros agentes, particularmente virus (influenza). Enfermedades crónicas como alcoholismo, falla renal crónica, enfermedades malignas, etc.

PATOGENIA

S. aureus produce infecciones de dos maneras: 1. En forma directa, por invasión y posterior destrucción tisular local (proceso supurado), o luego de haberse diseminado por vía sanguínea. 2. A través de efectos de toxinas. La tabla 2 muestra los tipos de infección que produce S. aureus y la tabla 3 muestra la secuencia de eventos asociados a infecciones serias causadas por S. aureus. INFECCIONES POR INVASIÓN

Este tipo de infecciones puede estar producido tanto por cepas de S. aureus residentes como no residentes. El primer paso de la infección es la adherencia y colonización de las células del huésped. Se describen tres tipos de adherencia. Por un lado, la adherencia a las células de la mucosa nasal mediada por los ácidos teicoicos y también es importante la adherencia a la mucina de la mucosa nasofaríngea. Por otro, la adherencia a piel traumatizada o pequeñas disrupciones de piel, así como también a objetos extraños y estructuras subendoteliales. Esta adherencia envuelve muchas proteínas de la matriz extracelular como fibronectina, fibrinógeno, elastina, colágeno y otras. Estas proteínas interaccionan con diferentes receptores de S. aureus, antes mencionados. Por último, la adherencia de S. aureus a las células endoteliales durante los eventos de sepsis es un proceso complejo donde están involucradas la fibronectina, el fibrinógeno y la laminina. Una vez los microorganismos atravesaron la barrera cutaneomucosa, llegan al tejido subcutáneo o submucoso y se diseminan rápidamente, formando abscesos. Esta es la lesión típica producida por este microorganismo. Los mecanismos de la invasión son poco conocidos pero a este nivel se desencadena la respuesta inflamatoria del huésped que contribuye a la formación de los abscesos. La respuesta defensiva más importante por parte del huésped son los PMN. Algunas veces el germen puede seguir invadiendo, buscando áreas más profundas y avasculares. Una vez se encuentran alrededor o dentro de los huesos, o protegidos dentro de coágulos, los microorganismos se hacen bastante resistentes al ataque y erradicación por los mecanismos defensivos del huésped. Sólo la mayor intensidad de los factores bacterianos junto al fracaso de los mecanismos defensivos del huésped puede llevar a que las bacterias puedan llegar a la corriente sanguínea, diseminarse y producir focos de infección a distancia llamados abscesos metastásicos. Los eventos que llevan a la sepsis y muerte aún no son del todo conocidos. Aparentemente los ácidos teicoicos y el peptidoglicano podrían actuar como la endotoxina de los bacilos Gram negativos. Además de infecciones de piel y partes blandas, S. aureus puede producir infecciones invasivas como neumonía, osteomielitis, bursitis, artritis y otras. INFECCIONES POR ACCIÓN DE TOXINAS

Estas infecciones están causadas por la liberación al medio de sustancias tóxicas, que pueden ejercer su acción a cierta distancia del foco infeccioso.

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Tabla 2. Infecciones producidas por S. aureus. Invasión directa Superficial • Piodermas, incluyendo impétigo y paroniquia • Infecciones de piel y tejidos blandos, forúnculos, celulitis, linfangitis, linfadenitis, etc. Profunda • Artritis séptica • Osteomielitis • Piomiositis Diseminación por vía sanguínea • Bacteriemia con o sin shock o falla multiorgánica • Formación de abscesos metastásicos (cerebro, pulmón, hígado, bazo, retroperitoneo, riñón, tracto genital, etc.) Enfermedades mediadas por toxinas • Síndrome de piel escaldada • Intoxicación alimentaria • Síndrome del shock tóxico

Tabla 3. Secuencia de eventos patogénicos en infecciones serias causadas por S. aureus Colonización, portador, producción de toxina Rotura de barrera cutaneomucosa Invasión • Celulitis, linfangitis • Formación de absceso • Eventual invasión de la sangre Bacteriemia Síndrome de sepsis • Componentes de la pared • Toxina del shock tóxico • Rol de los mediadores disparados Complicaciones • • Muerte

Abscesos supurados metastásicos, endocarditis, etc. Shock séptico o falla multiorgánica

1. Síndrome de piel escaldada: se debe a la producción de la toxina exfoliativa en un foco, que luego pasa al torrente sanguíneo, pudiendo diseminarse hasta regiones alejadas del foco donde no es posible aislar ningún germen. Esta toxina produce la formación de ampollas y la subsiguiente descamación de láminas epidérmicas, que puede estar localizada en una región o estar diseminada por todo el cuerpo. Se presenta con mayor frecuencia en recién nacidos y niños pequeños. 2. Síndrome del shock tóxico: es un cuadro grave que en el pasado se ha observado asociado a la utilización de tampones vaginales por parte de mujeres jóvenes. El microorganismo prolifera en el tampón contaminado y produce la toxina del shock tóxico. El cuadro clínico esta caracterizado por fiebre, hipotensión, exantema cutáneo en manos y pies,

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grados variables de vómitos, diarrea, falla renal, cefalea y conjuntivitis. Evoluciona al shock grave en 48 horas. También se asocia a heridas traumáticas o quirúrgicas. 3. Intoxicaciones alimentarias: se producen por la contaminación de alimentos, que suelen ser de elevado contenido en proteínas e hidratos de carbono como pasteles, helados y salsas, y con pH superior a 5, que permitirán un rápido crecimiento bacteriano. La mala refrigeración y conservación hacen que el microorganismo prolifere, y si es una cepa productora de enterotoxina termoestable, la libera en cantidad suficiente como para producir intoxicación. El tiempo de incubación es corto (1 a 6 horas) y los síntomas son vómitos y diarrea de hasta 2 días de duración, en general sin fiebre, siendo normalmente de rápida recuperación. Este proceso sólo requiere hidratación y no necesita de tratamiento antibiótico. RESPUESTA DEL HUÉSPED

La integridad de la barrera cutánea y un sistema fagocítico intacto son los principales mecanismos de defensa contra las infecciones estafilocócicas. La primera línea de defensa luego de atravesar las barrera cutánea son los PMN y el sistema monocito-macrófago. La movilización de las células fagocíticas hacia el sitio de crecimiento bacteriano requiere la elaboración de señales microbianas y específicas del huésped. El reconocimiento de S. aureus por los fagocitos está mediado por sus receptores para el fragmento Fc de la IgG, por sus receptores para la subunidad C3b del complemento, y posiblemente por otros receptores del complemento. Para ser fagocitado, por tanto, S. aureus debe estar recubierto por C3b o IgG, proceso que se llama opsonización. En cepas con cápsula se necesitan anticuerpos anticápsula para la opsonización. La proteína A tiene, como ya vimos, una importante función antifagocítica. Luego de ser fagocitados, la mayoría de los estafilococos intracelulares son destruidos rápidamente y degradados dentro de la vacuola fagocítica, pero puede demostrarse la sobrevida de una minoría, lo que podría explicar el índice de recurrencia de algunas infecciones por S. aureus. Durante la infección estafilocócica se producen algunos anticuerpos contra distintos antígenos de la pared celular, así como contra varias toxinas. En la actualidad ninguno ha logrado inducir una protección completa contra la infección por S. aureus. CUADROS CLÍNICOS

La lesión característica producida por S. aureus es el absceso, este se puede presentar a nivel de la piel como forúnculo. Esta lesión es blanda, eritematosa y caliente. A las 24-48 horas desarrolla una pústula central blanca. Dentro, el material purulento es cremoso, amarillento, y frecuentemente tiene un centro constituido generalmente por un folículo piloso que es el sitio donde la infección se inició. Este tipo de infección también puede aparecer alrededor de cuerpos extraños y entonces el inóculo necesario para producir infección es más bajo y la llegada de antibióticos es menor. RESISTENCIA ANTIBIÓTICA

S. aureus puede poseer resistencia para diferentes antimicrobianos. En general los estafilococos aislados de infecciones comunitarias, hasta hace poco tiempo, no poseían muchos genes de resistencia salvo por la producción de penicilinasa. Sin embargo, actualmente asistimos a la emergencia de cepas comunitarias resistentes a meticilina u oxacilina (ver más adelante). En cuanto a los aislamientos de origen nosocomial, un elevado porcentaje de los mismos tienen varios determinantes de resistencia y fundamentalmente resistencia a meticilina, asociada a resistencia a aminoglucósidos, macrólidos y quinolonas.

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Resistencia a β-lactámicos Existen variados mecanismos que median resistencia a β-lactámicos. La producción de βlactamasa inactiva ciertos β-lactámicos por medio de la hidrólisis del anillo β-lactámico. Estas enzimas atacan a la penicilina G, ampicilinas, carboxipenicilinas y ureidopenicilinas. El producto de hidrólisis carece de actividad antibacteriana. Más del 90% de los aislamientos de S. aureus produce este tipo de enzimas, también llamadas penicilinasas. Parte de la enzima que se produce es excretada al medio externo y parte permanece adherida a la membrana celular. Se han reconocido cuatro variantes de β-lactamasa llamadas A, B, C y D. En la mayoría de los aislamientos esta enzima es codificada por plásmidos, pero también se puede encontrar a nivel cromosómico como parte de un elemento transponible. Por otro lado tenemos la resistencia a meticilina u oxacilina. Ésta consiste en la producción de una nueva proteína fijadora de penicilina (penicillin-binding protein) PBP, llamada PBP2a o PBP2’, no presente en las cepas sensibles. Esta nueva PBP tiene una afinidad disminuida por la mayoría de los β-lactámicos y cefalosporinas. Se trata de una transpeptidasa, la cual se encarga de la síntesis de la pared cuando las otras PBPs están inactivas por estar ligadas al beta lactámico. Esta nueva PBP está codificada por un gen llamado mecA que esta presente en el cromosoma de todas las cepas de Staphylococcus aureus resistentes a meticilina. Presumiblemente la región mec se origino en estafilococos coagulasa negativos y luego se transfirió a S. aureus. Cuando una cepa es resistente a meticilina significa que la cepa es resistente a todos los antibióticos β-lactámicos (penicilinas, cefalosporinas y carbapenems). Resistencia a glicopéptidos La resistencia a glicopéptidos en estafilococos se ha descrito en aislamientos clínicos de estafilococos coagulasa negativos como S. haemolyticus y en los últimos años se comenzaron a describir aislamientos de S. aureus con sensibilidad disminuida y también resistentes a los glicopéptidos. Se necesitan todavía más estudios para establecer el exacto mecanismo molecular de resistencia a glicopéptidos. No se han aislado cepas con este tipo de resistencia en nuestro país. Resistencia a macrólidos En S. aureus la resistencia a la eritromicina tiene dos fenotipos. El primero es conferido por una modificación del rRNA blanco por enzimas constitutivas o inducibles que metilan un residuo específico en el rRNA. Este evento resulta en una disminución de la unión a la eritromicina, a otros macrólidos y a las lincosaminas. Los genes que codifican esta resistencia se encuentran tanto en plásmidos como en el cromosoma. El segundo fenotipo abarca una resistencia inducible a macrólidos. Se trata de un gen localizado en un plásmido que codifica una bomba de eflujo ATP-dependiente. Resistencia a aminoglucósidos En S. aureus la resistencia a aminoglucósidos puede ser consecuencia de uno de tres posibles eventos. 1. Una mutación cromosómica que codifica una alteración del sitio de acción en el ribosoma. 2. Transporte inefectivo, lo que produce una resistencia de bajo nivel. 3. La producción de enzimas modificadoras, el cual es el mecanismo más comúnmente

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encontrado. Estas se pueden codificar a nivel de transposones localizados en plásmidos o en el cromosoma. Resistencia a quinolonas La resistencia a las quinolonas es debida a una actividad disminuida de la girasa, mediada por mutaciones puntuales localizadas en el gen gyrA cromosómico, el gen estructural de la subunidad A de la DNA girasa. Una mutación puntual en otro gen, el norA lleva a la disminución de la acumulación de la droga dentro de la célula. Además las mutaciones en el gen grlA cromosómico, confieren una resistencia de bajo nivel a las fluoroquinolonas. PERFILES DE RESISTENCIA

En nuestro país se pueden describir, en forma esquemática, la circulación de tres perfiles de resistencia. Uno esta constituido por cepas de S. aureus sensibles a meticilina u oxacilina, que en más del 90% de los casos son productoras de penicilinasa y, a veces, pueden tener determinantes de resistencia a macrólidos. El segundo perfil esta constituido por cepas resistentes a meticilina u oxacilina sin resistencia acompañante a otros grupo de antibióticos salvo, a veces, resistencia a macrólidos. Este perfil se le denomina S. aureus meticilino-resistente perfil comunitario (SACOMR), ya que se empezó a detectar principalmente en cepas de origen comunitario aunque actualmente ya se detecta a nivel hospitalario. El tercer perfil esta constituido por cepas multirresistentes que poseen resistencia a meticilina, asociada a resistencia a aminoglucósidos, quinolonas y macrólidos, donde prácticamente la única opción terapéutica es la vancomicina. Este tipo de cepas se aísla mayoritariamente de infecciones de origen nosocomial.

Staphylococcus epidermidis El grupo de estafilococos coagulasa negativos está constituido por un gran numero de especies. En la tabla 4 se pueden ver las especies relacionadas con patología humana. S. epidermidis es una de las especies que más frecuentemente se aísla. Comparte las características del género con respecto a la morfología y fisiología. En relación a la estructura, a nivel de la pared celular, a diferencia de S. aureus, los puentes de pentaglicina del peptidoglicano no están presentes y se sustituyen algunas moléculas de glicina por L-serina. Con respecto a la patogenicidad, S. epidermidis es capaz de producir macromoléculas de superficie y extracelulares, que inician y luego aumentan la adhesión bacteriana a la superficie plástica de cuerpos extraños. La adherencia inicial de S. epidermidis parece estar mediada por una adhesina polisacárida llamada PS/A y otras proteínas de superficie. La PS/A se trata de un polímero de galactosa-arabinosa de alto peso molecular. Los anticuerpos dirigidos contra PS/A bloquean la adherencia de S. epidermidis. Luego de la adherencia inicial, hay otra fase llamada de adherencia intracelular que es mediada por un polisacárido llamado PIA y una proteína extracelular. Esto permite la formación de varias capas de células bacterianas adheridas entre si que forman el llamado slime o biofilm. Este slime sirve para proteger a los microorganismos de los agentes antimicrobianos y de las células fagocíticas. En general, es necesaria la remoción del cuerpo extraño para lograr la cura de la infección. El slime parece tener otras actividades biológicas, dentro de las cuales se cuentan la inhibición de la proliferación de linfocitos T y un efecto adverso sobre la opsonización y fagocitosis. Las infecciones causadas por S. epidermidis se relacionan con la colonización de cuerpos extraños, especialmente en el paciente hospitalizado. En el caso de la colonización de catéteres

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Tabla 4. Especies de Staphylococcus coagulasa negativos relacionadas con infecciones humanas S. epidermidis* S. xylosus S. saprophyticus* S. cohnii S. capitis S. simulans S. warneri S. auricularis S. haemolyticus S. lugdunensis S. hominis S. schleiferi S. saccharolyticus S. pasteuri S. caprae *Especies que más frecuentemente se aíslan en infecciones humanas

intravenosos, puede aparecer flebitis y fiebre, y eventualmente se produce una bacteriemia y sepsis. La colonización de válvulas cardíacas protésicas puede producir endocarditis precoces y tardías. Estas infecciones conducen, en casos graves, a la retirada de la válvula contaminada. La utilización de otros dispositivos como prótesis osteoarticulares, catéteres peritoneales y derivaciones de líquido cefalorraquídeo, también pueden ser susceptibles a contaminación por S. epidermidis. Ya que la mayoría de estos cuadros se producen dentro del ámbito hospitalario, las cepas de S. epidermidis aisladas frecuentemente son resistentes a meticilina. Estas cepas, además, pueden presentar los mismos genes de resistencia ya comentados para S. aureus. La mayoría de las veces que aislamos S. epidermidis de una muestra clínica en el laboratorio de microbiología, este constituye un contaminante. Esta especie, al ser flora normal de piel, muchas veces contamina las muestras en el momento de la toma, creando dificultades para interpretar los resultados de los cultivos. Es el contaminante más importante en muestras de hemocultivo, líquidos biológicos o exudados de herida, donde su aislamiento debe ser interpretado con precaución, teniendo en cuenta las condiciones de extracción de la muestra y la condición clínica del paciente.

Staphylococcus saprophyticus Presenta características similares a S. epidermidis pero es resistente a la novobiocina y la composición de los ácidos teicoicos es de fosfato de ribitol. Se encuentra ampliamente distribuido siendo causante de hasta el 20% de las infecciones urinarias extrahospitalarias en mujeres jóvenes, causan afecciones del tracto urinario bajo sin alteraciones estructurales. No presenta problemas de resistencia antibiótica. DIAGNÓSTICO MICROBIOLÓGICO

Además de los datos clínicos y epidemiológicos, fundamentales para la orientación diagnóstica, es preciso confirmarlo con el diagnóstico microbiológico. Toma de muestras Se realizará de la forma habitual, en procesos generalizados con posibilidad de bacteriemia se realizarán hemocultivos. En el caso de procesos supurados se realizará la toma de la muestra con aguja y jeringa, siempre que sea posible. Los estafilococos son bastante resistentes a las condiciones ambientales adversas pero de todas maneras es necesario tomar precauciones en el transporte y conservación de la muestra.

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Examen directo En el caso de procesos supurados, el examen directo de la muestra con tinción de Gram nos permitirá observar los cocos Gram positivos agrupados en racimos, junto a un gran número de leucocitos polimorfonucleares. Cultivo En cuanto a los requerimientos atmosféricos el género Staphylococcus es aerobio-anaerobio facultativo, por tanto su crecimiento en caldo tioglicolato se hará en toda la extensión del tubo. Desde el punto de vista nutricional es no exigente, por lo tanto crece tanto en medios de cultivo pobres, como el agar simple, como en medios ricos, como el agar sangre ovina.

Identificación PRUEBAS BIOQUÍMICAS

Las pruebas o ensayos bioquímicos son aquellas reacciones que ponen en evidencia la existencia de una enzima o pasos metabólicos determinados, y que muchas veces nos permiten llegar a la identificación a nivel de especie. Ahora enumeraremos las pruebas bioquímicas necesarias para la identificación de los estafilococos. PRUEBA DE LA CATALASA

Objetivo: separar Staphylococcus y Micrococcus (catalasa positivos) de los géneros Streptococcus y Enterococcus (catalasa negativos). Fundamento: la enzima catalasa descompone el peróxido de hidrógeno (H2O2) en agua y oxígeno bajo la fórmula 2 H2O2----2 H2O + O2. De esta manera las bacterias se protegen del efecto tóxico del H2O2, que es un producto final del metabolismo aerobio de los azúcares. Procedimiento: se coloca una gota de H2O2 al 3% sobre un portaobjetos y luego se transfiere una porción de colonia sobre el H2O2 realizándose una emulsión. En lo posible debe tomarse la colonia a partir de un medio sin sangre, ya que los eritrocitos tienen actividad de catalasa y pueden falsear los resultados. Esta prueba también puede realizarse a partir de un cultivo en tubo, simplemente colocando unas gotas de H2O2 dentro del mismo. Interpretación de resultados: el desprendimiento de burbujas se considera una prueba positiva. Para diferenciar Staphylococcus de Micrococcus se realizan distintas pruebas bioquímicas que se mencionan en la tabla 5. La lisostafina es una endopeptidasa que cliva los puentes de pentaglicina presentes en la pared de lo estafilococos, por eso el género Staphylococcus es sensible a su acción. Dentro del género Staphylococcus existen tres especies que se consideran de mayor imTabla 5 Caracteres G. Staphylococcus G. Micrococcus Lisostafina S R Sensibilidad a bacitracina R S (disco 0,04 U) Utilización de + glucosa anaerobia +, reacción positiva; -, reacción negativa; S, sensible; R, resistente.

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portancia médica: S. aureus, S. saprophyticus y S. epidermidis. Estas se diferencian según las pruebas bioquímicas que se detallan en la tabla 6. Tabla 6. Caracteres S. aureus S. saprophyticus Coagulasa + DNAsa + Nucleasa termoestable + Presencia de proteína A + Susceptibilidad a la novobiocina R R +, reacción positiva; -, reacción negativa; S, sensible; R, resistente.

S. epidermidis S

PRUEBA DE LA COAGULASA

Objetivo: permite separar S. aureus, que posee coagulasa, de las otras especies de estafilococos que genéricamente se las denomina estafilococos coagulasa negativos (ScoN). Fundamento: S. aureus posee dos tipos de coagulasa: a) Una endocoagulasa o coagulasa ligada o clumping factor, que está unida a la pared celular. Esta actúa directamente sobre el fibrinógeno provocando la formación de coágulos o grumos cuando se mezcla una suspensión bacteriana con plasma citratado (test en lámina). b) Una exocoagulasa o coagulasa libre que actúa mediante la activación de un factor sérico (CRF), formándose un complejo coagulasa-CRF, el cual reacciona con el fibrinógeno produciéndose un coágulo de fibrina (test en tubo). Mientras el test en tubo es definitivo, el test en lámina nos sirve como una rápida y económica técnica de tamizaje (screening). Entre un 10 a 15% de las cepas de S. aureus se mostrarán negativas en el test en lámina, por lo cual en esos casos se hace necesario realizar un test en tubo. • Test en lámina Procedimiento: se emulsionan sobre un portaobjetos una o más colonias en una gota de suero fisiológico hasta formar una suspensión lechosa. Luego se agrega, al lado, una gota de plasma citratado de conejo y se mezclan. Interpretación de resultados: debe realizarse dentro de los primeros diez segundos. Un test positivo se evidencia por la formación de grumos. Los test negativos deben ser confirmados por test en tubo. • Test en tubo Procedimiento: se emulsionan varias colonias en un tubo con 0,5 ml de plasma citratado de conejo. Se incuba a 35 ºC y se chequea la formación del coágulo a las 4 horas. Si es negativo se reincuba toda la noche y se procede a su lectura a las 18 horas. La lectura a las 4 horas es fundamental porque en alguna oportunidad puede suceder que las fibrinolisinas de S. aureus lisen el coágulo luego de 18 horas de incubación y de esta manera se produzcan un test falso negativo. Interpretación de resultados: se observa la formación de un coágulo total o parcial si el test es positivo.

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AGLUTINACIÓN CON PARTÍCULAS DE LÁTEX

Objetivo: permite separar S. aureus de otras especies de estafilococos. Es un test alternativo para detectar la presencia de la coagulasa y la proteína A. Fundamento: se utilizan partículas de látex cubiertas con plasma. El fibrinógeno se une al látex y detecta el clumping factor. Además, las inmunoglobulinas presentes en las partículas detectan la proteína A, capaz de unirse a la porción Fc de la IgG. Procedimiento: se trata de test comerciales por lo cual cada formulación tiene su procedimiento específico. Generalmente se mezcla el reactivo del test con una porción de la colonia. Interpretación de resultados: la formación de grumos indica un test positivo. PRESENCIA DE DESOXIRRIBONUCLEASA (DNASA)

Objetivo: permite diferenciar S. aureus que posee DNAsa de otras especies del género Staphylococcus. Fundamento: se basa en la presencia de la enzima DNAsa que es capaz de clivar los enlaces fosfodiester internos de la molécula de DNA. Se utiliza un medio sólido que contiene verde de metilo, el cual se combina con DNA altamente polimerizado. Cuando la combinación no ocurre, por acción de la enzima DNAsa, se produce una decoloración del medio. Existen otros tipos de medios de cultivo como el que contiene azul de toluidina metacromático en vez de verde de metilo. Procedimiento: se siembra una colonia de estafilococo en forma de moneda en una placa de medio sólido que contiene DNA y verde de metilo. Se incuba 18 horas a 35 ºC. Interpretación de resultados: la formación de un halo transparente alrededor de la siembra indica presencia de DNAsa. PRESENCIA DE NUCLEASA TERMOESTABLE

Objetivo: permite diferenciar S. aureus, que posee esta enzima, de otras especies que no. Fundamento: se basa en la presencia de nucleasa termoestable, que es una enzima con propiedades endo y exonucleolíticas y capaz de clivar DNA y RNA. Existen varias formas de investigar la presencia de esta enzima. Se utilizan cualquiera de los medios sólidos mencionados en la prueba anterior pero en estos se realizan hoyos de aproximadamente 3 mm de diámetro. Procedimiento: cada hoyo se llena con un cultivo en caldo de la cepa en estudio, que ha sido previamente llevado a 100 °C por 15 minutos. Se incuba 18 horas a 35-37 ºC. Interpretación de resultados: se interpreta igual que la prueba anterior. SUSCEPTIBILIDAD A LA NOVOBIOCINA

Objetivo: separar S. saprophyticus (resistente a la novobiocina) de los demás estafilococos coagulasa negativos. Fundamento: varias especies del género Staphylococcus son resistentes a la novobiocina (disco de 5 µg.) dentro de las cuales se encuentra S. saprophyticus. Procedimiento: se siembra una placa de agar sangre o agar Mueller-Hinton como si se fuera a realizar un antibiograma. Se utiliza un hisopo embebido en una suspensión, con una turbidez equivalente a un Mc Farland 0,5, de la cepa a estudiar. Luego se aplica el disco de novobiocina y se incuba a 35 ºC por 18 horas. Interpretación de resultados: un halo de inhibición de crecimiento menor o igual a 16

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mm corresponde a S. saprophyticus. Un halo de inhibición mayor de 16 mm corresponde a otros estafilococos coagulasa negativos. SISTEMAS DE IDENTIFICACIÓN COMERCIAL

Las pruebas anteriormente descritas se utilizan en forma manual pero existen sistemas de identificación comercial para identificar las especies dentro del género Staphylococcus. Los kits comerciales disponibles utilizan, para la identificación, test de fermentación de azúcares modificados, adaptación de test manuales estándar y substratos enzimáticos cromogénicos. Estos sistemas de identificación son adaptados a un formato particular utilizado por el fabricante (por ej.: tira con microcúpulas, tarjetas plásticas, pequeñas bandejas, etc.). Existen también sistemas de identificación a nivel molecular. Para S. aureus existen sondas genéticas para su detección rápida con un 100% de especificidad.

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Géneros Streptococcus y Enterococcus G. Rodríguez

Los géneros Streptococcus y Enterococcus están formados por bacterias esféricas u ovoides que crecen en pares o cadenas de longitud variable. La mayoría son anaerobios facultativos, existiendo algunas especies anaerobios obligados. Son Gram positivos, no formadores de esporos, catalasa negativos e inmóviles, y tienen complejos y variables requerimientos nutricionales. La infección estreptocócica es una de las más frecuentes, siendo algunos de los cuadros más importantes relacionados con el género: amigdalitis aguda, otitis media, sinusitis, neumonía, meningitis, infección del tracto urinario, infección abdominal o cutánea, etc. Las infecciones más frecuentemente asociadas con el género Enterococcus son la endocarditis, las infecciones urinarias y la colonización o sobreinfección de enfermos que reciben tratamiento con antimicrobianos, especialmente cefalosporinas.

Taxonomía No existe un sistema de clasificación sencillo para diferenciar este heterogéneo grupo de microorganismos y la misma está sometida a revisión constante. Por el contrario, la clasificación depende de una combinación de características, incluyendo: patrón de hemólisis en placas de agar sangre, composición antigénica, características de crecimiento, reacciones bioquímicas y, más recientemente, análisis genético. La tecnología de hibridación del DNA ha revolucionado la taxonomía, poniendo de manifiesto que los enterococos son tan diferentes del resto de los estreptococos, que constituyen un nuevo género, ubicado dentro de la faminilia Enterococcaceae. Cuando los estreptococos son cultivados en agar sangre se puede observar, además de la morfología macroscópica característica de cada cepa, la presencia de un halo transparente alrededor de la colonia donde los glóbulos rojos han sido completamente lisados. Este patrón es designado hemólisis de tipo beta y es de considerable importancia ya que la exhibe Streptococcus pyogenes y muchos otros Streptococcus patógenos humanos. Un segundo grupo de microorganismos, produce hemólisis parcial o hemólisis alfa, observándose como un halo verdoso alrededor de la colonia; perteneciendo a este grupo S. pneumoniae así como otros Streptococcus que habitan el tracto respiratorio superior y gastrointestinal del hombre. Finalmente, el término hemólisis gamma se utiliza para designar aquellas especies que no producen hemólisis, aunque el término estreptococo no hemolítico es preferible. Una identificación más precisa de los estreptococos betahemolíticos fue creada por Rebecca Lancefield. Esta clasificación en serogrupos esta basada en las diferencias antigénicas

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de los carbohidratos de la pared celular. Los antígenos de grupo son rápidamente extraíbles de la pared celular e identificables por reacciones de precipitación usando antisueros específicos. Los estreptococos que carecen de antígeno de grupo reconocible son identificados por características fenotípicas (reacciones de fermentación, producción de enzimas) y por hibridación del DNA. En la actualidad se reconocen aproximadamente 30 especies de Streptococcus; siendo algunas de las especies de mayor importancia en patología humana: S. pyogenes (estreptococo del grupo A), S. agalactiae (estreptococo del grupo B), y S. pneumoniae (neumococo). Principales serogrupos de Streptococcus en enfermedad humana. Serogrupo A

Antígeno grupo específico de la pared celular Ramnosa-N-acetil-glucosamina

B

Ramnosa-glucosamina

C D

Ramnosa-N-acetil-galactosamina Ácido glicerol teicoico

G

Ramnosa-galactosamina

Aspectos clínicos Faringitis, amigdalitis, escarlatina, erisipela, impétigo, celulitis, secuelas no supurativas: fiebre reumática, glomerulonefritis Corioamnionitis, sepsis puerperal y neonatal, meningitis neonatal Infecciones respiratorias altas Infecciones del tracto genitourinario, heridas, endocarditis Infecciones respiratorias altas, celulitis, sepsis

Streptococcus pyogenes Streptococcus pyogenes (Streptococcus del grupo A) es una de las bacterias más importantes en patología humana. Este ubicuo organismo es la causa bacteriana mas frecuente de faringitis aguda y también da lugar a una gran variedad de infecciones cutáneas y sistémicas. Ocupa un lugar especial en la microbiología médica por ocasionar dos secuelas no supurativas, fiebre reumática (FR) y glomerulonefritis difusa aguda postestreptocócica (GNDA). CARACTERES MICROBIOLÓGICOS

Streptococcus del grupo A (SgA) se presenta microscópicamente como células esféricas u ovoides de 0.6-1.0 µm de diámetro y se agrupa en pares o cadenas de longitud variable en muestras clínicas, o cuando crece en medios líquidos enriquecidos con suero o sangre. Son, al igual que el resto de los estreptococos, Gram positivos, inmóviles, no formadores de esporos, catalasa negativos y, facultativamente anaerobios. SgA es exigente desde el punto de vista nutricional, requiriendo medios complejos enriquecidos con sangre para su desarrollo óptimo. Cuando crece en medios sólidos con sangre se observa alrededor de las colonias grises de 1-2 mm de diámetro un halo de hemólisis beta (pueden existir cepas que no la exhiban, pero es excepcional). Se han identificado un gran número de componentes estructurales y productos extracelulares en SgA. A continuación serán reseñados los más importantes. COMPONENTES CELULARES

a) La cápsula es la capa mas superficial que envuelve al microorganismo y está compuesta por ácido hialurónico, encontrándola en los microorganismos solamente cuando están

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b) c)

d)

e)

cursando enfermedad en el huésped. Es un factor de virulencia accesorio que dificulta la fagocitosis por los leucocitos polimorfonucleares y macrófagos del huésped. El carbohidrato específico de grupo (carbohidrato C) está constituido por un dímero de ramnosa y N-acetil glucosamina. El mucopéptido (peptidoglicano) que le confiere rigidez a la pared, al cual se unen proteínas, carbohidratos y lipoproteínas. Sus componentes tienen carácter antigénico y pueden contribuir a la patogenicidad. La proteína M es uno de los principales factores de virulencia de SgA. Se localiza en estructuras fibrilares confiriéndole a las cepas ricas en ella, resistencia a la fagocitosis por leucocitos polimorfonucleares. Las cepas que no la expresan son avirulentas. SgA puede ser dividido en serotipos basándose en las diferencias antigénicas de la molécula de proteína M. Alrededor de 80 serotipos son reconocidos actualmente. La inmunidad adquirida contra la infección estreptocócica está basada en el desarrollo de anticuerpos opsonizantes dirigidos contra la porción antifagocítica de la molécula de proteína M. Tal inmunidad es tipo-específica y permanece por varios años, tal vez indefinidamente. En algunos casos se ha demostrado protección cruzada por anticuerpos de un serotipo contra organismos de un serotipo heterólogo. La proteína M es una macromolécula filamentosa que se encuentra como un dímero estable con una estructura alfa helicoidal. Se encuentra anclada a la membrana celular y atraviesa la pared celular. La porción proximal de la molécula contiene epítopes conservados en todos los SgA, mientras que la porción distal contiene epítopes tipo-específicos. Esta configuración localiza el sector tipo-específico en la punta de las fibrillas, protruyendo en la superficie celular (figura 1). En el huésped no inmune, la proteína M ejerce su efecto antifagocítico al inhibir la activación de la vía alterna del complemento en la superficie celular. Este efecto es mediado, en parte, por la habilidad de la proteína M de precipitar fibrinógeno directamente en la superficie bacteriana. El efecto antifagocítico es anulado en presencia de concentraciones adecuadas de anticuerpos tipo-específicos. El factor de opacificación del suero (FO), es otro antígeno estrechamente asociado a la molécula de proteína M. Este factor es una alfa-proteinasa que es detectada por su propiedad de opacificar el suero de caballo. No todas las cepas de SgA tipificables por la proteína M poseen este factor. El FO es antigénico y tipo-específico, es decir que su habilidad para opacificar el suero puede ser inhibida por anticuerpos homólogos y no heterólogos de proteína M. Esta sustancia es importante principalmente por dos razones: – es un marcador epidemiológico muy útil que ayuda en la clasificación de los estreptococos cuando no es detectable por el tipo de proteína M.

Figura 1.

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– la respuesta tipo-específica y no tipo-específica a la proteína M es generalmente más débil después de una infección faríngea con FO positivo que con serotipos FO negativos. f) Las proteínas T y R constituyen otro complejo antigénico que no intervienen en la patogenicidad del microorganismo, pero son de utilidad para completar la tipificación de Streptococcus, especialmente en las cepas no identificables por la proteína M. g) La proteína F, no fibrilar, juega un rol crítico en el primer paso de la colonización, que es la adherencia de SgA a la molécula de fibronectina, glucoproteína situada en la superficie de las células epiteliales humanas. El ácido lipoteicoico formado por unidades de poliglicerol fosfato unidas a lípidos, podría jugar también un rol en la adherencia, en asociación con proteínas de superficie. h) Recientemente se ha descrito una peptidasa unida a la célula que cliva el componente C5 del complemento e inhibe la quimiotaxis de los neutrófilos in vitro e in vivo. PRODUCTOS EXTRACELULARES

Durante el desarrollo in vivo e in vitro, SgA elabora numerosos productos extracelulares, pero solamente un número limitado de ellos han sido bien caracterizados. Algunos poseen carácter antigénico, y la determinación de anticuerpos frente a ellos se utiliza para establecer el diagnóstico de infección estreptocócica reciente. a) Hemolisinas: existen dos tipos de hemolisinas elaboradas por SgA que se denominan O y S. La estreptolisina O deriva su nombre de su oxígeno labilidad. Es reversiblemente inhibida por el oxígeno e irreversiblemente por el colesterol. Además de su efecto lítico sobre los eritrocitos es tóxica sobre una variedad de células y fracciones celulares, incluyendo leucocitos polimorfonucleares, plaquetas y lisosomas. La estreptolisina O es producida por casi todas las cepas de SgA (así como por algunos organismos de los grupos C y G), y es antigénica. La titulación de los anticuerpos antiestreptolisina O (AELO) en suero humano ha probado ser una prueba útil como indicador de infección estreptocócica reciente. La estreptolisina S es una hemolisina producida por los estreptococos en presencia de suero (de ahí “S”) o en presencia de una variedad de otras sustancias tales como albúmina, alfa-lipoproteína, RNA. La estreptolisina S no es antigénica. Tiene la capacidad de dañar la membrana de leucocitos, plaquetas y organelos subcelulares. No es inactivada por el oxígeno pero es termolábil. Dadas las características de ambas hemolisinas se observa que la hemólisis en la superficie de las placas de agar es debida primariamente a estreptolisina S, en tanto la hemolisina O exhibe su efecto en la profundidad del agar debajo del desarrollo bacteriano. b) La exotoxina pirogénica estreptocócica (SPE), antes conocida como toxina eritrogénica, es responsable del rash de la fiebre escarlatina. Experimentalmente, esta sustancia exhibe una variedad de otras propiedades tóxicas incluyendo pirogenicidad, citotoxicidad, y aumento de la susceptibilidad a los efectos letales de la endotoxina. La producción de toxina está inducida por la presencia de un fago temperado en fase lisogénica. Se conocen 10 toxinas serológicamente diferentes (A-J), cuyos efectos pueden ser neutralizados por anticuerpos. Se trata de exotoxinas que actúan como superantígenos, es decir, productos que estimulan de modo intenso e inespecífico el sistema inmune. c) Muchos productos extracelulares, pueden teóricamente, favorecer la licuefacción del pus y la diseminación de los S. pyogenes a través de los diferentes planos tisulares. Estos incluyen:

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– cuatro enzimas antigénicamente distintas que participan en la degradación de DNA (DNAsas A, B, C y D); – hialuronidasa, que degrada enzimáticamente al ácido hialurónico del tejido conectivo; – estreptoquinasa, la cual promueve la disolución de coágulos al catalizar la conversión del plasminógeno en plasmina. d) Otros productos extracelulares son: NADasas, proteinasa, amilasa y esterasa. La mayoría de las sustancias recientemente enumeradas son antigénicas y los anticuerpos para cinco de estos productos han sido usados para serodiagnóstico de infección por SgA. Ellos son: anti-DNAsa, AELO, antihialuronidasa, anti-NADasa y anti-estreptoquinasa. MANIFESTACIONES CLÍNICAS

Las dos manifestaciones clínicas de las infecciones por SgA son la faringitis y la piodermitis. Faringoamigdalitis estreptocócica La infección faringoamigdalar aguda es uno de los motivos de consulta más frecuentes en la práctica clínica. La misma puede ser de etiología viral o bacteriana. Dentro de estas últimas SgA es responsable de la mayoría de estas infecciones aunque otros serogrupos pueden ocasionarla (grupos C y G). Es una enfermedad autolimitada, aunque debe siempre realizarse el tratamiento antimicrobiano para prevenir las complicaciones, y afecta con más frecuencia a niños de edades comprendidas entre 5 y 15 años, pero todas las edades son susceptibles. Se transmite de persona a persona por gotitas de secreciones aerosolizadas. El número de microorganismos y su virulencia van disminuyendo desde la fase aguda a la de convalecencia, marcando un distinto grado de infecciosidad. El cuadro clínico no es específico de la etiología estreptocócica. La fiebre escarlatina es debida a la infección estreptocócica con una cepa que elabora la exotoxina pirogénica. Esta enfermedad está generalmente asociada a faringitis, aunque puede seguir a otras infecciones estreptocócicas tales como heridas. Las complicaciones de la faringitis causada por el SgA se pueden dividir en supurativas y no supurativas. Las complicaciones supurativas se observan con poca frecuencia desde el advenimiento de antibioticoterapia efectiva. Entre ellas se citan: absceso y celulitis periamigdalinos, otitis media, sinusitis. Las complicaciones no supurativas son la fiebre reumática (FR) y la glomerulonefritis difusa aguda (GNDA), que reseñaremos más adelante. El diagnóstico etiológico se efectúa a través del cultivo del exudado faríngeo. En caso de existir simultáneamente fiebre escarlatina el diagnóstico se facilita. El tratamiento está dirigido a prevenir la FR y las complicaciones supurativas. La prevención de la fiebre reumática requiere de la erradicación de la infección por SgA de la faringe, lo cual depende de un tratamiento prolongado más que de altas dosis de antibiótico. SgA es hasta el presente homogéneamente sensible a la penicilina, antibiótico de probada eficacia en la prevención de la FR. Se utiliza penicilina G benzatina 1.2 millones de unidades y para niños que pesan menos de 30 kg, 600.000 U. En pacientes alérgicos a la penicilina se administra eritromicina. Según datos actuales pueden también ser útiles nuevos macrólidos (azitromicina, claritromicina). Los regímenes vía oral deben mantenerse por 10 días. Aproximadamente un 15% de individuos quedan como portadores luego del tratamiento.

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Piodermitis Con este término se designan colectivamente las infecciones estreptocócicas localizadas de la piel. Impétigo: es una infección cutánea superficial, caracterizada por la aparición de vesículas, de 1-2 mm, que rápidamente evolucionan a costras de color ambarino, pruriginosas y acompañadas de adenopatías satélites. La localización más frecuente es en las extremidades. El SgA que causa impétigo difiere de aquellos que ocasionan faringoamigdalitis, perteneciendo a diferentes serotipos M. Los aislamientos a partir de las lesiones de piel son primariamente pertenecientes al grupo A, pero ocasionalmente se encuentra otros serogrupos como responsables (C y G). La respuesta inmune AELO para las infecciones cutáneas difiere de la respuesta en casos de infección faríngea, siendo más débil. Hay evidencias experimentales que sugieren que esto podría deberse a la inactivación local de la estreptolisina O por los lípidos cutáneos. Por el contrario, la respuesta anti-DNAsa y anti-hialuronidasa están conservadas y son útiles para el diagnóstico serológico. Tratamiento y profilaxis: existen gran número de antimicrobianos orales efectivos en el tratamiento del impétigo. Entre ellos se incluyen penicilina V, cefalosporinas de primera generación, eritromicina, etc. El tratamiento tópico con mupirocina tiene altas tasas de curación, pero es caro. No menos importantes son las medidas de higiene personal, que constituyen la medida profiláctica más importante. INFECCIONES INVASIVAS DE PIEL Y PARTES BLANDAS

Desde mediados de la década de 1980, se observa un cambio epidemiológico en las infecciones invasivas ocasionadas por SgA, coexistiendo con la reaparición de ciertas cepas de SgA correspondientes a determinados serotipos M, observándose un aumento en la severidad y frecuencia de las mismas. Afectan mayoritariamente a adultos, y la puerta de entrada es generalmente cutánea. En algunos casos, la infección lleva al shock y fallo multiparenquimatoso, pareciéndose en ciertos aspectos al síndrome del shock tóxico estafilocócico. Por lo que se ha designado a esta entidad como síndrome del shock tóxico estreptocócico (SST). A continuación se hará una breve reseña de las infecciones estreptocócicas severas de piel y partes blandas y del SST. Erisipela Es una inflamación aguda de la piel con marcada afectación del drenaje linfático, que es causada por SgA. Su frecuencia ha aumentado en los últimos años. Puede afectar cara, extremidades o tronco. Se acompaña de síndrome toxiinfeccioso. El tratamiento con penicilina es curativo. Celulitis estreptocócica Es una inflamación aguda y extendida de la piel y el tejido subcutáneo, que puede seguir a quemaduras, heridas o incisiones quirúrgicas. Se diferencia de la erisipela porque la lesión no esta limitada y no existe una demarcación entre la zona de piel afectada y no afectada. Otros agentes pueden ser causa de celulitis, pero la mayoría de los casos son debidos a SgA y S. aureus. Aunque la penicilina es una buena elección para la etiología estreptocócica, debido a que en las etapas iniciales es difícil la diferenciación etiológica desde un punto de vista clínico, se recomienda el uso de penicilinas semisintéticas resistentes a las penicilinasas, o vancomicina.

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Fascitis necrotizante (gangrena estreptocócica) Es una infección de las fascias y tejidos subcutáneos profundos, caracterizada por una necrosis rápida y extensa. En forma típica comienza por una lesión traumática, generalmente trivial, en la cual se puede presentar como un área eritematosa, que en un período de 24-72 horas tiene una rápida evolución. La inflamación se extiende y se intensifica, la piel se oscurece y se torna púrpura, y aparecen bullas de contenido hemorrágico. Se acompaña frecuentemente de bacteriemia y pueden presentarse abscesos metastásicos. El proceso tiene un curso inexorable a la agravación progresiva a menos que se tomen medidas específicas y rápidas para contenerlo. Las tasas de mortalidad son altas incluso con un tratamiento adecuado. El manejo adecuado de esta entidad depende de un correcto diagnóstico precoz. El estudio mediante tinción de Gram de exudados serosanguinolentos de las lesiones, puede ser útil si revela cocos Gram positivos en cadena. El diagnóstico diferencial entre celulitis y fascitis necrotizante es crucial, ya que, si bien en ambos casos el tratamiento requerirá de antibioticoterapia, el segundo requiere además de tratamiento quirúrgico, extensas debridaciones en algunos casos. Síndrome del shock tóxico estreptocócico En los últimos años se han descrito varios casos de SST en diferentes áreas del mundo, observándose en primera instancia en adultos y, posteriormente, en niños. Las cepas de SgA que causan SST se transmiten rápidamente de persona a persona y se observa un alto porcentaje de transmisión a contactos. Patogenia: se ha encontrado una mayor frecuencia de determinados serotipos M en SST. Aunque no están aún dilucidados los mecanismos patogénicos, los estudios se enfocan actualmente a las exotoxinas pirogénicas estreptocócicas (SPE). Además de provocar el rash en la escarlatina, las SPE tienen una variedad de efectos biológicos adversos observados en modelos animales, como alteración de diferentes órganos y shock. Se encontró una homología aminoacídica entre las SPE y las enterotoxinas B y C estafilocócicas. SPE es un superantígeno, y es un inductor muy potente del factor de necrosis tumoral (FNT). Además del serotipo M, otros factores se han encontrado asociados con las cepas de SgA responsables del SST, como calidad y cantidad de SPE y, recientemente, síntesis de una proteasa. Éstos y otros elementos son los responsables de la habilidad de estas cepas de invadir rápidamente los tejidos y el torrente circulatorio, y desencadenar la liberación de los factores mediadores de la cascada de la inflamación, responsables de la falla multiparenquimatosa. La clínica puede estar entrelazada con los aspectos de la fascitis necrotizante que a menudo se asocian. Pero lo que lo caracteriza es la rápida evolución al shock, precedida de un cuadro leve localizado en un pequeño traumatismo, caracterizado por dolor local y eritema, que evoluciona a lesiones bullosas, acompañado por un síndrome febril. El shock se ve acompañado por fallo agudo de diferentes órganos: daño cerebral severo, insuficiencia renal, distrés respiratorio, miocardiopatía tóxica y disfunción hepática. Desde el punto de vista del laboratorio, se observa la alteración multiparenquimatosa, y, a diferencia del shock de etiología estafilocócica, se encuentran los hemocultivos positivos en un 60% de los casos. Para el tratamiento del paciente se requiere una unidad de cuidados intensivos y se debe realizar el soporte de las funciones vitales. Desde el punto de vista microbiológico se debe instituir una terapéutica antimicrobiana precoz, empírica al inicio, y una vez confirmada la etiología estreptocócica la penicilina G es el antibiótico de elección, aunque la misma es relativamente inefectiva cuando la concentración de microorganismos es alta. Actualmente

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se está investigando también la eficacia de tratamientos que se dirijan al componente del hospedero en la patogenia de la enfermedad, es decir, interactuando con la respuesta inflamatoria (bloqueo periférico de la acción de interleucinas y el factor de necrosis tumoral). COMPLICACIONES NO SUPURADAS

Fiebre reumática La fiebre reumática (FR) es una enfermedad caracterizada por producir lesiones inflamatorias no supuradas que involucran el corazón, tejidos subcutáneos y el sistema nervioso central. En su forma clásica es una enfermedad de curso agudo, febril y autolimitada. Sin embargo, puede ocurrir lesión valvular cardíaca, y este daño ser crónico y progresivo, conduciendo a falla cardiovascular, inhabilitación y, eventualmente, la muerte. Patogenia: la FR es una secuela postestreptocócica posterior a una infección respiratoria alta debida a SgA. Esto está apoyado por varios hechos: • Hay una relación temporal entre epidemias de infecciones faríngeas por SgA y epidemias de FR. • La mayoría de pacientes con FR tienen un antecedente reciente de faringitis. • En pacientes con FR se detectan anticuerpos anti-estreptocócicos que revelan infección reciente. • El uso continuo de antimicrobianos profilácticos que disminuyen las faringitis por SgA recurrentes, se acompaña de una disminución de FR en pacientes con antecedentes de la misma. La FR se asocia con infección faríngea por SgA, no así por infecciones cutáneas, y a su vez con determinados serotipos M que se llaman comúnmente “cepas reumatógenas”. Estas cepas tienen la característica de no poseer el factor de opacificación (FO) y de poseer una gruesa cápsula. Aunque SgA sea la causa de la FR, no está totalmente aclarado el mecanismo exacto por el cual el microorganismo induce la enfermedad, existiendo varias teorías al respecto: • Efectos tóxicos de ciertos productos de SgA, particularmente las estreptolisinas S y O; • Reacción tipo enfermedad del suero mediada por complejos Ag-Ac, tal vez localizados en los sitios de daño tisular; • Fenómenos autoinmunes inducidos, tal vez, por la similitud o identidad entre ciertos Ag estreptocócicos y ciertas moléculas de los tejidos humanos. Clínicamente tiene una presentación muy variada y no existe un test diagnóstico específico. Se presenta por una variedad de síntomas y signos que pueden ocurrir solos o en combinación. De acuerdo a su importancia diagnóstica se dividen en criterios mayores y menores. Criterios mayores: carditis, poliartritis, corea, nódulos subcutáneos, y eritema marginado. Criterios menores: fiebre, artralgia, falla cardíaca, reactantes de fase aguda (proteína C reactiva, velocidad de erotrosedimentación elevada, leucocitosis). Desde el punto de vista diagnóstico, a los criterios recientemente analizados debemos sumarle la presencia de evidencia de infección estreptocócica reciente. Tal evidencia puede ser un episodio de faringitis estreptocócica documentado bacteriológicamente o la demostración de un título elevado de anticuerpos anti-estreptocócicos en suero. Este último estudio, si bien no permite hacer diagnóstico de FR, posibilita evidenciar la existencia de una infección por SgA reciente. Se realiza en suero la dosificación de AELO siendo considerado como indicador de infección reciente valores iguales o mayores a 200 unidades Todd. Se pueden dosificar también los anticuerpos anti-DNAsa y anti-hialuronidasa. Tratamiento y profilaxis: el tratamiento está destinado a disminuir la inflamación, disminuir la fiebre y control cardiovascular. En cuanto a la profilaxis es importante destacar

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que los pacientes que han tenido FR tienen un riesgo elevado de repetir los episodios junto con cada infección faríngea por Sga, de modo que estos pacientes requieren una profilaxis continua para prevenir las infecciones recurrentes por estos microorganismos. Esta consiste en la administración de 1.2 millones de unidades de penicilina G benzatina administrada cada 4 semanas. En pacientes con alergia a la penicilina se administrará eritromicina estearato 250 mg dos veces al día. En cuanto a la duración de esta profilaxis continua existe gran controversia. Algunos grupos opinan que la misma no debe ser discontinuada hasta que el paciente cumpla 20 años. Otros grupos recomiendan que ésta se mantenga indefinidamente. Por otra parte, se investiga intensamente en el desarrollo de una vacuna segura y efectiva en base a la proteína M para prevenir la infección por SgA. La misma debería ser polivalente, y poseer determinantes antigénicos que otorguen inmunidad tipo-específica y no contengan antígenos cruzados con tejidos humanos. Glomerulonefritis difusa aguda (GNDA) La GNDA es una afección aguda de los glomérulos renales que está caracterizada anatomopatológicamente, por lesiones proliferativas difusas de los glomérulos; y clínicamente, por edema, hipertensión, hematuria y proteinuria. Es una secuela no supurada de infecciones faríngeas o cutáneas causadas por ciertas cepas de SgA llamadas “nefritógenas” que pertenecen a serotipos determinados, diferentes de los relacionados con FR, siendo el más frecuente el serotipo 12. Al igual que en la FR, no se conoce el mecanismo exacto por el cual se produce la afección. Dado el período existente entre la infección y el desarrollo de GNDA, la presencia de hipocomplementemia, y que inmunoglobulinas y componentes del complemento están presentes en el riñón desde el inicio de la afección, existen grandes evidencias para adjudicar a un mecanismo inmunológico la causa de la injuria renal. La hipótesis más aceptada al respecto sugiere que el daño renal sería causado por el depósito de complejos inmunes compuestos por antígenos estreptocócicos y anticuerpos del huésped, a nivel del glomérulo. El diagnóstico se hace en base a la clínica y a evidencias de infección estreptocócica reciente. Esta última en base a historia previa de escarlatina, infección faríngea por SgA o por demostración de títulos elevados de Ac antiestreptocócicos. Se debe recordar que en las GNDA asociadas a piodermitis los AELO no se elevan, por lo que se deben titular los anticuerpos anti-DNAsa o anti-hialuronidasa. Tratamiento y profilaxis: desde el punto de vista microbiológico los pacientes deben recibir penicilina G benzatina para erradicar las cepas nefritógenas, siendo este tratamiento sólo con propósitos epidemiológicos ya que no modificará el curso de la GNDA preexistente. A diferencia de la FR no se recomienda la profilaxis continua ya que son raros los episodios de GNDA recurrentes.

Streptococcus agalactiae Streptococcus agalactiae o Streptococcus del grupo B (SgB), fue descrito como patógeno humano en 1935 por Fry en tres casos de fiebre puerperal. CARACTERES MICROBIOLÓGICOS

SgB son cocos Gram positivos, anaerobios facultativos, exigentes, que en medios sólidos con sangre crecen formando colonias grisáceas de 3 a 4 mm de diámetro, rodeadas de un halo estrecho de beta-hemólisis. SgB poseen dos antígenos en la pared celular de naturaleza polisacárida, uno es el antígeno C específico de grupo, y otro es tipo-específico, la sustancia S

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que permite la clasificación en cinco serotipos: Ia, Ib, Ic, II y III. Por fuera de la pared aparece rodeado de una cápsula de naturaleza polisacárida, que inhibe la fagocitosis. La cápsula del serotipo III en particular, inhibe la activación de la vía alterna del complemento, que participa en el proceso de opsonofagocitosis de estas bacterias. El ácido siálico constituye el residuo terminal de los serotipos la y III, y es responsable del efecto recién nombrado. MANIFESTACIONES CLÍNICAS

La asociación entre colonización del tracto genital materno en el momento del parto por SgB e infección neonatal invasiva temprana está bien establecida. Se describen en el recién nacido síndrome de dificultad respiratoria, meningitis, sepsis, otitis, empiema. En adultos, puede ser agente etiológico de infecciones urinarias, vaginales, y es muy importante como agente de sepsis puerperal. El diagnóstico microbiológico se realiza mediante aislamiento de SgB a partir de hemocultivos, líquido cefalorraquídeo o focos de supuración. Existen métodos rápidos de diagnóstico que consisten en la detección de antígenos capsulares en líquido cefalorraquídeo. SgB es uniformemente sensible a las penicilinas y estas son el tratamiento de elección una vez establecido el diagnóstico etiológico. La prevención de la colonización del feto puede lograrse mediante la profilaxis con ampicilina durante el parto a las madres portadoras. No obstante la solución en un futuro próximo puede radicar en la inmunización activa con preparaciones de polisacáridos capsulares purificados.

Streptococcus betahemolíticos de los grupos C y G En humanos se han aislado en infecciones faríngeas y cutáneas similares a las del grupo A. También se han descrito casos aislados de infección puerperal, sepsis, endocarditis y neumonía. Son sensibles a la penicilina, pero se han descrito cepas tolerantes.

Enterococcus y Streptococcus del grupo D ENTEROCOCCUS

Los enterococos son cocos Gram positivos que se agrupan en pares o cadenas cortas. Pertenecían al grupo D de la clasificación de Lancefield junto con los no enterococos, que permanecen en el género Streptococcus. Caracteres microbiológicos Son anaerobios facultativos, capaces de desarrollar en condiciones extremas tales como NaCl 6.5%, pH 9.6 y a temperaturas que oscilan entre 10-45 ºC. Pueden sobrevivir 30 min a 60 ºC y desarrollan en presencia de 40% de sales biliares. La especie más frecuentemente aislada en la clínica es E. faecalis en 80-90% de los aislamientos, seguido por E. faecium, el cual está aumentando su incidencia en hospitales, especialmente cepas multirresistentes. Se encuentran en el medio ambiente y su hábitat más importante es el tracto gastrointestinal del hombre y otros animales. Patogenia Aunque no se ha descrito un factor de virulencia clásico, la resistencia de los enterococos a múltiples agentes antimicrobianos le permite sobrevivir y proliferar en pacientes que reciben tratamiento antimicrobiano. Esto da cuenta de la habilidad de los enterococos para sobrein-

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fectar pacientes que están recibiendo antimicrobianos de amplio espectro. Los enterococos pueden adherirse a las válvulas cardíacas y a las células epiteliales renales, propiedades que sin duda contribuyen a su habilidad para causar endocarditis e infecciones del tracto urinario. Por formar parte de la flora intestinal los enterococos son capaces de producir infecciones en pacientes ambulatorios u hospitalizados, y se pensaba anteriormente que la mayoría de las infecciones causadas por estos agentes eran endógenas. Sin embargo, la mayoría de las infecciones ocurren en pacientes hospitalizados, o bajo tratamiento con diálisis peritoneal o hemodiálisis, en los cuales el agente es exógeno, encontrándose las cepas en el medio ambiente y en manos de personal. En algunos países ocupa el segundo o tercer lugar en frecuencia como causa de infección hospitalaria. Los enterococos han sido aislados de infecciones del tracto urinario, bacteriemia y endocarditis, infecciones pélvicas, abdominales y de heridas. El atributo más sorprendente de los enterococos es su resistencia relativa y absoluta a los antimicrobianos de uso más común en las infecciones por Gram positivos. Los enterococos poseen una variedad de mecanismos adquiridos de resistencia, la mayoría de los cuales están mediados por genes codificados en plásmidos o transposones. Es muy importante la resistencia de alto nivel adquirida a los aminoglucósidos que da como resultado resistencia a la combinación sinérgica de aminoglucósidos con agentes betalactámicos, asociación terapéutica muy usada, y para la cual debe estudiarse la sensibilidad frente a una infección grave por enterococos. A fines de la década de 1980 fue descrita en Europa la resistencia a la vancomicina (único antimicrobiano útil frente a las cepas resistentes a los demás agentes) causando actualmente impacto en otras partes del mundo. Es también en esta década que se encuentra la primera cepa productora de betalactamasas. El tratamiento de las infecciones enterocócicas es complicado, tanto por los patrones especiales de sensibilidad o resistencia que ellos exhiben, como por la necesidad de pruebas de estudio de la sensibilidad especiales para demostrar su verdadera susceptibilidad en el laboratorio. STREPTOCOCCUS DEL GRUPO D

S. bovis es la especie más frecuentemente aislada en patología humana dentro del grupo. Son clasificados dentro del grupo D en base a su antígeno de pared (Lancefield). Las manifestaciones clínicas más importantes causadas por S. bovis son bacteriemia y endocarditis. La puerta de entrada es generalmente el tracto gastrointestinal, aunque la vía biliar o el tracto urinario también han sido implicados como probables fuentes. Hay una llamativa asociación entre bacteriemia producida por S. bovis y neoplasia de colon subyacente, por lo que todo paciente con bacteriemia debida a S. bovis debe ser sometido a un estudio exhaustivo para descartar la posibilidad de esa patología subyacente. Está en discusión si S. bovis juega algún rol en dicho neoplasma o si es solamente un marcador. La bacteriemia por S. bovis se acompaña en un 25-50% de los casos de endocarditis, la cual tiene un curso subagudo y es indistinguible clínicamente de la producida por los estreptococos del grupo viridans, con raras complicaciones sépticas periféricas y excelente respuesta a los antimicrobianos. S. bovis es muy susceptible a la penicilina. Si bien la asociación penicilina-aminoglucósido se ha mostrado sinérgica contra S. bovis, el curso de tratamiento durante cuatro semanas sólo con penicilina se ha mostrado igualmente efectivo. La vancomicina es una alternativa razonable en los pacientes alérgicos a la penicilina.

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Streptococcus del grupo viridans o grupo alfa hemolítico Los Streptococcus del grupo viridans constituyen un grupo heterogéneo compuesto por diferentes microorganismos con diferentes nichos ecológicos y patogenicidad. Aunque son organismos que forman parte de la flora normal del tracto respiratorio y digestivo, pueden, bajo determinadas circunstancias, invadir sitios estériles pudiendo provocar enfermedades graves. Comparten las características generales del género y se caracterizan por producir un halo de alfa-hemólisis alrededor de sus colonias. Tienen requerimientos nutricionales variables y desde el punto de vista de sus requerimientos atmosféricos la mayoría son anaerobios facultativos, existiendo algunas cepas capnófilas y otras microaerófilas. Aunque algunos aislamientos pueden reaccionar con los antisueros de Lancefield, son no agrupables. Se distinguen varias especies en este grupo, requiriendo su identificación de una variedad de pruebas bioquímicas. Dentro de sus factores de virulencia se destacan: • la presencia de ácido lipoteicoico que favorece la adherencia del microorganismo (importante en la adherencia a las válvulas cardíacas cuando ocasiona endocarditis); • la producción de abundantes polisacáridos extracelulares (limo) que interviene en los mecanismos patogénicos de producción de caries y les brinda adherencia entre ellos, mecanismo importante en endocarditis. Los estreptococos de este grupo se aíslan de diferentes procesos patológicos: caries dental, infecciones quirúrgicas, bacteriemias, endocarditis (de la cual es responsable del 50-75% de los casos sobre válvulas nativas), abscesos profundos, etc. La mayoría de Streptococcus del grupo viridans son susceptibles a la penicilina G; pero se están reportando recientemente cepas moderada y altamente resistentes en algunas áreas del mundo. También se han descrito algunas cepas que presentan el fenómeno de tolerancia, en el cual los microorganismos pueden ser inhibidos por concentraciones bajas del antimicrobiano, pero se requiere un nivel 32 veces mayor para lograr la actividad bactericida.

Streptococcus pneumoniae Streptococcus pneumoniae es un importante patógeno humano, agente etiológico reconocido de neumonía, meningitis, sinusitis y otitis media; es menos frecuentemente el origen de endocarditis, artritis, y peritonitis. CARACTERES MICROBIOLÓGICOS

Es un coco Gram positivo que se agrupa formando cadenas en medio líquido. Es catalasa negativo, exigente desde el punto de vista nutricional y requiere para su óptimo desarrollo de una atmósfera enriquecida con 5-10% de CO2. Posee una alfa-hemolisina que degrada la hemoglobina dando un color verde alrededor de la colonia cuando desarrolla en agar sangre. El peptidoglicano y los ácidos teicoicos son los constituyentes principales de la pared celular. En la figura 2 se observa una representación esquemática de la cápsula, pared celular y membrana celular. La integridad de la pared depende de la presencia de numerosas cadenas peptídicas laterales que están entrelazadas por enzimas (transpeptidasas y carboxipeptidasas), siendo el sitio activo de estas enzimas el punto de unión de los antibióticos betalactámicos. Un constituyente único de los neumococos es el polisacárido C, un ácido teicoico compuesto por fosfato de colina covalentemente unido al peptidoglicano en la capa externa de la pared celular.

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Figura 2.

Por fuera de la pared se encuentra una cápsula de naturaleza polisacárida presente en prácticamente todos los aislamientos clínicos. Se reconocen aproximadamente 80 serotipos de S. pneumoniae en base a las diferencias antigénicas en los polisacáridos capsulares. MECANISMOS PATÓGENICOS

La adherencia bacteriana es el primer paso en la producción de infección. Recientemente se ha descubierto una adhesina en el neumococo que le permite unirse a receptores específicos de las células epiteliales. La naturaleza química de estos adhesinas aún no ha sido dilucidada. Una vez que la colonización ha tenido lugar, la infección resultará si los microorganismos son llevados a sitios donde los mecanismos defensivos (específicos e inespecíficos) del huésped no los eliminen. S. pneumoniae tiene la capacidad de producir enfermedad por su habilidad para escapar a la fagocitosis y la destrucción por las células fagocíticas del huésped. A diferencia de SgA el S. pneumoniae produce pocas toxinas, de modo que produce enfermedad debido a su capacidad de replicarse en los tejidos del huésped y generar una respuesta inflamatoria intensa. a) Evasión de la fagocitosis: los neumococos son pobremente ingeridos por las células fagocíticas en ausencia de anticuerpos capsulares y complemento. Se ha observado experimentalmente, por transposición mutagénica, que la interrupción en la producción de cápsula torna una cepa virulenta en avirulenta. Los mecanismos por los cuales la cápsula inhibe la fagocitosis aún no están totalmente aclarados, existiendo varias posibilidades: – ausencia de receptores en la célula fagocítica que reconozcan los polisacáridos capsulares; – la presencia de fuerzas electroquímicas que repelen las células fagocíticas; – enmascaramiento por anticuerpos no específicos y complemento que se depositan en la superficie bacteriana y la tornan inaccesible a la fagocitosis. b) Activación del complemento: la pared celular del neumococo, parece activar la vía alterna del complemento. La inyección de peptidoglicano o ácido teicoico separadamente en el espacio subaracnoideo causa una reacción inflamatoria con características de meningitis

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bacteriana. Esta activación está asociada con la liberación de C5a que atrae gran cantidad de polimorfonucleares al medio. c) Existen otros factores que contribuyen de forma secundaria en la producción de enfermedad, entre ellos se encuentran: – neumolisina, que es una toxina que se inserta en la bicapa lipídica de las membranas celulares mediante su interacción con el colesterol, y causa una gama de efectos citolíticos y citotóxicos, por ejemplo, inhibiendo la función bactericida de los leucocitos polimorfonucleares y el barrido ciliar. Quizás más importante aún es que esta sustancia produce una intensa inflamación al activar la vía clásica del complemento. – otros: proteínas de superficie, autolisina (produce la desintegración de la pared bacteriana liberando sustancias bacterianas en el foco), alfa-hemolisina y, finalmente, neuraminidasa, que podría contribuir a la adherencia bacteriana por clivado del ácido siálico en las superficies mucosas. MECANISMOS DEFENSIVOS DEL HUÉSPED

Existen amplias evidencias que la respuesta de anticuerpos anticapsulares otorga una protección efectiva contra la infección neumocócica, apareciendo anticuerpos anticapsulares específicos a los 5-8 días de comenzada la infección, que es el tiempo en que la fiebre desaparece cuando no media tratamiento antimicrobiano. FACTORES QUE PREDISPONEN A INFECCIÓN NEUMOCÓCCICA

S. pneumoniae es el principal ejemplo de bacteria patógena extracelular. En estos microorganismos las alteraciones en los principales elementos defensivos (factores humorales como Ac, complemento y células antifagocíticas), llevarán a una predisposición del huésped a infección repetida. PRESENTACIÓN CLÍNICA

S. pneumoniae produce una gran variedad de cuadros clínicos, destacándose entre ellos por su gravedad y frecuencia, la meningitis y la neumonía. Meningitis S. pneumoniae junto con Neisseria meningitidis constituyen los agentes más frecuentes de meningitis en el adulto. Ésta se produce como resultado de una bacteriemia o por extensión de focos cercanos (senos paranasales, oído medio). La patogénesis de la meningitis se reseña en otro capítulo. Neumonía S. pneumoniae es el agente más frecuente de neumonía bacteriana de origen en la comunidad. Es una patología muy frecuente que afecta todas las edades, su incidencia está relacionada con la estación, y puede ser causa de muerte sobre todo en mayores de 65 años. El diagnóstico es clínico, radiológico y microbiológico. En cuanto al último, el diagnóstico es confirmado por la identificación de S. pneumoniae en las secreciones bronquiales o el hemocultivo. SUSCEPTIBILIDAD A LOS ANTIMICROBIANOS

La penicilina ha sido el antibiótico de elección para el tratamiento de infecciones neumocócicas hasta hace pocos años, que se ha tornado gradualmente más resistente a la misma. Esta resistencia refleja la selección de mutantes espontáneas, para las cuales se requiere una

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concentración mayor para saturar las proteínas fijadoras de penicilina (PBP). Más recientemente aún, han aparecido cepas altamente resistentes a la penicilina, situación más grave todavía. La resistencia a la penicilina constituye solamente una parte del problema, ya que las cepas que la poseen tienen también un aumento en la resistencia a otros antibióticos betalactámicos. Vancomicina puede llegar a ser la última alternativa en la actualidad, pero se debe tener en cuenta la aparición de enterococos resistentes a la misma, y la posibilidad de transmisión de esta resistencia a S. pneumoniae. En la actualidad el tratamiento debe basarse en los estudios de susceptibilidad, por lo que los laboratorios clínicos deben hacer la determinación de la concentración inhibitoria mínima (CIM) para S. pneumoniae. PREVENCIÓN

Se recomienda la vacunación de aquellos grupos con riesgo incrementado de infección neumocócica: enfermedad pulmonar crónica, enfermedad cardiovascular avanzada, diabetes mellitus, cirrosis, insuficiencia renal crónica, y aquellos individuos de más de 65 años de edad. Un segundo grupo de individuos estaría integrado por personas que tengan un compromiso del sistema inmune: infección por VIH, asplenia, linfoma, mieloma, enfermedad de Hodgkin, transplantados, etc. La vacuna está constituida por los polisacáridos capsulares de los 23 serotipos más frecuentemente aislados de infecciones. Un estudio reciente de efectividad de la vacuna presentó datos epidemiológicos que demostraron que el efecto protector de la misma persiste por 5 años en personas jóvenes sanas, decreciendo más rápidamente a medida que aumenta la edad. La inmunización pasiva con inmunoglobulina humana también protege contra la infección neumocócica, y se ha usado en niños portadores de infección por VIH y en adultos con linfoma, en los cuales no se espera tener una respuesta de anticuerpos frente a la vacunación.

Género Streptococcus. Procedimientos de laboratorio Como ya mencionamos para el género Staphylococcus la identificación comienza con el estudio de la morfología macroscópica y microscópica a partir de un cultivo puro. Sólo haremos mención a aquellas especies más frecuentes en la práctica clínica. En cuanto a los requerimientos nutricionales el género Streptococcus es exigente y por lo tanto debe ser cultivado en medios ricos que le aporten los nutrientes necesarios, por ejemplo agar sangre ovina al 5%. Dentro de las pruebas bioquímicas para la identificación, la primera, luego de determinar que se trata de cocos Gram positivos, es la prueba de la catalasa. Ver capítulo 16, Género Staphylococcus. Luego de determinar que se trata de cocos Gram positivos, catalasa negativos, debemos observar el efecto que producen las colonias de la cepa en estudio sobre placas de agar sangre ovina al 5% (tipo de hemólisis). Así podemos clasificar este grupo de gérmenes en: • beta-hemolíticos: son aquellos que producen una hemólisis total de los glóbulos rojos, observándose como un halo transparente alrededor de las colonias. • alfa-hemolíticos: son aquellos que producen hemólisis parcial, la cual se observa como un halo con tonalidad verdosa alrededor de las colonias. • gamma-hemolíticos: son aquellos que no producen hemólisis sobre el agar sangre.

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ESTREPTOCOCOS BETA HEMOLITICOS

Los grupos más importantes son aquellos que se mencionan en la tabla 2, junto a las pruebas bioquímicas que se utilizan para su identificación presuntiva. Tabla 2.

Streptococcus grupo A Streptococcus pyogenes Streptococcus grupo B Streptococcus agalactiae

Sensibilidad a la bacitracina

PYR +

Prueba de CAMP -

+ -

Bilis esculina -

-

+

-

Sensibilidad a la bacitracina Objetivo: separar el Streptococcus pyogenes de los demás estreptococos beta hemolíticos. Fundamento: el 99% de las cepas de Streptococcus pyogenes son sensible a bajas concentraciones de bacitracina (discos con 0,04 U). Un 5% de las cepas de Streptococcus agalactiae son sensibles a la bacitracina. Procedimiento: se realiza sembrando 3-4 colonias, tomadas con asa bacteriológica de un cultivo puro, que se estrían sobre una placa de agar sangre en varias direcciones intentando obtener un cultivo confluente. Luego se coloca el disco de bacitracina y se incuba 18-24 horas a 35-37ºC. Interpretación de los resultados: la aparición de cualquier halo de inhibición del crecimiento alrededor del disco se considera una prueba positiva (no importa el diámetro del halo). Hidrolisis del PYR Objetivo: separar Streptococcus pyogenes y Enterococcus de los demás estreptococos. S. pyogenes y Enterococcus poseen la capacidad de hidrolizar el substrato PYR (pirridonil ß-naftilamida) debido a que poseen la enzima l-piroglutamil aminopeptidasa. Existen varias configuraciones comerciales de este test por eso no detallaremos ninguna en particular. En general siempre se revelan por un cambio de color. Este test es más específico y menos laborioso que realizar el test de sensibilidad a la bacitracina, la bilis esculina y caldo salado (se verán más adelante). Prueba de CAMP Objetivo: separar Streptococcus agalactiae de los demás estreptococos ß-hemolíticos. Fundamento: los estreptococos del grupo B producen una proteína extracelular difusible llamada “factor CAMP” (iniciales de los autores que lo describieron) que actúa sinérgicamente con la ß-lisina de S. aureus, potenciando la lisis de los eritrocitos. Procedimiento: se realiza estriando un cultivo del estreptococo ß-hemolítico en estudio en forma perpendicular a una estría de un estafilococo productor de ß-lisina, en placas de agar sangre. Se incuban 18-24 horas a 37ºC. Interpretación de los resultados: la prueba positiva se evidencia por la presencia de una zona de potenciación de la hemólisis en forma de punta de flecha en el lugar donde se contactan las dos estrías. ESTREPTOCOCOS ALFA Y GAMMA HEMOLITICOS

Dentro de este grupo se incluyen Streptococcus penumoniae, Streptococcus del grupo viridans y Enterococcus (algunas cepas pueden presentar beta-hemólisis). Describiremos los ensayos bioquímicos utilizados para su identificación.

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Tabla 3. Algunas características de las bacterias del género Streptococcus frecuentes en patología humana Clasificación bioquímica

Clasificación serológica

Tipo de hemólisis (en placa de agar sangre ovina al 5%)

S. pyogenes

A

Beta

S. anginosus

A,C,F,G o no agrupables

Beta, Alfa o Gamma

S. agalactiae

B

Beta, ocasionalmente Gamma

S. disgalactiae

C,G

Beta

S. bovis

D

Alfa, Gamma, ocasionalmente Beta

Bilis esculina Objetivo: separar los estreptococos del grupo D y Enterococcus de los demás grupos de estreptococos. Fundamento: se basa en la capacidad de los estreptococos del grupo D y Enterococcus para crecer en un medio de cultivo que contiene 40% de bilis y de hidrolizar la esculina a esculetina; ésta se combina con el citrato ferroso que posee el medio, dando un complejo de color negro. La concentración de bilis es fundamental, ya que existen estreptococos del grupo viridans que son capaces de crecer a concentraciones menores de bilis. Procedimiento: se realiza sembrando en superficie tubos de agar bilis esculina inclinado. Interpretación de resultados: una reacción positiva se evidencia como ennegrecimiento del medio. Prueba de tolerancia a la sal (caldo salado) Objetivo: separar los enterococos, capaces de crecer en caldo salado, de los demás estreptococos del grupo D. Fundamento: se basa en la capacidad de los enterococos de crecer en una concentración de 6,5% de NaCl. Se trata de un medio de cultivo líquido que contiene además de NaCl, glucosa y un indicador de pH: púrpura de bromocresol. Procedimiento: se inocula el caldo salado con la cepa a estudiar y se incuba 18-24 horas a 35ºC. Interpretación de los resultados: se considera la prueba positiva cuando aparece turbidez con o sin acidificación del medio, que se observa como un viraje de color del púrpura al amarillo. La no aparición de turbidez indica una prueba negativa. PYR

La prueba de PYR se utiliza para la identificación del género Enterococcus, como ya fue mencionado. Para la identificación de especies dentro del género Enterococcus se realizan una serie de pruebas bioquímicas basadas en la utilización de distintos azúcares y aminoácidos, entre otras. Sensibilidad a la optoquina Objetivo: diferenciar S. pneumoniae de otros estreptococos β-hemolíticos.

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Fundamento: se basa en la sensibilidad de S. pneumoniae a una concentración menor o igual a 5 µg/ml de hidroxicuprina (optoquina). Procedimiento: estriar un cuadrante de una placa de agar sangre en varias direcciones con una suspensión Mc Farland 0,5. Colocar luego un disco de optoquina en el centro del área estriada. Incubar 18-24 horas a 37ºC en 5-10% de CO2. Interpretación de resultados: halos de inhibición iguales o mayores a 14 mm; o iguales o mayores a 16 mm con discos de optoquina de 6 y 10 mm de diámetro, respectivamente, indican sensibilidad. Identificación serológica Muchos Streptococcus aislados de infecciones humanas poseen antígenos específicos de naturaleza polisacárida (polisacárido C o ácidos teicoicos) que se encuentran en la pared celular. La extracción del polisacárido C por diferentes técnicas y su posterior enfrentamiento con antisueros específicos definen una serie de grupos que se denominan con letras mayúsculas a partir de la A. La utilidad de la extracción antigénica dependerá del tipo de hemólisis. En los estreptococos ß-hemolíticos se ha confirmado como el mejor método para su clasificación. En los no ß-hemolíticos, la extracción antigénica sólo es útil para la identificación de los grupos D y B. Existen diferentes métodos para la extracción enzimática que no detallaremos. Actualmente se utilizan métodos de extracción rápida por medio de enzimas de extracción. Luego se procede a la identificación del polisacárido por medio de técnicas de aglutinación con partículas de látex que tienen absorbido el antisuero específico. También existen en el mercado kits comerciales que utilizan técnicas de coaglutinación.

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Principales grupos de bacilos y cocos gramnegativos exigentes M. Torres

Neisserias El género Neisseria comprende dos especies patógenas para el hombre; siendo éste el único reservorio conocido: N. meningitidis y N. gonorrhoeae. Otras especies de Neisseria no patógenas, se encuentran habitualmente formando parte de la flora normal de la orofaringe. La familia Neisseriaceae comprende varios géneros: Neisseria, Moraxella, Acinetobacter y otros. Moraxella catarrhalis (antes denominada Branhamella catarrhalis), inicialmente incluido en esta familia ha sido actualmente reclasificada como un subgénero de Moraxella. Las técnicas de identificación de este germen son similares a las de la familia Neisseriaceae. Su crecimiento en medios simples a temperatura de 22 ºC, su incapacidad de fermentar hidratos de carbono y la producción de una desoxirribonucleasa (DNAasa) permiten su identificación. Un gran porcentaje de cepas producen ß-lactamasas. Este germen ha sido implicado en los últimos años como agente de diversas enfermedades infecciosas, entre ellas otitis media en niños, exacerbación de bronquitis crónica y neumonía, sobre todo en pacientes con enfermedad respiratoria subyacente. El género Acinetobacter está compuesto por cocobacilos Gram negativos, oxidasa negativos, no exigentes. Forman colonias lisas, blancas o grisáceas, a veces hemolíticas, similares a las de las enterobacterias. Los miembros de este género habitan en el agua y el suelo, y también forman parte de la flora normal humana de la piel. Estos sitios suelen ser el reservorio de la bacteria en hospitales y causar brotes, en los que el germen se comporta como oportunista. Suelen ser resistentes a múltiples antibióticos y en general afectan a pacientes portadores de tubos endotraqueales, sondas, catéteres, etc.

Morfología Las bacterias del género Neisseria son cocos Gram negativos, inmóviles, que se agrupan en pares en diplococos, cuya forma se ha comparado a granos de café. El citoplasma y la ultraestructura son muy similares en N. meningitidis y N. gonorrhoeae y comparten 80% de sus secuencias de bases del ADN. Aunque son Gram negativas, contienen endotoxinas, y ultraestructuralmente tienen una pared celular típica de las bacterias Gram negativas, se parecen a los cocos piógenos en su patogenicidad y su sensibilidad intrínseca a la penicilina. Ambas especies pueden colonizar las mucosas sin causar síntomas. La enfermedad causada por N. gonorrhoeae es, en general, localizada, en cambio N. meningitidis produce enfermedad

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grave, diseminada, muchas veces fatal. Esto podría deberse a que N. meningitidis presenta una cápsula polisacárida bien definida. Ambas especies poseen fimbrias o pili, las cuales han sido relacionadas con la virulencia.

Metabolismo Son aerobios, y las especies patógenas son exigentes desde el punto de vista de sus requerimientos nutricionales (agar sangre o agar chocolate), de temperatura (crecen a 37 ºC pero no a 22 ºC) y atmosféricos (atmósfera con 5 a 7 % de CO2). Son oxidasa positivos. Estos requerimientos de cultivo, así como el patrón de utilización de distintos azúcares (en especial glucosa, maltosa, sacarosa, lactosa y fructosa) se utilizan para diferenciar las distintas especies de Neisserias (tabla 1) Tabla 1. N. meningitidis N. gonorrhoeae N. lactamica N. sicca N. mucosa N. subflava N. flavescens M. catarrhalis

glucosa + + + + + + -

maltosa + + + + + -

sacarosa + + V -

Lactosa + -

DNAasa +

M. catarrhalis produce desoxirribonucleasa, lo que permite diferenciarla de Neisseria. Las especies patógenas del género Neisseria son bacterias extremadamente sensibles a las condiciones ambientales adversas, como las temperaturas extremas, cambios de pH y desecación; lo que debe ser tenido en cuenta en la recolección y el transporte de las muestras clínicas al laboratorio.

Neisseria meningitidis Este germen causa principalmente meningitis, meningococemia y más raramente otros cuadros clínicos. ESTRUCTURA ANTIGÉNICA

La presencia de cápsula esta asociada a la virulencia. Las cepas que colonizan las membranas mucosas sin producir enfermedad en general no son capsuladas. Sobre la base de diferencias antigénicas del polisacárido capsular se han identificado al menos trece serogrupos. Estos son: A, B, C, D, 29E, H, I, K, L, W135, X, Y, y Z. Estos antígenos capsulares pueden ser puestos en evidencia por distintas técnicas (aglutinación de partículas de látex o contrainmunoelectroforesis), ya sea en una cepa aislada, o directamente en el liquido cefalorraquídeo. La mayoría de las enfermedades invasivas son producidas por los serogrupos A, B, C, W135 e Y. Han sido descritas epidemias de meningitis causadas por el serogrupo A, mientras que los grupos B y C causan fundamentalmente enfermedad en forma esporádica o endémica. La estructura de estos polisacáridos ha sido extensamente estudiada y se conoce para la mayoría de los serogrupos. La identificación y purificación de estos antígenos ha dado como resultado la producción de vacunas efectivas para los serogrupos A, C, Y y W135.

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El polisacárido capsular del grupo B, por si solo no es inmunogénico. Se han encontrado similitudes antigénicas entre este polisacárido y los de otras bacterias no relacionadas como Escherichia coli K1 (que causa meningitis en el recién nacido). En base a antígenos subcapsulares (proteínas de pared celular) las cepas de N. meningitidis se clasifican a su vez en serotipos, subtipos e inmunotipos. Hay 5 clases de proteínas de membrana externa (OMP, por sus siglas en inglés) mayores, que se designan con cifras del 1 al 5 y que se diferencian por su peso molecular, mapa peptídico y patrón electroforético. El serotipo se basa en reacciones serológicas utilizando anticuerpos monoclonales antiproteína 2 o 3 (una cepa tiene proteína 2 o 3 pero no ambas a la vez). El subtipo se define en diferencias antigénicas de la OMP 1. El inmunotipo se define sobre la base de diferencias antigénicas del lipopolisacárido (LPS). Cada serogrupo contiene cepas con una variedad de tipos, subtipos e inmunotipos; no hay tipos restringidos a un determinado serogrupo. Por ejemplo, a la fecha hay aproximadamente 20 serotipos, 7 subtipos y 8 inmunotipos dentro del serogrupo B; pero hay muchas cepas no tipificables. De acuerdo a una convención, una cepa puede ser designada: B:15:P1.3:L3,8 serogrupo B – serotipo 15 – subtipo 3 – inmunotipo 3 y 8 Estos sistemas se utilizan en laboratorios de referencia con fines epidemiológicos, para caracterizar las cepas que circulan en una comunidad en un determinado momento y para desarrollar vacunas. Otros métodos para tipificar cepas se basan en la movilidad electroforética de enzimas metabólicas producidas por N. meningitidis. Este método, denominado electroforesis de enzimas multilocus, es útil para caracterizar el genoma y agrupar cepas por su relación genética. Existen al menos 78 tipos electroforéticos en esta clasificación. ATRIBUTOS DE VIRULENCIA

Polisacárido capsular Parece ser el mayor factor que contribuye a la virulencia. La presencia de cápsula le confiere a la bacteria la capacidad de sobrevivir en el torrente sanguíneo ya que esta impide la fagocitosis; sólo cuando el paciente ha desarrollado anticuerpos anticapsulares específicos la bacteria puede ser opsonizada, esto es lisada con la colaboración del sistema del complemento. Endotoxina Básicamente es similar a otros LPS en su estructura. Se caracteriza por ser un LPS fuertemente inductor del fenómeno de Shwartzman-Sanarelli, con una potencia notablemente superior a la del LPS de otros Gram negativos. Durante el crecimiento de N. meningitidis se liberan al medio grandes cantidades de LPS que dañan al endotelio, causando una importante respuesta inflamatoria y necrosis vascular. Proteasa de IgA Es producida por todos los serogrupos y liberada al medio; es una endopeptidasa con una gran afinidad por la IgA humana. Sustancias quelantes del hierro El hierro es esencial para el metabolismo de la bacteria y ella compite con el huésped por él, por medio de estos factores.

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Pili Como es sabido son filamentos proteicos pequeños, que se extienden desde la superficie de la bacteria y cuyo papel es fundamental en la patogenia ya que median la adherencia a las superficies mucosas. Aunque han sido menos estudiados que los pili de N. gonorrhoeae, serían similares en cuanto a su estructura. Median la adherencia de N. menigitidis a la mucosa nasofaríngea y son importantes en la determinación del estado de portador. También ha sido postulado que intervendrían en traspasar la barrera hematoencefálica e interactuar con las meninges. Las bases moleculares de estas interacciones no han sido aún del todo aclaradas, pero parece tratarse de una interacción con un receptor específico tanto en lo anatómico (epitelio nasal anterior) como para la especie humana. PATOGENIA

N. meningitidis ingresa a través de las vías aéreas superiores y se establece en la mucosa nasofaríngea. No ha sido aún aclarado como el germen atraviesa la mucosa e ingresa a la circulación. La enfermedad meningocócica es el resultado de la invasión del torrente sanguíneo. Los huéspedes susceptibles son aquellos que carecen de anticuerpos anticapsulares específicos, que son bactericidas. Los individuos con estos anticuerpos específicos (producidos posiblemente como respuesta a la colonización previa por N. meningitidis o bien a antígenos relacionados de otros gérmenes de la flora normal) resisten a la capacidad del germen de invadir el torrente circulatorio. Los anticuerpos son opsoninas y determinan que el germen sea destruido. Una vez en el torrente circulatorio se multiplican y con gran rapidez pueden llegar a concentraciones que están entre las más elevadas que se conocen. El ingreso de N. meningitidis al torrente circulatorio puede llevar a una entidad denominada “púrpura fulminans” con coagulación intravascular diseminada, manifestaciones cutáneas (petequias y equimosis), hipotensión, shock y muerte. La coagulación intravascular diseminada, el shock y la fiebre son respuestas a la endotoxina mediadas por el factor de necrosis tumoral y la interleuquina 1. Así, estos signos son consecuencia directa de la capacidad de N. meningitidis de sobrevivir y multiplicarse en el torrente circulatorio. Los aspectos clínicos serán desarrollados con más detalle en el capítulo de meningitis aguda supurada. DIAGNOSTICO MICROBIOLÓGICO

Frente a un cuadro clínico compatible con meningitis se deberá realizar una punción lumbar para obtener datos de la composición citoquímica del liquido cefalorraquídeo (LCR) y para estudio microbiológico. Debe recordarse la labilidad de los gérmenes que causan meningitis y transportar la muestra de inmediato al laboratorio. Una vez en el laboratorio de bacteriología, el LCR será sometido a examen directo, cultivo y detección de antígenos capsulares de los distintos agentes de meningitis. El examen directo con coloración de Gram es sencillo y rápido. Permite una orientación inicial de la terapéutica siempre y cuando lo realice un técnico experimentado. El cultivo se realizara en agar sangre, agar chocolate y medios de enriquecimiento; deben recordarse los requerimientos de atmósfera del germen. A las colonias sospechosas se les realiza coloración de Gram, prueba de oxidasa y pruebas para determinar la utilización de azúcares. El laboratorio puede además realizar la determinación del serogrupo mediante antisueros específicos. SUSCEPTIBILIDAD A LOS ANTIBIÓTICOS

La penicilina continúa siendo el tratamiento de elección para la meningitis meningocócica.

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Esta droga es bactericida y atraviesa la barrera hematoencefálica. En el momento actual no parece ser necesario realizar estudios de susceptibilidad en forma rutinaria ya que son habitualmente sensibles. Se han descrito raros casos de cepas con alteraciones a nivel de las proteínas fijadoras de penicilina (PBP) que hacen aumentar la concentración inhibitoria mínima a la droga. PROFILAXIS

La probabilidad de desarrollar meningitis meningocócica es mucho mayor en sujetos que han estado en contacto con un caso, por ello se administra quimioprofilaxis a los contactos cercanos, para evitar casos secundarios. Esta se realiza con rifampicina por períodos cortos, droga efectiva en eliminar el estado de portador. Vacunas Se dispone de vacunas para los serogrupos A y C que han sido utilizadas en caso de epidemias en diversos países, incluso el nuestro. En Estados Unidos existen vacunas tetravalentes anti A, C, Y y W135. Para esos serogrupos utilizan vacunas preparadas con polisacárido capsular. En general son poco eficaces en menores de dos años. Se estima que esto podría mejorar si se obtienen vacunas conjugadas con proteínas. La vacuna para prevenir la enfermedad por el serogrupo B continúa siendo un problema, ya que el polisacárido capsular es poco inmunógeno y este es el serogrupo que causa la mayor parte de los casos en países desarrollados. Los investigadores han orientado su atención a otros antígenos como las proteínas de membrana externa para estimular la inmunidad. La vacunación está especialmente indicada en: • Niños y adultos con defectos de sus mecanismos de defensa tales como anesplenia o déficit de los componentes terminales del complemento. • Prevención de los casos secundarios al contacto con el paciente. Estos casos secundarios pueden desarrollarse incluso semanas más tarde que el caso índice. • Viajeros a áreas endémicas (N. meningitidis serogrupo A en el África subsahariana, región conocida como “cinturón de la meningitis”). • Epidemias. Debe recordarse que es obligatorio notificar esta enfermedad a las autoridades sanitarias.

Neisseria gonorrhoeae Descrito en 1879 por Neisser en pus uretral, es el agente etiológico de la gonorrea. Comparte las características del género en cuanto a la morfología celular. Para aislarlo de mucosas que presentan flora normal (por ejemplo uretra anterior o cuello uterino) se requiere de medios especiales como agar chocolate y antibióticos para inhibir otras bacterias. Existen diversos suplementos de antibióticos, el más conocido es el medio de Thayer-Martin que contiene vancomicina, colistina y nistatina. El resto de los requerimientos de temperatura, humedad y atmósfera, así como las propiedades bioquímicas utilizadas para su identificación son similares a los de N. meningitidis. CARACTERÍSTICAS COLONIALES

Luego de 18 a 24 horas de incubación se producen colonias cuyo aspecto puede diferir si se trata de un aislamiento reciente o si se han efectuado sucesivos pasajes in vitro. Se distinguen cuatro formas principales; las colonias T1 y T2 se producen en cultivos primarios y son pe-

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queñas y convexas. Luego de varios subcultivos se obtienen colonias más grandes y aplanadas llamadas T3 y T4. Esto se atribuye a la pérdida de la expresión de los pili. Cualquier tipo de colonia puede diferir también en su opacidad. Esto depende de la presencia en la pared celular de una molécula llamada proteína II. TIPIFICACIÓN DE CEPAS

Se dispone de varios métodos para caracterizar cepas de N. gonorrhoeae con fines epidemiológicos. Los más desarrollados son los métodos serológicos y la auxotipificación que pueden usarse por separado o en combinación. También los perfiles de resistencia a antimicrobianos se utilizan con fines epidemiológicos. Los métodos serológicos se basan en diferencias en antígenos de superficie como proteína I o pili, y en general se realizan por técnicas de coaglutinación. Auxotipificación Por el crecimiento de N. gonorrhoeae en medios de cultivo químicamente definidos se han podido conocer las necesidades de ciertos factores de crecimiento, y sobre estas bases se han definido los llamados auxotipos. Estas son características estables de una determinada cepa que se utilizan como marcadores en estudios sobre virulencia, capacidad invasiva y sensibilidad a antimicrobianos. Se ha observado que algunas cepas precisan para su desarrollo la presencia de arginina, hipoxantina y uracilo, lo que se denomina auxotipo AHU o bien Arg-Hyx-Ura. En general este auxotipo se corresponde con cepas muy sensibles a la penicilina y a la vez muy resistentes a la acción bactericida del suero humano normal, dando muchas veces infecciones diseminadas (bacteriemia). Antígenos de superficie y determinantes de patogenicidad Por técnicas de electroforesis en gel de poliacrilamida se separan diversas proteínas de superficie de N. gonorrhoeae. • Pili: son apéndices que emergen como proyecciones desde la superficie de la bacteria. Están constituidos por subunidades proteicas o pilina. Su función es mediar la adherencia de la bacteria a las células del huésped, especialmente a las microvellosidades del epitelio columnar. También le confieren al germen una mayor resistencia a la fagocitosis. N. gonorrhoeae puede variar de fase, es decir, presentar alternativamente formas con pili o sin ellos; en un proceso estrechamente regulado desde el punto de vista genético. Además de esta variación de fases, los pili pueden presentar una importante variación antigénica, esto es, cambios antigénicos en la proteína de los pili expresada. La variación antigénica está determinada por la inserción o deleción de unos pocos residuos de aminoácidos y ocurre a nivel del extremo carboxi terminal de la pilina. Este proceso también está controlado en el cromosoma bacteriano, por diversos genes. La porción variable, terminal, de la pilina es justamente el blanco de la respuesta inmunitaria por lo que la variación antigénica a ese nivel representa un mecanismo de escape para evadir las defensas del huésped. Por su papel fundamental en la patogenia, los pili han sido objeto de múltiples investigaciones como candidatos al desarrollo de vacunas; pero su extremo grado de variabilidad antigénica ha hecho perder el entusiasmo en una vacuna de este tipo. • Proteína I: la mayor de las proteínas de membrana externa, tiene función de porina, formando un canal hidrofílico a través de ella. Es posible que también intervenga en la fagocitosis, paso importante en la patogenia de la gonorrea. A diferencia de otras proteínas de membrana externa de este germen, esta es expresada en forma constante, por lo que ha sido utilizada como sistema para tipificar cepas. Existen dos subclases de

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proteína I, denominadas IA y IB. Cada una de ellas tiene decenas de variantes, lo que define serovariedades. Como respuesta a la infección se producen anticuerpos opsonizantes anti-proteína I en suero y secreciones. Estos anticuerpos pueden ser protectores si la reinfección es causada por una cepa con la misma serovariedad de proteína I. Por otra parte, se sabe que las cepas portadoras de proteína I subclase A se asocian más a menudo con enfermedad diseminada y mayor resistencia al poder bactericida del suero humano, en tanto que las cepas IB tienden a producir enfermedad localizada (uretritis, cervicitis) y a ser resistentes a los antibióticos. Proteína II: es una familia de proteínas de membrana externa, que manifiestan una extensa variación antigénica de cepa a cepa e incluso dentro de una misma cepa. Esta proteína no siempre es expresada por la bacteria, cuando está presente, le otorga la capacidad de formar colonias opacas in vitro. Desde el punto de vista funcional, su presencia aumenta la capacidad de adherencia a células epiteliales y a neutrófilos. Proteína III: a diferencia de las anteriores es estable en su composición. Existen proteínas similares en N. meningitidis y en otras bacterias. Es una proteína poco inmunogénica y tiene la capacidad de bloquear anticuerpos dirigidos contra otros antígenos de superficie. Su papel en la patogenia no se comprende aún. La proteína III tiene funciones de porina (al igual que la proteína I) que permite el ingreso a la bacteria de nutrientes de bajo peso molecular por difusión. Adhesinas: se ha postulado la presencia de otras moléculas con capacidad de adhesión, distintas de los pili, pero no han sido bien caracterizadas todavía. Proteínas reguladoras del hierro: son una familia de proteínas que le permiten a la bacteria adquirir el hierro del huésped; por lo tanto, la presencia de este tipo de proteínas representa una ventaja para su supervivencia. Proteasa de IgA: esta proteína cliva la inmunoglobulina A1 humana en la región bisagra, con lo que la inactiva. Se especula que este sería un mecanismo importante para inactivar la Ig A secretoria. Lipooligosacárido (LOS): al igual que en otros gérmenes Gram negativos actúa como endotoxina pero carece de las largas cadenas de polisacáridos que se encuentran en las enterobacterias. Median la mayoría de los efectos tóxicos observables en los modelos experimentales. Como los pili, el LOS presenta variaciones entre diversas cepas y en pasajes sucesivos de una misma cepa. Plásmidos: la mayoría de las cepas presentan un plásmido de 2,6 megadaltons de función no conocida (plásmido críptico). Se han identificado al menos cinco plásmidos diferentes que codifican ß-lactamasas y que se caracterizan por diferencias en su peso molecular. También se ha descrito un plásmido conjugativo que media la resistencia de alto nivel a la tetraciclina (tet M).

PATOGENIA DE LA INFECCIÓN POR N. GONORRHOEAE

El germen se disemina de persona a persona por contacto directo y estrecho con secreciones infectadas, habitualmente contacto sexual. Afecta en forma selectiva al epitelio no cornificado. La vaginitis no es una manifestación de la gonorrea en la mujer en edad genital activa, pero sí en la etapa prepuberal o posmenopáusica. No está del todo aclarado cómo el germen asciende por la vía genital, se ha postulado que esto estaría favorecido por contracciones uretrales y uterinas, o tal vez vehiculizados por el esperma. Las mucosas producen IgA secretoria que podría ser clivada por la proteasa. Una vez que entra en contacto con la mucosa se producen una serie de complejas interacciones

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moleculares que finalmente determinan la invasión de esas células. Dado que se trata de un patógeno exclusivamente humano hay pocos modelos experimentales animales que permitan aclarar detalles de la patogenia de la enfermedad. Los estudios han sido realizados principalmente en cultivo de tejidos (explantes). Por ejemplo cultivos de trompas de Falopio han sido usados para estudiar la colonización. Dos tipos de células epiteliales se encuentran en este órgano: células ciliadas y no ciliadas. Cuando el germen es incubado en estos explantes, ocurren una serie de eventos: Adhesión a células no ciliadas El primer paso en la infección es la colonización del epitelio columnar. Al igual que otras bacterias, en el proceso de adherencia e invasión intervendrían fenómenos de polimerización de moléculas de actina. Algunos componentes de superficie de N. gonorrhoeae están involucrados en estas etapas iniciales. Los pilis median la adhesión inicial (no estrecha o distante) a las células epiteliales. Cepas mutantes que carecen de ellos, aún son capaces de invadir las células epiteliales, por lo que en esta etapa, seguramente intervienen además otros factores. La familia de proteínas de membrana externa P.II (o también OPA, por opacidad) parecen mediar, al menos en parte, una segunda etapa de adherencia íntima, y contribuir a la invasión. Las proteínas de membrana externa llamadas P.I parecen impedir la unión fagolisosómica en los polimorfonucleares y reducir su metabolismo oxidativo, por lo que determina la capacidad de ciertas cepas de sobrevivir (al menos un pequeño porcentaje de bacterias) dentro de los fagocitos. Endocitosis del germen, disminución progresiva del movimiento ciliar y pérdida de las cilias de las células adyacentes, causada por el lipooligosacárido Las células no ciliadas engloban a las bacterias por medio de seudópodos. Esta fagocitosis, llevada a cabo por fagocitos “no profesionales” se conoce como endocitosis dirigida por el parásito. Las células ciliadas mueren y son selectivamente eliminadas de la superficie del epitelio. Esta etapa no requiere de la presencia del germen intacto y puede ser reproducida solamente con el LOS o fragmentos de peptidoglicano. El LOS desencadena la respuesta inflamatoria, con gran liberación de factor de necrosis tumoral α (TNFα), el cual a su vez determina la escarificación del epitelio de las trompas de Falopio. Probablemente el LOS sea el responsable de la mayoría de los síntomas de la gonorrea. Esta molécula contribuye a la resistencia al suero y a una mayor capacidad de producir enfermedad sistémica (probablemente debido a una menor capacidad de activar el complemento). Transporte de la bacteria a través de la célula epitelial Las bacterias son transportadas en una vacuola de endocitosis, dentro de la cual aún pueden replicarse y se acentúan los procesos de citotoxicidad determinados por el LOS. Dentro de la vacuola el germen se halla protegido de los macrófagos, de los anticuerpos y de los antimicrobianos. Liberación del germen al espacio subepitelial Las bacterias son transportadas hacia el sector basal de la célula, las vacuolas se fusionan con la membrana basal y descargan los gérmenes en el tejido conectivo subepitelial. Allí causan inflamación local como consecuencia de lo cual, se produce un exudado, rico en polimorfonucleares y que contiene numerosas bacterias intra y extracelulares. Eventualmente ingresan a los vasos sanguíneos para dar la forma diseminada de la enfermedad.

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Sobrevida de N. gonorrhoeae en el torrente circulatorio El suero humano normal tiene la capacidad de destruir bacterias Gram negativas circulantes, a diferencia de las Gram positivas que son resistentes a ese poder bactericida. Este efecto depende fundamentalmente de la presencia del complemento y no se requieren anticuerpos específicos. Las cepas de N. gonorrhoeae que se asocian a la forma diseminada de la enfermedad suelen ser más resistentes al poder bactericida del suero humano normal. Esto probablemente sea debido al agregado de residuos de ácido siálico a nivel de la pared del germen. El ácido siálico es un componente de la superficie de muchas células humanas, inclusive eritrocitos, y se cree que la presencia de éste en la superficie de la bacteria enmascararía a los antígenos responsables de desencadenar la lisis bacteriana. CLÍNICA

El espectro de manifestaciones clínicas comprende desde infecciones localizadas en el aparato genitourinario (uretritis, cervicitis), infecciones locorregionales (enfermedad inflamatoria pélvica, epididimitis), hasta la enfermedad diseminada, con invasión del torrente sanguíneo y eventualmente, invasión de órganos a distancia. Estos aspectos serán tratados más extensamente en el capítulo correspondiente. Uretritis y cervicitis Son las manifestaciones más comunes de la gonorrea. En el hombre se manifiesta por disuria y corrimiento uretral purulento, luego de un período de incubación de 2 a 5 días. En la mujer la sintomatología suele ser mucho menos específica y, de estar presente, se traduce en flujo cervical purulento, disuria; más raramente absceso de las glándulas de Bartholino. Orquiepididimitis En el hombre el dolor y edema a nivel de testículo y epidídimo reflejan el compromiso de éstos órganos. Enfermedad inflamatoria pélvica Es determinada por la progresión de la infección al aparato genital alto (endometrio, trompas, peritoneo). Está entidad puede responder a otras etiologías (Chlamydia trachomatis, infecciones por flora mixta proveniente de la vagina). La inflamación de la mucosa tubaria y posterior cicatrización puede determinar una obstrucción permanente de la luz, con las consiguientes secuelas: infertilidad y embarazo ectópico. Proctitis Se caracteriza por dolor, tenesmo, sangrado y exudado, a veces con producción de abscesos rectales o perianales. Faringitis Es habitualmente asintomática. Conjuntivitis Es adquirida por el recién nacido al pasar por el canal del parto (oftalmía neonatorum); aunque puede verse a otras edades. Sin tratamiento, puede conducir a la ceguera. Su incidencia se ha reducido en forma notable con la instilación profiláctica y obligatoria de gotas de nitrato

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de plata (credé) en la conjuntiva de todos los recién nacidos u otros compuestos antimicrobianos. Enfermedad gonocócica diseminada Es complicación que se registra con una frecuencia menor al 1% de los casos de gonorrea. Es más frecuente en mujeres y, como ya se mencionó, es causada por cepas pertenecientes al auxotipo AHU. Las manifestaciones incluyen monoartritis, tenosinovitis, fiebre y lesiones de piel (máculas o pústulas, hemorrágicas o necróticas) que afectan sobre todo extremidades y son debidas a arteritis séptica. Más raramente se produce meningitis, pericarditis o endocarditis. Portadores asintomáticos Un porcentaje no desdeñable de individuos que entran en contacto con N. gonorrhoeae, especialmente mujeres, desarrollan una infección asintomática. Como se comprenderá estos portadores asintomáticos representan un reservorio importante de la enfermedad. DIAGNÓSTICO MICROBIOLÓGICO

El examen directo de las secreciones uretrales con coloración de Gram es muy sensible y específico para el diagnóstico de uretritis gonocócica. Permite observar un exudado con abundantes polimorfonucleares y diplococos Gram negativos intra y extraleucocitarios. Su valor es menor en otras localizaciones. El cultivo es indispensable para realizar las pruebas bioquímicas de identificación y estudios de susceptibilidad. La inoculación en medios de cultivo, una vez obtenida la muestra, debe hacerse en forma inmediata o utilizar medios de transporte que aseguren la viabilidad del germen. Las muestras provenientes de las mucosas deberán ser sembradas en medios selectivos ya mencionados, para inhibir la flora normal. Las muestras de sectores del organismo habitualmente estériles (sangre, líquido sinovial, etc.) son sembradas en agar chocolate. Una vez obtenidas las colonias se identifican por su morfología con la coloración de Gram, reacción positiva de oxidasa y utilización de azúcares. SENSIBILIDAD A LOS ANTIMICROBIANOS

Si bien la penicilina fue la droga de elección para el tratamiento de la gonorrea por muchos años, en el momento actual, la alta prevalencia de cepas resistentes determina que esta droga no pueda ser utilizada para el tratamiento empírico de la enfermedad. La resistencia a los antimicrobianos puede deberse a múltiples mecanismos y ser: • plasmídica: debida a la presencia de ß-lactamasas en especial tipo TEM 1. Este tipo de resistencia puede ser detectada en el laboratorio por técnicas rápidas como por ejemplo mediante el uso de una cefalosporina cromógenica. La resistencia a la tetraciclina también es codificada por un plásmido (tet M). • cromosómica: que puede deberse tanto a una disminución de la afinidad de las proteínas fijadoras de penicilina (PBP) por la droga, como a una alteración en la permeabilidad de las porinas de la membrana externa de la bacteria. Esta resistencia requiere de otros estudios de susceptibilidad para ser detectada. Una cepa puede combinar más de un mecanismo de resistencia. También ha sido descrita la resistencia cromosómica para otras drogas, como por ejemplo tetraciclinas y espectinomicina. Las drogas recomendadas en el momento actual son ceftriaxona, azitromicina y ciprofloxacina, aunque ya se han comunicado resistencias, al menos in vitro.

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Para el tratamiento, además de la susceptibilidad del germen, se deben considerar factores tales como sitio anatómico afectado, presencia de complicaciones y posibilidad de otros patógenos asociados. Los planes terapéuticos recomendados para cada caso se tratarán en otro capítulo. PROFILAXIS Y POSIBLES CANDIDATOS AL DESARROLLO DE VACUNAS

Muchos de los antígenos de superficie antes mencionados resultan atractivos para desarrollar vacunas que prevengan la adherencia y colonización de las células epiteliales del huésped. Desde hace tiempo se sabe que los pacientes que padecen gonorrea pueden experimentar reinfecciones y que una infección pasada determina una respuesta inmune vigorosa (sobre todo de anticuerpos), pero que no confiere protección frente a nuevas infecciones. Tanto los pilis como otras proteínas de superficie se hallan regulados por complejos mecanismos genéticos que, como ya se dijo, le otorgan a la bacteria la posibilidad de controlar la presencia o ausencia de esas moléculas (variación de fases), o controlar su composición (variación genética). La razón por la que una persona no desarrolla una respuesta protectora a la reinfección probablemente sea que N. gonorrhoeae es capaz de variar sus antígenos de superficie, especialmente la pilina. Para el caso de esta proteína la bacteria tiene un repertorio antigénico que puede ser tan grande como un millón de variantes antigénicas diferentes. Actualmente se trata de buscar antígenos de superficie altamente conservados. El desarrollo de una vacuna contra gonorrea probablemente sea uno de los mayores desafíos que enfrentan los investigadores. En tanto no se disponga de una vacuna los esfuerzos para prevenir la enfermedad deben basarse en: • diagnóstico precoz y tratamiento adecuado; • notificación de los contactos; debe recordarse que se trata de una enfermedad de denuncia obligatoria al Ministerio de Salud Pública; • promover, a nivel de salud pública, la educación que lleve a modificaciones en las conductas sexuales; • uso de colirio en todo recién nacido para prevenir la enfermedad ocular (obligatorio por ley).

Haemophilus Los miembros del género Haemophilus son bacilos Gram negativos, pequeños y pleomórficos. Integran la flora normal de las mucosas del aparato respiratorio superior. La mayoría de las especies son no patógenas o oportunistas, aunque algunas de esas especies son patógenos primarios como H. influenzae, H. aegyptius y H. ducreyi. Haemophilus influenzae es la especie tipo y puede causar enfermedades graves, invasivas. En esta especie existen cepas capsuladas y no capsuladas. El antígeno capsular permite distinguir seis serotipos que se designan con letras de la a hasta la f. Antes que se dispusiera de una vacuna eficaz, H. influenzae serotipo b era una de las causas más importantes de meningitis y neumonía bacteriana en niños.

CLASIFICACIÓN

El género Haemophilus pertenece a la familia Pasteurellaceae, bacilos Gram negativos exigentes desde el punto de vista nutricional. Estos gérmenes requieren para su desarrollo de uno o dos factores, llamados V (NAD) y X (hemina o protoporfirina), presentes en la sangre. El

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factor X es la protoporfirina IX para gérmenes que poseen una enzima quelante del hierro (como H. influenzae), o la hemina para gérmenes que no la poseen (como H. aegyptius). Los microorganismos que requieren de factor V no crecen en agar sangre convencional. El factor V puede ser agregado al medio o proporcionado por otro microorganismo que crezca en su proximidad (por ej. una colonia de Staphylococcus). Este crecimiento alrededor de una colonia que le proporciona factores de crecimiento se denomina “satelitismo” y no es exclusivo de Haemophilus, sino también de ciertos Streptococcus. IDENTIFICACIÓN

Se hace sobre la base del aspecto en coloración de Gram, requerimientos de factor X y V, presencia o no de hemólisis, utilización de hidratos de carbono, y la producción de indol, ureasa y decarboxilasa de la ornitina. Estos tres últimos sirven para diferenciar biotipos de H. influenzae. La tipificación de las cepas capsuladas de H. influenzae se realiza con sueros específicos contra los seis serotipos existentes.

Haemophilus influenzae MECANISMOS DE VIRULENCIA

El mayor determinante de virulencia es, claramente, el polisacárido capsular, que le confiere a la bacteria resistencia a la fagocitosis. Para el caso del serotipo b es un polímero de ribosil ribosa fosfato. Este antígeno, como otros polisacáridos, no es procesado por el sistema inmune a través de las células T, sino por una vía independiente de ellas. La capacidad de generar esta respuesta inmune no está desarrollada en niños de menos de 18 meses. Las vacunas recientes han convertido a este antígeno en T dependiente por medio de su unión o conjugación a proteínas. Estas vacunas conjugadas provocan respuesta aun en lactantes pequeños. Otros posibles factores de virulencia son los pili, se ha demostrado que ciertas clases de pili permitirían la adherencia a células epiteliales, etapa fundamental en la colonización. PATOGENIA

H. influenzae es una bacteria muy adaptada al ser humano. Desde los primeros meses de vida puede ser encontrada colonizando las mucosas del tracto respiratorio superior; en general se trata de cepas no capsuladas o de serotipos distintos del b. La enfermedad por H. influenzae tipo b es desarrollada sólo por un pequeño porcentaje de niños que entran en contacto con enfermos o portadores. La inmunidad natural frente al serotipo b se adquiere a medida que aumenta la edad. Muchas bacterias de la flora normal poseen epítopes que reaccionan en forma cruzada con el antígeno capsular b. El germen ingresa por el epitelio de la vía aérea superior; la bacteria tiene la capacidad de invadirlo. Una vez allí, dependiendo de factores del huésped y probablemente de su virulencia, puede producir enfermedades confinadas a las mucosas, o no invasivas, o bien enfermedades invasivas, graves. En la submucosa se produce una respuesta inflamatoria que a nivel del árbol respiratorio da como resultado bronquitis o neumonía. En algunos niños la bacteria invade la laringe causando inflamación y edema de las distintas estructuras, comprometiendo la vía aérea, lo que se denomina epiglotitis. La meningitis es el resultado de la invasión del torrente circulatorio y del espacio subaracnoideo. Los gérmenes sobreviven en la sangre en tanto no aparezcan anticuerpos anticapsulares específicos. Estos anticuerpos son opsoninas y hacen que la bacteria sea destruida por macrófagos. Los individuos que carecen

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de bazo se hallan especialmente predispuestos a desarrollar enfermedades severas por esa y otras bacterias capsuladas. Una vez en la sangre los gérmenes llegan a las meninges por las arterias cerebrales. Inicialmente hay inflamación de los plexos coroideos. Estos plexos están altamente vascularizados, ya que es a ese nivel que se produce el LCR, y es por ello el sitio más lógico para atravesar la barrera hematoencefálica. El daño que causa H. influenzae tipo b a nivel local le permite ingresar al LCR, primero en los ventrículos laterales y luego en la cisterna magna. El LCR se llena de un exudado inflamatorio y la obstrucción al flujo determina un aumento de la presión intracraneana que se traduce clínicamente por cefalea, vómitos y depresión de la conciencia. La fagocitosis da como resultado la liberación de endotoxina y otros compuestos que aumentan aún más la respuesta inflamatoria. La endotoxina es la responsable de la fiebre, coagulación intravascular diseminada y tal vez otros fenómenos. H. influenzae tipo b, en forma característica, determina un daño mayor que otros gérmenes, con mayor porcentaje de niños que desarrollan secuelas tales como sordera, hidrocefalia obstructiva, ceguera y retraso mental. Los cuadros clínicos ocasionados por H. influenzae de otros serotipos capsulares o no tipificables son otitis media, sinusitis, conjuntivitis, etc. DIAGNÓSTICO MICROBIOLÓGICO

Las muestras deberán ser enviadas de inmediato al laboratorio y procesadas en él lo más pronto posible. Para el aislamiento debe incluirse la siembra en agar chocolate suplementado con factores X y V. La identificación del germen se basa en sus requerimientos nutricionales, la coloración de Gram de la colonia aislada, presencia de hemólisis y los requerimientos de factores X y V para diferenciar las especies más frecuentes. Los aislamientos son identificados mediante diversas pruebas bioquímicas, determinación de biotipos y serotipificación. SENSIBILIDAD A LOS ANTIBIÓTICOS

Debido a que surgieron cepas productoras de ß-lactamasas capaces de inactivar la ampicilina, esta droga ha dejado de ser de elección para el tratamiento de la enfermedad grave por H. influenzae. También para este germen se ha descrito la resistencia a los ß-lactámicos debida a proteínas fijadoras de penicilina con baja afinidad. Otra droga que se utilizó (asociada a la ampicilina) fue el cloranfenicol, que atraviesa bien la barrera hematoencefálica y es bactericida para este germen; pero luego fueron reportadas cepas productoras de una enzima (cloranfenicol acetil transferasa) que lo inactiva; lo que determinó nuevamente cambios en los planes terapéuticos. Actualmente, para el tratamiento de las infecciones graves por esta bacteria, se recomienda ceftriaxona o cefotaxime que no son hidrolizados por la ß-lactamasa de H. influenzae. Para infecciones respiratorias se emplean además combinaciones de ampicilina con inhibidores de las ß-lactamasas. En el laboratorio, las cepas resistentes a ampicilina pueden ser detectadas mediante prueba de betalactamasas. El antibiograma por disco-difusión para Haemophilus es una adaptación de la técnica de Kirby Bauer a las exigencias del germen, y es necesario para detectar resistencia a otras drogas y mecanismos distintos a la producción de ß-lactamasas.

PROFILAXIS, VACUNAS

Actualmente en nuestro país es obligatoria la vacunación de lactantes y niños pequeños con vacuna anti H. influenzae tipo b. Son vacunas compuestas por polisacárido capsular (polímero

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de ribosil ribosa fosfato) conjugado a proteína (por ej. toxoide diftérico o tetánico). Se administran integradas al esquema de vacunación a los 2, 4 y 6 meses, y al año de edad. A los contactos susceptibles (niños menores de 4 años, no vacunados) de pacientes con meningitis, se debe administrar quimioprofilaxis para prevenir la aparición de casos secundarios. En este caso la droga utilizada es rifampicina. Persiste el problema de hallar una vacuna para cepas de Haemophilus distintas al serotipo b, que causan enfermedades muy frecuentes, como otitis o sinusitis.

Haemophilus aegyptius Tradicionalmente asociado a conjuntivitis aguda en países de clima cálido, en los años 80 fue sindicado como el agente de una nueva entidad, la fiebre purpúrica brasilera. Esta es una enfermedad grave que afecta sobre todo a niños y que cursa con conjuntivitis, fiebre, petequias, púrpura, shock y muerte, hasta en el 70% de los casos. Las cepas responsables de este cuadro clínico se distinguen de otras de la misma especie por la presencia de ciertas proteínas de membrana externa y perfiles plasmídicos.

Haemophilus ducreyi Es el agente del chancro blando, enfermedad de transmisión sexual que cursa con úlcera genital no indurada y adenopatías inguinales. No se observa en nuestro país.

Bordetella El género Bordetella comprende tres especies. B. pertussis es el agente de la tos convulsa o pertusis; B. parapertussis y B. bronchiseptica causan enfermedad con menor frecuencia.

Bordetella pertussis MORFOLOGÍA Y METABOLISMO

Son bacilos Gram negativos cortos, ocasionalmente presentan formas filamentosas, y son capsulados. Presentan gránulos metacromáticos bipolares al ser teñidos con azul de toluidina. Son exigentes, especialmente en cultivos de aislamiento inicial; su desarrollo se logra en medios suplementados con agar sangre, papa, glicerol y carbón activado (Bordet Gengou). Para el aislamiento a partir de muestras clínicas se agrega penicilina para inhibir la flora orofaríngea. Como otros gérmenes exigentes, son muy sensibles a las temperaturas extremas y a la desecación. La incubación se lleva a cabo a 35 ºC durante 3 a 7 días en ambiente húmedo, luego de lo cual las colonias se hacen visibles presentando un aspecto de “gotas de mercurio”. La hemólisis es característica de las cepas virulentas. Es un germen aerobio estricto. No requiere de factores V ni X. Desde el punto de vista metabólico son relativamente inactivos: no fermentan prácticamente azúcares, no reducen nitratos, no producen indol, no poseen ureasa ni utilizan el citrato como fuente única de carbono. VARIACIÓN DE FASES

Las cepas recién aisladas, virulentas, producen colonias lisas o en fase I, que al ser sometidas a sucesivos pasajes in vitro experimentan variación de fase hacia formas no virulentas (fases II y III) o avirulentas, no productoras de toxina y rugosas (fase IV).

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PATOGENIA

La patogenia de la tos convulsa no ha sido aún bien aclarada; las investigaciones en esta área, destinadas al desarrollo de una nueva vacuna, han llevado al conocimiento de diversos factores de virulencia tales como: toxina de Pertussis, adenilato ciclasa extracelular, hemaglutinina filamentosa, toxina dermonecrótica, citotoxina traqueal y hemolisina. Adherencia B. pertussis se caracteriza por una predilección por el epitelio respiratorio ciliado, produce múltiples adhesinas que median la unión a los cultivos a células de mamíferos y que le permiten adherirse de forma específica al epitelio respiratorio. De éstas las más estudiadas son: la fitohemaglutinina (hemaglutinina filamentosa o Fha) y la toxina de Pertussis. • Fitohemaglutinina (Fha): es una proteína de alto peso molecular que forma estructuras filamentosas en la superficie de las células; aunque carecen de la organización de los pilis. Su nombre deriva de que aglutinan eritrocitos. Esta hemaglutinina se une a residuos de galactosa de glucolípidos sulfatados. Las células ciliadas presentan en sus membranas grandes niveles de estas sustancias, denominadas sulfátidos y esto puede explicar en parte la preferencia de B. pertussis en adherirse a ellas. • Toxina de Pertussis (Ptx): también llamada factor promotor de linfocitosis, esta toxina puede actuar como toxina y como adhesina. La Ptx es una proteína (exotoxina) hexamérica, pequeñas cantidades de ella pueden ser liberadas al medio, pero la mayoría permanece unida a la superficie bacteriana. Esta toxina es sin duda el mayor factor de virulencia. Es una proteína del tipo A-B cuya estructura hexamérica es similar a la de la toxina del cólera (aunque no idéntica), con una subunidad enzimática (S1) y 5 subunidades de unión (S2, S3, dos copias de S4 y S5). La subunidad S1 cataliza (al igual que la toxina colérica) la ribosilación del ADP de la célula del huésped a nivel de una proteína G, lo que determina finalmente un aumento del nivel del AMP cíclico. Esta aumenta los niveles de Gi activado. La proteína Gi pertenece a una familia de proteínas que regulan la actividad de la adenilato ciclasa de la célula eucariota. A diferencia de la toxina colérica, que actuando sobre la proteína Gs estimula la adenilato ciclasa, la toxina de Pertussis inhibe la desactivación de la adenilato ciclasa una vez que esta ha sido estimulada, actuando sobre Gi. Como se nota, a pesar de las similitudes estructurales con la toxina colérica, los cuadros clínicos que producen estas enfermedades son muy diferentes; lo que probablemente se vincule con el hecho de que estas bacterias tienen especificidad por distintos tipos de células. Ptx es responsable del aumento de las secreciones respiratorias y la producción exagerada de mucus que se observa en la tos convulsa. También se la ha responsabilizado de la encefalopatía que puede ser vista en los casos de enfermedad severa. Esta toxina puede además sensibilizar a la histamina, activar a las células de los islotes del páncreas y causar la tos paroxística que se ve en las primeras etapas de la enfermedad. • Adenilato ciclasa invasiva: B. pertussis produce una toxina que es capaz de producir AMP cíclico directamente, determinando una desregulación en la célula del huésped. Las cepas mutantes que carecen de esta toxina son avirulentas, aunque conservan la capacidad de colonizar las mucosas. Esto indica que esta toxina tiene un importante papel en los estadios tardíos de la enfermedad. Lipopolisacárido Este germen es capaz de producir al menos dos tipos de LPS. Las dos moléculas difieren a nivel del lípido A y en porciones de las cadenas de carbohidratos. Al igual que otros LPS,

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activa el complemento y estimula la liberación de citoquinas. Probablemente también sea el responsable de algunos efectos secundarios de la vacuna. CUADRO CLÍNICO

La tos convulsa o pertusis es una enfermedad severa de la infancia. Es sumamente contagiosa entre niños susceptibles. Entre sus manifestaciones locales se encuentran la bronquitis, con gran aumento de las secreciones respiratorias; éstas están compuestas por células epiteliales muertas, desprendidas de la mucosa respiratoria, células inflamatorias y bacterias. El flujo mucociliar está alterado por el daño de las células ciliadas y, debido a la sensibilización de los receptores de la tos, esta se desencadena fácilmente, en violentos accesos que le dan nombre a la enfermedad. La tos convulsa tiene además manifestaciones sistémicas como fiebre moderada y linfocitosis. Se ha estimado que alrededor del 20% de los casos son enfermedades atípicas, y esos pacientes son capaces de contagiar a otros individuos susceptibles. Después de la inhalación de gotitas infectadas, los gérmenes colonizan el tracto respiratorio. El período de incubación dura entre 5 y 21 días. En forma clásica se diferencian tres etapas en el curso de la enfermedad: • La etapa catarral o prodrómica dura 1 a 2 semanas; se trata de un cuadro clínico de infección inespecífica del aparato respiratorio superior. • La segunda etapa dura entre 1 y 6 semanas, y se caracteriza por la progresión hacia la tos paroxística. En cada episodio de paroxismo, el niño presenta entre 5 y 20 accesos de tos seca, forzada, emetizante. El paciente no tiene tiempo de respirar entre los diferentes accesos y puede ocurrir hipoxia. La inspiración final tiene lugar a través de la glotis estrechada, lo que produce un estridor característico. La ingestión de alimentos puede precipitar episodios de tos e impedir la adecuada alimentación. • La tercera etapa es la de convalecencia. La tos puede persistir durante varios meses y su curso no se altera con la administración de antibióticos. Es una enfermedad potencialmente mortal en lactantes con enfermedades cardíacas o respiratorias subyacentes, y puede ocasionar manifestaciones y secuelas neurológicas debido a la hipoxia. DIAGNÓSTICO

La tos convulsa es una enfermedad que, en países donde se aplica la vacuna DPT (ver mas adelante), puede presentarse en forma atípica; por lo tanto se requiere alta sospecha clínica para establecer el diagnóstico. Incluso con cuadros clínicos muy característicos otros agentes infecciosos pueden producir síndromes similares. Paraclínica Los estadios tempranos de la enfermedad frecuentemente se asocian con una leucocitosis de 12000 a 20000 por mm3 con 60% de linfocitos. El diagnóstico etiológico definitivo se establece al aislar el germen del paciente; lo que se logra sobre todo al inicio del período catarral. Habitualmente el aislamiento del germen no se realiza en forma rutinaria en laboratorios clínicos debido a que el diagnóstico suele ser tardío, con la aparición de la tos paroxística el germen ya no se aísla de las vías respiratorias. La muestra apropiada es la extraída de la nasofaringe. El aislamiento del germen depende de un cuidadoso transporte y procesamiento en medios adecuados. Para la identificación se realizan pruebas bioquímicas y serológicas, con antisueros específicos. Para el diagnóstico rápido también puede utilizarse la inmunofluorescencia directa. Esta técnica puede emplearse además para la identificación de las cepas aisladas.

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SENSIBILIDAD DE BORDETELLA A LOS ANTIMICROBIANOS

Eritromicina es la droga de elección para el tratamiento de la tos convulsa cuando éste esta indicado, aunque estudios in vitro indican que el germen es sensible a una amplia gama de agentes. Los antibióticos, en la segunda etapa de la tos convulsa no modifican los síntomas ni acortan la enfermedad, solamente disminuirían la diseminación y el contagio. Esto destaca la importancia de la profilaxis a través de la vacunación. INMUNIDAD

La protección contra nuevas infecciones no se correlaciona bien con los niveles de anticuerpos. En la inmunidad probablemente estén involucrados además mecanismos celulares como las células T citotóxicas. Apoyan esta teoría el hecho de que este tipo de mecanismos se ven en gérmenes con fases de vida intracelular y que B. pertussis es capaz de sobrevivir en ciertas líneas celulares derivadas de macrófagos. Debido a ello se ha postulado la existencia de una fase de crecimiento intracelular de este germen que, además de estos hechos, explicaría la persistencia del mismo en el huésped y el establecimiento del estado de portador. VACUNAS

La vacuna DPT, que se administra a los lactantes, consiste en gérmenes enteros muertos, junto con los toxoides tetánico y diftérico. Ciertos efectos secundarios indeseables de esta vacuna están determinados por el componente pertusis y no por los otros (tetánico o diftérico). Estos efectos secundarios son poco frecuentes, y se los puede agrupar en tres tipos: • Fiebre, malestar general y dolor a nivel del sitio de inyección, son los más frecuentes y se atribuyen a la reacción inflamatoria provocada por el lipopolisacárido de la pared celular y otras sustancias. • Convulsiones en aproximadamente 1 de cada 2000 niños vacunados; por ello la vacuna no se recomienda para niños con antecedentes de convulsiones. • Con una frecuencia muchísimo menor se producen enfermedades neurológicas severas, como encefalopatía; tal vez con una tasa de incidencia similar a la de poblaciones no vacunadas. La morbilidad por la enfermedad prolongada, la necesidad de hospitalización y la posibilidad de secuelas hacen comprender que los riesgos de la inmunización son mucho menores que los asociados a la enfermedad natural. La vacuna a células enteras contiene diversos antígenos Ptx, FHA, LPS, y aglutinógenos. Los niños vacunados con vacunas a células enteras muestran un aumento en los niveles de anticuerpos anti FHA, Ptx, LPS, aglutinógenos y proteínas de membrana externa. También se incrementan los títulos neutralizantes, sobre todo luego de tres dosis. Se han ensayado diversas vacunas acelulares; una de las más conocidas es la desarrollada en Japón. Es una vacuna que contiene diversos antígenos FHA, aglutinógenos y toxoide pertusis. Su eficacia es similar a la vacuna a células enteras; alrededor del 78%. No está desprovista de efectos secundarios, si bien son más leves. Se necesita adquirir más conocimientos acerca de epítopes que puedan ser útiles para desarrollar una vacuna acelular que no tenga efectos indeseables y cuyo costo permita usarla, aun en países subdesarrollados.

Brucella Los integrantes del género Brucella producen enfermedad fundamentalmente en animales y ocasionalmente en humanos. Son parásitos intracelulares facultativos, con poca actividad metabólica. Se han descrito distintas especies que en ciertos casos presentan una adaptación

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marcada por los distintos huéspedes. Brucella abortus infecta sobre todo a bovinos, B. suis al ganado porcino, B. melitensis a cabras y B. canis a perros. De estas especies las tres primeras son transmisibles al hombre, siendo B. abortus y B. suis las que causarían enfermedad en nuestro medio. En el hombre, la brucelosis se caracteriza por presentar una fase bacteriémica aguda, seguida de una etapa crónica que puede durar años y que afecta diversos parénquimas. MORFOLOGÍA Y METABOLISMO

Son cocobacilos pequeños de 1,2µ de longitud, Gram negativos, pero que a veces se tiñen de manera irregular. Son aerobios, inmóviles y no esporulados. Pueden tener cápsula. Al igual que otros parásitos intracelulares tienen necesidades nutricionales complejas. Para su desarrollo se requieren medios enriquecidos, como TSA agar soya-tripticasa con sangre. Son capnófilas. En medios sólidos, las colonias se desarrollan lentamente, haciéndose visibles en 3 a 5 días. Las cepas capsuladas dan colonias mucoides que se asocian a la virulencia. In vitro, con pasajes sucesivos las colonias se tornan rugosas, avirulentas. En medios líquidos pueden no desarrollar turbidez, por lo que cuando se estudian hemocultivos se recomienda hacer subcultivos sistemáticos a ciegas, por ejemplo, a los 2, 7 y 14 días. El medio de Castañeda utilizado para el cultivo de Brucella contiene a la vez un medio sólido y caldo en el mismo frasco (bifásico) que permite la observación directa de las colonias. Brucella utiliza hidratos de carbono pero no producen grandes cantidades de ácido ni gas como para ser utilizados en su identificación. Pueden ser oxidasa y catalasa positiva, producir sulfuro de hidrógeno y reducir nitratos a nitritos. Son sensibles a la acción del calor (mueren al pasteurizar la leche) y a pH ácido. La diferenciación entre las especies se hace sobre la base de la especificidad de huésped, la sensibilidad a colorantes, la producción de sulfhídrico, presencia de ureasa y requerimientos de CO2. Dentro de cada especie existen biotipos. La identificación y biotipificación en general se reserva a laboratorios de referencia. HUÉSPED

Existe cierta especificidad de huésped. En estos animales, se ha descrito la presencia de sustancias (una globulina y una lipoproteína) que suprimen el crecimiento de las variantes rugosas y por lo tanto favorecen la expresión de cepas lisas, virulentas. Los animales resistentes carecen de estas sustancias, de modo que en ellos ocurre un pasaje hacia formas rugosas. ESTRUCTURA ANTIGÉNICA

Dos antígenos denominados A y M se encuentran en distinta proporción en las cuatro especies, por lo que existen reacciones cruzadas en las pruebas serológicas. Poseen además un antígeno de superficie denominado antígeno L, similar al antígeno Vi de Salmonella. PATOGENIA

Si bien cada especie tiene un huésped principal, cualquiera de las especies puede infectar gran variedad de animales y al hombre. La puerta de entrada es a través de las mucosas o la piel. Una de las más comunes es el ingreso a través del aparato digestivo por la ingestión de leche no pasteurizada o sus derivados. El contacto de la piel con tejidos de animales infectados o la inoculación accidental con vacunas son otros factores que deben ser investigados. Desde la puerta de entrada y por vía linfática, los gérmenes llegan al conducto torácico y de allí a la circulación general que los distribuye por los diferentes órganos. Los sitios más afectados son

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el tejido linfático, hígado, bazo, médula ósea y sistema reticuloendotelial. En esos lugares se producen nódulos granulomatosos que pueden evolucionar a la abscedación. Más raramente ocurre osteomielitis, meningitis o colecistitis. La anatomía patológica muestra granulomas, constituidos por células epitelioides y células gigantes, con zonas de necrosis central y fibrosis periférica. CLÍNICA

En el ganado Brucella causa placentitis y aborto. Esto se ha vinculado a la presencia en las membranas fetales animales de eritrol, factor de crecimiento para el germen. La placenta humana no contiene eritrol y el aborto no es parte del cuadro clínico de la brucelosis humana. Cuadro clínico en el hombre Las cuatro especies tienden a producir cuadros clínicos de diferente gravedad. Así B. canis y B. abortus causan cuadros más leves, sin complicaciones supurativas. La infección por B. suis tiende a evolucionar a la cronicidad, con gran producción de focos de caseum y tendencia a la supuración. La infección por B. melitensis (Fiebre de Malta) causa cuadros más graves. Luego de un período de incubación de una a seis semanas, en forma insidiosa o repentina se inicia la enfermedad, con fiebre, astenia marcada, mialgias, artralgias, sudoración, a lo que se agregan adenopatías, esplenomegalia y, raramente, ictericia. En esta etapa los cultivos son positivos, si el paciente no ha recibido antibióticos. Los síntomas ceden en semanas o meses y las lesiones localizadas prosiguen su evolución. Luego de la etapa aguda puede desarrollarse una etapa crónica con astenia, artralgias, mialgias y otros síntomas. A veces se producen complicaciones serias tales como encefalitis, meningitis, neuritis periférica, espondilitis, artritis supurativa y endocarditis. En esta etapa los cultivos son negativos y puede ser difícil establecer el diagnóstico. El título de anticuerpos puede ser alto. DIAGNÓSTICO

En el hombre, el diagnóstico de brucelosis se basa en la sintomatología, los antecedentes epidemiológicos y debe ser siempre confirmado en el laboratorio. Este diagnóstico se establece con certeza al aislar el germen. Siempre se deben realizar hemocultivos en casos sospechosos. También se puede aislar el germen de sitios como médula ósea, hígado, bazo, o LCR, dependiendo del curso de la enfermedad. Debe trasmitirse al laboratorio la sospecha de brucelosis, no sólo porque se requieren técnicas y procedimientos especiales para aislar el germen, sino porque las muestras deben ser manipuladas con ciertas normas de bioseguridad (nivel de bioseguridad 3) ya que se han reportado casos de transmisión por aerosoles al personal del laboratorio. DIAGNÓSTICO SEROLÓGICO

Se dispone de test de aglutinación usando antígenos de B. abortus que detectan anticuerpos circulantes (tanto IgG como IgM) contra B. abortus, B. melitensis y B. suis. Las muestras de suero deben ser obtenidas lo antes posible, al inicio de la enfermedad, y una segunda muestra a las 2 ó 3 semanas de evolución. Anticuerpos tipo IgM se producen al inicio de la enfermedad, pero también en la etapa de cronicidad. La presencia de anticuerpos puede ser puesta en evidencia por técnicas de aglutinación, la prueba de Rosa de Bengala, inmunofluorescencia indirecta y otras. Títulos de 1:320 o más, y títulos crecientes en muestras sucesivas, permiten establecer el diagnóstico de brucelosis, mientras que la ausencia de anticuerpos aleja considerablemente esta posibilidad.

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SENSIBILIDAD A LOS ANTIMICROBIANOS

Dado que se trata de un patógeno intracelular, de lento crecimiento, los test de sensibilidad in vitro no sirven para predecir la respuesta a los antibióticos. Se utilizan asociaciones de drogas por períodos prolongados y que sean activas intracelularmente. Los regímenes más aceptados incluyen combinaciones de tetraciclina (o doxiciclina) con rifampicina por seis meses. Otras combinaciones posibles son tetraciclinas más aminoglucósidos o rifampicina y trimetoprím, en especial en niños. EPIDEMIOLOGÍA, PROFILAXIS Y CONTROL

Es fundamentalmente una zoonosis ocupacional, son patógenos animales y el contagio humano suele ser accidental, por contacto con tejidos, orina o leche de animales infectados. Las tasas de infección del ganado varían en los diferentes países. La leche no pasteurizada, sus derivados y la exposición laboral, son los antecedentes más frecuentes (veterinarios, personal de mataderos). Ocasionalmente el contagio ocurre por vía aérea. Los hombres se ven afectados con más frecuencia que las mujeres. Cierto porcentaje de infecciones pueden ser asintomáticas. La profilaxis de la enfermedad se logra a través de la vacunación del ganado con cepas vivas avirulentas. Para el control de la Brucelosis bovina se utiliza una vacuna preparada con B. abortus, cepa 19, que confiere inmunidad al animal de por vida, y es de bajo costo. El control de la enfermedad debe estar orientado a evitar la diseminación, erradicar los reservorios animales, pasteurizar la leche y disminuir el riesgo laboral.

Helicobacter En 1982, Marshall y Warren publicaron un trabajo que informaba acerca de la presencia de bacilos Gram negativos espirilares en biopsias gástricas de pacientes afectados de gastritis. Originalmente esta bacteria se denominó Campylobacter pyloridis. En 1989 se creó el género Helicobacter que agrupa varias especies, de las cuales 3 son patógenas para el hombre (H. pylori, H. fennelliae y H. cinaedi). Otras especies se encuentran en animales. MORFOLOGÍA Y METABOLISMO

Este género comprende bacilos Gram negativos curvos o espirilares. En cultivos viejos adoptan forma de bacilos o cocobacilos. Poseen fagelos únicos o múltiples. Se trata de gérmenes microaerófilos de lento desarrollo, cuya temperatura óptima de crecimiento es 37 °C. Presentan complejos requerimientos nutricionales y, habitualmente, son aislados en medios ricos con bases como agar brucella, suplementada con sangre y el agregado de antibióticos para inhibir otros gérmenes que puedan hallarse en la muestra. Las colonias demoran 3 a 4 días en hacerse visibles. Son catalasa y oxidasa positivos. Helicobacter pylori posee además una enzima ureasa que es útil para la identificación y el diagnóstico. HÁBITAT

Su distribución es mundial, ha sido aislado en pacientes de países desarrollados y no desarrollados, tanto en adultos como en niños pequeños. La vía de transmisión no ha sido aún determinada, probablemente sea fecal-oral u oral-oral. En los países en desarrollo la infección se adquiere temprano en la infancia, mientras que en Estados Unidos la edad de adquisición es mucho más tardía. La mayor incidencia de esta infección se asocia a malas condiciones socioeconómicas.

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El hábitat natural de H. pylori es la mucosa gástrica humana. El estómago, con su pH ácido no es un sector propicio para el crecimiento bacteriano. La enzima ureasa, producida en grandes cantidades por la bacteria, convierte la urea en amonio lo que crea condiciones más favorables para la sobrevida del germen. Además, la forma de espirilo y la movilidad le conferirían la capacidad de resistir la peristalsis. La adherencia por medio de adhesinas específicas también contribuiría a la persistencia de H. pylori en la mucosa gástrica. Luego de adquirida la infección, la bacteria reside en la mucosa sin invadir el epitelio. Se desencadena una respuesta inmune de tipo humoral pero no es eficaz para curar la infección. MECANISMOS PATOGÉNICOS, PAPEL EN LA ENFERMEDAD GASTRODUODENAL

H. pylori produce diversas sustancias que intervendrían en la patogenia de esta infección: ureasa, citotoxinas, mucinasa, lipasa, fosforilasa A, adhesinas y hemolisinas. El germen parece colonizar el estómago por años o décadas, causando inflamación gástrica leve y persistente; esta suele ser asintomática. En ciertos casos, y por factores aún no aclarados, (probablemente debido a características del huésped o de la cepa involucrada) la respuesta inflamatoria progresa. Entre los factores más estudiados que llevarían a la progresión de la inflamación están una citotoxina, una enzima con capacidad de producir vacuolización de las células y otras sustancias proinflamatorias. La asociación de gastritis crónica y úlcera péptica con la infección por H. pylori es muy fuerte y las tasas de infección por H. pylori son significativamente superiores en pacientes con úlcera péptica que en aquellos controles sanos. También existe asociación de la infección por H. pylori y úlcera duodenal; luego de un seguimiento de 10 años se demostró que pacientes con gastritis crónica superficial tienen un riesgo 13 veces mayor de desarrollar úlcera duodenal que los que no tienen gastritis. Por otra parte, el tratamiento de la infección lleva a la remisión de los síntomas o a la cura de la enfermedad, aunque no previene las recidivas. La gastritis superficial puede progresar a gastritis crónica atrófica, y más tarde desarrollar adenocarcinoma gástrico, por lo que H. pylori sería un factor de riesgo para este tipo de tumores. Se espera disponer, en un futuro no muy lejano, de modelos experimentales que permitan aclarar la patogenia de esta infección. MÉTODOS DE DIAGNÓSTICO DE LA INFECCIÓN POR H. PYLORI

Bacteriología Se realiza a partir de biopsias de mucosa gástrica o duodenal. Dichas biopsias son homogeneizadas y procesadas mediante examen directo y cultivo en medios y condiciones de atmósfera y temperatura ya analizados. Luego de 4 a 7 días las colonias aisladas son identificadas mediante microscopía y pruebas de oxidasa, catalasa y test de ureasa rápida. A parir de esos cultivos se pueden realizar estudios de susceptibilidad a drogas. La actividad de la enzima ureasa es tan importante que si se coloca un trozo de biopsia gástrica en caldo urea, la presencia de H. pylori se evidencia por la alcalinización del medio de cultivo en minutos a horas, lo que también se utiliza para el diagnóstico. Histología El estudio anatomopatológico de las biopsias ha demostrado ser muy sensible y específico para el diagnóstico de esta infección. Permite visualizar a las bacterias y sirve para determinar el tipo de lesión histológica (por ej. gastritis crónica superficial, etc.) y otras lesiones asociadas.

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Al igual que el cultivo tiene la desventaja de ser invasivo ya que se requiere de endoscopía digestiva para obtener la muestra. Prueba de la urea marcada con carbono radiactivo Consiste en administrar al paciente por vía oral urea marcada con 13C. De estar presente H. pylori en el tubo digestivo, la urea es hidrolizada a nivel gástrico por la ureasa liberando CO2 marcado. Este es detectado por técnicas espirométricas. Serología La respuesta de anticuerpos puede ser detectada en suero mediante diversas técnicas, resta por aclarar el valor de la serología, en el diagnóstico y seguimiento de los pacientes. TRATAMIENTO

Aún no se han establecido claramente la indicación ni el mejor plan terapéutico para erradicar la infección. En general se han usado planes que combinan uno o dos antibióticos activos a nivel gástrico con inhibidores de la bomba de protones.

Campylobacter Es un género de bacilos Gram negativos, de forma curva semejante a una “gaviota”, o de aspecto espirilar. La especie C. jejuni es la responsable de más del 95% de los casos de diarrea por Campylobacter. La importancia de este enteropatógeno se demostró en época relativamente reciente, cuando se dispuso de técnicas y medios de cultivo especiales y se conocieron sus condiciones de crecimiento. Necesita de medios ricos para crecer, una temperatura óptima de 42-43 ºC y un ambiente escaso en oxígeno (microaerófilo). Es agente común de diarrea aguda comunitaria (EPEC, Rotavirus, Campylobacter, etc.). En niños hospitalizados es la causa más frecuente de diarrea con sangre, después de Shigella. Se acompaña en general de fiebre y dolores abdominales. La concentración de leucocitos fecales eliminados en estos procesos es menor que en las shigelosis. Igual ocurre para Salmonella o Yersinia enterocolítica. En algunos casos (0,15%) se produce invasión sistémica y bacteriemia; esto ocurre en especial en pacientes añosos o inmunocomprometidos. La infección por C. jejuni es actualmente reconocida como un antecedente de riesgo para el desarrollo del síndrome de Guillain-Barré, una neuropatía periférica que se atribuye a reacciones inmunopatológicas por similitud entre los antígenos lipopolisacáridos superficiales de esta bacteria y los del tejido neural. Las infecciones por este germen predominan en verano, pero se siguen observando en otoño y ya iniciados los fríos. El reservorio de Campylobacter es muy extenso, ya que la mayor parte de los animales domésticos pueden ser afectados y transmitir la infección por sus heces, o por los alimentos que de ellos se obtienen, si bien la bacteria no se multiplica habitualmente en los mismos. Es también frecuente la transmisión fecal-oral interhumana. La mayor parte de los infectados excretan el germen durante 4-7 semanas. Aun se discute la patogenia de la diarrea producida por C. jejuni. Muchas cepas son invasoras de las células epiteliales; algunas producen citotoxinas y otras elaboran enterotoxinas semejantes a las de Vibrio cholerae o de Escherichia coli. Existen otras especies como C. coli, C. laridis, etc., que han sido asociadas a diarrea en humanos. Campylobacter puede ser observado en frotis de materias fecales diarreicas teñidos con Gram, si la coloración de contraste se realiza con fucsina de Ziehl y no con safranina.

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El cultivo se realiza por siembra directa en medios ricos y selectivos, con agregado de antibióticos, o sin sustancias inhibitorias, si se filtra previamente la muestra a través de membranas de 0,45um, que pueden atravesar gracias a su delgadez y gran movilidad, como ocurre con Leptospira. Se pueden practicar cultivos de enriquecimiento con posterior reaislamiento. Las colonias de Campylobacter aparecen como gotas de agua extendidas sobre la placa, y su identificación debe ser confirmada por observación microscópica de su aspecto y movilidad, reacción de catalasa y oxidasa positivas, y otras características metabólicas. Es posible clasificarlos en serotipos según sus antígenos superficiales proteicos y lipopolisacáridos, o en genotipos por análisis de sus ácidos nucleicos. C. jejuni es habitualmente sensible a macrólidos y quinolonas, y resistente a betalactámicos.

Bibliografía •

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Koneman E. Diagnóstico Microbiológico, Atlas Color y Texto. 5ta. ed. Buenos Aires: Editorial Medica

ders;1998. Panamericana; 1999.

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Principales grupos de bacilos gramnegativos no exigentes G. Algorta, F. Schelotto

Introducción El gran grupo de bacilos Gram negativos no exigentes incluye diferentes familias y géneros, muchos de ellos muy frecuentes en patología médica. Comparten algunas características tales como poseer en su pared externa un lipopolisacárido (LPS), que les otorga características patogénicas particulares, tóxicas, la llamada endotoxina de las bacterias Gram negativas. Muchos de ellos son ubicuos, encontrándose muy difundidos entre los animales y la naturaleza, pudiendo causar enfermedad en el hombre y los animales como es el caso de Salmonella; otros, aunque bien adaptados al medio ambiente, son patógenos humanos exclusivos, por ejemplo Vibrio cholerae; por último, otros se encuentran bien adaptados a su huésped, como por ejemplo Shigella. Algunos de estos bacilos Gram negativos poseen atributos de virulencia bien definidos, comportándose como patógenos primarios, Yersinia pestis, Salmonella typhi, responsables de la Peste y la Fiebre tifoidea respectivamente. Otros, tales como Acinetobacter y Pseudomonas producen infecciones oportunistas. Es de destacar que algunos de ellos, como Escherichia coli, forman parte de la flora normal del tubo digestivo y permanecen en él sin causar enfermedad, siempre y cuando no se modifiquen las condiciones de su hábitat. En este capítulo se hará énfasis en aquellas familias, géneros y especies que se encuentran más frecuentemente relacionados con la patología humana.

Enterobacteriaceae Esta familia comprende un número muy variado de géneros y especies bacterianos cuyo hábitat natural es el tubo digestivo del hombre y los animales. No todos los bacilos Gram negativos que tienen este hábitat forman parte de la familia Enterobacteriaceae. Se los encuentra en el suelo, agua, frutas, vegetales y otras plantas, y en los animales, desde los insectos al hombre. La familia está definida por un conjunto de características fenotípicas (bioquímicas, fisiológicas e inmunológicas) a las que se han agregado posteriormente otros elementos establecidos por técnicas de hibridación de ácidos nucleicos que miden distancias evolutivas y han definido mejor la interrelación de todos los microorganismos integrantes de la familia. Son bacilos Gram negativos rectos, con un diámetro de 0.3 a 1.5 micras. Si son móviles, presentan flagelos perítricos. No forman esporos. Desarrollan en presencia o en ausencia de oxígeno (aerobios-anaerobios facultativos). Desarrollan rápidamente en medios simples, no siendo exigentes desde el punto de vista nutricional. Algunos desarrollan en glucosa como

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única fuente de carbono, mientras otros requieren el agregado de vitaminas o minerales en el medio de cultivo. Son quimioorganotrofos, poseen metabolismo fermentativo y respiratorio. Son catalasa positivos y oxidasa negativos; reducen los nitratos a nitritos. El contenido de Guanina + Citosina del DNA total es de 38 a 60 moles %. En los medios de cultivo forman colonias lisas, convexas y circulares de bordes definidos. Algunas especies desarrollan colonias más mucoides que otras (por ejemplo Klebsiella). CARACTERES BIOQUÍMICOS

Los bacilos Gram negativos que integran esta familia pueden identificarse por medio de la expresión fenotípica de algunos caracteres genéticos. Los métodos utilizados tienen como principio: • La investigación de la fermentación de azucares o alcoholes en un medio peptonado con el agregado de un indicador de pH para detectar la producción de metabolitos ácidos. • La investigación de la utilización de un substrato como única fuente de C. • La investigación de producción de ciertas enzimas sobre substratos generadores de color. • La investigación de la producción de un metabolito, producto final característico de una vía metabólica. • La investigación de la aptitud de desarrollar en presencia de un inhibidor. CARACTERES ANTIGÉNICOS

Los microorganismos pertenecientes a la familia Enterobacteriaceae poseen una estructura antigénica compleja. Los antígenos O, antígenos somáticos Son la parte más externa del LPS y están formados por unidades polisacáridas repetidas. Algunos contienen un único azúcar. Son termoestables y alcohol-estables, detectándose por aglutinación simple. La naturaleza de los grupos terminales y el orden en que estos azucares están dispuestos en las unidades repetitivas determina la especificidad de los numerosos antígenos O. Un mismo microorganismo puede poseer varios antígenos O. Cada género está asociado a grupos antigénicos específicos, por ejemplo la mayoría de los serotipos de Shigella comparten uno o más antígenos O con Escherichia coli (Shigella y E. coli pertenecen al mismo género). Por otra parte E. coli puede tener reacciones cruzadas con especies de los géneros Klebsiella y Salmonella. En E. coli algunos antígenos somáticos están asociados con fenotipos virulentos específicos, por ejemplo E. coli O:111 y O:119 son frecuentemente agentes etiológicos de diarrea aguda en los niños pequeños. Los antígenos K, externos a los antígenos O Algunos constituyen una verdadera cápsula visible al microscopio, como sucede con Klebsiella, mientras que en E. coli por ejemplo, su estructura no es visible al microscopio óptico y se los denomina antígenos de envoltura por comportarse como si envolvieran la bacteria volviendo inaglutinable el antígeno O de la pared. Son de naturaleza polisacárida. Otros antígenos de envoltura pero de naturaleza proteica se presentan como fimbrias. Los antígenos H, flagelares Son de naturaleza proteica. Esta proteína que constituye los flagelos es llamada flagelina. Este antígeno es termolábil y destruido por el alcohol. El contenido de aminoácidos y el

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orden en que estos se encuentran en las flagelinas determina la especificidad de los diversos antígenos. Como ya fue mencionado, los flagelos bacterianos están compuestos de un solo tipo de proteína. En Salmonella existe variación de fase. Como resultado de ello, la proteína flagelar puede ser de dos tipos por medio de un mecanismo de regulación genética (inversión sitio específico), que involucra: • dos genes que codifican las dos proteínas, pero solo uno se expresa en cada momento; • un gen represor de uno de estos genes; • y la inversión de un segmento de DNA que modifica la dirección de la transcripción. CARACTERÍSTICAS PATOGÉNICAS

Se ha asociado a cepas de Enterobacteriaceae con abscesos, neumonías, meningitis, septicemia, infecciones de heridas, infecciones de las vías urinarias e intestinales. Son el componente mayor de la flora normal intestinal, pero son relativamente poco frecuentes en otros sitios del organismo. Algunas especies son importantes como causa de infecciones nosocomiales. Significan el 50% de todos los aislamientos clínicos y el 80% de los bacilos Gram negativos. Representan el 50% de los casos de septicemia y más del 70% de las infecciones urinarias. Hasta 1940 solo Salmonella y Shigella estaban relacionadas con gastroenteritis humana. Actualmente es bien conocido que algunas variantes patogénicas de E. coli son causa significativa de enfermedad diarreica y que cepas invasivas de Yersinia enterocolítica son causa de diarrea y adenitis mesentérica. Clásicamente se han descrito a las especies no relacionadas con enfermedad diarreica, como agentes de infecciones oportunistas, capaces de producir enfermedad en el hospedero inmunocomprometido o por transposición de flora. Es importante destacar, algunas excepciones ya mencionadas. Por otra parte salvo Shigella que raramente causa infecciones fuera del tracto gastrointestinal, muchas especies de Enterobacteriaceae causan frecuentemente infecciones extraintestinales. ESCHERICHIA COLI

Es llamada así en honor del pediatra que la aisló y caracterizó en 1885. Junto a otras especies de incidencia excepcional, forma el género Escherichia. Constituye la especie dominante de la flora aerobia del tubo digestivo, más de 10 serotipos coexisten normalmente en el mismo individuo. Son estas mismas bacterias integrantes de la flora normal las que pueden causar en diversas circunstancias infecciones abdominales, septicemias, meningitis, etc. El poseer determinadas características antigénicas, como el antígeno de envoltura K1, muy parecido por su composición en ácido siálico al antígeno capsular de Neisseria meningitidis del grupo B, daría a este germen potencialidades invasivas. El 80% de E. coli aisladas de meningitis del recién nacido poseen este antígeno K1. Por otra parte el poseer plásmidos que portan genes que codifican para la producción de diferentes adhesinas, enzimas o enterotoxinas otorga a E. coli características patogénicas particulares y la capacidad en una u otra circunstancia, dependiendo de la o las proteínas producidas, de dar infecciones urinarias o gastrointestinales. Los caracteres bioquímicos para la identificación de esta especie se describen en la tabla correspondiente. Es habitualmente fermentador de la lactosa, urea y citrato negativo, indol positivo y móvil. Desde el punto de vista antigénico en E. coli se han descrito más de 150 serogrupos O. Poseen antígenos de envoltura polisacáridos K, que, como es habitual en el mundo bacteriano, permiten a la bacteria resistir más fácilmente la fagocitosis que las bacterias no capsuladas.

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Asimismo se describen más de 56 antígenos H que permiten completar su clasificación en serotipos O:H. De lo dicho se desprende que una tipificación antigénica completa es resorte de laboratorios especializados y no forma parte del trabajo corriente de los laboratorios. Patogenia Como ya fue mencionado E. coli puede integrar la flora normal, causar diarrea, infección urinaria, meningitis, etc. Pero una cepa que causa diarrea no causara infección urinaria ni meningitis. La versatilidad de este microorganismo esta dado porque E. coli ha adquirido conjuntos diferentes de genes de virulencia. E. coli es un excelente ejemplo de que el poseer un conjunto de genes es lo que hace que una bacteria sea patógena, y no la designación de género o especie. Se ha propuesto para E. coli agente de diarrea una clasificación de acuerdo a sus mecanismos de virulencia, los llamados virotipos. Aunque arbitraria, esta clasificación es muy útil. Se describen 5 virotipos. E. coli enterotoxigenico (ETEC), E. coli enteroagregativo (EAggEC), E. coli enteropatogénico (EPEC), E. coli enterohemorrágico (EHEC), y E. coli enteroinvasor (EIEC). E. coli enterotoxigénico (ETEC) Se parece mucho a V. Cholerae; la enfermedad que produce es similar, pero más leve. Adhiere a la mucosa del intestino delgado, no la invade, y elabora toxinas que causan diarrea. No hay cambios histológicos en las células de la mucosa y hay muy poca inflamación. Clínicamente hay diarrea acuosa, vómitos y raramente fiebre. Es la llamada infección no inflamatoria del intestino delgado. Esta clase de E. coli causante de diarrea está integrada por numerosos serogrupos y serotipos (O:6, O:8, O:25, O:78, etc.), ya que los determinantes patogénicos (fimbrias y toxinas) están codificados en plásmidos transferibles. Su identificación es compleja, ya que requiere la detección de su DNA característico (por sondas o PCR), o la demostración por ELISA de la producción de toxinas en cepas que pueden encontrarse en forma minoritaria en el coprocultivo. Factores de virulencia

Para adherirse a las células de la mucosa ETEC produce diversos tipos de pili. Un tipo de ellos, los llamados factores antigénicos de colonización I y II (CFA/I y CFA/II) y otros, parece contribuir fuertemente a la colonización por estos microorganismos. Los receptores para estas adhesinas están aun en estudio, pero se piensa que son glicoproteínas. Los genes que codifican para CFA están frecuentemente localizados en plásmidos. La diarrea producida por cepas de ETEC es causada por la acción de dos diferentes toxinas: toxina termolábil (LT) y toxina termoestable (ST). Hay dos LT y su estructura y mecanismo de acción es el de la toxina colérica. Tienen diferencias en la excreción de la célula bacteriana y en la regulación genética de su síntesis. ST es una familia de pequeñas toxinas polipeptídicas. Los genes que codifican para LT y ST son portados por plásmidos. A menudo el mismo plásmido lleva los genes de las adhesinas y toxinas. E. coli enteroagregativo (EAggEC) Son agentes de diarrea persistente en niños. Las cepas de EAggEC se parecen a ETEC en que se unen a las células intestinales, no son invasivas y no causan modificaciones histológicas

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en las células de la mucosa. Difieren de ETEC en que no adhieren en forma uniforme sino que lo hacen en pequeños agregados. Factores de virulencia

Estas cepas poseen unas estructuras fibrilares muy delgadas que se presumen son los pili de adherencia. Aunque es posible que estos pili promuevan la adherencia de estas bacterias entre sí, más que la adherencia a la célula del hospedero (forma de adherirse en agregados). Producen una toxina similar a ST llamada EAST (ST enteroagregativa). Otra toxina producida por EAggEC es una toxina muy similar a una hemolisina producida por cepas de E. coli que causan infecciones urinarias. Esta toxina no hidroliza eritrocitos pero produce poros en las membranas celulares del hospedero. E. coli enteropatógeno (EPEC) EPEC es causa de diarrea severa en niños pequeños, de gran trascendencia en países subdesarrollados. EPEC exhibe un patrón de adherencia en parches, pero no forma el mismo tipo de agregados que EAggEC. A diferencia de las anteriores, la adherencia de EPEC produce alteraciones importantes en la ultraestructura de las células del huésped. Las células a las que EPEC está adherida alargan las microvellosidades donde EPEC no se encuentra y éstas desaparecen en el sitio donde la bacteria está adherida. Este fenómeno se refiere como de unión y borramiento, y es el resultado de un reordenamiento de actina en la vecindad de la bacteria adherida. EPEC es más invasora que las anteriores y se produce una reacción inflamatoria. Esta clase de E.coli está integrada por varios serogrupos, en general los serogrupos asociados con EPEC están limitados a este virotipo (existen excepciones). Factores de virulencia

La diarrea producida por EPEC es una enfermedad más compleja y se piensa que sucede en tres etapas. En un inicio, hay una asociación de la célula bacteriana a la célula del hospedero llamada unión no íntima, mediada por pili. Este pili llamado Bfp parece no ser la única adhesina de EPEC. Posteriormente a través de un sistema dependiente de contacto llamado sistema de secreción tipo III la bacteria infecta proteínas desde el citoplasma bacteriano directamente desde el citoplasma de la célula eucariota, produciendo alteraciones en la función de la céulla eucariota con activación de enzimas celulares y aumento de los niveles de Ca++ intracelular, probablemente debido a fosforilación de proteínas del citoesqueleto y la activación de enzimas despolimerizantes de actina. La bacteria se asocia entonces más próximamente con la célula del hospedero (unión íntima) produciéndose un reagrupamiento de actina en la vecindad de la superficie celular. Histológicamente la deformación de algunas microvellosidades y la destrucción de otras se acompaña de la formación de estructuras similares a pedestales en la célula, por debajo del sitio de adherencia de la bacteria. Estos pedestales son fibras densas de actina. La unión íntima esta mediada por una proteína de membrana externa llamada intimina, que adhiere a receptores translocados por la bacteria al enterocito junto a otras señales proteicas (TIR: translocated intimin receptor). Otras proteínas se encuentran también involucradas en este proceso. Algunas bacterias son posteriormente internalizadas dentro de vesículas fagocíticas. Los genes que codifican los pili Bfp están localizados en plásmidos EAF, pero la mayor parte de los factores patogénicos están codificados en el cromosoma bacteriano.

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E. coli enterohemorrágico (EHEC) Se ha reconocido recientemente a EHEC como responsable de cuadros graves. Estas cepas causan una enfermedad que clínicamente se parece a la disentería producida por Shigella, aunque no invade las células de la mucosa. La enfermedad producida por EHEC puede complicarse con síndrome urémico hemolítico (SUH) que puede llevar al paciente a la muerte por falla renal aguda. O157:H7 es el serotipo característico de este grupo de EHEC. Los cultivos STEC abundan en el intestino de bovinos y otros animales. Pertenecen habitualmente a serotipos no frecuentes en infección humana, pero pueden transferir sus atributos patogénicos a cepas adaptadas al hombre. Un factor importante de diseminación de estas bacterias es la posibilidad de contaminación de la carne durante la faena. La mala cocción de la carne mezclada en hamburguesas y usada en la preparación de comidas rápidas ha llevado a la existencia de brotes de diarrea o SUH causados por STEC O157 en países desarrollados. En nuestro país, se han estudiado en los últimos años algunas decenas de pacientes con SUH, presentándose en forma de casos aislados, sin relación aparente entre ellos. Factores de virulencia

VTEC posee adhesinas fimbriales codificadas en un plásmido de virulencia de 60 mda., y genes cromosómicos y plasmídicos que median en los enterocitos del colon un efecto de fijación y borramiento de las microvellosidades similar al que produce EPEC en el intestino delgado. A diferencia de EPEC, EHEC produce toxinas iguales o parecidas a la toxina Shiga, por lo cual se los llama también STEC (Shiga Toxin E. Coli). Estas sustancias proteicas constituyen una familia de exotoxinas (VT1, VT2, VT2vha, VT2vhb, etc.) llamadas también verotoxinas por su acción citotóxica sobre cultivos de células Vero de laboratorio. Cada bacteria puede codificar una o más variantes. La diarrea con sangre y el SUH asociado a STEC son principalmente debidas a la producción de toxinas Stx, aunque existen otros factores participantes como la enterohemolisina y otros productos microbianos. Las citotoxinas son producidas localmente y contribuyen a la patología intestinal, pero pasan a la sangre produciendo efectos sistémicos que derivan principalmente de la alteración endotelial microangiopática, que favorece la fragmentación globular, la glomerulopatía y otras alteraciones parenquimatosas. Los genes que codifican para las STX se encuentran en fagos temperados, lo que permite a otras cepas productoras de diarrea adquirir capacidad toxigénica y producir una forma grave de enfermedad. E. coli enteroinvasor (EIEC) EIEC produce una enfermedad indistinguible de la disentería producida por Shigella. Los pasos en la invasión y diseminación célula a célula parecen ser idénticos a los de Shigella. A diferencia de ésta no produce toxinas, por lo cual no se han descrito casos de SUH en relación a estas cepas. Al igual que Shigella muchos de los genes involucrados residen en un gran plásmido de virulencia. La mayoría de estos gérmenes son inmóviles, anaerogénicos, no decarboxilan la lisina y no utilizan la lactosa (lactosa negativos). Pertenecen a un conjunto de serogrupos característicos, bien estudiados por la escuela microbiológica brasileña. E. coli uropatogénico Las infecciones del tracto urinario comienzan generalmente con la colonización de la uretra por cepas originarias del colon previa colonización de la vagina. Una de las mayores defensas del huésped es la acción lavadora de la orina. Las bacterias que no se pueden adherir van a

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ser lavadas más rápidamente de la vejiga de lo que tardan en multiplicarse. Por otra parte las bacterias que adhieren están más cerca de la mucosa y tienen mayores facilidades para provocar respuesta inflamatoria. Numerosas adhesinas de E. coli uropatógeno han sido estudiadas. Los pili tipo 1 contribuyen a la colonización de la vagina y parecen intervenir muy poco en la adherencia al resto del aparato urinario. La adhesina más importante, sobre todo en cepas que causan infección renal es pili P. Hay diversidad antigénica en estos pili pero todos reconocen el mismo carbohidrato como receptor, globobiosa. Este azúcar se encuentra unido a una ceramida anclada en la membrana de las células del huésped. Estas cepas pueden poseer otras adhesinas que no son pili, por ejemplo adhesinas afimbriales (AFAI, AFAIII) o la adhesina Dr, que reconoce al antígeno del grupo sanguíneo Dr como receptor. En general las cepas de E. coli uropatogénico producen múltiples adhesinas por combinación de diferentes tipos de pili o diferentes serotipos del mismo pili. Esto podría permitir a las bacterias adaptarse a diferentes superficies mucosas y ambientales, brindándole un mecanismo de evasión de las defensas del hospedero. En cuanto a la respuesta inflamatoria, hay evidencias de que LPS junto a pili P actúan sinérgicamente provocando esta respuesta. Por otra parte, algunas cepas uropatogénicas de E. coli producen una exotoxina llamada hemolisina, porque lisaba eritrocitos, aunque luego se vio que también lisaba otras células. Esta hemolisina (HlyA) pertenece a una gran familia de hemolisinas llamadas RTX. Todas ellas actúan creando poros en las membranas celulares de los eucariotas. En el ratón las cepas que poseen HlyA y pili P colonizan la vejiga, el riñón y matan dos tercios de los ratones testados, por otra parte cepas isogénicas que producen solo pili P, colonizan pero no causan daño renal ni muerte. Las cepas que no poseen pili y no producen hemolisina no colonizan. Al menos en el modelo animal la hemolisina media el daño renal. Los genes que codifican para pili P están agrupados en el cromosoma. El conjunto contiene genes para la subunidad mayor (pap A), para las proteínas del tip (pap E, F, G), para proteínas de procesamiento y ensamblado (pap C, D, H, J, K) y proteínas reguladoras (pap B, I). Salvo el gen I los demás forman un operón transcripto desde un solo promotor. Por otra parte los genes para hlyA también están agrupados y en proximidad de los genes para pili. A las regiones que contienen los genes de virulencia se las ha llamado islas de patogenicidad. SHIGELLA

Como ya fue mencionado Shigella son bacterias estrictamente humanas. Como sucede frecuentemente esta adaptación se produce con pérdida de funciones. Shigella, que por hibridación se encuentra tan cercano a E. coli que podrían pertenecer a una misma especie, a diferencia de éste son auxotrofos, inmóviles, poco glucidolíticos, y prácticamente no producen gas en la fermentación de glucosa. Los caracteres bioquímicos se describen en la tabla correspondiente. En base a los caracteres bioquímicos y antigénicos se describen cuatro especies. S. dysenteriae, S. flexneri, S. boydii y S. sonnei. Estas especies se subdividen en serotipos sobre la base de un factor somático O característico. Shigella produce una enfermedad inflamatoria aguda del colon con diarrea sanguinolenta, que en su presentación más característica se manifiesta como una disentería o diarrea disenteriforme. Este síndrome clínico está caracterizado por deposiciones de poco volumen con mucus, pus y sangre; cólicos y tenesmo, acompañados de fiebre; además es característica la presencia de abundantes leucocitos en el frotis de materias fecales. Se trasmite de persona a persona directamente por las manos contaminadas o indirectamente por alimentos o agua contaminados con heces humanas. Se necesita una dosis infectante pequeña para causar

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enfermedad; frecuentemente unas pocas centenas de bacterias ingeridas son suficientes para provocarla. En el adulto sano es una enfermedad autolimitada aunque molesta; en los niños pequeños y de poblaciones marginadas puede ser una enfermedad grave que lleve al niño a la muerte. Se trata de una enfermedad más frecuente en poblaciones con mal saneamiento. Puede ser esporádica o dar lugar a brotes extensos, e incluso a endemias en instituciones cerradas como cárceles u organizaciones para discapacitados. La eliminación fecal de los gérmenes puede prolongarse por varias semanas. Un porcentaje de los enfermos pueden complicarse, presentando alteraciones hidroelectrolíticas, neurológicas (letargia, cefalea, convulsiones) o fallo renal (HUS), esto ultimo cuando se trata de S. dysenteriae 1. Patogenia Shigella es un buen modelo de enfermedades en las cuales la bacteria invade las células del hospedero, se replica en su citoplasma y se disemina de célula a célula. Existen dificultades al no poseer un modelo animal claro, salvo el mono, para estudiar los factores de virulencia. La mayoría de las investigaciones han utilizado cultivos celulares (células HeLa, macrófagos o fibroblastos de pollo), el test de la queratoconjuntivitis de Sereny realizado en el ojo del cobayo y ensayos en asa ileal aislada de conejo. En estudios realizados en células HeLa, la bacteria se adhiere en una primer etapa a las célula del hospedero. Probablemente los receptores sean proteínas llamadas integrinas. Esta adherencia provoca reorganización de la actina (proteína mayor del citoesqueleto de la célula del huésped), polimerización y formación de filamentos no solubles en la vecindad de la unión bacteriana. Esto provoca la formación de seudópodos y de esta forma células normalmente no fagocíticas de la mucosa ingieren las bacterias adheridas. Esta invasión es mejor descrita como fagocitosis inducida. Jugando el papel activo la célula del hospedero, la bacteria tiene un papel relativamente pasivo luego de la estimulación inicial. Luego de ingeridas, las bacterias se liberan de su vesícula de endocitosis y se multiplican en el citoplasma de las células. Posteriormente las bacterias utilizan filamentos de actina en su vecindad y comienzan a moverse a través de la célula del hospedero. Eventualmente las bacterias pueden diseminarse a células adyacentes. Esto se ha llamado ICS (diseminación intercelular, en inglés: intercellular spread). En este movimiento se polimeralizan filamentos de actina en uno de los extremos de la bacteria, creando colas similares a cometas que propelen las bacterias a través del citoplasma. Una proteína bacteriana alojada en la membrana externa, llamada IcsA se requiere para este movimiento. IcsA se localiza en un extremo de la bacteria y tiene actividad ATPasa. Eventualmente la bacteria puede tomar contacto con la membrana que separa dos células, protruir y escapar a la célula vecina. En trabajos realizados en células polares, Shigella no se une a los polos apicales de estas células diferenciadas. Las integrinas se encuentran solo en la superficie basal de la mucosa. Por lo que otro modelo se ha propuesto para la entrada inicial de Shigella. Esta se haría en tres etapas. En primer lugar, Shigella atraviesa la mucosa a través de las células M de las placas de Peyer, células fagocíticas naturales cuyo papel principal es tomar antígenos del lumen intestinal por fagocitosis y presentarlos al tejido linfoide subyacente de las placas de Peyer. En una segunda etapa, Shigella usa sus invasinas para invadir las células de la mucosa desde abajo, donde están ubicadas las integrinas, para, en una tercera etapa, diseminarse a células adyacentes, causando la muerte de estas células e inflamación. La forma como se produce la muerte de las células no esta del todo aclarada. Por un lado, cuando las bacterias están multiplicándose en forma intracelular disminuyen los niveles de ATP de la célula y aumentan dramáticamente los niveles de piruvato, indicando una alteración del metabolismo energético. Por otra parte, Shigella puede inducir la muerte celular programada

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en los macrófagos, un fenómeno llamado apoptosis, lo que sugiere otra vía de muerte celular y, por supuesto, de inflamación. El LPS contribuiría también al daño celular. Shigella dysenteriae fue aislada por primera vez por Shiga en 1896, durante una epidemia de disentería en Japón. Produce una toxina, denominada toxina de Shiga, que está asociada al espacio periplásmico y se libera durante la lisis bacteriana. Esta posee una subunidad denominada A que tiene acción enzimática y 5 subunidades chicas B, cuya acción es de fijación a la célula intestinal, endotelial, etc., a través de receptores glicolípidos Gb3 de la membrana celular. Una vez que ingresa a la célula por endocitosis, A inhibe la síntesis proteica, clivando un residuo adenina de la subunidad 28 S del ribosoma eucariota, e inhibiendo la función del factor de elongación 1. Se ha visto que la toxina no es esencial para la invasión ni para la muerte de la célula intestinal. Sí se piensa que juega un rol fundamental en la patogenia del SUH. En nuestro país, S. dysenteriae es una bacteria rara. Los 2 aislamientos que tenemos registrados en los últimos 30 años no corresponden al tipo 1. Los casos de SUH que se diagnostican localmente no parecen deberse a este germen, sino a VTEC. S. boydii se aísla también en forma esporádica. Las especies de Shigella prevalentes en nuestra población son S. sonnei, que es lactosa positiva tardía, y forma en agar MacConkey colonias relativamente grandes y rosadas, confundibles con otras enterobacterias, y S. flexneri, que predomina todos los años. Muchas de las cepas de S. flexneri recuperadas de los niños montevideanos son resistentes a la ampicilina, al cotrimoxazol, o a ambos productos, utilizados tradicionalmente para el tratamiento de estas infecciones. S. sonnei sigue siendo habitualmente sensible. Muchos de los genes que intervienen en la adherencia, invasión de la mucosa y diseminación se encuentran en un gran plásmido de virulencia. Los genes que intervienen en la invasión son llamados Ipa. Dos de las proteínas codificadas por estos genes, IpaB y IpaC se encuentran expuestas en la superficie de la bacteria y pueden encontrarse libres en el líquido extracelular. Otras proteínas no están aun bien estudiadas. IpaB no sólo intervendría en la invasión sino que también lo haría en la liberación en el citoplasma por lisis de las vesículas, probablemente por formación de poros en la pared de las mismas. Algunos loci cromosómicos contribuyen a la invasión pero codifican sobretodo proteínas reguladoras. Otros genes involucrados en las etapas posteriores de la patogénesis de Shigella se encuentran también en el cromosoma (por ej.: toxina Shiga).

SALMONELLA

La mayoría de los serotipos de Salmonella habitan el intestino del hombre y los animales. Hay algunos serotipos que se encuentran adaptados a una sola especie animal, como por ejemplo Salmonella typhi, responsable de la fiebre tifoidea, que se encuentra solamente en el hombre. Las características patogénicas son tan variadas como su hábitat natural. Las salmonelosis se pueden dividir según las presentaciones clínicas en: • Formas digestivas, gastroenteritis, el más frecuente de los cuadros clínicos causados por Salmonella. Estas son las diarreas del niño pequeño y las clásicas toxiinfecciones alimentarias, consecutivas a la ingestión de alimentos contaminados con una cepa de Salmonella. • Formas septicémicas, graves, prototipo de las cuales es la fiebre tifoidea. • Formas diversas de gravedad variable: meningitis, osteítis, etc.; mucho menos frecuentes. La clasificación de Salmonella es compleja. Dentro del género Salmonella prácticamente una única especie tiene importancia en patología humana y animal y una única subespecie

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llamada Salmonella enterica subespecie enterica, pero se describen aproximadamente 2000 serotipos dentro de esta subespecie, por lo que corrientemente se los llama por el nombre del serotipo, por ejemplo Salmonella typhi, ya mencionada, o Salmonella enteritidis. Salmonella son móviles y, salvo los serotipos bien adaptados a una especie animal, son prototrofos. Las características bioquímicas se describen en la tabla correspondiente. Desde el punto de vista antigénico, poseen antígenos O somáticos, antígenos de envoltura y antígenos flagelares H con dos especificidades antigénicas expresadas alternativamente, como ya fue descrito. Presentaciones clínicas Gastroenteritis: los síntomas aparecen 6 a 24 horas luego de la ingestión del alimento o agua contaminados, y pueden durar hasta una semana o más. Náuseas, vómitos, dolor abdominal y diarrea, son los síntomas principales. La severidad varía de una persona a otra, pudiendo llegar a presentar dolores que hagan pensar en apendicitis y diarreas severas, inclusive con sangre. La mayoría de los casos ocurren en niños menores de 10 años y los síntomas pueden ser más severos en este grupo. La infección puede volverse sistémica. La infección sistémica es más frecuente en lactantes o enfermos inmunocomprometidos (cáncer, SIDA). En adultos inmunocompetentes, ello ocurre sólo con S. typhi, y a veces con S. choleraesuis y otras, pero en los niños puede ocurrir con muchos serotipos. Esto fue estudiado y descrito por la escuela microbiológica uruguaya, que contribuyó históricamente al estudio de las gastroenteritis infantiles y sus agentes etiológicos (identificación de Salmonella montevideo, S. cerro, S. berta y otras). Funciona actualmente en el Instituto de Higiene, Departamento de Bacteriología y Virología, el Centro Nacional de Salmonelas, que realiza la identificación bioquímica y antigénica de cepas aisladas en el país o en el exterior, y que contribuye al estudio y control de los últimos brotes. En general se trata de una enfermedad molesta pero poco peligrosa, aunque durante los grandes brotes se ven algunos enfermos graves y pueden morir algunos pacientes. S. enteritidis y S. typhimurium son los serotipos más frecuentes aislados en toxiinfecciones alimentarias. Diversos alimentos están involucrados, los derivados cárnicos y huevos son algunos de los más frecuentes. Las técnicas modernas en la cría de las aves, el hacinamiento y las dietas hiperprotéicas llevan a altos niveles de portación intestinal de Salmonella. En los mataderos es frecuente la contaminación de las carcasas y de las superficies de los huevos. Se ha demostrado también la transmisión transovárica de Salmonella de las gallinas a sus huevos. La idea de que huevos de cáscara sana son seguros es por lo tanto falsa. La enfermedad resulta del consumo de alimentos contaminados mal cocidos o de contaminación cruzada con alimentos crudos en las cocinas. Con escasa frecuencia esto último puede ocurrir a partir de portadores humanos del germen que manipulan alimentos, (el hombre puede excretar Salmonella durante meses después de la infección clínica, o en forma permanente con reservorio habitualmente biliar, xomo puede suceder con S. typhi. Otra forma de propagación de la enfermedad, no desdeñable, dejando de lado las toxiinfecciones alimentarias, es la transmisión interhumana, de persona a persona por medio de las manos contaminadas. S. typhi es el serotipo específico que causa la fiebre tifoidea. El hombre la adquiere por consumir alimentos o agua contaminados por heces humanas. La contaminación de los alimentos puede también ocurrir durante su preparación con manipuladores de alimentos portadores de S. typhi y que eliminan gran número de bacterias en sus materias fecales. Infectados asintomáticos y portadores que han padecido la enfermedad previamente, son los que mantienen la fuente de infección. En los países desarrollados y aquellos que han logrado buenos niveles

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de saneamiento y educación no es un problema de salud pública. El período de incubación es de 1 semana a 1 mes. Puede presentar diarrea. Posteriormente el paciente presenta fiebre y anorexia que puede durar hasta 2 o 3 semanas. La enfermedad sin tratamiento antibiótico puede llevar al paciente a la muerte. Patogenia Es sorprendente lo limitado del conocimiento en la patogenia de las infecciones causadas por Salmonella. S. typhi atravesaría la mucosa por medio de las células M, se multiplicaría en la submucosa y de allí se diseminaría. Las bacterias se multiplican en hígado y bazo y pasarían desde allí a la circulación general. Se han visto, en otros serotipos, bacterias dentro de las células mucosas absortivas y en macrófagos asociados a la mucosa. No es claro el mecanismo por el que se produce la diarrea. S. typhimurium produce en el ratón un cuadro muy similar al de la fiebre tifoidea en el hombre por lo que se lo ha aceptado como un buen modelo para su estudio. Salmonella, al igual que otros patógenos digestivos, induce a las células del huésped a englobarlos, pero de modo algo diferente a la fagocitosis inducida ya descrita para otros patógenos. Luego de adherida la bacteria a la superficie celular, se produce un pliegue en la célula, que la rodea y la introduce en una vesícula de endocitosis. Hay intensa polimerización de actina en la vecindad y luego de introducida, ésta desaparece. La bacteria no escapa de la vesícula ni entra en el citoplasma, se multiplica en este fagosoma para ser posteriormente liberadas. Por otra parte, estas bacterias pueden sobrevivir a la fagocitosis, resisten la muerte por el complemento. Al menos 200 genes se encuentran involucrados. S. typhimurium posee un plásmido de virulencia cuya presencia otorga a la bacteria la capacidad de causar enfermedad sistémica en el ratón. En S. typhi todos los genes son cromosómicos. Los genes de virulencia de Salmonella están regulados por un gran número de factores ambientales, tales como falta de nutrientes, anaerobiosis, pH, etc. El LPS tiene un papel importante en la respuesta inflamatoria durante la invasión de la mucosa y es responsable de los síntomas de la infección sistémica. KLESBIELLA

La principal especie de este género es Klebsiella pneumoniae, muy expandida en la naturaleza. Se la aísla frecuentemente de materias fecales del hombre y los animales, pero también de aguas, vegetales y alimentos. Son bacilos Gram negativos inmóviles, a menudo capsulados. La cápsula es de naturaleza polisacárida. Las propiedades bioquímicas se describen en la tabla correspondiente. Desde el punto de vista antigénico, es útil en epidemiología la determinación de los antígenos capsulares. Existen más de 70 tipos capsulares diferentes. Pueden existir reacciones cruzadas con antígenos capsulares de otras especies bacterianas. El poseer cápsula otorga a estas bacterias un aspecto colonial mucoide. Se trata de patógenos oportunistas, pueden provocar diversos cuadros clínicos en el hombre: infecciones urinarias, bacteriemias, neumonías, infecciones hepatobiliares, etc. Un porcentaje elevado de aislamientos de Klebsiella, particularmente aquellos de infecciones nosocomiales, contienen plásmidos de resistencia a los antibióticos. Puede ser resistencia a betalactámicos, aminoglucósidos, etc. ENTEROBACTER - SERRATIA

Estos dos géneros comprenden diversas especies presentes en general en el tubo digestivo

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Tabla 1. Propiedades bioquímicas de Enterobacteriaceae Yersinia enterocolítica

Edwarsiella

Providencia

Morganella

Proteus mirabilis

Proteus vulgaris

Serratia

Erwinia

Enterobacter

Klebsiella pneumoniae

E. coli

Shigella

Citrobacter

Salmonella

Movilidad

+

+

-

+o-

-

+

+

+

+ +

+

+

+

Gas en glucosa Lactosa Test ONPG SH2 Ureasa

+ + -

+ +oX + + -(+)

d -

+ +oX + -

+ + + +

+ +oX + -

d d + -

d -oX + -

+ + +

+ + +

+ +

d -

+ + -

-a 37ºC -(+) d +

Ph.alanina deaminasa PDA Indol LDC Citrato de Simmons Manitol Adonitol Sacarosa Salicina Dulcitol RM VP

-

-

-

-

-

-

-

-

+ +

+

+

-

-

+ +

+

d -

+ d -

+ +

d +

+

+ +

+ - d d

+ -

+ +

+ + -

d -

+ + + -

+ d d d + -

d d + -

+ d d d + -

+ + + + d +

+ d + + +

+ d d d +

+ d + + +

+ + + -

X d + d

+ -

d d d + -

+ -

Malonato ADH ODC

-(+) d -

d

d d

+ -

d d +

d -

-(+) + -

+

+

-

+

+ d X + +a 28ºC d

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

del hombre y los animales, en el suelo, vegetales y en aguas. Las características bioquímicas se describen en la tabla correspondiente. Son patógenos oportunistas. Al igual que Klebsiella los aislamientos hospitalarios generalmente presentan resistencias a múltiples antibióticos. PROTEUS-MORGANELLA-PROVIDENCIA

Estos tres géneros forman un grupo caracterizado por poseer la capacidad de desaminar oxidativamente los aminoácidos formando ácidos cetónicos. Habitan el tubo digestivo del hombre y los animales, encontrándose también en el suelo, vegetales y aguas. Las especies más frecuentemente aisladas en cada genero son Proteus mirabilis, Morganella morgagnii y Providencia rettgeri.

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Son bacilos Gram negativos muy polimorfos, móviles. Proteus spp. poseen una movilidad extrema que les permite invadir los medios sólidos bajo forma de “hauch”. Las propiedades bioquímicas se describen en la tabla correspondiente. Desde el punto de vista patogénico, son agentes de infecciones del tracto urinario, pudiendo causar infecciones sistémicas en huéspedes inmunocomprometidos. P. mirabilis ha sido más estudiado, encontrándose factores de virulencia para el aparato urinario, tales como adhesinas y una hemolisina; se ha sostenido por años el papel de la ureasa producida por Proteus y Morganella en la patogenia de pielonefritis. YERSINIA

Este género comprende varias especies, entre ellas Y. pestis, agente de la peste o plaga bubónica o neumónica, comúnmente llamada la muerte negra, enfermedad de los roedores, trasmitida ocasionalmente al hombre por las pulgas, con pandemias históricas desde el siglo VI, donde mató a un tercio de la población en Europa. Luego de la edad media han habido brotes en diversas partes del mundo, sobre todo en relación con las guerras. Se han denunciado casos en 1995 y comienzos de 1996 en India, Madagascar y otros países africanos, en Brasil y Perú. Y. pestis es endémica en algunas regiones tales como Irán y el oeste de Estados Unidos. Otra especie, Y. enterocolítica es muy ubiquitaria. Algunos biotipos están relacionados con enterocolitis en el hombre. Raramente presenta infecciones sistémicas, sin embargo, las bacterias atraviesan con frecuencia la mucosa y se multiplican en los nódulos linfáticos mesentéricos. Debido a los intensos dolores abdominales el cuadro puede confundirse con apendicitis. Ocasionalmente puede haber una artritis reactiva 2 a 6 semanas luego de la infección. Esto se ve frecuentemente en pacientes con antígeno HLA-B27 de histocompatibilidad. Y. enterocolítica posee la característica de crecer mejor in vitro a 28 ºC que a 37 ºC, y de desarrollar también a 4 ºC, siendo esta última la causa de la existencia de brotes de infección intestinal a partir de agua o alimentos conservados (leche, pescado, carnes, especialmente porcina), o de infección parenteral con origen en derivados sanguíneos refrigerados. Son relativamente frecuentes como agentes de gastroenteritis en países fríos (Canadá, Suecia, Bélgica). En el nuestro son escasos los aislamientos clínicamente significativos. Y. enterocolítica posee un plásmido de virulencia de 40-45 mda. que le confiere expresión de ciertas proteínas de superficie, invasividad, resistencia al suero humano normal, y otras propiedades. También Y. pestis posee al menos un gran plásmido de virulencia.

Vibrionaceae La familia Vibrionaceae agrupa diferentes géneros de bacilos Gram negativos con un hábitat primario acuático. Se los encuentra en el mar en aguas frescas y en relación con animales acuáticos. Diversas especies son patógenas para el hombre, peces, así como otros vertebrados e invertebrados. Aunque la familia fue definida inicialmente en un intento de agrupar especies oxidasa positivas y móviles por flagelos polares, para diferenciarlas de los integrantes de la familia Enterobacteriaceae, se vio que todos estos microorganismos comparten atributos distintivos que sugieren un origen evolutivo común. Son bacilos Gram negativos, rectos o curvos. Móviles por flagelos polares. No forman esporos. Quimioorganotrofos, desarrollan en medios simples, son anaerobios facultativos, capaces de tener un metabolismo fermentativo o respiratorio. La mayoría oxidasa positivos. La

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Tabla 2. Propiedades bioquímicas de Vibrionaceae Vibrio Aeromonas Manitol + + O129 S R Tween 80 estearasa + + LDC + ODC (+) ADH (+) Inositol +: positivo, -: negativo, (+): positivo tardío, S: sensible, R: resistente.

Plesiomonas R + + + (+)

Tabla 3. Propiedades bioquímicas de V. cholerae Oxidasa LDC ODC ADH Manitol Inositol Sacarosa VP Gelatinasa NaCl gr%

+ + + + + d + 0-5

LDC: lisina decarboxilasa, ODC: ornitina decarboxilasa, ADH: arginina dehidrolasa, VP: Voges-Proskauer.

mayoría de las especies requiere 2-3% de ClNa o agua marina para desarrollar. El porcentaje G + C del ADN va de 38 a 63%. Los géneros que forman esta familia son: Vibrio, Photobacterium, Aeromonas y Plesiomonas, teniendo importancia médica especies de los géneros Vibrio, Aeromonas y Plesiomonas. Las propiedades bioquímicas se describen en la tabla correspondiente. Por muchos años la única especie que interesó a los microbiólogos fue V. cholerae, agente del cólera epidémico. Otras especies tales como V. parahemolyticus pueden causar toxiinfecciones alimentarias en el hombre luego de la ingestión de productos del mar; siendo la primera causa de diarrea en el Japón, donde se consume pescado crudo. Otras especies de Vibrio y Plesiomonas shigelloides también están relacionadas con gastroenteritis. Por otra parte, Aeromonas hydrophila es responsable de infecciones de heridas que han sido expuestas a aguas poluidas, y ocasionalmente, puede provocar infecciones sistémicas en enfermos inmunodeprimidos. VIBRIO CHOLERAE

Es el agente del cólera, una enfermedad epidémica grave que ha matado millones de personas y continúa siendo un importante problema de salud en todo el mundo. Conocida desde la antigüedad, permanece endémica en las regiones del delta del Ganges y en el Sudeste Asiático. A partir del comienzo del siglo XIX la enfermedad se ha expandido en todo el mundo en ondas sucesivas, junto a grandes movimientos poblacionales. La historia moderna del cólera comienza en 1817 con la primera de las 7 pandemias. El continente americano estuvo libre de cólera desde el comienzo del siglo XX, la última epidemia en Uruguay fue en 1895. Luego de cada introducción todas duraban unos años y parecían haber desaparecido. En 1950 sólo había cólera en Asia.

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En 1961 V. cholerae O:1 biotipo el Tor se diseminó fuera de Indonesia, primero a otros países asiáticos y Medio Oriente luego en la década de 1970 a Africa, Sureste europeo e islas del Pacífico. En enero de 1991 se notificaron los primeros casos de cólera en Perú. En unas semanas se diseminó rápidamente en el país. La enfermedad afectó todas las edades con una muy alta incidencia y al principio alta mortalidad. Esta última fue disminuyendo a medida que se implementó la asistencia médica. Entre 1991 y 1992 el número acumulativo de casos en Perú, representó el 2,5% de la población. Dada la alta incidencia de la epidemia y asumiendo que además muchas de las infecciones fueron asintomáticas, luego de 2 años, la mayoría de la población había estado infectada. Hacia 1993 todos los países de América Central y América del Sur, salvo Uruguay, habían reportado casos. Y todos los afectados en 1991 continuaron reportando en los siguientes años. El comportamiento es de oscilación estacionaria, apareciendo el mayor número de casos en los meses cálidos. Luego de la diseminación epidémica inicial, es posible que el cólera persista en algunas áreas por años en un estado de endemia. Es indiscutible que la mejor forma de controlar el cólera en las poblaciones es el poseer agua potable y un adecuado saneamiento, que, junto a la educación, son los pilares fundamentales del control de estas epidemias y además contribuyen al desarrollo de estas poblaciones. De todas formas, desde 1880 se ha tratado de desarrollar vacunas; los intentos más recientes se dirigen a la utilización de vacunas orales, atenuadas, buscando una respuesta IgA secretoria. V. cholerae es un bacilo Gram negativo, curvo, con forma de coma. Desarrolla bien en medios simples. Aunque su desarrollo está estimulado por la presencia de sodio, esta especie, a diferencia de las otras especies del género, desarrolla en medios sin el agregado de ClNa. V. cholerae tolera condiciones de alcalinidad y es capaz de desarrollar a pH 10. Estas propiedades se utilizan para aislar el germen de las muestras clínicas, de alimentos o del agua. Las cepas epidémicas de V. cholerae se dividen en dos biotipos: clásico y el Tor. Estructura antigénica Se puede dividir en base a sus antígenos somáticos. Se describen al menos 139 serogrupos diferentes. Todos comparten un mismo antígeno flagelar. Las cepas pertenecientes al serogrupo O:1 hasta 1992 fueron las únicas asociadas con cólera epidémico. Desde 1992 un nuevo serogrupo O:139 ha sido relacionado con cólera epidémico en India y Bangladesh. Los biotipos son aplicables solamente a V. cholerae O:1. Las cepas pertenecientes a los otros serogrupos se asocian a casos de diarrea ocasional o enfermedades extraintestinales. Las cepas del serogrupo O:1 se dividen clásicamente en 3 serotipos: Ogawa, Inaba e Hirojima. Las cepas aisladas pueden sufrir conversiones de Inaba a Ogawa, por lo que los serotipos son de escaso interés epidemiológico. Patogenia V. cholerae causa enfermedad en el hombre porque es capaz de colonizar el intestino delgado luego de ingerido. Se adhiere a la superficie mucosa y produce una enterotoxina, la toxina colérica que actúa en las células mucosas intestinales. Esta acción está dirigida a alterar el balance hidroelectrolítico de estas células, disminuyendo la entrada de sodio y aumentando la salida de cloro y agua hacia la luz intestinal, resultando en diarrea importante y disbalance electrolítico, que puede llevar al paciente a la muerte por shock hipovolémico. Con un buen soporte de líquido y electrolitos el paciente sobrevive, siendo una enfermedad autolimitada. Factores de virulencia Hasta hace cinco años se creía entender muy bien los mecanismos patogénicos de V. cholerae.

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Estos se explicaban por tres factores: flagelo, que permitía a la bacteria nadar hasta la mucosa intestinal; pili, que mediaba la adherencia a las células de la mucosa; y la toxina colérica, que producía diarrea severa. Investigaciones recientes demuestran una mayor complejidad en este modelo. Primero, la regulación de los factores de virulencia ha demostrado ser mucho más compleja de lo esperado, con muchos cambios adaptativos al huésped humano. Segundo, muchas cepas producen otras toxinas además de toxina colérica, aunque esta es indiscutiblemente la causa más importante de los síntomas en el cólera. Tercero, las células del huésped no son sólo blancos pasivos de la acción de la toxina. Colonización de la mucosa del intestino delgado.

Además de las evidencias descritas de que la motilidad flagelar puede ayudar a V. cholerae a alcanzar la mucosa intestinal, la mayoría de las investigaciones han sido dirigidas a ver lo que sucede cuando V. cholerae alcanza la mucosa. Una contribución importante a la colonización es la presencia de largos filamentos formando un agrupamiento en la superficie de la bacteria. Cepas que carecen de estos pili son avirulentas. Se los ha llamado Tcp pili (pili coregulado con la toxina). Tres genes están involucrados en la regulación de la expresión de los genes de la pilina, y al menos cuatro lo están en la secreción y ensamblaje. Son un conjunto de 15 genes que tienewn origen fágico y forman una isla de patogenicidad. A diferencia de lo que sucede en otras bacterias estos pili están localizados solamente en una porción de la superficie celular. Por otra parte, V. cholerae produce una hemaglutinina que podría contribuir a la adherencia, además de otra posible adhesina codificada por unos genes llamados factores de colonización accesorios (acf). V. cholerae secreta una proteasa originalmente llamada mucinasa que no parece tener un papel importante en la virulencia. Toxina colérica

No hay dudas sobre la relevancia de esta toxina como factor de virulencia. Es una toxina que actúa por ADPribosilación tipo A-B. Posee una subunidad A (enzimática), y 5 subunidades B idénticas (unión). Tienen un peso molecular de 27 y 11,7 kDa respectivamente. La subunidad A debe ser clivada para ser enzimáticamente activa en A1 y A2. Los genes que codifican la subunidad A (ctxA) y la subunidad B (ctxB) son parte del mismo operón y se encuentran en el cromosoma, en un segmento móvil que tiene origen fágico. Los pili Tcp, constituyen los receptores del fago codificante de la toxina. El gen ctxB es más activamente transducido, produciéndose en exceso. Las subunidades A y B transducidas son secretadas al espacio periplásmico donde son ensambladas. Una proteína (TcpG) que actúa en la formación del pili, intervendría también en la liberación de la toxina. La toxina excretada en la proximidad de las células de la mucosa intestinal, se adhiere a la célula del hospedero por unión a los gangliósidos Gm1 celulares, que son oligosacáridos que contienen ácido siálico unido covalentemente a una ceramida. El oligosacárido es reconocido por la subunidad B. Luego la toxina cambiaría su configuración y, presumiblemente por reducción de un puente disulfuro, el fragmento A1 es liberado de la toxina y entra a la célula del hospedero por un mecanismo aun no aclarado. El fragmento A1 ADPribosila una proteína de membrana llamada Gs. Gs son proteínas de la familia GTP hidrolizantes que regulan muchos aspectos de la función de las células eucariotas. Las proteínas G están compuestas de tres subunidades (Gα, Gß, Gτ). La asociación y disociación de estas subunidades, junto a la hidrólisis de GTP, activa o desactiva la proteína G. Gs es la proteína G que regula la actividad de la adenilciclasa de la célula del hospedero de una forma hormonodependiente y esto determina los niveles de AMP cíclico (cAMP)

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de las célula. La forma activa de Gs (unida a GTP) aumenta la actividad de la adenilciclasa, mientras que la inactiva vuelve la adenilciclasa inactiva. Normalmente la forma activa se produce en respuesta a una estimulación hormonal y luego de un tiempo se convierte a la forma inactiva. La ADPribosilación de Gs cortocicuita este control natural, dejando a Gs activada y los niveles de cAMP descontroladamente elevados. La variedad de efectos que se producen incluye la alteración de las actividades de los transportadores de sodio y cloro. Esto lleva a un disbalance iónico que causa la pérdida de agua asociada al cólera. En células polarizadas como las de la mucosa intestinal, la adenilciclasa se localiza en la membrana basolateral, por lo que la toxina unida a la superficie apical debe actuar al otro lado de la célula. Diversos modelos buscan explicar este mecanismo, aunque queda claro que la acción de la toxina es un proceso complicado que involucra A1, Gs, adenilciclasa y otras proteínas del hospedero. Cualquiera sea los pasos que se produzcan en esta interacción, la célula del hospedero es un participante activo en la acción de la toxina. OTRAS

TOXINAS

A pesar que la toxina colérica es indiscutiblemente la toxina más importante en la patogenia de V. cholerae, este germen produce otras toxinas. En ensayos para producir vacunas se vio que cepas desprovistas de A1 eran capaces de seguir produciendo la enfermedad en voluntarios, administradas en forma oral. Recientemente se han clonado los genes que codifican para la producción de dos enterotoxinas: toxina Zot y toxina Ace. El descubrimiento de estas nuevas toxinas abre grandes expectativas sobre factores de virulencia aun no determinados.

Bacilos Gram negativos no fermentadores Este gran grupo de bacilos Gram negativos incluye gérmenes pertenecientes a diferentes familias y otros géneros de incierta clasificación. Pseudomonas, Flavobacterium, Alcaligenes, Acinetobacter, son algunos de ellos, en general desprovistos de grandes atributos de virulencia demostrables, no producen enfermedad en el individuo sano, pero pueden comportarse como oportunistas en enfermos inmunodeprimidos. PSEUDOMONAS

De las numerosas especies de Pseudomonas descritas sólo unas pocas tienen importancia en patología humana. Pseudomonas mallei y P. pseudomallei causan enfermedad severa en el hombre, pero se aíslan raramente en el hemisferio occidental. Por otra parte P. cepacia es un oportunista poco frecuentemente asociado con enfermedad en el hombre. Nos referiremos en particular a la especie Pseudomonas aeruginosa por su frecuencia en patología humana y por estar mejor estudiada que otros. Es un microorganismo versátil, ampliamente distribuido en el suelo, agua, plantas e intestino de animales. Puede causar enfermedad en el hombre, ciertos animales, plantas e insectos. El agua contaminada puede ser una fuente de infección para el hombre. Es susceptible a la desecación, pero sus habilidades metabólicas le permiten sobrevivir y multiplicarse en líquidos y ambientes húmedos de los hospitales. Sus requerimientos nutricionales son variados, se ha aislado P. aeruginosa de aguas termales, e incluso de soluciones desinfectantes en el hospital. La mayoría de las infecciones humanas están restringidas a los pacientes hospitalizados, que adquieren el microorganismo de fuentes ambientales (infección exógena) por contacto con vectores humanos o inanimados.

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P. aeruginosa desarrolla bien en medios simples, utilizándose para su aislamiento los medios de cultivo de uso corriente en el laboratorio clínico. La identificación de cepas de P. aeruginosa típicamente productoras de pigmento no es difícil, pero las cepas no pigmentadas pueden presentar un problema. La mayoría se identifican por la producción de un pigmento, pyocyanina, soluble en agua, azul, no fluorescente. P. aeruginosa produce además otro pigmento, pyoverdina, soluble en agua, verde-amarillento, fluorescente; otras especies del género Pseudomonas también producen pyoverdina. Otros pigmentos, menos frecuentes pueden ser producidos por P. aeruginosa. La morfología colonial y el olor frutado de aminoacetofenona son elementos de una identificación sencilla, y aunque existen caracteres de identificación confirmatorios, son de uso poco corriente. Son bacilos Gram negativos, rectos o ligeramente curvos, móviles, con un solo flagelo polar. Oxidasa y catalasa positivos, aerobios estrictos, no fermentan glucosa, utilizan diversos azúcares oxidativamente con producción de ácido. Uno de los caracteres más constantes es su capacidad de desarrollar a 42 ºC. Producen varias enzimas, proteasas, lipasas, lecitinasas. Patogenia Las defensas inespecíficas del huésped son en general suficientes para prevenir la infección por P. aeruginosa, pero brechas en esta barrera permiten a P. aeruginosa invadir y causar infecciones de diversa gravedad. Producen el 10% de las infecciones nosocomiales, infectan heridas y quemaduras y causan infecciones pulmonares, sobre todo, neumonía nosocomial e infecciones respiratorias en pacientes con fibrosis quística. La fibrosis quística es una enfermedad genética asociada a un defecto en la secreción de cloro, caracterizada por la producción de mucina con una alteración de su composición iónica, inusualmente espesa. Esto lleva a una menor eficiencia de la mucina para limpiar las bacterias del pulmón y las vías aéreas y puede impedir el movimiento de las células fagocíticas. Estos hechos explican la susceptibilidad de los pacientes con fibrosis quística a la colonización con P. aeruginosa. Si los enfermos son tratados los síntomas pueden desaparecer pero las bacterias permanecen, presentando infecciones recurrentes. Las condiciones del paciente se ven agravadas con la infección a P. aeruginosa por las dificultades terapéuticas que se plantean debido a su alta resistencia a los antimicrobianos. Factores de virulencia P. aeruginosa posee los mismos tipos de factores de virulencia que otras bacterias capaces de causar enfermedad en el hombre inmunocompetente. Pero algo interesante es ¿por qué P. aeruginosa no es un patógeno franco y sólo es capaz de producir infecciones oportunistas? Es probable que P. aeruginosa sea ineficiente en su habilidad para llevar a cabo los primeros pasos de la infección; puede colonizar pero no invadir piel y mucosas sanas y tampoco dar infecciones persistentes con producción concomitante de factores tóxicos que dañen los tejidos del huésped. Adhesinas

Produce al menos dos tipos de adhesinas proteicas, pili y adhesinas no pili. Los pili son pili tipo 4, similares a los de N. gonorrhoeae y se parecen también a los pili Tcp de V. cholerae. Permiten a la bacteria adherirse a las células epiteliales, preferentemente a receptores asialo-GM1. P. aeruginosa produce una neuraminidasa que saca los residuos de ácido siálico de GM1, creando sitios de unión para la pilina. Por otra parte, P. aeruginosa es capaz de unirse a la mucina

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y lo hace por medio de las adhesinas no pili. Además del gen que codifica para la proteína estructural del pili otros genes codifican proteínas ensambladoras y reguladoras. Exoenzima S

Es una enzima excretada que puede actuar como exotoxina. Tiene actividad de ADPribosilación como otras toxinas, pero aplicada en forma exógena no daña las células del huésped. Luego de internalizada intervienen proteínas de las células del huésped en la activación de la toxina para lograr su máxima actividad. Se sostiene que actuaría dificultando la acción de los fagocitos lo que facilitaría la sobrevida de P. aeruginosa en el torrente sanguíneo y órganos. En el pulmón actuaría inhibiendo la muerte intrafagocítica de las bacterias y promoviendo la infiltración fagocítica en el área. También puede presentar efecto tóxico directo en los pulmones. Exotoxina A

Esta exotoxina tiene el mismo mecanismo que la toxina diftérica. Es una toxina A-B con tres unidades funcionales: • dominio R (región de unión al receptor celular); • dominio T (región que media la translocación de la porción enzimática al interior de la célula); • dominio C (región catalítica). Los dominios R y T se localizan en la cadena B y el dominio C en la cadena A. La cadena A es enzimáticamente activa por ADPribosilación del factor de elongación 2 (EF-2) de la síntesis proteica, que lo vuelve inactivo. Su receptor es una glicoproteína de las células del hospedero. La mayoría de los aislamientos clínicos la producen, y actuaría produciendo daño en los tejidos y disminuyendo la actividad de los fagocitos. Elastasas

Elastina es el 30% de las proteínas del tejido pulmonar. Además está presente en la pared de los vasos sanguíneos. Es responsable de las propiedades elásticas de estos órganos que se expanden y contraen. P. aeruginosa tiene actividad elastolítica, produce dos enzimas que actuarían concertadamente: LasA y LasB. LasA actuaría clivando la elastina y permitiendo la acción de LasB, que es una zinc metaloproteasa, uno de cuyos substratos es la elastina. Estas enzimas actuarían en las etapas tempranas de la enfermedad, por daño directo de los tejidos, pero no en infecciones crónicas, debido a la presencia de anticuerpos antielastasas. También pueden intervenir degradando componentes del complemento e inhibidores de α1 proteinasa (inhibe el daño de los tejidos por las proteasas de los polimorfonucleares). En las infecciones crónicas, altos niveles de anticuerpos producidos pueden llevar a la formación de complejos inmunes y su depósito en el pulmón activar complemento y atraer polimorfonucleares (PMNs). Los PMNs producen su propia elastasa, más potente que LasA-LasB. Pequeñas cantidades de LasA pueden facilitar la degradación de la elastina pulmonar causada por la elastasa de los PMNs. Otras enzimas extracelulares

Produce varias enzimas además de las mencionadas. Una lipasa alcalina y dos fosfolipasas, no bien estudiadas. Por otra parte, pyocianina puede funcionar como factor de virulencia. Puede dañar el tejido endotelial in vitro, lo que sugiere una acción in vivo. Un atributo de virulencia muy importante es la producción de alginato. Es un polímero de ácido mannurónico

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y gulurónico que forma un gel viscoso alrededor de la bacteria. Las colonias que lo producen tienen aspecto mucoide. Para las bacterias marinas esto es un atributo importante para su supervivencia. P. aeruginosa ha adaptado esto a su supervivencia en el pulmón. En medios de cultivo ricos pierde esta propiedad. Esta capa que rodea a la bacteria y a las colonias de bacterias en el pulmón puede actuar como adhesina y probablemente, previene la ingestión fagocítica de la bacteria. Los genes que intervienen en su codificación están agrupados en un sector del cromosoma y organizados en un operón, poseen un sistema de regulación extremadamente complejo. El LPS también varía durante la transición mucoide-no mucoide. En cepas no mucoides el antígeno O del LPS tiene cadenas largas y carga negativa mientras que las cepas mucoides tienen cadenas más cortas y una composición de azúcares que lo hacen mucho más neutro; esto sería importante en la alta resistencia a algunos antibióticos que presenta P. aeruginosa, situación problemática en pacientes internados, pero dramática en los pacientes con fibrosis quística, que muchas veces presentan infecciones por P. aeruginosa resistente a todos los antibióticos disponibles.

Práctico de bacilos Gram negativos B. Amorín •

CASO 1: paciente de 30 años, sexo femenino, que comienza hace cuatro días con fiebre, disuria, polaquiuria y tenesmo. El día de la consulta agrega dolor en fosa lumbar izquierda. Al examen físico se presenta dolorida, febril (39 ºC axilar). Abdomen: dolor en puntos ureterales superior y medio. Tacto vaginal: punto ureteral inferior positivo. Diagnóstico clínico: infección urinaria. Práctico: se observarán placas de agar sangre y agar Mac Conkey, sembradas con la orina de la paciente, en las cuales se podrán apreciar colonias bacterianas. Se realizará, a partir de ellas, siembra con punta en medios de TSI (Triple azúcar hierro), citrato, urea y SIM (Movilidad-Indol-Sulfídrico), (ver descripción de medios y procedimiento al final del capítulo). Se mostrarán tiras reactivas comerciales, método que determina distintos parámetros urinarios, entre ellos esterasas leucocitarias. Discusión: se hablará de posibles etiologías, factores determinantes de las infecciones urinarias (gérmenes, mecanismos de agresión y vías de llegada), factores predisponentes (anatómicos, higiénicos y malformaciones). Se discutirá cómo se realiza la toma de muestra, el transporte, el procedimiento a emplear para sembrar un urocultivo.

•

CASO 2: paciente de 30 años, sexo femenino, con antecedentes personales de ser portadora de litiasis renal, que se encuentra internada desde hace varias horas con el diagnóstico de infección urinaria. A las 48 h del ingreso presenta picos febriles de 39 ºC, chuchos de frío y mal estado general. Al examen físico: depresión de conciencia, fascies tóxica, piel pálida y sudorosa. FC: 120 cpm, oliguria. Examen abdominal: hepatomegalia. Con el diagnóstico de sepsis a punto de partida urinario se comienza inmediatamente con el tratamiento.

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Práctico: se observarán placas de agar sangre sembradas a partir del hemocultivo en caldo de la paciente. Las colonias se sembrarán en medios de TSI, citrato, urea y SIM. Discusión: se discutirá el significado de la sepsis, como se expresa clínicamente, el punto de partida de la infección, diseminación y multiplicación del germen, mediadores y efectos fisiopatológicos de la sepsis, y se mencionarán que antibióticos se pueden utilizar en estos casos. •

CASO 3: paciente de 52 años, con antecedentes personales de ser un alcoholista crónico, es traído al hospital. Al examen físico se encuentra somnoliento, en mal estado general. Febril (38,5 ºC axilar) y taquicárdico. Frecuencia respiratoria 36 rpm. Pleuropulmonar: el hemitórax derecho se moviliza menos con la respiración. A la percusión dolor y matidez en dos tercios superiores de dicho hemitórax. A la auscultación: murmullo alveólovesicular abolido en esa topografía y soplo tubario. La radiografía de tórax muestra una imagen homogénea que ocupa los dos tercios de la superficie del hemitórax derecho, con borramiento del fondo de saco pleural. Diagnóstico: neumonía aguda con derrame pleural. El cultivo del esputo y los hemocultivos fueron positivos para un bacilo Gram negativo. Práctico: observaremos placas de agar sangre y medio Mac Conkey. Las colonias sospechosas se sembrarán en TSI, citrato, FA y SIM. Se observarán frotis teñidos con tinta china para observación de la cápsula. Discusión: discutiremos los agentes etiológicos, factores predisponentes y los mecanismos defensivos a nivel del aparato respiratorio.

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CASO 4: paciente de 4 años que recibe quimioterapia por leucemia linfocítica aguda (en remisión). Ingresa por fiebre de 41 ºC rectal y fatiga. Al examen físico: pálido, polipneico y taquicárdico. Frialdad periférica y sudoración. En el cuello presenta una vía venosa central, sin signos inflamatorios. Pleuropulmonar: sin particularidades. El resto del examen físico fue normal. Luego de las tomas para hemocultivo se inició antibioticoterapia por vía i/v. En las horas siguientes su estado se agrava, requiriendo intubación orotraqueal, asistencia respiratoria mecánica y reposición de fluidos. Diagnóstico: shock séptico. Los hemocultivos fueron positivos para Pseudomonas aeruginosa. Práctico: se observarán en placas de agar sangre, TSA y Mac Conkey, las colonias sospechosas, y se sembrarán con punta en TSI y el medio OF (óxido-reducción). También realizaremos la prueba de oxidasa. Discusión: enfatizaremos en los factores predisponentes que explican en este niño la infección por Pseudomonas aeruginosa; qué otros cuadros clínicos puede ocasionar, sus mecanismos patogénicos y la terapéutica antibiótica que se emplea en estos casos.

•

CASO 5: paciente de 20 años, sexo masculino, internado en el CTI por sufrir politraumatismos al chocar con su moto. Por presentar traumatismo de tórax con neumotórax e

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insuficiencia respiratoria, requirió un tubo de drenaje bajo agua, intubación orotraqueal y conexión a un ventilador mecánico. A los 4 días de internación se presenta febril con 40 ºC, fascies tóxica, palidez cutaneomucosa. Taquicardia. Presión arterial de 70/50. Abdomen: hepatoesplenomegalia. Diagnóstico: shock séptico. Se realizaron tres hemocultivos que fueron negativos. Se realiza fibrobroncoaspiración de secreciones respiratorias, donde se aísla bacilo Gram negativo. Práctico: se procederá a la observación del crecimiento en placas de agar sangre y de TSA. Las colonias sospechosas se sembrarán con punta en TSI. Realizaremos la prueba de oxidasa y mostraremos otro método de diagnóstico comercial que es fácil de realizar y rápido. MEDIOS Y PRUEBAS BIOQUÍMICAS

Para el cultivo de los bacilos Gram negativos se utilizarán diferentes tipos de medios: • Medios simples: son aquellos que contienen pocas sustancias nutritivas. Ejemplo: agar nutriente. • Medios ricos: son aquellos a los cuales se añaden ingredientes nutritivos, habitualmente de composición química no bien definida, como peptona, extracto de carne, extracto de levadura, líquidos orgánicos; que permiten el desarrollo de una gran variedad de microorganismos de la más amplia exigencia nutricional. Ejemplo: agar sangre. • Medios diferenciales: son aquellos a los que se agrega un indicador de pH de distinta índole y que contienen un azúcar degradable por la bacteria, el cual cambiará de color (viraje del indicador) cuando un grupo de organismos determinado se desarrolla en él utilizando ese carbohidrato. Ejemplo: agar-lactosa-rojo-fenol. • Medios selectivos y diferenciales: son medios a los que se agrega por ej. lactosa, rojo neutro y otras sustancias tales como cristal violeta, que permite el crecimiento de bacilos Gram negativos e inhibe el desarrollo de los Gram positivos. Ejemplo: agar Mac Conkey. Medios de identificación Se incluyen bajo este nombre todos aquellos medios que ponen en evidencia distintas propiedades fisiológicas de las bacterias, por ejemplo: reacciones bioquímicas o enzimáticas, movilidad, producción de pigmento, etc. Prueba de la oxidasa

Pone en evidencia la enzima indofenol-oxidasa, mediante la oxidación de un colorante previamente reducido, que cambia de color en su presencia. Permite diferenciar entre bacilos Gram negativos no fermentadores, como Pseudomonas, que son oxidasa positivos, de aquellos pertenecientes a la familia Enterobacteriaceae. Se toma una porción de una colonia pura de 24 horas, con una pipeta pasteur, se deposita sobre una tira de papel impregnada en el reactivo de oxidasa. LECTURA: Reacción positiva: aparición de un color rojo violáceo entre los 10 y 60 segundos.

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Metabolismo energético (oxidativo-fermentativo)

El medio utilizado se denomina OF, que es semisólido y tiene azul de bromotimol como indicador de pH, y una baja concentración de glucosa. Se siembra en dos tubos en profundidad con una punta, un tubo sin vaselina y el otro con vaselina. Se incuba a 37 ºC por 24 h. Ver tabla 4 Tabla 4. Tipo de metabolismo oxid./ferm. oxidativo inactivo

Tubo abierto amarillo en todo el tubo amarillo en superficie no viraje

Tubo cerrado amarillo en todo el tubo no viraje no viraje

Metabolismo de los carbohidratos

Se explora por la adición al medio (que puede ser sólido, semisólido o líquido), de el o los carbohidratos deseados más un indicador de pH. Ejemplo: TSI. Este medio sirve de guía como primera aproximación al estudio de bacilos Gram negativos. Es un medio sólido con una concentración de lactosa y sacarosa al 1% y de glucosa al 0,1%, peptonas, sulfato ferroso y rojo fenol como indicador de pH (pH ácido = amarillo, pH alcalino = rojo, pH neutro = rojo pálido). Se reparte en tubos dejando una superficie inclinada (slant), y un fondo (butt) de 3 a 4 cm de profundidad. Se siembra por puntura y en superficie. Se incuba a 37 ºC por 18-24 horas. LECTURA: se lee el cambio de pH (viraje del indicador) desde la superficie al fondo, la producción de gas (burbujas) y de gas sulfhídrico; registrándolo del modo siguiente: por ej. A/A gas (+) H2S (-). Si el único carbohidrato utilizado es la glucosa, se observará la superficie roja y el fondo amarillo (K/A). La superficie alcalina indica que luego de la degradación aeróbica de la glucosa, debido su baja concentración en el medio, el organismo comienza a utilizar las peptonas como nutrientes, cuyos productos finales son alcalinos. En el fondo, la degradación de la glucosa produce metabolitos ácidos que viran el indicador al amarillo y no pueden ser transferidos al ambiente. Si además de usar la glucosa, la bacteria utiliza la lactosa o la sacarosa, se produce una reacción ácida tanto en la superficie como en el fondo del tubo. Si ninguno de los azúcares es metabolizado, se observa un viraje al rojo por la utilización de las peptonas del medio. Si hay producción de gas sulfhídrico el medio se observa de color negro. Metabolito proteico

Puede ser explorado estudiando los procesos de desaminación y decarboxilación de varios aminoácidos, como por ejemplo, la prueba de la desaminación de la fenilalanina a ácido fenil pirúvico por actividad enzimática microbiana. Es un medio sólido repartido en tubo inclinado, se siembra en superficie con asa y se incuba a 37 ºC por 18 a 24 h. Para la lectura se agrega al cultivo 4 o 5 gotas de cloruro férrico al 10%. LECTURA: la reacción es positiva si se observa un color verde en la superficie. Es negativa si no hay cambios, observándose un color amarillo característico del cloruro férrico. Prueba del citrato

Determina la capacidad de un germen de utilizar el citrato como única fuente de carbono y energía. El desarrollo bacteriano provoca un viraje del indicador de pH (azul de bromotimol) del verde (neutro) al azul (alcalino), porque los gérmenes producen metabolitos alcalinos a

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partir de las sales de amonio contenidas en el medio. Es un medio sólido repartido en tubo inclinado; se siembra en superficie y se incuba 24 a 48 h a 37 ºC. LECTURA: reacción positiva: se observa un intenso color azul. Reacción negativa: no hay desarrollo ni cambio de color. Prueba de la ureasa

Determina la habilidad de un microorganismo de hidrolizar la urea formando dos moléculas de amoniaco por acción de la enzima ureasa. La alcalinización del medio por el hidróxido de amonio hace virar el indicador de pH (rojo fenol). Es un medio líquido, de color naranja pálido que se siembra con asa, y se incuba a 37 ºC por 24 horas. LECTURA: reacción positiva: cuando hay viraje del indicador al rosa intenso. Reacción negativa: el color permanece incambiado. SIM

Es un medio semisólido que contiene 0,3% de agar. Se siembra con punta en profundidad. Se incuba 24 horas a 37 ºC. Se observan tres características: • Movilidad, cuando el desarrollo se produce en todo el medio causando turbidez difusa; o inmovilidad, cuando el desarrollo se produce sólo a lo largo de la línea de siembra. • Producción de sulfhídrico: se observa un precipitado de color negro. • Producción de indol a partir del triptofano: al agregar un reactivo (Kovacs o Ehrlich) se forma un anillo rojo intenso en la superficie del medio.

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Principales grupos de bacilos Gram positivos aerobios M. Macedo, M. Vola

Comprende un amplio conjunto de bacterias agrupadas por sus características morfológicas y tintoriales. Característicamente, dentro de este grupo se encuentran bacterias capaces de esporular. Clostridium spp y Bacillus spp son capaces de sobrevivir en medios hostiles mediante la formación de una estructura muy resistente, la endospora (también llamada espora o ésporo), la estructura con vida más resistente a los agentes físico-químicos, y por lo tanto, a la esterilización y desinfección. Como veremos, esto tiene grandes implicancias médicas, en la industria alimentaria, en los procesos de esterilización e increíblemente, en el bioterrorismo. La endospora puede, en condiciones favorables, germinar y dar lugar a la célula vegetativa. Deben diferenciarse las esporas bacterianas, que constituyen una forma de resistencia y no tienen función reproductora, de las de los hongos, que tienen función reproductora, son externas, numerosas y que no confieren resistencia. Recuérdese que una espora bacteriana da lugar a una única célula vegetativa. Si bien dentro de los bacilos Gram positivos (BGP) se encuentran algunos de los patógenos más agresivos para el ser humano, la gran mayoría de las especies bacterianas de este grupo no son patógenos primarios. Muchos forman parte de la flora normal del cuerpo humano (piel, tracto gastrointestinal, cavidad oral) y se encuentran ampliamente distribuidos en el ambiente. Por este motivo, se debe ser cuidadoso en la interpretación del hallazgo de un BGP en un estudio microbiológico, ya que frecuentemente se trata de contaminantes. De acuerdo a su comportamiento frente al oxigeno los BGP se dividen en: a) aerobios: Bacillus spp, Listeria spp, Corynebacterium spp, Erysipelothrix spp, etc. b) anaerobios: Clostridium spp, Eubacterium spp, Propionibacterium spp, Lactobacillus spp, Bifidobacterium spp, Mobiluncus spp, etc. En este capítulo nos referiremos únicamente a los BGP aerobios de importancia médica. Éstos pueden ser clasificados según su morfología en: 1. Esporulados: Bacillus spp 2. No esporulados: 2a. regulares: Listeria spp.; Erisipelothrix spp. 2b. irregulares: Corynebacterium spp.; Nocardia spp.

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Esporulados BACILLUS

Características generales Este género es prototipo de la familia Bacillaceae. Son BGP grandes y esporulados, no exigentes y en general móviles. Incluye bacterias aerobias y anaerobias facultativas. Están ampliamente distribuidos en la naturaleza; algunos forman parte de la flora normal y suelen ser contaminantes del laboratorio. El manual Bergey’s de sistemática bacteriana describe 34 especies, pero Bacillus anthracis es el más importante en microbiología médica y veterinaria. Existe una gran diversidad de contenido G+C en su genoma, 32-62 mol % dentro del género, lo que refleja su gran heterogeneidad. Ciertos miembros del género tienen implicancias médicas por la producción de antibióticos como polimixina y bacitracina, además de uso industrial en la producción de solventes, enzimas, vitaminas, etc. Bacillus anthracis El carbunco o ántrax (evitar la confusión con el término carbunclo) fue una de las primeras infecciones bacterianas para las cuales se estableció definitivamente la causa. Dio lugar al desarrollo de la primera vacuna bacteriana que fue desarrollada por Louis Pasteur. Es una enfermedad que afecta sobretodo a animales herbívoros, en particular ovinos y bovinos. El hombre la adquiere de forma accidental: en el contexto agrícola como una infección cutánea local, en el contexto industrial (manipuladores de cuero y pelo de animal) como una neumonía (poco frecuente). Es entonces, una zoonosis y una enfermedad laboral. Por producir endosporas altamente resistentes y ser capaz de producir infecciones respiratorias graves, es un arma biológica potencial. De hecho, es conocido el episodio de bioterrorismo que ocurrió en Estados Unidos hace algunos años, que dio lugar a varias muertes y que alarmó enormemente al mundo entero. Morfología y fisiología de B. anthracis Microscopía: bacilos rectos de extremos cuadrados de 3-5 µm de largo y 1-1.2 µm de ancho, aislados o en pares. Es inmóvil a diferencia de la mayoría de las otras especies del género. Cuando desarrolla in vivo presenta cápsula, pero para demostrarla in vitro debe cultivarse en medios especiales (por ej. medios con bicarbonato e incubación a 6% de CO2). La endospora es elíptica, ubicada centralmente, y no modifica el soma bacteriano; no se produce en tejidos de animales vivos, pero si en cultivos de varios días, suelos o animales muertos. Macroscopía: luego de 24 horas de cultivo, las colonias son grandes (2-3 mm de diámetro), sobreelevadas, blanco-grisáceas, opacas y de bordes irregulares, en aspecto de “cabeza de medusa”. Tienen una consistencia membranosa con dificultad para emulsionarlas. No producen hemólisis. Características del cultivo: se realiza en aerobiosis, crecen bien en cualquier medio, pero se visualiza mejor la morfología de las colonias en agar sangre al 5%, pH 7-7,4 y 37 ºC. Resistencia: la célula vegetativa es comparable con otras bacterias no esporuladas pero, debido a su capacidad para esporular, es sumamente resistente. Las esporas permanecen viables durante años en el ambiente. Esta propiedad fue demostrada por experimentos de guerra biológica realizados en Escocia, que consistieron en la dispersión de 4 x 1014 esporas, cuya persistencia se demostró por más de 20 años, lo que requirió posteriormente la desinfección de la zona con formaldehído. Pueden ser destruidas si son sometidas a esterilización, siendo la

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estructura viva más resistente (solo los priones son más resistentes, pero difícil considerarlos como estructuras vivas). En base a esto esporas de especies de Bacillus distintas a B. anthracis, son utilizadas como controles biológicos de esterilización (ver capítulo de Esterilización, desinfección y antisepsia). Estructura antigénica Poseen tres antígenos principales: • Polipéptido capsular de gran peso molecular formado casi exclusivamente por ácido Dglutámico. Esta es la única especie bacteriana de importancia médica que posee cápsula peptídica en lugar de polisacárida. Existe un único determinante antigénico. Por razones no muy bien conocidas los anticuerpos anticápsula no son protectores. Los genes que codifican esta estructura se encuentran en un gran plásmido. • Antígeno somático polisacárido, es un componente de la pared celular. Los anticuerpos no son protectores. Reacciona en forma cruzada con la sangre de tipo A y Streptococcus pneumoniae tipo 14. • Toxinas: factor edema y toxina letal. Determinantes de patogenicidad de B. anthracis No todas las cepas de B. anthracis son capaces de producir carbunco. Los principales atributos de virulencia de las cepas que producen enfermedad están codificados en dos plásmidos y son: • Toxinas Produce dos toxinas modelo A-B, que poseen idéntica subunidad B. La subunidad B se conoce como antígeno protector. Es la porción de la toxina que se fija al sitio blanco y permite el ingreso a la célula. – Toxina edema: su subunidad A es el componente enzimáticamente activo; se denomina factor edema. Es una adenilato-ciclasa calmodulina-dependiente. Es responsable del importante edema en los sitios de infección, la inhibición de la función de los neutrófilos y obstaculiza la producción de factor de necrosis tumoral (TNF) e interleuquina 6 (IL-6) por parte de los monocitos. – Toxina letal: su porción A, llamada factor letal, es una metaloproteasa que inhibe la señalización transduccional intracelular. Estimula la liberación de TNF e IL-1 por parte de los macrófagos; este mecanismo parece contribuir a la muerte por bacteriemia. • Cápsula Al igual que sucede con otras bacterias la cápsula es un importante factor de virulencia al inhibir la fagocitosis. Infección clínica de B. anthracis Epidemiología

La infección veterinaria tiene una alta tasa de mortalidad por sepsis. En los humanos es una enfermedad actualmente poco frecuente. Dependiendo de la vía de transmisión, produce dos clases de infecciones principales: una cutánea relativamente benigna y una respiratoria que compromete la vida del paciente. La infección cutánea se produce por contacto directo con animales infectados. La infección respiratoria requiere la vía inhalatoria, la cual, para ser efectiva, requiere que los ésporos bacterianos sean aerosolizados. Por este motivo, esta vía raramente ocurre de manera natural y despierta la sospecha de intencionalidad (bioterrorismo), aunque se han asociado casos de ántrax inhalatorio con el procesamiento a gran

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escala de pelos y lana de animales contaminados realizado en espacios pequeños y cerrados. Excepcionalmente se produce una forma gastrointestinal por la ingesta de esporas bacterianas, a partir de carne contaminada. No se transmite de persona a persona. Patogenia

El carbunco cutáneo se produce por contacto de la piel con material infectado. Los ésporos ingresan a través de una lesión de la piel. Al ser ingeridos por los macrófagos en el sitio de entrada, los ésporos germinan y las células se multiplican produciendo cápsula y toxinas. El carbunco pulmonar ocurre cuando las esporas ingresan a la vía aérea y se depositan en los espacios alveolares, donde son fagocitadas por los macrófagos alveolares. En el interior de los mismos germinan y producen las toxinas, para ser luego transportadas por la circulación linfática a los ganglios mediastinales. Alcanzan el torrente sanguíneo pudiendo causar shock séptico. La germinación puede ocurrir hasta 60 días después del ingreso de las esporas a la vía respiratoria; de ahí la importancia de que la profilaxis antibiótica en casos de exposición se prolongue por 60 días. Se estima que la dosis inhalatoria letal para los seres humanos es de 2500 a 55000 esporas. Manifestaciones clínicas

La infección cutánea, que comprende el 95% de los casos humanos, se manifiesta por una pápula indolora de centro color negro-azulado con un gran borde edematoso. Sin tratamiento tiene un 20% de mortalidad. La infección pulmonar es una severa infección respiratoria que evoluciona a la insuficiencia respiratoria aguda y tiene una muy alta tasa de mortalidad (100% sin tratamiento). Sensibilidad antibiótica Es sensible a penicilina (aunque existen informes de unos pocos casos resistentes), eritromicina, tetraciclina, gentamicina, cloranfenicol y quinolonas. Prevención El control del carbunco humano depende fundamentalmente del control del carbunco animal. Así, deben tomarse medidas como la vacunación del ganado y manejo adecuado del ganado muerto, ropa y material de trabajo, etc. Inmunización activa

Se dispone de vacuna elaborada con subunidades B, obtenidas por filtración. Actualmente no se usa en forma sistemática, solo es utilizada en situación de mayor riesgo (personal militar, sobre todo). A nivel veterinario se utiliza una vacuna de mayor eficacia, elaborada a partir de esporas vivas, de cepa no capsulada. Esta en estudio una vacuna recombinante de subunidades B. Otros Bacillus de importancia B. cereus: es agente de toxiinfección alimentaria, es capaz de producir una enterotoxina termoestable que produce vómitos y una termolábil responsable del síndrome diarreico. El arroz y otros vegetales son los principales vehículos de transmisión. En Uruguay, entre 1995 y 2001, se notificaron 3 brotes de enfermedad transmitida por alimentos (ETA). Morfológicamente es similar a B. anthracis pero se diferencia por ser móvil y resistente a la penicilina. Produce una β-lactamasa y es también resistente al trimetoprim-sulfametoxazol.

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Es agente también de infecciones oculares. B. stearothermophilus: se utiliza como control biológico en el autoclave. B. subtilis: presente en el aire y polvo, es un contaminante del laboratorio pero puede producir enfermedad en inmunodeprimidos. Se utiliza como control biológico en el horno Pasteur y esterilización con ETO gas. B. thuringiensis: es utilizado como pesticida por producir una toxina letal para ciertos insectos.

No esporulados regulares LISTERIA

Género de cocobacilos cortos ubicuos en la naturaleza. El más importante en microbiología médica es L. monocytogenes, ya que es el principal patógeno humano. Excepcionalmente se han reportado infecciones por L. ivanovii (en animales es responsable de abortos). Las mujeres embarazadas son especialmente susceptibles a las infecciones por Listeria, también afecta a otros individuos con alteraciones del sistema inmune, en especial de la inmunidad celular: personas añosas, recién nacidos, cirróticos, trasplantados, personas afectas de cáncer, las que reciben terapia inmunosupresora, etc. L. monocytogenes Morfología y fisiología

Microscopía: cocobacilos, Gram positivos, de 0,5 - 2 µm por 0,5 µm, que se presentan aislados o agrupados en cadenas cortas; móviles por presentar de 1 a 5 flagelos a 28ºC. Macroscopía: colonias pequeñas (0,5 – 1,5 cm.), translúcidas. En agar sangre produce colonias similares a Streptococcus spp. Las cepas patógenas producen un halo muy estrecho de β-hemólisis; frecuentemente es necesario remover las colonias para visualizar la hemólisis. Fisiología y características bioquímicas: son aerobios facultativos, pero su crecimiento es estimulado con la disminución en la tensión de O2 y CO2 al 5-10%. Su crecimiento óptimo es a 30-37ºC pero puede proliferar a 4ºC en unos días; esta característica fisiológica es útil para su aislamiento selectivo, ya que otras bacterias de interés médico no son capaces de desarrollar a tan bajas temperaturas (técnica de enriquecimiento en frío). Por otra parte, le confiere a la bacteria una ventaja ya que es capaz de desarrollar en alimentos refrigerados y así dar origen a infecciones a partir del consumo de los mismos. No son exigentes nutricionalmente. Son catalasa positivos (a diferencia de los Streptococcus spp), fermentan azúcares como la glucosa, manosa y ramnosa, pero no el manitol (a diferencia de otras especies no patógenas); también hidrolizan la esculina. Tienen cuatro flagelos, los que se pierden cuando ingresan al ser humano. Cuando se siembran en medios semisólidos en tubo y se incuban a 25ºC, muestran una movilidad característica en aspecto de “sombrilla”, la cual no se observa cuando se incuba a 37ºC. Estructura antigénica

Los determinantes antigénicos más caracterizados son el antígeno O (somático) y antígeno H (flagelar) que permiten la clasificación en diferentes serotipos. Hasta la fecha se han descrito 13 serotipos. La mayoría de las infecciones humanas son producidas por un serotipo en particular (4b), mientras que en alimentos predominan otros serotipos diferentes. La serotipificación es útil en estudios epidemiológicos.

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Determinantes de patogenicidad Explicarían en parte la capacidad de L. monocytogenes de proliferar dentro de las células ya que es un microorganismo intracelular facultativo (principalmente en macrófagos y células epiteliales). • Productos solubles excretados: listerolisina O (LLO), es una hemolisina. Su prototipo es la estreptolisina O y la pneumolisina, de los estreptococos. Rompe la membrana del fagosoma y permite la reproducción de la bacteria en un medio menos hostil, el citoplasma de la célula huésped. Además, inhibe el procesamiento del antígeno mediado por macrófagos. Recientemente se ha demostrado que genera un influjo de calcio extracelular que estimula el ingreso de la bacteria en las células epiteliales. Codificada por el gen hly. • Internalinas: se conocen dos proteínas, A y B, que están involucradas en el ingreso a las células. • Sideróforos: componentes bacterianos que captan hierro, mineral indispensable para la supervivencia bacteriana. • Otros: fosfolipasas, etc. Infección clínica Epidemiología

De distribución mundial, ubicuo en la naturaleza se encuentra en diferentes animales, suelos, plantas y agua. Al parecer su hábitat primario es el suelo y la materia vegetal en descomposición. Además se halla en el intestino del 5 al 10% del hombre, sin causar enfermedad. Es un importante patógeno veterinario y se transmite al hombre por el consumo de alimentos contaminados de origen animal. Es por lo tanto, otro ejemplo de zoonosis y ETA. Tiene una tasa de mortalidad mayor a la de otras bacterias de transmisión alimentaria. Patogenia

Es importante recordar que la inmunidad del huésped es en general efectiva contra Listeria y que se desarrolla enfermedad dependiendo de la dosis infectante (se requiere altas dosis, mayor a 109), de los determinantes de virulencia, y de la inmunidad celular del huésped. Ingresan por vía digestiva e inducen la fagocitosis por parte del enterocito, siendo incluidas en un fagosoma (antes de formarse el fagolisosoma), del cual escapan rápidamente para multiplicarse en el citoplasma de la célula huésped. Una de las proteínas responsables de esto es la LLO. En el interior del citoplasma celular son capaces de polimerizar los filamentos de actina en uno de los polos bacterianos. De esta forma es impulsada hacia la periferia, a la membrana citoplamática, formando allí protrusiones o pseudópodos lo que le permite luego penetrar en otra célula adyacente. Así, es capaz de moverse célula a célula sin estar expuesta a los anticuerpos, el complemento o los polimorfonucleares. Por ello es más importante la inmunidad celular que la humoral. Finalmente alcanzan el torrente circulatorio y de allí alcanzan otros órganos, teniendo predilección por el sistema nervioso central y la placenta. La infección connatal se trasmite de diferente manera. Las mujeres embarazadas infectadas pueden transmitir la infección al feto por vía transplacentaria. No se ha demostrado claramente la transmisión en el canal de parto. Manifestaciones clínicas

Se describen dos tipos de listeriosis: materno-fetal y no materno-fetal. En el primer caso, la mujer embarazada sufre infecciones en general leves y autolimitadas

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(excepto cuando se produce corioamnionitis) que pueden incluso pasar desapercibidas, o que se manifiestan por malestar general, cefaleas, mialgias, fiebre de bajo grado. En cambio la infección en el feto es grave y puede dar lugar a óbito o al parto prematuro de un recién nacido infectado. El espectro de manifestaciones clínicas en el recién nacido es similar al producido por Streptococcus agalactiae, son: un cuadro de instalación precoz de sepsis, y un cuadro de instalación tardía que se manifiesta en general por meningitis. Es discutido si este último ocurre cuando la transmisión se produce en el canal de parto, ya que esta vía de infección no se ha demostrado claramente. La principal forma de presentación de la listeriosis no materno-fetal es la bacteriemia sin foco evidente. Le sigue en frecuencia la meningitis. En los últimos años, varias investigaciones han sugerido que Listeria puede causar gastroenteritis, incluso en adultos inmunocompetentes. Debido a que por lo menos un 5% de personas sanas son portadoras intestinales de Listeria, es difícil determinar si son agentes etiológicos de diarrea. Otras infecciones mucho menos frecuentes incluyen: endocarditis, infecciones localizadas (conjuntivitis, infecciones de piel, linfadenitis), abscesos profundos, etc.; se descartó como agente de infección cervicovaginal clínica. Sensibilidad antibiótica Es sensible a penicilina, ampicilina, eritromicina, tetraciclina, cloranfenicol y rifampicina. Es moderadamente sensible a las quinolonas y las cefalosporinas de tercera generación carecen de efectividad in vitro. Recientemente aparecieron cepas resistentes a cloranfenicol, macrólidos y rifampicina. Para el tratamiento es necesario que estos antibióticos penetren las células, y en casos de meningitis que atraviesen la barrera hematoencefálica; para esto se utiliza ampicilina con un aminoglucósido como gentamicina. Prevención No se dispone de vacunas. La profilaxis depende de las medidas de control que se aplican para cualquier enfermedad de transmisión alimentaria, con especial cuidado en las mujeres embarazadas y personas inmunocomprometidas. ERYSIPELOTHRIX RHUSIOPATHIAE

La enfermedad humana por este agente es muy poco frecuente y se limita a trabajadores de la pesca, de mataderos, carniceros, etc., configurando una enfermedad laboral. Es un microorganismo ampliamente distribuido en la naturaleza. Es un bacilo Gram positivo, microaerófilo y exigente, que no produce cápsula ni esporas. Es inmóvil, catalasa negativo, produce H2S y alfa hemólisis. Como uno de los mecanismos de patogenicidad presenta hialuronidasa y neuraminidasa. Produce una celulitis “erisipeloide” caracterizada por una lesión eritematosa púrpura, dolorosa, no supurada, pruriginosa. En general el proceso es autolimitado y rara vez causa enfermedad sistémica. Produce además endocarditis. Es sensible a penicilina (puede sustituirse por eritromicina en alérgicos).

No esporulados irregulares CORYNEBACTERIUM

Es un género con numerosas especies (más de 46), algunas de ellas forman parte de la flora normal de mucosas y piel del ser humano; excepcionalmente algunas de ellas causan enfer-

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medad en pacientes inmunodeprimidos. La especie patógena por excelencia es C. diphtheriae, responsable de una grave enfermedad: la difteria. Son bacilos pleomórficos, no esporulados y no ácido-alcohol resistente. La mayoría fermentan la glucosa y son catalasa positivos. Su genoma contiene de 51 a 68 mol % de G + C, y mediante el estudio del 16s rARN se lo encontró estrechamente relacionado con Mycobacterium, Nocardia y Rhodococcus. Corynebacterium diphtheriae Es por excelencia la especie más importante del género. Se describen cuatro biotipos: gravis, mitis, belfanti e intermedius; su importancia es epidemiológica. Morfología y fisiología de C. diphteriae Microscopía: bacilo delgado en forma de clava, mide 1,5-5 µm de ancho y 0,5-1 µm de largo; es Gram positivo, no esporulado e inmóvil. Aparecen agrupados formando estructuras que semejan letras chinas. Con azul de metileno se observan gránulos metacrómaticos característicos que los diferencian de otras especies de Corynebacterium. Macroscopía: las colonias típicas son pequeñas, blanco grisáceas brillantes. En medios selectivos con telurito se ven grisáceas a negras. La presencia y el tipo de hemólisis es variable. Es un microorganismo anaerobio facultativo, pero crece mejor en medios aerobios. Es exigente desde el punto de vista nutricional. Su pared celular está compuesta por ácido mesodiaminopimélicos (no L-lisina), polímeros de arabino galactano y ácidos micólicos de cadena corta (por ello su posición taxonómica y su relacionamiento con Nocardia, Mycobacterium y Rhodococcus). Resistencia: dentro de las bacilos no esporulados C. diphtheriae es uno de los más resistentes a la luz, desecación y congelamiento. Pero son susceptibles a los desinfectantes de uso habitual. Estructura antigénica Los más caracterizados son: • Antígeno K: son proteínas termolábiles localizadas sobre la superficie, son uno de los principales factores de virulencia. Responsables de la especificidad de tipo. • Antígeno O: es un polisacárido que contiene arabinogalactanos y es el antígeno responsable de la reactividad cruzada con Mycobacterium y Nocardia. • Factor de cordón: glicolípido un muy importante factor de virulencia. • Toxina Determinantes de patogenicidad Los más importantes son: • Factor de cordón: contiene los ácidos micólicos propios de C. diphtheriae, tiene actividad similar al de Mycobacterium spp; en las células del ratón provoca rotura de las mitocondrias, disminución de la respiración y la muerte. • Antígeno K: antes mencionado, responsable de inmunidad antibacteriana, hipersensibilidad e inmunidad antitóxica. Provee invasividad junto al factor de cordón. • Neuraminidasa y N-acetilneuraminato liasa. • Exotoxina: es el principal determinante de patogenicidad y explica casi todos los síntomas sistémicos de la enfermedad. Dicha toxina es producida por las cepas de C. diphtheriae infectadas por un bacteriófago

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temperado que transporta el gen estructural para la toxina; en general es un fago β tox+. La expresión del gen tox está sumamente regulada por factores genéticos y fisiológicos. La toxina sólo se produce a niveles máximos cuando declina el crecimiento bacteriano, cuando las concentraciones de hierro en el medio disminuyen. Esto parece estar regulado de forma que cuando hay hierro en el medio se forma un complejo represor-hierro que se une específicamente al operador tox del fago β. En condiciones de baja concentración de hierro en el medio, el complejo se disocia y el gen tox, se desreprime y se sintetiza la toxina. La toxina se sintetiza a nivel de los polisomas de la membrana de C. diphtheriae y es secretada co-traduccionalmente como una cadena polipeptídica no tóxica. Adquiere su toxicidad al actuar la tripsina que pone al descubierto sus sitios enzimáticos activos. Es un modelo A-B de toxina: la subunidad B (sitio de unión a la célula eucariota) unida a la subunidad A (sitio enzimático activo) por un puente disulfuro. Acción: la toxina ingresa a la célula y al llegar al citoplasma altera la síntesis proteica. La subunidad A produce una ADP-ribosilación del factor de elongación EF-2 de los ribosomas celulares, lo que produce su inhibición. Los ribosomas al poseer un solo EF-2 quedan inhibidos por una sola subunidad A. Se produce así la inhibición de la síntesis proteica lo que lleva rápidamente a la lisis celular, produciendo necrosis e inflamación local de la mucosa. Además, esta toxina es la responsable de los efectos sistémicos de la enfermedad ya que produce toxicidad cardíaca, del sistema nervioso central y periférico, y daño renal. Infección clínica de C. diphteriae Epidemiología

La difteria es una enfermedad de distribución mundial, pero con una incidencia notablemente variable según el grado de inmunización en la región. En nuestro país, la vacunación se incluyó en el PAI (programa ampliado de inmunización) por lo que todos los niños están vacunados; lo que disminuye la frecuencia y la severidad de la enfermedad. La vacunación ha logrado que no existan casos notificados en nuestro país actualmente, el último caso se notificó hace alrededor de 30 años. El ser humano es el único huésped natural de C. diphtheriae. Los portadores asintomáticos y los individuos en etapa de incubación son las principales fuentes de infección. Inmunidad

Se adquiere por la presencia en sangre de la antitoxina (anticuerpos antitoxina), adquirida de manera pasiva (como los lactantes de hasta 6 meses) o por inmunización activa (infección natural o vacunación). El estado inmune de una persona puede ser evaluado por medio de la prueba de Schick, similar al PPD utilizado en la tuberculosis. Patogenia

Se trata de una enfermedad toxigénica. La bacteria no tiene gran capacidad de invasión y en general persiste en la superficie de las mucosas y la piel, desde donde produce la toxina con actividad sistémica. La infección respiratoria se trasmite principalmente por las gotitas de Pflügge y las lesiones cutáneas altamente infectantes son fuente de enfermedad faríngea y cutánea. Dicha transmisión se ve favorecida por el hacinamiento y el frío. Los microorganismos se establecen en la orofaringe y amígdalas y se reproducen con rapidez. Luego comienzan a secretar la exotoxina que produce necrosis local y gran respuesta inflamatoria con la producción de exudados fibrinosos, que se van organizando y forman una seudomembrana gruesa y muy adherente.

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Dicha pseudomembrana junto con el edema y las importantes adenomegalias locales producen obstrucción respiratoria alta (crup). Las manifestaciones sistémicas de la enfermedad se deben a la toxicidad cardíaca y del sistema nervioso periférico que produce la toxina. Manifestaciones clínicas

• Enfermedad respiratoria: es una amigdalitis con fiebre y malestar general. Puede ser leve o muy grave cuando compromete nasofaringe y tráquea; las seudomembranas, características de esta faringoamigdalitis, y el edema que se forman pueden llevar a la asfixia y a la muerte del paciente. • Cutánea: se produce más frecuentemente en zonas cálidas del mundo. • Complicaciones: disfunción miocárdica, afección de los pares craneanos y polineuritis periférica; todas lesiones reversibles. Sensibilidad antibiótica Es sensible a penicilina y eritromicina, como alternativa para pacientes alérgicos. Debe ser administrada tempranamente junto con la antitoxina. Prevención Inmunización activa

En nuestro país se realiza mediante la vacunación con la vacuna pentavalente en el 1er año de vida que contiene toxoide diftérico, tetánico y gérmenes muertos de B. pertussis, además de polisacárido capsular de H. influenzae y antígenos del virus de la hepatitis B. Luego se hace refuerzo administrada solamente junto al toxoide tetánico. El toxoide diftérico se prepara a partir de la toxina diftérica tratada con formalina al 0,3% a 37ºC. NOCARDIA

Pertenece a la familia Nocardiaceae, suborden Corynebacterineae, perteneciente a los Actinomycetes. En el suborden se encuentran además otras familias como Mycobacteriaceae y Corynebacteriaceae. Comparte con estas dos familias los componentes de su pared: ácidos micólicos, galactosa, arabinosa, ácido mesodiaminopimélico, etc. Comprende numerosas especies, pero las especies que infectan al hombre son: complejo N. asteroides y N. brasiliensis. Las infecciones producidas por este microorganismo son infrecuentes, pero está aumentando el número de casos reportados. Causa infecciones localizadas tanto como diseminadas en humanos, frecuentemente inmunodeprimidos, y en animales. Morfología y fisiología Macroscopía y microscopía: son cocobacilos ramificados que frecuentemente forman hifas aéreas (formando colonias algodonosas), parcialmente ácido-alcohol resistentes. Las colonias son de color naranja, de superficie y bordes irregulares, con un característico olor a tierra mojada, variable según la especie. Son aerobios y moderadamente exigentes desde el punto de vista nutricional. Son de crecimiento lento, los cultivos en agar infusión, en Sabouraud, en Lowenstein-Jensen o en agar sangre pueden ser examinados al cabo de algunos días. Se pueden utilizar medios selectivos con antibióticos. Infección clínica La nocardiosis es una infección mundialmente distribuida. Afecta fundamentalmente a pacien-

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tes inmunodeprimidos, pero no en forma exclusiva. La resistencia del huésped a la infección depende del número y de la capacidad fagocítica y lítica de los polimorfonucleares y otras células de defensa. El hecho que la enfermedad afecte de forma importante a los pacientes VIH positivos reafirma la importancia de la inmunidad celular en este tipo de infecciones. La transmisión de la enfermedad se produce por la inhalación de partículas contaminadas, ocasionando nocardiosis pulmonar, o mediante inoculación cutánea directa en donde se produce celulitis y linfangitis. No existe evidencia aún de transmisión persona-persona. La infección se manifiesta clínicamente por: • Nocardiosis pulmonar: es una neumonía de evolución aguda o subaguda con formación de abscesos y cavitación. Habitualmente provocada por N. asteroides • Nocardiosis cutánea y subcutánea: puede producir el clásico micetoma (enfermedad crónica de la piel y el tejido celular subcutáneo que destruye progresivamente la piel, el celular subcutáneo, las fascias, el músculo, llegando al hueso) además de celulitis, pústulas, etc. En general causada por N. brasiliensis. • Nocardiosis sistémica: a partir de las dos formas anteriores pueden producirse bacteriemias y afectar el sistema nervioso central, la piel y tejido subcutáneo, los riñones, articulaciones, huesos, corazón y ojos. Tanto la infección pulmonar como la sistémica no son infecciones autolimitadas por lo que requieren de correcto tratamiento antibiótico y muchas veces cirugía. Determinantes de patogenicidad La composición diferente de su pared y la presencia de factor de cordón o dimicolato de trehalosa parecen permitirle la vida en el interior celular. También los niveles altos de lactosa y superóxido dismutasa. Sensibilidad antibiótica Son sensibles a las sulfonamidas, trimetoprim-sulfametoxazol y dapsona con sulfato de estreptomicina. Son sensibles además a amicacina, que muestra actividad sinérgica con imipenem, con cefalosporinas de tercera generación y con trimetoprim-sulfametoxazol. Se tratan habitualmente con sulfas o con cotrimoxazol. RHODOCOCCUS

Es otro género bacteriano que integra la familia Nocardiaceae y comparte muchas de sus características biológicas. Crece formando colonias rosadas extendidas sobre agar infusiónsangre con o sin sustancias selectivas agregadas. Produce infecciones oportunistas, en especial de pulmón y de partes blandas, en pacientes inmunocomprometidos (VIH positivos), con frecuente invasión sanguínea.

Identificación de bacilos Gram positivos (BGP) Al igual que para la identificación de cualquier especie bacteriana, lo primero a realizar es un frotis con tinción de Gram. Luego debemos conocer los requerimientos atmosféricos de la cepa a identificar, ya que sabemos que este grupo posee tanto bacterias aerobias como aerobias facultativas y anaerobias. Para esto sembramos en un caldo de tioglicolato. Realizaremos posteriormente un cultivo en medios agar simple, agar sangre y las diferentes pruebas bioquímicas.

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* Lecitinasa: se siembra la bacteria en agar yema de huevo (agat TSA con el agregado de 10% de yema de huevo) y se observa luego un halo de opacificación del medio alrededor de la colonia

Con las características observadas, nos orientamos al género (por ej.: la presencia de ésporos en un BGP aerobio o facultativo nos orienta a Bacillus; la presencia de cocobacilos pequeños nos orienta a Listeria; los bacilos irregulares en letras chinas o empalizadas nos orientan al género Corynebacterium). GÉNERO BACILLUS

Microscopía: se observan bacilos Gram positivos grandes (1 por 3 a 10 µm) de extremos rectos, aislados, en pares o cadenas con tinción de Gram. Se observan áreas claras sin teñir que corresponden a endosporas, ovoides, de posición subterminal, que no deforman el soma bacteriano. Pueden teñirse con técnicas de coloración especiales como el verde de Malaquita. La endospora solo se observa a partir de cultivos viejos o mediante técnicas que provoquen la esporulación, no a partir de muestras clínicas. Lo opuesto sucede con la expresión de la cápsula, que se pierde al ser cultivada en medios artificiales. Macroscopía: para su observación deben ser cultivados en medios ricos y simples tales como agar sangre, agar chocolate y agar nutriente. Su morfología es variable según la especie: • B. anthracis: colonias grandes, grises, opacas, chatas, de bordes irregulares que remedan una cabeza de medusa. Son no hemolíticos. • B. cereus: colonias grandes, blancogrisáceas, opacas, betahemolíticas. • B. subtilis: colonias grandes, chatas, con pigmento naranja, pueden ser beta hemolíticas Para su cultivo a partir de muestras clínicas con contaminantes pueden realizarse técnicas que eliminan las formas de vida vegetativa y solo permiten la sobrevida de esporas; estas técnicas son shock de calor o shock de alcohol. También se utilizan medios selectivos como el PLET para B. anthracis. Algunas pruebas para identificación de especie Es un desafío para el microbiólogo diferenciar B. anthracis de las muchas especies no patógenas que se encuentran en el ambiente como contaminantes. Las pruebas más comúnmente realizadas son las que se observan en el diagrama (en la parte superior): lecitinasa, movilidad, susceptibilidad a la penicilina, y otras como indol, nitratos, citrato, voges proskauer, etc.; además de la observación de la macroscopía y microscopía, bastante características de cada especie en particular. También se pueden utilizar técnicas de biología molecular como análisis de los fragmentos de restricción o métodos inmunológicos para detección de las toxinas.

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GÉNERO LISTERIA

Microscopía: cocobacilos (0,4 por 1,0 a 2,0 µm), dispuestos al azar. Pueden parecerse a Corynebacterium y a los estreptococos. Macroscopía: no son exigentes desde el punto de vista nutricional pero conviene cultivarlas en agar sangre. Para las muestras provenientes de alimentos o muestras clínicas de sitios no estériles existen numerosos medios de enriquecimiento. Pueden ser cultivadas a 35ºC. El enriquecimiento se suele hacer a temperaturas menores. La movilidad en medio semisólido se observa mejor a 25ºC y no a 35 o 37ºC. En agar simple se observan colonias pequeñas, grises translúcidas, circulares, de bordes lisos. En agar sangre producen β-hemólisis estrecha. Requerimientos atmosféricos: se observa turbidez a lo largo de todo el tubo de tioglicolato, por lo que concluimos que es anaerobia facultativa. Algunas pruebas bioquímicas para identificación del género Listeria • Catalasa positivos (excepto algunas cepas), oxidasa negativos. • Fermentación de hidratos de carbono: glucosa positivos. • Hidrólisis de la esculina positiva. • TSI A/A sin gas ni sulfhídrico. • Rojo de Metilo y Vogues Proskauer: ambos positivos. Especie L. monocitogenes

• Fermentación de hidratos de carbono: xilosa negativo, manitol negativo, ramnosa positivo, salicina positivo. • Hemólisis: beta, angosta. Es importante, ya que la diferencia de L. innocua (contaminante de alimentos pero no patógena) que no la posee; y de L. ivanovii, que posee una amplia zona de hemólisis beta. • Catalasa positivo. Esta prueba es importante ya que permite diferenciar a L. monocytogenes de Streptococcus beta hemolíticos, que poseen características morfológicas similares. • CAMP: se observa potenciación de la beta hemólisis en forma de cabeza de fósforo. Esto es debido a la presencia de alfa lisina y listeriolisina O (similar a la estreptolisina de Streptococcus). L. seeligeri también es positivo. • SIM: a 37ºC no se observa movilidad, a 25ºC se observa movilidad en forma de paraguas. Existen métodos inmunológicos para la detección de listerias a partir de alimentos pero aún no han sido desarrollados para muestras clínicas. Los métodos serológicos (para la detección de anticuerpos) aún no están bien desarrollados para diagnóstico clínico. Para la tipificación se pueden utilizar técnicas de biología molecular como: fagotipificación, ribotipificación, electroforesis en campos pulsados (de las técnicas más utilizadas al momento), entre otras. CORYNEBACTERIUM DIPHTHERIAE

Microscopía: se observan bacilos Gram positivos delgados, pleomórficos (en forma de clava), de alrededor de 1,5-5 µm de largo y 0,5-1 µm de ancho. Aparecen agrupados formando estructuras que semejan letras chinas. Con azul de metileno se visualizan los característicos gránulos metacromáticos. Macroscopía: para su observación deben ser cultivadas por 24-48 h, en medios exigentes a 37ºC y en una atmósfera enriquecida con 5% de CO2. En agar sangre se observan colonias características: pequeñas, blanco grisáceas brillantes. Puede sembrarse en medio de Löeffler,

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ya que si bien no se visualizan las colonias características, este medio aumenta la producción de gránulos metacromáticos. Para el cultivo directo de muestras clínicas se utilizan medios selectivos y diferenciales con telurito y cisteína como el CTBA o el Tinsdale. En estos medios las colonias se visualizan gris-negruscas, ya que reducen el telurito, y con un halo marrón alrededor de la colonia por poseer actividad cistinasa. Luego pueden realizarse las siguientes pruebas: catalasa, metabolismo fermentador u oxidador, motilidad, producción de ureasa, reducción de nitritos, fermentación de diferentes hidratos de carbono, etc. Para comprobar si la cepa en cuestión posee la toxina deben realizarse pruebas que solo son realizadas por laboratorio de referencia: • Prueba de Elek modificada: consiste en cultivar la cepa a estudiar en una placa de Petri con un medio especializado, junto con un disco impregnado en antitoxina; si la bacteria presenta la toxina, se visualiza luego de la incubación una zona de precipitación. • Pruebas de biología molecular como PCR del gen tox; tiene la ventaja de poderse realizar directamente a partir de la muestra clínica. Otras pruebas como electroforesis en campos pulsados, análisis del polimorfismo de los fragmentos de restricción, ribotipificación, etc. son realizados para estudios epidemiológicos. • ELISA: fue desarrollada recientemente para la detección de la toxina. La cromatografía para la búsqueda de ácidos micólicos y otros componentes de la pared, también es utilizada en laboratorios de referencia para la identificación de cepas de C. diphteriae. GÉNERO NOCARDIA

Microscopía: bacilos Gram positivos delgados, dispuestos en cadenas cortas o largas. Puede realizarse una variante de coloración para bacilos ácido-alcohol resistentes (Kinyoun) en donde se pueden ver tanto ácido alcohol resistente (AAR) como no-AAR. Las hifas aéreas pueden visualizarse tanto microscópicamente como macroscópicamente. Macroscopía: observamos colonias secas, con un tinte anaranjado (N. brasiliensis) con particular olor a tierra mojada, dependiendo su aspecto de la especie, la temperatura y el tipo de medio de cultivo. Para su cultivo pueden utilizarse medios tales como: agar Sabouraud dextrosa, agar cerebrocorazón infusión, agar sangre, Lowenstein Jensen y Middlebrook. Deben incubarse a 37ºC, en donde se visualizarán colonias entre el segundo día de incubación y las 3 semanas. Para la identificación se utilizan las características micro y macroscópicas además de requerimientos de cultivo, tipo de metabolismo de la glucosa, producción de arylsulfatasa, crecimiento en presencia de lisozima y caracterización molecular.

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Bacterias anaerobias C. Rivas, M. Mota

Introducción La presencia de una atmósfera terrestre rica en oxígeno permitió a los seres vivos evolucionar desarrollando un metabolismo aeróbico, el cual se caracteriza por ser una forma muy eficiente de obtención de energía. Las bacterias anaerobias precedieron largamente a las aeróbicas y sin duda, predominaron largamente en un mundo vivo que comenzaba a desarrollarse. El reconocimiento de la naturaza anaerobia de determinados microorganismos se acredita a Pasteur, quien en 1863 observó que la motilidad de ciertas bacterias desaparecía con la exposición al aire. El conocimiento sobre las bacterias anaerobias es poco y relativamente reciente, ya que para poder lograr condiciones de anaerobiosis en el laboratorio se necesitaban, hasta los años 60, equipos costosos y técnicas bacteriológicas muy dificultosas. A partir de la introducción de sistemas simples para producir anaerobiosis con equipos y reactivos de bajo costo, el conocimiento de los anaerobios se desarrolla intensamente. Aun así, no hay un gran número de microbiólogos que se dediquen al tema, la taxonomía está en permanente revisión e infinidad de aspectos se mantienen oscuros.

Definiciones Anaerobios son aquellos gérmenes que sólo pueden desarrollarse en ausencia de cantidades significativas de oxígeno (O2) y bajo condiciones de potenciales redox (Eh) muy reducidos, por tanto son estrictos en cuanto a sus exigencias de medio ambiente. Las formas vegetativas mueren cuando son expuestos al oxígeno molecular libre en la atmósfera, aunque el grado de resistencia bajo estas condiciones es variable (aerotolerancia). Los esporos bacterianos no son afectados por tratarse de formas biológicas metabólicamente inertes y con muy escasa proporción de agua en su composición. Si bien se considera bacteria anaerobia aquel germen que puede crecer sólo en ausencia de oxígeno, la sensibilidad frente al oxígeno varía ampliamente de una especie a otra. Así, distinguimos bacterias microaerófilas, aerotolerantes y anaerobios estrictos u obligados. Las bacterias microaerófilas resultan dañadas por niveles altos de oxígeno como el atmosférico (21%) y requieren niveles bajos de O2 para crecer, en el rango de 2 a 10%. Anaerobios aerotolerantes son aquellos microorganismos que toleran exposiciones breves al oxígeno atmosférico desarrollando óptimamente en condiciones anaerobias. Los anaerobios estrictos no toleran

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el oxígeno y mueren en su presencia, por tanto sólo desarrollan en condiciones anaerobias; (de aquí en adelante los denominaremos simplemente anaerobios).

Potencial de óxido-reducción El potencial de óxido-reducción (Eh) de una pareja redox es la medida en voltios de la tendencia espontánea a donar o recibir electrones por parte de uno de los integrantes de la pareja (flujo de electrones). Una pareja redox posee una forma reducida (dador de electrones) y una forma oxidante (receptor de electrones): reductor oxidante + electrones. En consecuencia cuanto menor sea la cantidad de formas oxidantes menor o más bajo será el potencial redox. Es por esto que el oxígeno debe ser eliminado imprescindiblemente del microclima de desarrollo de las bacterias anaerobias (O2 atmosférico y en solución), ya sea en los medios de cultivo o en el medio natural. Aún más, el descenso del potencial de óxido-reducción debe afirmarse con la presencia en el medio de sustancias reductoras que superen en gran número a las oxidantes.

Oxígeno sensibilidad Si bien el oxígeno es potencialmente tóxico para cualquier forma de vida, los anaerobios son intolerantes al mismo aunque en diferentes grados. Existe un espectro que va desde los extremadamente intolerantes (aerointolerantes) hasta los aerotolerantes moderados los cuales pueden sobrevivir a la presencia de O2 durante breves períodos. Esta diferente relación con el oxígeno parece deberse a varios factores. En primer lugar, el oxígeno es un poderoso agente oxidante, es decir, un ávido receptor de electrones, por lo tanto su presencia en solución es incompatible con potenciales redox bajos. En esta situación el flujo de electrones se ve interferido por un receptor extraño al usual de los gérmenes provocando shunts letales. En segundo lugar, el oxígeno puede interactuar directamente con enzimas o cofactores, a través de la oxidación de grupos químicos sensibles (por ej.: sulfhidrilos), causando inactivaciones irreversibles. En tercer lugar y aparentemente, la causa más importante de la oxígeno-toxicidad, se atribuye a la producción de sustancias tóxicas derivadas de la reducción parcial de la molécula de O2. Estos productos son el radical superóxido, peróxido de hidrógeno y radical hidroxilo: O2 + e - → O2- (radical superóxido) O2- + e - + 2 H+ → H2O2 (peróxido de hidrógeno) H2O2 + e - + H+ → H2O + OH (radical hidroxilo) Estos productos son extremadamente tóxicos porque son agentes oxidantes poderosos y provocan destrucción de constituyentes celulares rápidamente. Los neutrófilos y macrófagos utilizan estos productos tóxicos del O2 para destruir los patógenos invasores. Muchos microorganismos poseen enzimas que los protegen de estos productos tóxicos del oxígeno. Las bacterias aerobias y las facultativas poseen las enzimas superóxido dismutasa (SOD) y catalasa, que catalizan las siguientes reacciones respectivamente: dismutasa O 2 + H 2 O2 2O2- + 2H+ superóxido → 2H2O2 catalasa 2H2O + O2 →

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Los microorganismos aerotolerantes pueden carecer de catalasa pero la mayoría tiene SOD; más aún, las SOD han sido postuladas como factores de virulencia en los anaerobios, ya que estas enzimas permitirían la sobrevida de las bacterias en tejidos oxigenados hasta que el consumo de oxígeno determina el ambiente adecuado para la multiplicación y desarrollo. Los anaerobios estrictos carecen de ambas enzimas o las tienen en bajas concentraciones y por eso no toleran el oxígeno.

Generalidades BIOLOGÍA DE LOS MICROORGANISMOS

Los anaerobios en general poseen un metabolismo de tipo fermentativo, en el cual sustancias orgánicas son los aceptores finales de electrones, aunque también pueden obtener energía a partir de la respiración anaerobia. Otras características comunes a los microorganismos anaerobios son sus requerimientos nutricionales complejos, su lento crecimiento y su labilidad, lo cual, sumado a sus requerimientos atmosféricos estrictos (de O2 y CO2) hace que su aislamiento sea difícil; además, al ser la mayoría de las infecciones mixtas (aerobios y anaerobios) otros microorganismos menos exigentes y de crecimiento más rápido pueden crecer e inhibirlos si no se toman las precauciones necesarias. Los plásmidos están ampliamente difundidos entre los anaerobios especialmente a nivel de especies de Clostridium y Bacteroides. Un muy buen porcentaje de estos elementos no han demostrado funciones específicas. Entre los plásmidos funcionalmente conocidos encontramos: • Plásmidos que codifican la producción de bacteriocinas. Similares a las colicinas, son producidas por especies de Clostridium y Bacteroides. • Plásmidos toxigénicos, ampliamente distribuidos entre las especies de Clostridium productoras de exotoxinas (toxigénicas). La correlación fehaciente entre plásmido y producción de toxina no se ha podido establecer en muchos casos. El caso con más evidencia de la relación plásmido-toxina es el de Clostridium tetani donde puede afirmarse que la toxina tetánica está codificada en un plásmido. • Plásmidos que codifican la resistencia a los antibióticos. Existen evidencias de que entre diferentes especies de Clostridium, Bacteroides y cocos anaerobios existen plásmidos de diferente tamaño que codifican la resistencia a macrólidos, tetraciclinas y cloramfenicol. FACTORES DE VIRULENCIA

Se pueden separar en dos categorías según su importancia. Por un lado existen las poderosas toxinas producidas por los clostridios; por otro, una serie de estructuras y sustancias de mucho menor poder patógeno que se observan en varias especies de microorganismos no esporulados. Se conocen los lipopolisacáridos de superficie de varias especies de Fusobacterium, Veillonella y Bacteroides. Estas sustancias tienen una actividad “endotoxina” similar a las de los bacilos gramnegativos facultativos. Su actividad es algo menos potente pero se ha demostrado su capacidad (en Bacteroides) de participar en la producción de abscesos y de causar hipercoagulabilidad. El polisacárido capsular de Bacteroides del grupo fragilis es otro factor de virulencia importante, ya que se comporta en forma similar a las cápsulas de otras bacterias, es decir, le confiere al germen “la lanza y el escudo” en cuanto favorece su poder invasivo y dificulta la acción defensiva de los leucocitos polimorfonucleares. Aun más, está claramente demostrada su participación en la formación de abscesos. Diversas enzimas producidas por los microorganismos anaerobios deben considerarse como

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factores de virulencia: colagenasas, hialuronidasas, DNAsas, elastasas, heparinasas son las principales. También deben incluirse aquellas enzimas que protegen contra la acción letal del O2 tales como catalasa y superóxido-dismutasa, en cuanto permiten la sobrevida del germen en un ambiente adverso hasta que se presenten las condiciones favorables. Estos factores de virulencia no deben considerarse como “toxinas”. EPIDEMIOLOGÍA

Las bacterias anaerobias están diseminadas en la naturaleza. La mayoría de las bacterias anaerobias que causan infecciones en humanos son parte de la flora normal de piel y mucosas, superando en cantidad a las bacterias facultativas en el intestino por un factor de 1000:1, mientras que en piel, boca, vías aéreas superiores y tracto genital inferior femenino la relación anaerobios-facultativos es de 5-10:1. Otros patógenos anaerobios como Clostridium botulinum y Clostridium tetani se encuentran en suelos y no son considerados parte de la flora humana. Aunque la transmisión persona-persona de C. difficile entre los pacientes hospitalizados representa un gran problema, la mayoría de las infecciones por anaerobios ocurren cuando microorganismos de la flora normal del paciente acceden a un sitio normalmente estéril como resultado de la ruptura de alguna barrera anatómica. Por esto el conocimiento de esta flora normal es importante pues nos permite sospechar qué microorganismos pueden estar involucrados en determinado proceso infeccioso y en consecuencia, establecer una antibioticoterapia empírica racional, así como seleccionar los medios de cultivo apropiados para el aislamiento e identificación bacterianos. La tabla 1 muestra la frecuencia de los microorganismos anaerobios más comunes como flora normal humana en diferentes localizaciones. Tabla 1. Incidencia de las bacterias anaerobias como flora normal humana Piel

Tracto res- Boca piratorio superior Bacilos grampositivos esporulados Clostridium 0 0 1 Bacilos grampositivos no esporulados Actinomyces 0 2 2

Intestino Genitales externos

Uretra

Vagina

3-4

0

1

1

1

0

0

0

Bifidobacterium

0

0

2

1

0

0

2

Eubacterium

1

1

2

3-4

d

d

1

Lactobacillus*

0

0

2

2

0

1

3-4

Propionibacterium Bacilos gramnegativos Bacteroides

3-4

2

1

1

d

0

2

0

2

3-4

2

2

2

2

Fusobacterium Cocos Gram positivos Cocos Gram negativos

0 2 0

2 2 2

3-4 3-4 3-4

2 3-4 2

2 2 0

2 1 d

1 2 2

Tracto respiratorio superior incluye vías nasales, nasofaringe, orofaringe y amígdalas.(*) Incluye anaerobios, facultativos y microaerófilos, (d=desconocido) (0=no encontrados o raros) (1=hallazgo irregular) (2=habitualmente presentes) (3-4=presentes en gran número).

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RECOLECCIÓN DE MUESTRAS

Teniendo en cuenta que los anaerobios están presentes en gran número en prácticamente toda la superficie cutaneomucosa, es difícil muchas veces evitar la contaminación de la muestras con estos microorganismos. Es por esto que las siguientes muestras son inaceptables para cultivar en anaerobiosis: • Exudado faríngeo, nasofaríngeo o bucal. • Expectoración. • Secreciones obtenidas por aspiración oro o nasotraqueal. • Cepillado o lavado bronquial (salvo el obtenido por catéter de doble luz). • Contenido gástrico e intestinal (salvo excepciones). • Materias fecales (salvo para la búsqueda de C. difficile) • Exudado rectal. • Orina obtenida por sonda o espontáneamente. • Exudados vaginales y cervicales. • Exudado uretral. La expectoración no debe cultivarse en anaerobiosis porque el esputo se contamina con la flora anaerobia normal de la faringe y la boca en su pasaje al exterior; igualmente pasa con el esputo obtenido por fibroscopía o los aspirados nasotraqueales ya que el tubo arrastra en su introducción flora normal en su extremo distal. La orina emitida espontáneamente o con sonda se contamina por la colonización natural de la porción distal de la uretra y el meato, o por la colonización de la sonda. Si existen catéteres suprapúbicos o renales pueden utilizarse para tomar la muestra con resultados aceptables. Una recolección de muestra adecuada debe evitar siempre la más mínima contaminación con flora normal. Las muestras más adecuadas para el cultivo de anaerobios son las siguientes: • Bilis. • Sangre. • Médula ósea. • Líquido cefalorraquídeo. • Otros fluidos de sitios normalmente estériles (por ej: líquido articular). • Líquido de ascitis. • Orina obtenida por punción suprapúbica. • Tejidos obtenidos por biopsia o autopsia. • Líquido pleural obtenido por toracocentesis. • Lavado bronquial obtenido con cepillo protegido. • Aspirado transtraqueal. • Punción pulmonar transparietal (PPTP). • Aspiración con aguja de abscesos cerrados. • Contenido uterino colectado con cepillo protegido. TRANSPORTE DE MUESTRAS

Otro factor crucial para el éxito en el aislamiento de anaerobios es el transporte adecuado de la muestra. Se debe proteger a los microorganismos de los efectos nocivos del oxígeno atmosférico durante el tiempo que transcurre entre la extracción y la siembra anaeróbica de la muestra. La primera y más efectiva medida es “correr” ya que en ninguna otra ocasión como esta el envío inmediato al laboratorio es tan fundamental. Las muestras deben ser colocadas en un sistema de transporte que asegure la anaerobiosis. Existen tubos, comercialmente dis-

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ponibles en los que se ha sustituido el aire por otro gas, como CO2 o N2, denominados tubos gaseados y que contienen un indicador de anaerobiosis. Dichos tubos sirven para el transporte de muestras líquidas que se inyectan a través de un tapón de goma luego de eliminar todo el aire de la jeringa y aguja. Un sistema similar sirve para transportar hisopos. Si la muestra es un tejido o una biopsia, esta puede mantenerse en un tubo o recipiente con suero fisiológico y éste a su vez en una bolsa o sobre de anaerobiosis, que describiremos más adelante. En casos de extracción de material con aguja y jeringa, si la demora no supera los 30 minutos puede enviarse el material en la misma jeringa expulsando el aire residual y obturando la aguja con un tapón de goma. Las muestras deben conservarse a temperatura ambiente hasta ser procesadas en el laboratorio ya que la refrigeración puede oxigenar la muestra. MÉTODOS DE CULTIVO

Luego de sembrar la muestra en un medio de cultivo adecuado, la incubación en anaerobiosis se consigue por medio de alguno de los siguientes sistemas: jarras anaeróbicas, bolsas de anaerobiosis y la cámara de anaerobiosis o “cámara de guantes”. El último método es muy caro, requiere equipamiento complejo, es lento y se usa para estudios de flora normal y en laboratorios altamente especializados. Desde el punto de vista práctico las jarras y los sobres o bolsas son equiparables en rendimiento a los sistemas más sofisticados y son aceptables para el aislamiento de bacterias anaerobias en el laboratorio clínico. Con estos sistemas son posibles los cultivos en medios sólidos para la obtención de aislamientos que permitan la identificación bacteriana. Jarras de anaerobiosis Es el sistema más utilizado para generar una atmósfera anaeróbica. Consiste en una jarra de plástico con una tapa que cierra herméticamente. La atmósfera anaerobia puede lograrse por dos métodos diferentes. El más sencillo utiliza un sobre comercial generador de hidrógeno y CO2 que es activado, ya sea mediante la adición de agua o por la humedad de las placas de agar. El H2 se combina con el O2 del aire para formar agua generando la anaerobiosis. Esta reacción es catalizada por granallas de zinc recubiertas de paladio que se encuentran depositadas en una canastilla fija a la tapa de la jarra. El segundo método consiste en la extracción del aire contenido en la jarra a través de la generación de vacío, sustituyendo el mismo por otro gas libre de O2 como el nitrógeno. El contenido final de la jarra consiste en una mezcla de gases conteniendo generalmente 80-90% de nitrógeno, 5-10% de hidrógeno y 5-10% de CO2. Una tirilla de papel impregnada en azul de metileno (azul en presencia de O2, incoloro en su ausencia) introducida en la jarra es el indicador de anaerobiosis. Bolsas de anaerobiosis Consiste en una bolsa plástica transparente, gas impermeable, un indicador de anaerobiosis (azul de metileno o resarzurina) y un sobre generador de anaerobiosis igual al utilizado para las jarras. Una o dos placas de Petri pueden introducirse antes de sellar la bolsa. Este sistema tiene las ventajas de su economía y practicidad, además de poder observar directamente si existe crecimiento en las placas de Petri sin abrir el sistema; también se puede utilizar para los sistemas de identificación tipo API-20A. Estas bolsas sirven además para el transporte de muestras como habíamos visto anteriormente.

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IDENTIFICACIÓN DE LOS ANAEROBIOS

Examen macroscópico de la muestra Al recibir la muestra en el laboratorio debe ser examinada en busca de algunas características que sugieren la presencia de anaerobios, como: olor fétido, gránulos de azufre (asociados a la presencia de Actinomyces spp., Propionibacterium spp., o Eubacterium nodatum), fluorescencia bajo luz ultravioleta (que ocurre ante la presencia de cepas pigmentadas de Prevotella o Porphyromonas). Tinción de Gram Una característica general de los microorganismos anaerobios es su tendencia a tornarse gramnegativos cuando se aplica la coloración de Gram, sea por la poca estabilidad frente a la decoloración lo que los convierte en Gram inestables al examen directo de los materiales, sea porque existe una variación tintorial en los cultivos bacteriológicos. Por esto es que pueden realizarse las siguientes modificaciones a la técnica de la tinción de Gram: • efectuar la decoloración solamente con alcohol etílico prescindiendo de la acetona • prolongar el tiempo de contacto con lugol hasta 1 minuto. Cultivo Los medios de cultivo primarios para la siembra de una muestra de anaerobios son varios, pero en general incluyen un medio no selectivo como el agar sangre y algún medio selectivo. Además otra placa de agar sangre, una de agar chocolate y una de agar MacConkey son inoculadas e incubadas en aerobiosis, ya que la mayoría de las infecciones por anaerobios son polimicrobianas e incluyen bacterias aerobias y facultativas. Un medio de cultivo líquido habitualmente caldo tioglicolato se utiliza como medio de enriquecimiento cuando la muestra proviene de un sitio estéril. Existen varios medios líquidos comercialmente disponibles para hemocultivos. Algunos contienen (SPS) sodium polyanetol sulfonate, el cual estimula el desarrollo de los anaerobios, aunque al parecer sería inhibidor para Peptococcus anaerobius. Se trata de frascos de 100 ml, al vacío, con el agregado de CO2, una base nutritiva (digerido tríptico de soja o peptonas) y un agente reductor (tiol o tioglicolato). El porcentaje de sangre a inocular es del 5 al 10 % v/v. Los frascos se examinan diariamente buscando turbidez, hemólisis o gas; se consideran negativos definitivamente a los 10 días de incubación previo subcultivo final. Las placas inoculadas deben ser inmediatamente incubadas en condiciones anaerobias a 37 ºC durante 48 horas, al cabo de las cuales si no hay desarrollo deben ser incubadas al menos 5 días antes de ser descartadas. Identificación La morfología colonial así como la presencia de hemólisis, olor, etc. son algunas características a tener en cuenta como primera aproximación a la identificación. Todas los morfotipos coloniales de la placa de agar sangre incubada en anaerobiosis deben ser examinados con una tinción de Gram y subcultivadas para determinar su aerotolerancia. Para ello cada colonia debe ser subcultivada en una nueva placa de agar sangre en anaerobiosis y en una placa de agar chocolate en CO2. En la placa de agar sangre se colocan los siguientes discos de antibióticos para una identificación preliminar de los anaerobios y no con fines de probar la susceptibilidad antibiótica: kanamicina, colistina, vancomicina. La identificación completa de los anaerobios es bastante costosa, frecuentemente requiere varios tests bioquímicos, cromatografía gas-líquido de los productos metabólicos derivados

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de la fermentación de la glucosa, y cromatografía de ácidos grasos de cadena larga. Es por esto que en general la identificación completa o confirmatoria queda reservada a laboratorios de referencia. La mayoría de los laboratorios clínicos deben conformarse con una identificación presuntiva que además es suficiente para guiar la terapia antimicrobiana adecuada. Una agrupación preliminar de los anaerobios se obtiene de la combinación de las siguientes características: origen de la muestra, morfología microscópica, reacción al Gram, morfología colonial, prueba de aerotolerancia. En el diagrama siguiente se esquematizan los pasos a seguir: Registrar Morfología de colonias Pigmento Hemólisis Fluorescencia Susceptibilidad a: Vancomicina Kanamicina Colistin SPS Actividad lipasa Actividad lecitinasa

Cultivo en placa Realizar Gram Indol Catalasa Test NO3

Susceptibilidad a los antibióticos La antibioticoterapia de las infecciones por anaerobios es habitualmente empírica ya que los cultivos y el aislamiento son lentos y dificultosos. Por otra parte, las pruebas de sensibilidad realizadas en los laboratorios clínicos no dan resultados confiables. De manera pues, que nos debemos guiar por las pruebas realizadas en los laboratorios de referencia internacionales que aportan datos sobre sensibilidad y nos permiten predecir con un nivel razonable de seguridad cuales son los antibióticos de elección para cada germen. Las pruebas de sensibilidad se realizan de forma similar a las de gérmenes aerobios.

Bacilos grampositivos no esporulados Este grupo diverso de microorganismos incluye bacterias anaerobias estrictas y aerotolerantes que forman parte de la flora normal de piel y mucosas. Todos comparten la característica de ser poco virulentos o de escaso poder patógeno, produciendo infecciones oportunistas en el caso de Actinomyces, Mobiluncus, Propionibacterium. Lactobacillus, Eubacterium y Bifidobacterium muy rara vez causan enfermedad. ACTINOMYCES

Se trata de bacilos grampositivos largos y ramificados, delgados y delicados, bajo ciertas circunstancias, frotis o cultivos pueden fragmentarse simulando bacilos del tipo difteroides. En general son facultativos, aunque crecen mejor en anaerobiosis. A. meyeri es el único anaerobio estricto. Son capnófilos. Crecen lentamente y en el hospedero suelen producir infecciones crónicas. Forman parte de la flora normal de las mucosas del tracto respiratorio superior, tracto

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digestivo y aparato genital femenino, pero normalmente no están presentes en la superficie cutánea. La cavidad oral es su hábitat principal. Los microorganismos tienen un bajo potencial de virulencia, por lo tanto producen enfermedad sólo cuando las barreras mucosas normales se alteran por traumatismos, cirugía o infección. La enfermedad producida por Actinomyces se llama actinomicosis y se caracteriza por el desarrollo de lesiones granulomatosas crónicas que se hacen supurativas y forman abscesos conectados mediante fístulas. En los abscesos y los tractos fistulosos se pueden observar colonias macroscópicas que recuerdan a los granos de arena, llamadas gránulos de azufre por su aspecto amarillo o naranja y están formadas por masas de microorganismos unidos entre sí por fosfato cálcico. Las zonas de supuración están rodeadas por un tejido fibroso de granulación lo que da a la superficie que cubre a los tejidos afectados una consistencia dura o de madera. Actimomyces israelii es el patógeno humano más importante. La actinomicosis es entonces una enfermedad endógena y se clasifica según los órganos que afecta en: • actinomicosis cervicofacial constituye aproximadamente el 50% de los casos de actinomicosis. Ocurre en personas con mala higiene bucal o que han sido sometidas a un procedimiento dental invasivo o a un traumatismo oral. De esta manera los microorganismos presentes en la boca invaden los tejidos enfermos y producen una enfermedad piógena aguda o, más frecuentemente, un proceso inflamatorio de evolución lenta, relativamente indoloro, con fibrosis y cicatrización, así como con fístulas de drenaje a lo largo del ángulo de la mandíbula y del cuello. Producen también enfermedad periodontal. • actinomicosis torácica se produce por aspiración del agente desde el tracto respiratorio superior y la boca o por extensión de lesiones cervicofaciales. Al inicio de la enfermedad se produce un absceso pulmonar. Conforme la enfermedad progresa ocurre fistulización al exterior a través de la pared torácica pudiendo interesar costillas y vértebras. • actinomicosis abdominal ocurre en pacientes sometidos a cirugía digestiva o que han sufrido un traumatismo en el intestino. Puede extenderse por todo el abdomen y afectar a cualquier órgano. Es posible la extensión vertebral y la fistulización al exterior. • actinomicosis pélvica puede presentarse como una vaginitis o más frecuentemente puede haber una gran destrucción de tejidos con formación de abscesos tubo-ováricos. Se ha descrito infección en mujeres que utilizan dispositivos intrauterinos con sintomatología escasa y sin presencia de gránulos. • actinomicosis del sistema nervioso central se produce generalmente por diseminación hematógena desde otros tejidos infectados, como los pulmones. La manifestación más frecuente es un absceso cerebral solitario, pero también puede ocasionar meningitis, empiema subdural y abscesos epidurales. La confirmación en el laboratorio de la actinomicosis es difícil. Si se detectan gránulos de azufre en una fístula o en un tejido, el gránulo se debe aplastar entre dos láminas, teñirse y mirarse al microscopio óptico. Se pueden ver en la periferia de los gránulos bacilos grampositivos delgados y ramificados. Actinomyces spp. son exigentes y crecen lentamente en condiciones anaerobias, se pueden tardar 2 semanas o más en aislar los microorganismos. Las colonias son blancas y tienen una superficie en forma de cúpula que se puede volver irregular luego de una incubación de una semana o más, lo que recuerda a la parte superior de una muela. Las especies individuales de Actinomyces se pueden diferenciar mediante pruebas bioquímicas. El tratamiento de la actinomicosis implica la asociación del desbridamiento quirúrgico de los tejidos afectados y la administración prolongada de antibióticos. La penicilina es el

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antibiótico de elección. El mantenimiento de una buena higiene bucal y el uso de profilaxis antibiótica adecuada cuando se realizan maniobras invasivas en la boca o el tubo digestivo disminuyen el riesgo de estas infecciones. PROPIONIBACTERIUM

Son bacilos grampositivos pequeños que se disponen en cadenas cortas o en agregados. Integrantes de la flora normal de piel (en contraposición a Actinomyces), conjuntiva, oído externo, orofaringe y aparato genital femenino. Son anaerobios estrictos o aerotolerantes, inmóviles, catalasa positivos y capaces de fermentar hidratos de carbono produciendo como principal residuo ácido propiónico (de ahí su nombre). Las especies que se aíslan con mayor frecuencia son Propionibacterium acnes, P. granulosum y P. propionicus. P. acnes es responsable del acné en adolescentes y adultos jóvenes así como de infecciones oportunistas en pacientes con prótesis (valvulares o articulares) o dispositivos intravasculares. Las propionibacterias se aíslan también a partir de hemocultivos, pero suele deberse a contaminación con bacterias de la piel en el sitio de venopunción. El papel principal de P. acnes en el acné es estimular la respuesta inflamatoria. La producción de péptidos de bajo peso molécula por parte de los bacilos que habitan en los folículos sebáceos atrae a los leucocitos. Luego de fagocitar a los bacilos los fagocitos liberan enzimas hidrolíticas que junto a una variedad de toxinas bacterianas como lipasas, proteasas, neuraminidasa e hialuronidasa estimulan la respuesta inflamatoria lo que lleva a la destrucción del folículo. Las propionibacterias crecen en la mayoría de los medios de cultivo pero puede tardarse entre 2 y 5 días en evidenciar el crecimiento. LACTOBACILLUS

Se trata de bacilos grampositivos largos, de bordes paralelos y extremos rectangulares, facultativos, microaerófilos o anaerobios estrictos. No producen la enzima catalasa ni citocromos. Producen ácido láctico como principal producto de fermentación y tienen requerimientos nutricionales complejos. Llevan a cabo la fermentación homoláctica a través de la vía de Embden-Meyerhof o la fermentación heteroláctica a través de la vía de las pentosas fosfato. Su crecimiento es óptimo en condiciones ácidas (pH entre 4.5 a 6.4). Se encuentran en la superficie de las plantas así como en la carne, el agua, frutas y otros productos alimenticios. Son indispensables para la industria del alimento donde se utilizan para la fermentación de alimentos y bebidas, como pickles, cerveza, vino, jugos, quesos y yogurt. En el hombre se encuentran formando parte de la flora normal de la boca, estómago, intestino y tracto genitourinario (constituyen la flora vaginal predominante en mujeres en edad reproductiva). Son los microorganismos más frecuentes en la uretra, por lo tanto su recuperación en los urocultivos procede invariablemente de la contaminación de la muestra. La razón por la cual los lactobacilos rara vez producen infecciones del tracto urinario es su incapacidad para crecer en la orina. Generalmente no son patógenos. Por el contrario, su efecto beneficioso ha sido demostrado cuando se administran en forma de probióticos (suplemento alimentario que contiene microorganismos vivos con efectos beneficiosos en el huésped al mejorar el balance microbiano intestinal) en la prevención y el tratamiento de algunas enfermedades como la diarrea aguda infantil, diarrea asociada a antibióticos, diarrea del viajero, colitis alérgicas y probablemente otras como la candidiasis vaginal, etc. De todas maneras pueden invadir el torrente circulatorio ocasionando bacteriemias transitorias de origen genitourinario (por ej: después del parto o de un procedimiento ginecológico), endocarditis y sepsis en pacientes inmunodeprimidos.

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Son uniformemente resistentes a la vancomicina. Se obtiene actividad antimicrobianas sinérgica mediante la combinación de penicilina más un aminoglucósido. Mobiluncus Los miembros de este género bacteriano son bacilos gramvariables o gramnegativos, a pesar de tener una pared celular grampositiva, carente de lipopolisacárido, y sensibles a vancomicina, clindamicina, eritromicina y ampicilina, pero resistentes a colistina. Bacilos curvos con extremos en forma de punta, son anaerobios estrictos. Son exigentes desde el punto de vista nutricional y crecen lentamente incluso en medios enriquecidos. En humanos se han identificado dos especies, Mobilunucs mulieris y M. curtisii. Los microorganismos colonizan el tracto genital femenino en un número bajo, pero son abundantes en las mujeres con vaginosis bacteriana. Su aspecto microscópico es una marcador útil para esta enfermedad, pero no está claro el papel preciso de estos microorganismos en la patogénesis de la vaginosis bacteriana. Bifidobacterium y Eubacterium Los microorganismos pertenecientes a estos dos géneros se encuentran con frecuencia en la orofaringe, intestino grueso y vagina. Estas bacterias se pueden aislar en las muestras clínicas pero tienen un potencial de virulencia muy bajo y generalmente se aíslan como contaminantes sin significación clínica. La confirmación de su papel etiológico en una infección requiere el aislamiento repetido del microorganismo a partir de múltiples muestras y la ausencia de otros microorganismos patógenos.

Cocos grampositivos PEPTOSTREPTOCOCCUS

A pesar del nombre del género la morfología de estos gérmenes incluye formas en pares, tétradas, racimos, y cadenas. Un estudio microscópico cuidadoso muestra a estos cocos con tamaño irregular y alguna decoloración parcial, lo que permite diferenciarlos de sus similares aerobios. Forman parte de la flora de la boca, intestino y genitales. Se encuentran involucrados en infecciones pleuropulmonares, abscesos, infecciones ginecológicas, sinusitis. Casi constantemente son sensibles a los betalactámicos.

Bacilos grampositivos esporulados CLOSTRIDIUM

Los clostridios son bacilos anaerobios formadores de esporas y en general Gram positivos. Casi todas las especies son anaerobias obligadas pero unas pocas especies son aerotolerantes. Las especies patógenas producen toxinas solubles, algunas de las cuales son extremadamente potentes. Los clostridios están ampliamente distribuidos en la naturaleza y se encuentran en los suelos y en el tracto gastrointestinal de los seres humanos y los animales. Los clostridios patógenos pueden dividirse para su estudio en cuatro grandes grupos de acuerdo al tipo de enfermedad que producen: 1. Los clostridios histotóxicos típicamente causan una variedad de infecciones tisulares, en general luego de heridas abiertas y otras lesiones traumáticas. 2. Los clostridios enterotoxigénicos producen intoxicación alimentaria y formas más severas de enfermedad gastrointestinal.

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3. Clostridium tetani, agente causal del tétanos, produce la enfermedad por medio de una potente exotoxina que es elaborada durante la proliferación limitada en los tejidos. 4. Clostridium botulinum es el agente etiológico del botulismo, enfermedad que resulta de la ingestión de una poderosa exotoxina formada previamente por los microorganismos en alimentos contaminados. Clostridios histotóxicos Pueden ocasionar una severa infección a nivel muscular denominada mionecrosis por clostridios (antes conocida como gangrena gaseosa o miositis por clostridios). Clostridium perfringens es la especie más importante responsable del 80-90% de los casos de mionecrosis. C. novyi, C. septicum, C. histolyticum, C. sordellii, C. fallas también ocasionan estas infecciones. Todos ellos producen una variedad de toxinas con potencias diferentes; para cada especie las toxinas se designan con letras griegas. Ninguno de ellos se comporta como un patógeno altamente invasivo, sino que cada uno juega un papel oportunista que requiere un conjunto de condiciones en los tejidos para que se inicie la infección. Determinan un espectro de compromiso clínico en infecciones de heridas que va desde la simple contaminación hasta la mionecrosis. Dada su amplia distribución en la naturaleza, la contaminación de heridas es muy común (39%). Sin embargo una pequeña proporción de heridas contaminadas evoluciona a la verdadera mionecrosis. Por lo tanto el aislamiento de clostridios histotóxicos a partir de heridas o material de drenaje no indica por sí mismo la presencia de mionecrosis: el diagnóstico de dicha afección es clínico. Clostridium perfringens

Existen cinco tipos diferentes: A, B, C, D y E, que se diferencian por la producción de cuatro toxinas letales principales: alfa, beta, epsilon y theta. C. perfringens tipo A es el principal responsable de enfermedad humana; produce alfa toxina y otras de menor poder (omega, kappa, micrón); habita suelos e integra la flora normal del tracto gastrointestinal de hombre y animales. Los tipos B, C, D y E existen en el tracto gastrointestinal de animales y sólo de forma ocasional en el hombre. Producen una variedad de enfermedades en animales domésticos; no habitan de forma permanente los suelos como lo hace el tipo A. BIOLOGÍA

DEL MICROORGANISMO

Es un bacilo netamente grampositivo, corto y grueso, de bordes redondeados, con formas hasta cocoides. En los frotis directos de muestras clínicas no se observan esporos y es característica la ausencia de células eucariotas debido a la intensa citólisis tóxica; pueden observarse cápsulas. En los frotis realizados a partir de cultivos pueden observarse esporos medianos o subterminales que no deforman el soma vegetativo. Es anaerobio aerotolerante, algunas cepas producen la enzima superóxido dismutasa. Desarrolla a un pH variable (5.5 a 8) y en un rango de temperatura que va de 20 ºC a 50 ºC. Es el único inmóvil de los clostridios patógenos. Crece rápido en agar sangre, pudiendo observarse colonias a las 24-48 hs de incubación. ESTRUCTURA

ANTIGÉNICA

C. perfringens produce por lo menos 12 exotoxinas diferentes, de naturaleza proteica y antigénicas. De los cuatro antígenos letales principales, alfa es la más importante y es producida por

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los cinco tipos de C. perfringens. Los antígenos menores son enzimas y no son letales: antígeno K es una colagenasa, antígeno V es una desoxirribonucleasa, antígeno u tiene actividad hialuronidasa. La serotipificación de acuerdo a antígenos somáticos ha tenido aplicación en estudios epidemiológicos de brotes de intoxicación alimentaria, donde existe una correlación entre los serotipos de C. perfringens de tipo A aislado en heces de pacientes y los serotipos recuperados de alimentos contaminados. FACTORES

DE VIRULENCIA

La toxina alfa posee actividad letal, dermonecrótica y hemolítica; es una lecitinasa C o fosfolipasa C (degrada la lecitina en fosforilcolina y un diglicérido), también hidroliza la esfingomielina; es activada por Ca++ y Mg++. Es un antígeno excelente, tanto que la protección o el tratamiento in vivo dependen totalmente del título antitoxina alfa. In vivo actúa sobre complejos lipoprotéicos que contienen lecitina en la membrana celular y probablemente sobre la membrana mitocondrial; produce además alteración de las membranas de eritrocitos, plaquetas, leucocitos y células endoteliales ocasionando lisis de estas células; aumenta la permeabilidad vascular con hemólisis masiva y hemorragia, así como destrucción tisular y edema observados durante la enfermedad. Recientemente se ha descrito su comportamiento como superantígeno (es decir que es capaz de estimular la proliferación policlonal de linfocitos T). La toxina beta tiene actividad necrotizante (enteritis necrotizante) e induce hipertensión por liberación de catecolaminas. La toxina epsilon aumenta la permeabilidad vascular de la pared gastrointestinal. La toxina theta posee actividad necrotizante e induce un aumento de la permeabilidad vascular. La enterotoxina producida por cepas de C. perfringens principalmente tipo A, pero también de los tipos C y D, es una proteína termolábil producida en el colon y liberada durante la esporulación. Posee estructura y función similar a las toxinas LT y CT de E. coli y V. cholerae respectivamente. También tiene cierta actividad citotóxica. Produce enteritis, la dosis infectante es elevada. Los antígenos omega, kappa y mu tienen un papel auxiliar en la diseminación local de la infección a través de los tejidos y en la provisión de nutrientes para la proliferación de los microorganismos; en bajas concentraciones la toxina omega es tóxica para los leucocitos humanos y puede ser responsable de la ausencia inusual de células polimorfonucleares en el tejido muscular infectado. EPIDEMIOLOGÍA

C. perfringens es un microorganismo ubicuo: el tipo A (principal responsable de enfermedad en humanos) se encuentra en el tracto gastrointestinal de hombre y animales, y son numerosos en suelos, tanto las formas vegetativas como las esporuladas; también están en aguas contaminadas con heces. La infección por estos microorganismos puede tener un origen endógeno o exógeno. En lesiones traumáticas la fuente de clostridios en general es la tierra presente en las heridas (la incidencia de contaminación e infección de heridas depende de la concentración de C. perfringens en los suelos, lo que varía según la localización geográfica). En las infecciones endógenas la fuente de clostridios es la flora fecal presente en la piel

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o las vestimentas introducidas en las heridas, o clostridios que escapan del intestino cuando este es perforado, ya sea por enfermedad, lesiones traumáticas o intervenciones quirúrgicas. PATOGENIA

Los clostridios son incapaces de iniciar una infección en tejidos sanos (Eh normal). Factores primordiales que predisponen a la mionecrosis son la isquemia y necrosis muscular, que proporcionan una tensión de O2 y un potencial de oxido-reducción disminuidos, condiciones necesarias para la proliferación de estos microorganismos. Esto explica que aún con alta incidencia de contaminación de heridas, la incidencia de mionecrosis continúe siendo baja. En áreas con menor tensión de O2 en el músculo, se acumula ácido láctico y el pH desciende. La combinación de la disminución del Eh y la caída del pH, puede activar enzimas proteolíticas endógenas y dar como resultado autólisis tisular. Esta liberación de nutrientes y la disminución del potencial de óxido-reducción proporcionan condiciones adecuadas para el desarrollo de las microorganismos anaerobios. La proliferación de los microorganismos se acompaña de producción de toxinas solubles. En la mionecrosis estas toxinas difunden desde el sitio inicial, proliferan y atacan músculo y tejidos circundantes sanos. Estos tejidos son destruidos por las toxinas permitiendo la diseminación de la infección hacia nuevas áreas necróticas. El líquido de edema (producido por acción de la toxina y enzimas de clostridios sobre los tejidos) y el gas del metabolismo bacteriano, aumentan la presión del compartimiento muscular agravando la isquemia, disminuyendo aún más el potencial de óxido-reducción y el pH, proporcionando nuevas áreas adecuadas para la proliferación de clostridios. ESPECTRO

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DE MANIFESTACIONES CLÍNICAS

Contaminación simple de heridas. Celulitis, fascitis y otras infecciones de partes blandas. Mionecrosis por clostridios. Infecciones uterinas. Septicemia por clostridios. Intoxicación alimentaria. Enteritis necrotizante.

AISLAMIENTO

E IDENTIFICACIÓN

Tinción de Gram: el examen directo muestra bacilos Gram positivos rectos sin esporas ni leucocitos Cultivo: en agar sangre incubado en anaerobiosis a 37 ºC durante 24-48 h, colonias planas extendidas, 2-4 mm diámetro • Patrón característico cuando crece en agar sangre: hemólisis doble, compuesta por una estrecha zona de hemólisis completa producida por la toxina alfa y una zona más amplia de hemólisis incompleta producida por la toxina omega. • B-hemólisis sinérgica al sembrarlo junto a S. agalactiae: prueba CAMP inversa • Precipitación (opalescencia) en medios que contienen lecitina, causada por la toxina alfa e inhibida de forma específica por la antitoxina. • Fermentación “tormentosa” en medios con leche: la fermentación de la lactosa produce gran cantidad de ácido, lo que provoca la coagulación de las proteínas (caseína); luego el coágulo es alterado y roto por el gran volumen de gas formado a partir de la fermentación

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de la lactosa (esta reacción también es producida por otras especies como C. septicum y otras) Producción de gas a partir de glucosa, fermentan lactosa, producción de ácido a partir de glucosa y lactosa, etc.

SENSIBILIDAD

ANTIBIÓTICA

Todos los microorganismos del género Clostridium son uniformemente sensibles a penicilina. Clostridios enterotoxigénicos Intoxicación alimentaria

C. perfringens es la tercera causa de toxiinfección alimentaria bacteriana después de Salmonella spp. y Staphylococcus aureus. Es causada por C. perfringens, usualmente cepas tipo A, productoras de enterotoxina. Dicha toxina es una proteína que se comporta como un superantígeno promoviendo la liberación de mediadores de la inflamación en forma masiva. EPIDEMIOLOGÍA

La enfermedad se produce cuando el individuo ingiere alimento contaminado con un elevado número de microorganismos productores de enterotoxina (100 millones). Los alimentos que pueden estar contaminados son carnes vacuna, suina, pollo, salsas cocinadas y no refrigeradas. Cuando los alimentos llegan al intestino delgado se produce la esporulación y la liberación de enterotoxinas. No son comunes los brotes familiares pero sí los producidos a través de alimentos preparados comercialmente destinados a restaurantes o instituciones. En Uruguay según datos recogidos por el Sistema de Información Regional para la Vigilancia Epidemiológica de Enfermedades Transmitidas por Alimentos (ETA) se han declarado 3 brotes en el período 1993-2001, con 37 individuos afectados, no registrándose muertes. Los alimentos implicados fueron carnes rojas y carnes de aves. Dos ocurrieron en comedores y uno en una vivienda. PATOGENIA

Todos los síntomas son atribuibles a la enterotoxina, que en general se sintetiza durante la esporulación de los microorganismos en el intestino delgado. La enterotoxina se une a un receptor de membrana del ribete en cepillo e induce una alteración de la permeabilidad calcio dependiente resultando en una pérdida de iones y metabolitos. Esta pérdida electrolítica altera la función metabólica intracelular provocando daño morfológico y eventual lisis. CLÍNICA

Entre 7 y 15 horas luego de la ingestión de alimento contaminado los pacientes experimentan dolor abdominal agudo y diarrea; estos síntomas duran 12-18 horas y la recuperación suele ser completa, salvo raros casos de muerte en pacientes de edad avanzada y personas debilitadas. DIAGNÓSTICO

Para confirmar el diagnóstico debe recuperarse el agente del alimento y del paciente. El diagnóstico se establece mediante el recuento de más de 100.000 UFC (unidades formadoras de colonias) por gramo de alimento o 1.000.000 UFC por gramo de materia fecal en el primer día de enfermedad. También puede buscarse la presencia de enterotoxina en las heces utilizando

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ELISA o hemaglutinación pasiva reversa; se han desarrollado además técnicas moleculares para la detección de estos agentes TRATAMIENTO

Y PREVENCIÓN

En general no requiere tratamiento antimicrobiano, sólo medidas de sostén. Como acción preventiva debe ser mantenida una refrigeración adecuada de los alimentos cocidos de no ser consumidos de inmediato. Enteritis necrotizante

Es causada por C. perfringens tipo C y es más severa que la intoxicación alimentaria causada por el tipo A. Tiene un período de incubación de menos de 24h luego del cual aparecen dolor abdominal intenso y diarrea; en algunos pacientes ocurre pérdida de la mucosa intestinal con enterorragia. Puede ser letal con shock u oclusión intestinal y peritonitis. La toxina beta producida por C. perfringens tipo C es responsable de los síntomas; la administración de antitoxina reduce la mortalidad. Enterocolitis seudomembranosa

Clostridium difficile es el microorganismo responsable de esta entidad. Se trata de una gastroenteritis asociada a antibioticoterapia de severidad variable desde diarrea autolimitada a colitis seudomembranosa grave, potencialmente mortal. C. difficile es un microorganismo anaerobio obligado, sacarolítico y débilmente proteolítico, a través de la fermentación ácida produce un conjunto de productos detectables por medio de cromatografía gas-líquida. Es parte de la flora normal del intestino del hombre y los animales. FACTORES

DE VIRULENCIA

C. difficile produce dos toxinas proteicas principales, antigénicamente diferentes, ambas implicadas en la patogenia: la toxina A, una enterotoxina potente y la toxina B citotóxica. La toxina A o enterotoxina es quimiotáctica para neutrófilos, produce infiltración de leucocitos polimorfonucleares en la lámina propia del íleon e induce la liberación de citoquinas por parte de macrófagos y polimorfonucleares, potenciando la respuesta inflamatoria a nivel local, con la resultante hipersecreción de líquidos y necrosis hemorrágica. La citotoxina o toxina B depolimeriza la actina ocasionando destrucción del citoesqueleto celular. Otros factores de virulencia: factor de adherencia o adhesina (in vitro se une específicamente a células del colon humano), una hialuronidasa que hidroliza el ácido hialurónico del tejido conjuntivo, favoreciendo la diseminación; la formación de endosporas permite la supervivencia de estos moo en el medio ambiente hospitalario durante meses. PATOGENIA

El tratamiento antibiótico extenso altera la flora entérica normal, permitiendo la proliferación de C. difficile relativamente resistentes o la colonización exógena (las cepas infecciosas de C. difficile pueden ser endógenas o exógenas); los antibióticos más a menudo vinculados a colitis seudomembranosa son ampicilina, clindamicina y cefalosporinas.

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TRATAMIENTO

La interrupción del antibiótico usado suele alcanzar para el caso de enfermedad leve. Los cuadros graves pueden tratarse con metronidazol o vancomicina vía oral. Puede haber recidivas por esporas resistentes al tratamiento antibiótico. PREVENCIÓN

Es importante conocer el potencial para generar enfermedad gastrointestinal de la administración de antibióticos. Ante la presencia de diarrea sin otra causa evidente en pacientes que están recibiendo antibióticos es aconsejable suspender el tratamiento antibiótico o sustituirlo por otro que se asocie menos con diarrea y colitis. Clostridium tetani Agente causal del tétanos, una enfermedad rara hoy en día en países desarrollados. Sin embargo, en países pobres, el tétanos neonatal tiene un impacto significativo sobre la mortalidad global. En el adulto la enfermedad ocurre clásicamente luego de una herida punzante y se caracteriza por espasmos musculares, el más típico de los cuales es el del maxilar inferior, de ahí el término de trismus. La naturaleza anaerobia de C. tetani fue responsable en parte de la demora en su descubrimiento y aislamiento, que fue logrado en 1889 por Kitasato. Así se llegó al descubrimiento de la toxina tetánica y a la detección poco tiempo después de la antitoxina específica. Biología del microorganismo

C. tetani es un bacilo largo y delgado en comparación con otros clostridios patógenos. Son grampositivos, aunque como todas las bacterias anaerobias tienden a tornarse Gram variables, sobre todo en los cultivos más viejos. Producen esporas terminales de mayor diámetro que la célula vegetativa, dando la característica imagen de palillo de tambor. Tienen flagelos peritricos que le confieren activa motilidad. Es anaerobio estricto, difícil de cultivar por su extremada sensibilidad al oxígeno. Posee requerimientos nutricionales complejos (entre ellos ciertos aminoácidos y vitaminas); es capaz de crecer en agar sangre y en caldo con carne cocida. No fermenta ningún hidrato de carbono, tiene escasa actividad metabólica. Estructura antigénica

Poseen antígenos flagelares o antígenos H (10 serotipos) y antígeno somático o antígeno O (un solo serogrupo). Todas las cepas de C. tetani producen un solo tipo antigénico de toxina y su efecto es neutralizado por una sola antitoxina lo que tiene una enorme importancia práctica en cuanto a la profilaxis de esta enfermedad. Factores de virulencia

Toxina tetánica: todos los síntomas del tétanos son atribuibles a una neurotoxina sumamente tóxica, la tetanospasmina, toxina intracelular liberada por autólisis celular. El gen estructural de la toxina se localiza en un plásmido. Es una proteína termolábil (inactivada por calentamiento a 60ºC durante 20 min). Se trata de una toxina tipo A-B. Por analogía con estas toxinas, se cree que la toxina tetánica es captada por endocitosis mediada por receptores y que el bajo pH presente en al luz endosómica hace que la toxina se inserte en la bicapa lipídica y atraviese la membrana endosómica para llegar al citoplasma. La toxicidad de la toxina tetánica intacta se asocia con la cadena liviana A. El fragmento B purificado de la cadena

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pesada forma canales en las membranas lipídicas y posee el sitio de unión a los receptores celulares (sitio fijador de gangliósidos). La toxina tetánica es una de las sustancias más tóxicas que se conocen (sólo la toxina botulínica y la toxina Shiga tienen una toxicidad comparable). El toxoide producido a partir del tratamiento de la toxina con formaldehído es útil para la inmunización contra la enfermedad. El toxoide no es tóxico pero conserva los determinantes antigénicos de la toxina tetánica que dan origen a los anticuerpos antitoxina. La molécula de la toxina tetánica contiene 20 determinantes antigénicos diferentes como mínimo, y los anticuerpos contra por lo menos 9 de ellos son capaces de neutralizar la toxicidad de la toxina. La tetanolisina es una hemolisina oxígeno lábil relacionada serológicamente con hemolisinas de otros clostridios y con la estreptolisina O de S. pyogenes. Las esporas de C. tetani son capaces de persistir en el medio ambiente (suelo, tracto gastrointestinal de humanos y animales) durante meses o años. Epidemiología

Si bien la incidencia del tétanos ha disminuido en las regiones del mundo donde se alcanza un alto porcentaje de inmunización de la población, continúa siendo una enfermedad común y no controlada en algunos países en desarrollo. Patogenia

Las esporas de C. tetani son ubicuas: se recuperan en 20-64% de muestras de suelos recolectadas para cultivos así como del tracto gastrointestinal de humanos y otros animales. Si se efectúan cuidadosos cultivos de material de heridas traumáticas la presencia de C. tetani también puede demostrarse con mucha frecuencia. Sin embargo es bastante raro que se desarrolle tétanos a partir de estas heridas. El aspecto más significativo de la patogenia del tétanos es el contexto de la herida donde el potencial de oxido-reducción debe tener el equilibrio apropiado para permitir la multiplicación del microoorganismo y la toxigénesis. Clásicamente las heridas halladas en la práctica son las heridas punzantes producidas por clavos, astillas o espinas, pero también en otros contextos como las fracturas expuestas, el uso drogas intravenosas, las úlceras de decúbito y las varicosas, las otitis externas y las extracciones dentales, se dan las condiciones adecuadas. La forma más temida de tétanos, el tétanos neonatal es una causa importante de morbimortalidad en países en desarrollo y es producida por el corte del cordón umbilical con instrumentos no estériles o por el cuidado inapropiado del muñón umbilical. Un factor contribuyente importante es la presencia de bacterias aerobias que pueden proliferar hasta el punto de eliminar el O2 y luego continuar proliferando de forma facultativa en anaerobiosis. Esta proliferación puede reducir el Eh hasta el punto en el cual las esporas tetánicas pueden germinar. Después de la germinación de las esporas se elabora la toxina, que ingresa en el sistema nervioso central. La infección por C. tetani permanece localizada con reacciones mínimas a menos que se encuentren otros microorganismos. La forma de acción de la toxina involucra la unión a gangliósidos GT1 en las membranas de las terminaciones nerviosas periféricas a través la subunidad B, seguida de la internalización de la subunidad A y su desplazamiento hacia el sistema nervioso central por transporte axonal retrógrado. Cuando llega a la región del núcleo es transportada hacia las interneuronas inhibidoras, donde inhibe la liberación de neurotransmisores inhibidores (GABA, glicina) conduciendo a una actividad sináptica excitadora descontrolada dando lugar a una parálisis espástica. Esta inhibición de la liberación de sustancias inhibitorias permite que prevalezcan los músculos más poderosos: espasmos musculares de los maseteros con trismus, flexión de

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las extremidades superiores y extensión de las inferiores con arqueamiento de la espalda (opistótonos). Manifestaciones clínicas

Tétanos generalizado: afectación maseteros o trismo, dando lugar a la risa sardónica, salivación, sudoración, irritabilidad y espasmos persistentes de los músculos de la espalda (opistótonos). Además puede haber afectación del sistema nervioso autónomo dando lugar a arritmias cardíacas, fluctuaciones de la presión arterial, sudoración intensa y deshidratación. Tétanos localizado: afecta la musculatura sólo de la zona de infección primaria. Aislamiento e identificación

Para su aislamiento debe sembrarse de inmediato en medios sólidos prerreducidos y medios de cultivo líquidos para anaerobios. Las colonias son translúcidas con borde que avanza filamentoso y delicado, betahemolíticas. La prueba final para la identificación de C. tetani es la demostración de la producción de toxina tetánica in vivo cuando se inyecta en ratones, y la neutralización de su toxicidad en ratones previamente inoculados con antitoxina. Tratamiento

Se basa en el debridamiento de la herida y la administración de penicilina (en pacientes alérgicos se puede administrar tetraciclinas o metronidazol), la inmunización pasiva con inmunoglobulina antitetánica humana (que neutraliza la tetanoespasmina libre) y la inmunización activa con toxoide tetánico. Para los espasmos musculares se utilizan drogas como curare o, en tetanoespasmos leves, barbitúricos y diazepam, además del soporte de las funciones vitales. Prevención

Se realiza a través de la vacunación con toxoide tetánico (toxina tratada con formalina); se administran 3 dosis al principio y luego dosis de refuerzo cada 10 años. La inmunización de embarazadas en el tercer trimestre del embarazo asegura la inmunización pasiva del neonato (mediante el pasaje de anticuerpos maternos a través de la placenta), disminuyendo el riesgo de tétanos neonatal. La enfermedad natural no confiere inmunidad contra infecciones posteriores, por lo tanto los pacientes que se recuperan de la enfermedad deben ser inmunizados activamente para prevenir la reinfección exógena o la recurrencia a partir de esporas retenidas dentro del organismo. Clostridium botulinum C. botulinum produce la exotoxina más potente que se conoce, que es una neurotoxina causante del botulismo, una severa enfermedad neuroparalítica caracterizada por comienzo súbito y evolución rápida que culmina en un parálisis marcada y un paro respiratorio. La enfermedad es rara en el ser humano, muy común en los animales. A diferencia de la toxina tetánica, hay ocho toxinas botulínicas serológicamente diferentes, denominadas A, B, C1, C2, D, E, F, G. La forma mas común de botulismo es el transmitido por los alimentos, una intoxicación causada por la ingestión de la toxina botulínica preformada en los alimentos contaminados. El empleo del autoclave con temperaturas lo bastante elevadas como para destruir las esporas en la industria del enlatado ha reducido la importancia relativa de los alimentos comercialmente enlatados como fuente de la enfermedad, excepto cuando se producen errores en el proce-

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dimiento. Dado que la toxina es destruida por el calor, la cocción de rutina de los alimentos enlatados en el hogar limita la frecuencia de éste tipo de intoxicación. Además del botulismo transmitido por los alimentos la enfermedad también ocurre cuando la toxina es producida por miembros de la especie C. botulinum que contaminan heridas traumáticas (botulismo de las heridas) y cuando se elabora la toxina en el tracto gastrointestinal de los lactantes (botulismo infantil o de los lactantes). Biología del microorganismo

Son bacilos grampositivos largos, rectos a levemente curvos, con extremos redondeados. Forman esporas ovales y subterminales que distienden los bacilos. Poseen flagelos peritricos que le confieren movilidad. Son anaerobios estrictos, con requerimientos nutricionales complejos. Existen siete tipos de toxina botulínica (A a G). Es posible dividir a los microorganismos en cuatro tipos (I a IV) según la toxina que producen y su actividad proteolítica. La enfermedad humana está vinculada a los tipos I y II y a la toxina A principalmente. La resistencia al calor de la espora es mayor que la de cualquier otro microorganismo anaerobio (sobreviven varias horas a 100 ºC y hasta 10min a 110 ºC). Las esporas son también resistentes a las radiaciones y pueden sobrevivir a –190 ºC. Estructura antigénica

C. botulinum ha sido dividido en ocho tipos serológicamente diferentes sobre la base del tipo de toxina producida. Factores de virulencia

La toxina botulínica es una proteína tipo A-B con una subunidad A o cadena ligera A que posee actividad neurotóxica y una o más subunidades B o cadenas pesadas B no tóxicas, responsables de la unión al receptor celular y posterior internalización de A; además protege a la subunidad A de la inactivación por el pH gástrico. Se clasifica como una exotoxina debido a su potencia y antigenicidad elevadas, sin embargo se diferencia de una exotoxina clásica por cuanto no es liberada durante la vida del microorganismo sino que aparece en el medio solo después de la muerte y la autólisis de éste. La toxina es sintetizada como un polipéptido de cadena única; el clivaje o la formación de muescas en la molécula por medio de proteasas bacterianas en el curso de su liberación de la célula dan como resultado una molécula compuesta por una cadena pesada y una cadena liviana unida por enlaces no covalente y un puente de disulfuro. La producción de la toxina botulínica esta dirigida por bacteriófagos específicos. Patogenia

Los casos de botulismo se clasifican en cuatro categorías: 1. El botulismo transmitido por los alimentos es un intoxicación alimentara letal que es resultado de la ingestión de la neurotoxina en alimentos procesados de manera incompleta y contaminados por los microorganismos. 2. El botulismo infantil relacionado con la ingestión por los lactantes de esporas de C. botulinum, la multiplicación de los microorganismos en el tracto gastrointestinal y la posterior absorción de la toxina. 3. El botulismo de las heridas, el menos común, enfermedad neuroparalítica asociada con las heridas, las cuales muestran pocas evidencias clínicas de infección activa.

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4. El botulismo no clasificado se produce en las personas de más de un año de vida que tiene síntomas de botulismo clínico, sin un vehículo de transmisión identificable. Las manifestaciones clínicas del botulismo son atribuibles a la toxina de C. botulinum presente en los alimentos ingeridos en el tracto gastrointestinal de los lactantes o en las heridas. Es una de las toxinas más potentes que se conocen: 1µg es suficiente para matar a toda la humanidad. El botulismo humano en general es resultado de la ingestión de toxina botulínica preformada en los alimentos contaminados. Luego de la ingestión, la toxina es absorbida en el estómago y el intestino delgado, también en el colon. Después de un periodo de incubación que se relaciona de forma inversa con la dosis, la intoxicación conduce a una alteración funcional del sistema nervioso periférico que resulta de la inhibición de la liberación de acetilcolina desde las terminaciones nerviosas colinérgicas en la unión neuromuscular producida por la toxina botulínica. La toxina actúa en tres pasos: 1) unión a un receptor en la superficie en la membrana plasmática, 2) translocación o internalización de la toxina y 3) suceso intracelular cuyo resultado final es el bloqueo de la liberación de acetilcolina inducida por el estímulo nervioso. Además la toxina botulínica afecta la transmisión colinérgica en el sistema autónomo, tanto en los ganglios simpáticos como en las placas terminales motoras parasimpáticas ubicadas de forma periférica. En el botulismo de las heridas, C. botulinum contamina una lesión traumática. Es probable que la rareza de ésta forma de botulismo se deba a la incapacidad de las esporas para germinar con rapidez en los tejidos. El papel de la infección del tracto gastrointestinal como fuente de botulismo es menos claro. Los lactantes son especialmente susceptibles a la colonización del tracto intestinal por C. botulinum y a la producción de la toxina in vivo. La resistencia relativa del adulto a la colonización intestinal se adjudica a los cambios evolutivos de la dieta y a la flora bacteriana del intestino. Sin embargo en la actualidad se están observando casos de botulismo infantil en los adultos en especial en aquellos con anormalidades del tracto gastrointestinal como consecuencia de una enfermedad inflamatoria intestinal o de un procedimiento quirúrgico. Las alteraciones de la flora intestinal normal como resultado de aclorhidria o de la administración de antibióticos de amplio espectro, son factores de riesgo adicionales para el desarrollo por infección de C. botulinum y la producción de la toxina in vivo. Epidemiología

Se encuentran esporas de C. botulinum en suelos y agua de todo el mundo. Existen tres formas de botulismo: botulismo clásico o transmitido por alimentos, botulismo infantil y de las heridas. La toxiinfección alimentaria se manifiesta en brotes relacionados con alimentos comercialmente preparados como enlatados mal conservados, pero más frecuentemente por vegetales, frutas y pescados en preparaciones caseras de tipo mermeladas, pimientos, condimentos para carnes, etc. En Uruguay en el período 1993-2001 se ha declarado un brote de botulismo con un total de 4 individuos afectados, con 1 fallecimiento. El botulismo del lactante afecta a niños dentro del primer año de vida y es causado por la ingestión de esporas de C. botulinum que germinan en el intestino delgado con producción de la toxina in vivo. El alimento involucrado fundamentalmente es la miel.

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Manifestaciones clínicas

Después de 12 a 36 horas de la ingestión del alimento contaminado (para el caso del botulismo transmitido por alimentos) el paciente presenta náuseas, sequedad de boca, y diarrea. La enfermedad progresa a debilidad y parálisis fláccida descendente y bilateral de los músculos periféricos, llegando luego a la parálisis respiratoria. Si el paciente no muere la recuperación es lenta, pudiendo llevar varios años el restablecimiento de las terminaciones nerviosas afectadas. La tasa de mortalidad depende del tipo de toxina, la distribución de la toxina en el alimento y del diagnostico y tratamiento precoz con antitoxina (32% para el tipo A, 17% para el B y 40% para el E). Diagnóstico

El diagnóstico de laboratorio se realiza preferentemente en laboratorio de referencia por aislamiento y pruebas bioquímicas convencionales. La enfermedad es confirmada por la presencia de toxina en suero, heces o contenido gástrico del paciente y la presencia de toxinas en el alimento confirma su participación como origen del brote. Tratamiento.

El paciente requiere asistencia respiratoria, eliminación del germen del tracto gastrointestinal por lavado gástrico, tratamiento con penicilina y antitoxina botulínica trivalente (antitoxina A, B y E para neutralizar la toxina en sangre). Este tratamiento logra una considerable disminución de la mortalidad. Prevención

La profilaxis consiste en evitar la germinación de esporas en los alimentos manteniéndolos a pH ácido o a 4 ºC o menos. El calentamiento de los alimentos a 80 ºC durante 20 minutos puede destruir la toxina preformada. En el caso del botulismo del lactante la prevención está orientada al no consumo de miel antes del primer año de vida.

Bacilos gramnegativos GÉNERO BACTEROIDES

Los bacteroides son bacilos gramnegativos anaerobios obligados que están presentes en gran cantidad en el intestino grueso del ser humano y otros vertebrados. Llegan a 1011 o más por gramo de materia fecal y son los moo predominantes, junto con los estreptococos anaerobios (E. coli está presente en una proporción 108). El género incluye muchas especies de las cuales B. fragilis y B. thetaiotamicron son los patógenos más prominentes (otras especies: B. vulgatus, B. ovatus, B. distasonis, B. ureolyticus y B. gracilis). Entre los bacteroides intestinales B. fragilis es un componente menor, que en general se halla en concentraciones de 108 o 109 por gramo de materia fecal, sin embargo es por lejos el moo aislado con más frecuencia de las infecciones. Esto puede explicarse por algunos factores de virulencia adicionales que posee esta especie. Los bacteroides se asocian a infecciones anaerobias subdiafragmáticas y genitales (por su vecindad con la porción final del aparato digestivo y región perineal) y sepsis a punto de partida de estas infecciones. Todos los miembros del género son resistentes a penicilinas (por producción de betalactamasas) y cefalosporinas, con alguna excepción.

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B. fragilis BIOLOGÍA

DEL MICROORGANISMO

Cocobacilos pequeños gramnegativos, pleomórficos con vacuolas evidentes. Las colonias son pequeñas, bajas, convexas, de color blanco a gris, semiopacas y brillantes, y algunas pueden ser hemolíticas. B. fragilis aislado de muestras clínicas posee una cápsula polisacárida que puede perderse o disminuir con los cultivos sucesivos en el laboratorio. B. fragilis es un microorganismo anaerobio moderado que prolifera de forma máxima con una presión de oxígeno de menos del 3% pero que es capaz de sobrevivir a exposiciones prolongadas al O2. El microorganismo produce superóxido dismutasa y catalasa (en presencia de hemina). Proliferan más rápidamente que la mayor parte de las bacterias anaerobias no formadoras de esporas, y la proliferación es estimulada por bilis. ESTRUCTURA

ANTIGÉNICA

Dos antígenos, el proteico termolábil y el lipopolisacárido termoestable han proporcionado la base para la clasificación serológica de los Bacteroides. Se ha demostrado un antígeno polisacárido capsular específico de especie en las cepas de B. fragilis. FACTORES

DE VIRULENCIA

La cápsula polisacárida de B. fragilis confiere mayor virulencia a esta especie por iguales mecanismos que en otras bacterias: interferencia en la quimiotaxis, en la fagocitosis y la destrucción opsonofagocítica por los neutrófilos y posiblemente también en la depuración de los microorganismos por la mayor adherencia de los moo encapsulados al mesotelio peritoneal. Otras especies del género Bacteroides también presentan cápsula. El lipopolisacárido de la membrana externa de los bacteroides tiene una estructura química alterada en comparación con las endotoxinas clásicas de las bacterias Gram negativas aerobias y facultativas, y tiene menos actividad biológica. Aún así el lipopolisacárido del B. fragilis parece promover la formación de abscesos en animales de experimentación (aunque la cápsula es más activa en este aspecto que el lipopolisacárido). Además, se ha demostrado el aumento de la coagulación (disminución del tiempo de coagulación) en los ratones inyectados con lipopolisacárido. Estos microorganisos producen muchas enzimas periplasmáticas, como las lipasas, las proteasas y una neuraminidasa, aunque su papel en la patogenia todavía no ha sido bien documentado. Las enzimas protectoras contra el oxígeno como la superóxido dismutasa, la peroxidasa y la catalasa pueden considerarse factores de virulencia porque aumentan la supervivencia de los anaerobios en los tejidos ante el establecimiento de una tensión de oxígeno y un potencial de oxidorreducción bajos. El succinato, un ácido graso de cadena corta elaborado como producto final metabólico, es producido por todas las especies del género Bacteroides. El ácido succínico en las concentraciones que corresponden a las medidas en los abscesos reduce de manera significativa la destrucción fagocítica de E. coli por los leucocitos polimorfonucleares humanos y disminuye su migración quimiotáctica. Se han descrito cepas de B. fragilis que producen una enterotoxina. Estas cepas enterotoxigénicas se asocian de manera significativa con enfermedades diarreicas en el ser humano y en el ganado que no presentan otros patógenos entéricos conocidos.

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PATOGENIA

La pared del colon puede romperse como resultado de un traumatismo penetrante o no penetrante, la ruptura del intestino o cirugía abdominal. Cualquiera que sea el mecanismo, el número de moo que contaminan la cavidad peritoneal es enorme. Los fagocitos son movilizados rápidamente en gran cantidad hacia el sitio infectado y pueden eliminar un gran número de bacterias. Los microorganismos que ingresan en la cavidad peritoneal se hallan primero en una fase liquida que podría, en principio, llevar a su diseminación en toda la cavidad. Sin embargo, el epiplón mayor y las asas intestinales delgadas se envuelven alrededor de las áreas de inflamación y sirven para contener la infección. Esto lleva tiempo pero los abscesos que se desarrollan finalmente, en general, están muy bien localizados. El drenaje linfático y el esfuerzo de la fuerza de gravedad también influyen en la localización de los abscesos. Dada la diversidad del inoculo bacteriano, un gran numero de factores deben estar involucrados en la determinación de qué especie resulta dominante en la infección. Muchas bacterias intestinales pueden crecer en el líquido peritoneal. Es muy probable que la primera línea de defensa sea la movilización de las células fagocíticas que ocurre con rapidez. Por ende, las bacterias que finalmente sobreviven y crecen deben ser bastante resistentes a la fagocitosis. De hecho, muchas son encapsuladas. Este puede ser uno de los motivos principales de la mayor frecuencia de aislamiento del B. fragilis, dado que este moo se encuentra entre los miembros del género Bacteroides que tiene la cápsula más grande. Cuando el contenido del colon se derrama la cavidad peritoneal esta bien oxigenada y los moo anaerobios altamente sensibles al oxigeno son destruidos. Los primeros microorganismos que resultan numéricamente dominantes son los anaerobios facultativos, en especial Escherichia coli. Sin embargo, muchos de los anaerobios estrictos menos sensibles al oxígeno sobreviven y pueden ser aislados del líquido y de la superficie de las células mesoteliales. Por ultimo el sitio de la infección se vuelve cada vez más anaerobio, en parte porque los moo anaerobios facultativos metabolizan el oxígeno presente y en parte porque el sitio se torna cada vez mas avascular. Entonces comienzan a predominar los microorganismos anaerobios estrictos sobrevivientes. Esta sinergia entre los diversos microorganismos necesaria para la formación de abscesos se demuestra claramente en el estudio con animales. La inoculación de una sola especie de bacterias intestinales rara vez provoca infección, mientras que la infección con una mezcla de moo anaerobios facultativos y estrictos lleva a la inflamación aguda y la formación de abscesos. Si las defensas peritoneales no son capaces de erradicar el contenido intestinal derramado, en general se desarrolla un absceso. Las áreas de inflamación se tabican y son rodeadas por una gruesa capa fibrosa que contiene colágeno. En su interior hay leucocitos, bacterias vivas y muertas, y restos celulares. En los abscesos peritoneales B. fragilis, predominante, a menudo está acompañado no solo por microorganismos anaerobios facultativos, sino también por otros microorganismos anaerobios estrictos, como los miembros del genero Clostridium o los estreptococos anaerobios (Peptococcus, Peptostreptococcus). Los abscesos intraabdominales imponen un alto riesgo al huésped porque pueden extenderse hacia sitios cercanos y además constituyen reservorios a partir de los cuales los moo pueden ingresar en el torrente circulatorio. La bacteriemia resultante puede producir un shock séptico o causar infecciones metastáticas en sitios alejados. Además de B. fragilis también se encuentran otras especies de este género en abscesos del tracto genital femenino, en general debido a contaminación con la biota vaginal. Aquí los microorganismos infecciosos ascienden a través del cuello uterino, el útero y las trompas

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de Falopio hasta llegar a la vecindad de los ovarios. La infección resultante se conoce como enfermedad inflamatoria pélvica (EIP). La causa predisponente es la cicatrización de las trompas de Falopio debida a infecciones previas por Chlamydia o gonococos, lo que altera la acción normal de los cilios de las células epiteliales de las trompas. Los abscesos tuboováricos, que de forma ocasional complican la EIP, a menudo conducen a la infertilidad. El agente causal más común de esta enfermedad no es B. fragilis sino B. bivius, un habitante común de la vagina humana. SENSIBILIDAD

A LOS ANTIMICROBIANOS

Son sensibles a clindamicina, metronidazol, imipenem, carbapenems y las penicilinas de espectro ampliado combinadas con inhibidores de betalactamasas. Sin embargo hay que tener presente que rara vez es una sola especie bacteriana la causa de estas infecciones. Por este motivo se emplea una combinación de antibióticos o un antibiótico efectivo tanto contra microorganismos aerobios, como anaerobios (clindamicina + gentamicina; ampi-sulbactam) GÉNEROS PREVOTELLA Y PORPHYROMONAS

Todos los bacilos productores de un pigmento negro en las colonias en la sangre que previamente se clasificaban como subespecies de Bacteroides melaninogenicus se han reclasificado en estos dos nuevos géneros Porphyromonas y Prevotella. Este último también incluye algunas especies no pigmentadas. Forman parte de la flora normal de boca, tracto genital e intestinal, y son patógenos importantes en boca, cabeza, cuello e infecciones pleuropulmonares. Prevotella melaninogenica, Prevotella denticola, Prevotella loescheii, Prevotella intermedia y Prevotella corporis son miembros de la flora normal de la boca, vías respiratorias superiores y partes blandas subyacentes. Prevotella bivia prevalece en la flora vaginal y produce vaginosis e infecciones de origen obstétrico. Porphyromonas endodontalis y Porphyromonas gingivalis forman parte de la flora normal de la boca y las encías, mientras que Porphyromonas asaccharolytica se halla en la flora intestinal. La morfología celular depende del origen de los microorganismos: a partir de medio sólido son cocobacilos pequeños, pero a partir de caldo son bacilos más largos y con marcado pleomorfismo. Las colonias en agar sangre por lo común son convexas, lisas, circulares, algunas veces betahemolíticas y habitualmente pigmentadas, adquieren un color tostado a negro en 2 a 21 días. La vitamina K y la hemina son necesarias para la proliferación de la mayor parte de las cepas, o la estimulan mucho. Se ha visto que producen polisacárido capsular que es inmunogénico y específico de especie. El lipopolisacárido de estos microorganismos al igual que en Bacteroides es diferente de aquel de los microorganismos Gram negativos anaerobios facultativos, y su potencia biológica es variable. La producción de enzimas como la colagenasa y otras enzimas proteolíticas, así como el polisacárido capsular son los principales factores de virulencia en las cepas que los producen. Los aislamientos clínicos pueden producir betalactamasa y algunas cepas son resistentes a las penicilinas y a ciertas cefalosporinas. Estos moo son agentes causales importantes de infecciones orales, pulmonares, pelvianas, intraabdominales y de partes blandas. GÉNERO FUSOBACTERIUM

Existen seis especies causantes de infecciones en humanos. El más frecuentemente aislado

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es Fusobacterium nucleatum, flora normal de la boca, tracto respiratorio superior, tracto genital y gastrointestinal. Es un agente causal de infecciones orales, abscesos de pulmón, otras infecciones pleuropulmonares e infecciones del líquido amniótico. Fusobacterium necrophorum es un anaerobio muy virulento que puede causar infección ampliamente diseminadas. Es el agente etiológico principal de la Angina de Vincent (asociado a Borrelia), infección necrótica de amígdalas y faringe, que presenta un exudado purulento membranoso, acompañada de mal olor. Además se halla en una variedad de infecciones subdiafragmáticas. Su hábitat normal es el tracto gastrointestinal. Típicamente son bacilos largos con extremos acintados o filamentos delgados. Algunos como F. necrophorum son más abultados en su sector medio. Producen alfa y beta hemólisis en los cultivos en agar sangre, y las colonias son translúcidas, de formas varias y a veces irregulares. La mayor parte de las fusobacterias son susceptibles a la penicilina G y las cefalosporinas más antiguas, además de los agentes anaerobios más activos (clindamicina, metronidazol).

Cocos gramnegativos VEILLONELLA PARVULA

Pequeños cocos gramnegativos en diplococos o cadenas cortas y racimos, miembros de flora bucal, intestinal y genital, se aísla de materiales clínicos, pero es dudoso y desconocido su poder patógeno.

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Mycobacterias G. Rodríguez

“Il bacili non é ancora tutta la tuberculosi”. G.Bacelli, 1882 El género Mycobacterium está integrado por bacilos largos de 3 a 5µm de longitud o curvos en forma de maza, inmóviles, no esporulados, con abundantes gránulos citoplasmáticos, que poseen una resistencia mayor a la tinción por los colorantes comunes, pero una vez teñidos son resistentes a la decoloración con una mezcla de alcohol ácido. Desde el punto de vista de los requerimientos atmosféricos algunos son aerobios y otros microaerófilos. En cuanto a la velocidad de crecimiento algunas especies son de crecimiento rápido y otras lento. Se destaca en su estructura una gran riqueza en lípidos (20-60%). El contenido de bases de guanina más citosina en la molécula de ADN es de 62 a 70 moles %. El género comprende 50 especies, entre ellas patógenos primarios, oportunistas y saprofitas. La especie tipo es Mycobacterium tuberculosis (M.tuberculosis), la cual vamos a utilizar como modelo al referirnos a las principales características del género.

Importancia Las mycobacterias son agentes de enfermedades infecciosas que han acompañado al hombre a lo largo de su historia. Mycobacterium tuberculosis y Mycobacterium leprae son los agentes etiológicos más frecuentes de las dos enfermedades más conocidas de este género. Poco tiempo después que Roberto Koch descubriera M. tuberculosis en 1882, fueron identificadas otras mycobacterias, constituyendo el grupo de las mycobacterias atípicas. El hallazgo de estas últimas estuvo vinculado por años a colonización transitoria o contaminación de la muestra clínica, pero es a partir de 1950 que se les ha asignado un rol en determinadas patologías; por ejemplo, actualmente M. Avium Complex y enfermedad pulmonar y diseminada en pacientes con SIDA. Desde un punto de vista histórico evolutivo, existen evidencias de tuberculosis (TBC) espinal desde el neolítico, pero es a partir de la revolución industrial donde la enfermedad adquiere carácter endémico, debido a una mayor aglomeración de la población en las urbes, lo cual facilitó su diseminación. Desde 1945, con el descubrimiento de las drogas antituberculosas, la utilización del examen radiológico de tórax y la implementación de programas estrictos de control de diagnóstico y

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tratamiento, se logró una disminución de la incidencia de tuberculosis, lo que hizo pensar a principios de la década de 1980, en una posible erradicación de la enfermedad para el año 2010 (Center for Disease Control, Estados Unidos). Pero, a partir de 1985, comienza a emerger la TBC en tasas que no se veían desde hacía 20 años en los países desarrollados. Los factores postulados para explicar esta reemergencia de la enfermedad son varios: • el compromiso del sistema inmune en los individuos infectados por el VIH, que permite tanto una reactivación de una antigua infección, como un aumento de la susceptibilidad a una nueva infección; • cambios sociales: aumento del índice de pobreza, hacinamiento; • falla en los sistemas de control de la salud pública; • emergencia de bacilos tuberculosos multirresistentes a las drogas; • escasa asignación de recursos para la investigación de nuevas drogas, nuevos métodos diagnósticos y vacunas.

Clasificación y nomenclatura En 1950, Timpe y Runyon propusieron una clasificación útil de Mycobacterium en cuatro grupos, que se basaba en la velocidad de crecimiento (rápido o lento, según sea superior o inferior a una semana), producción de pigmento en presencia o ausencia de luz (fotocromógeno, escotocromógeno y no cromógeno) y características coloniales. En la tabla 1 se presenta una clasificación modificada de la original de Runyon, que incluye los miembros del género Mycobacterium de importancia humana actualmente.

Mycobacterium tuberculosis En la práctica se acostumbra señalar como sinónimos a M. tuberculosis y bacilo tuberculoso, pero conviene recordar que, taxonómicamente, existen dos especies emparentadas genéticamente y, a la vez, aunque poco frecuente, agentes de tuberculosis, que son Mycobacterium bovis y Mycobacterium africanum. MORFOLOGIA, ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN

La morfología característica suele ser bacilar, ligeramente curvada, siendo la observable en frotis provenientes de cultivo más regular que la que se observa en frotis de materiales patológicos. Como todas las células procariotas, las mycobacterias poseen un citoplasma, la membrana celular y un espacio periplásmico que lo separa de una gruesa y compleja pared celular. A continuación se describirán las particularidades de estas estructuras en M. tuberculosis, las cuales son útiles para diferenciarlo de otras bacterias y comprender su interacción. Naturaleza de la envoltura de M. tuberculosis La envoltura bacteriana provee protección y soporte a las bacterias y también posee mecanismos que permiten el intercambio de sustancias entre la bacteria y el medio ambiente. Hay una marcada similitud tanto química como estructural entre las envolturas de la mayoría de las bacterias. M. tuberculosis y otras mycobacterias son biológicamente similares a las bacterias Gram positivas (aunque frente a la tinción de Gram las mycobacterias son débilmente Gram positivas o no se tiñen), pero tienen aspectos distintos. En especial, se debe destacar que aunque ambos poseen peptidoglicano, las moléculas unidas o asociadas a este polímero

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son en las Mycobacterias, fundamentalmente de naturaleza lipídica en vez de proteínas y lipopolisacáridos, como en otras bacterias. La envoltura consiste en dos partes principales: la membrana plasmática y, alrededor de ella, la pared celular. La primera le otorga a la célula protección osmótica y transporte de iones y moléculas, en tanto que la segunda le brinda soporte mecánico y protección. Un importante tema de investigación ultraestructural relaciona cada componente con su función biológica, pero esto ha sido exitoso sólo con los componentes mayores, ya que las moléculas menores asociadas a la envoltura están todavía pobremente comprendidas. Pared celular

La pared celular está constituida por tres capas. Con tinciones convencionales su apariencia es: • capa interna moderadamente electrón-densa, compuesta por el peptidoglicano cuya estructura es similar a la de otras bacterias; • capa media, más ancha que la anterior y electrón-transparente, compuesta por polisacárido, el arabinogalactano, cuyos extremos distales están esterificados con ácidos grasos de alto peso molecular, los ácidos micólicos, de tamaño y estructura única para las mycobacterias (70-90 átomos de carbono). • capa externa de grosor variable, electrón-opaca, de la cual no puede conocerse con las técnicas actuales, su exacta composición, aunque se le atribuye una estructura glucolípida. Además de los componentes anteriores existen proteínas asociadas a la pared, algunas con función enzimática (necesarias para la construcción y reconstrucción de los polímeros de la pared durante el proceso de división celular y crecimiento), otras, recientemente descubiertas, con función de porina. Estas últimas, encontradas en bajo número, lo que está de acuerdo con la baja permeabilidad de las mycobacterias a las moléculas hidrofílicas. Membrana citoplásmica

La membrana plasmática de las mycobacterias aparece en cortes ultrafinos como una membrana biológica trilaminar clásica, es decir, dos capas electrón-densas separadas por una capa transparente. Sin embargo, tiene como característica la presencia de moléculas de lipopolisacáridos, lipoarabinomananos (LAM), lipomananos y fosfatidil-inositol-manósidos. Fisiologia y metabolismo El metabolismo de las mycobacterias es muy variable, encontrándose las mycobacterias de crecimiento rápido, que crecen en menos de tres días en medios simples, así como mycobacterias que crecen lentamente y necesitan medios más ricos, hasta M. leprae que aún no ha podido ser cultivada en medios sin células. Los medios de cultivo pueden ser sólidos o líquidos, dependiendo de su uso. Los medios sólidos pueden ser en base de agar o en base de huevos (Lowenstein-Jensen), siendo este último el más usado. En tres a cinco semanas se observa el desarrollo de colonias para las mycobacterias de crecimiento lento (por ej.: M. tuberculosis). Desde el punto de vista de los requerimientos atmosféricos M. tuberculosis y la mayoría de las mycobacterias, son aerobios estrictos, excepto M. bovis que es microaerófilo. El crecimiento es favorecido con una atmósfera de 5-10% de CO2. La temperatura óptima de crecimiento es variable; M. tuberculosis lo hace a 37 ºC con un rango entre 30 y 42 ºC.

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Resistencia a los agentes fisicos y quimicos Las mycobacterias son altamente resistentes a la desecación y permanecen viables en el esputo desecado de seis a ocho meses cuando están protegidas de la luz solar directa. Son, en general, más resistentes a los agentes desinfectantes que otras formas vegetativas, pero son destruidos por procedimientos de pasteurización. Factores de virulencia Sobrevida en fagocitos

Un aspecto característico de M. tuberculosis que contribuye a su virulencia es su habilidad para crecer dentro de monocitos y macrófagos. Aún no está aclarado exactamente como M. tuberculosis entra en el macrófago. Existen dos posibilidades no totalmente aclaradas: • mediante el proceso habitual de fagocitosis mediado por la opsonización por C3b o C3b. • la bacteria estimula su propia fagocitosis a través de invasinas. Por otra parte, se sabe actualmente que un factor de virulencia que podría contribuir a la supervivencia de M. tuberculosis en los macrófagos, es su habilidad para prevenir la acidificación del fagosoma. Habitualmente la ingestión de una bacteria por fagocitosis es seguida de la acidificación del fagosoma, mediada por ATPasas de la membrana fagosomal, la que bombea protones hacia el interior de esta estructura, reduciendo el pH en él. Dicha acidificación no sólo inhibe el desarrollo bacteriano sino que, además, es un paso importante en la fusión lisosoma-fagosoma, y en la activación de los factores bactericidas liberados durante la fusión. M. tuberculosis presumiblemente, contrarresta la acidificación produciendo amoníaco y de esta manera mantiene las condiciones óptimas para el crecimiento dentro de las vesículas. Otro mecanismo recientemente estudiado contra la destrucción fagocítica es debido a los glucolípidos abundantes de la pared de mycobacterias, que protegería las bacterias de las formas tóxicas de O2 producidas en el fagolisosoma. Interferencia con la activación de los macrófagos

Aunque M. tuberculosis puede sobrevivir dentro de los macrófagos no activados, la bacteria es destruida por las mismas células activadas. El interferón gamma y, en general, las citoquinas (producidas por las células T, especialmente la CD4) son esenciales para la activación de los macrófagos. M. tuberculosis produce compuestos como el lipoarabinomanano que suprime la activación de las células T. Se ha encontrado una proteína secretada por M. tuberculosis, el antígeno 85A, que se une a la fibronectina, la cual puede estimular las células T al unirse a sus receptores. De modo que el antígeno 85A puede prevenir la activación de células T mediada por la fibronectina y, de ese modo, impedir la activación de macrófagos. Destrucción tisular

Muchos patógenos bacterianos causan daño en los tejidos del huésped por desencadenar una respuesta inflamatoria local o sistémica. Esta hipótesis es una posible explicación del daño pulmonar causado por M. tuberculosis y hay gran interés en detectar qué antígenos son los responsables del desencadenamiento de esta respuesta destructiva del hospedero. Se sabe poco acerca de los antígenos más importantes responsables de esta respuesta, pero los implicados en la actualidad son: • ácidos micólicos de la pared celular (factor cuerda). Son tóxicos cuando son inyectados a animales y pueden desencadenar una respuesta inflamatoria;

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• muramil dipéptido, estimula el sistema inmune y dispara la producción de citoquinas; • compuestos de la pared no identificados y productos tóxicos liberados por los lisosomas que estimulan la producción de factor de necrosis tumoral alfa (TNF). Sería una hipótesis que explicaría el daño pulmonar. Patogenia Los núcleos goticulares conteniendo muy pocos bacilos, dispersos en el aire, provenientes de un sujeto enfermo con tuberculosis pulmonar abierta, son lo suficientemente pequeños para no quedar atrapados en el aparato mucociliar bronquial y así alcanzar el espacio terminal aéreo donde comienza la multiplicación. El foco inicial es casi siempre de localización subpleural generalmente ubicado en la zona media de los pulmones donde el mayor flujo aéreo favorece el establecimiento de los bacilos inhalados. Excepcionalmente se encuentra el foco inicial en otras áreas (por ej.: piel, intestino, orofaringe, genitales). En la mayoría de los casos el foco pulmonar inicial es único, aunque en un 25% de los casos pueden ser múltiples. En el pulmón las bacterias son ingeridas por los macrófagos alveolares, los cuales pueden tener un bajo grado de actividad antimycobacteriana como para eliminar pequeñas cantidades de bacilos. Sin embargo, la multiplicación bacteriana no puede ser impedida y, eventualmente, destruye los macrófagos. Desde el torrente sanguíneo son atraídos hacia el foco linfocitos y monocitos, diferenciándose los últimos en macrófagos que ingieren las bacterias liberadas de las células degeneradas, y lentamente se desarrolla una o más áreas de neumonitis. Los macrófagos infectados son llevados por vía linfática a ganglios linfáticos regionales (hiliares, mediastinales y, a veces, supraclaviculares o retroperitoneales), pero en el huésped no inmune no son retenidos allí y se puede diseminar por vía hemática a diferentes tejidos, hecho condicionado por el tipo de flujo sanguíneo. Preferentemente se ubicarán en: ganglios linfáticos, riñones, epífisis de huesos largos, espacio subaracnoideo, pero el sitio más importante serán las áreas apicales pulmonares. Antes del desarrollo de hipersensibilidad el desarrollo bacteriano no está inhibido, tanto en el foco inicial como en los metastásicos, dando lugar a sitios de probable evolución a enfermedad progresiva en los ápices pulmonares o en focos extrapulmonares, prontamente o después de largos períodos de latencia. Los bacilos tuberculosos que continúan multiplicándose lesionan los órganos donde están localizados, provocando licuefacción de los tejidos, donde crecen extracelularmente, llegando a ser millones. En estas condiciones es fácil que, dado el gran número de bacilos, aparezcan mutantes resistentes a los agentes antituberculosos. La hipersensibilidad retardada aumenta el riesgo de licuefacción, provocándola los monocitos atraídos por las linfoquinas secretadas por los linfocitos sensibilizados, que al transformarse en macrófagos con sus enzimas proteasas, nucleasas y, quizás, lipasas, conducen a la licuefacción. La licuefacción produce extensa destrucción en los tejidos y proporciona vías para la diseminación de los bacilos de un órgano como el pulmón a otras localizaciones. El material de licuefacción, con gran cantidad de bacilos, puede, por drenaje o por golpes de tos, extenderse por vía bronquial a otras zonas del mismo pulmón o al contralateral. Si la enfermedad no se desarrolla en el pulmón o en otro lugar en los dos años siguientes a la implantación inicial el riesgo de enfermedad posterior será escaso. Un 5% aproximadamente de los infectados desarrolla la enfermedad durante el primer año y otro 5% lo hará más tarde como resultado de reactivaciones de los bacilos persistentes dentro de viejos focos de infección. Estas reactivaciones tardías se producen habitualmente en las zonas altas del pulmón, pero puede ocurrir en cualquier parte del cuerpo.

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Clínica Tuberculosis primaria. Primoinfección tuberculosa

En cualquier área donde el bacilo se localice provocará una reacción inflamatoria que constituye el chancro de inoculación, habitualmente pulmonar y mucho menos frecuentemente digestivo, cutáneo o mucoso. Alrededor del bacilo se agrupan una serie de células mononucleadas linfocitos y macrófagos con algunas células gigantes (células de Langhans). El centro de este folículo o granuloma suele necrosarse y luego se calcifica. En la mayoría de los casos se produce la destrucción de las mycobacterias y la única evidencia de infección es un test cutáneo de hipersensibilidad a la tuberculina positivo y otras veces los bacilos pueden persistir en forma latente. En una minoría de casos los antígenos en el complejo primario (foco pulmonar inicial más ganglio linfático regional) alcanzarían una concentración suficiente, que el desarrollo de hipersensibilidad resultaría en una necrosis y calcificación visible radiológicamente. Junto con el desarrollo de hipersensibilidad pueden asociarse manifestaciones alérgicas como eritema nodoso o queratoconjuntivitis flictenular. La mayoría de estos casos quedan en esta primoinfección que da lugar a la alergia tuberculínica y a la inmunidad tuberculosa, que provoca un estado defensivo en el organismo hacia nuevas infecciones o a la diseminación de la infección en curso. Esta inmunidad fallará bajo alguna circunstancia que produzca inmunodepresión, provocando una enfermedad tuberculosa meses o años después de la infección por el mismo bacilo: reinfección endógena o por reinfección exógena (adquisición de un nuevo bacilo del exterior). Enfermedad tuberculosa

Se manifiesta por un gran polimorfismo con variadas localizaciones, ya sean pulmonares o extrapulmonares (menos frecuentes). La tuberculosis pulmonar puede ser aguda, neumónica o bronconeumónica. Puede provocar una diseminación hematógena con afectación miliar o meníngea, así como también complicaciones bronquiales debido a adenopatías mediastinales que pueden ocasionar atelectasias por comprimir el árbol bronquial. Epidemiología M. tuberculosis infecta a 1.7 billones de personas en el mundo (1/3 de la población mundial) y causa 3 millones de muertes por año. Los dos factores esenciales para su rápida diseminación son el hacinamiento, que favorece la transmisión aérea, y la población con baja resistencia natural. La distribución etaria de la enfermedad refleja el grado de transmisión en una población dada. Es por esta razón que la enfermedad en la vejez es generalmente debida a reactivación de una infección adquirida en el pasado, mientras que en los niños pequeños indica transmisión activa en la comunidad. Además, actualmente la tuberculosis está siendo más frecuentemente diagnosticada en adultos jóvenes y la principal razón es la infección por VIH en estos pacientes. La incidencia de tuberculosis activa en esta población es mucho mayor que en la población general y debido a esta observación es que se incluye desde 1993 a la tuberculosis pulmonar o extrapulmonar en la definición de caso de SIDA. Según los criterios del CDC (Center for Disease Control, EE.UU.), todo paciente VIH positivo con menos de 200 células CD4 y un cuadro de tuberculosis diagnosticado equivale a un estadio SIDA.

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Cadena epidemiológica Reservorio: hombre, representado por el enfermo bacilífero, o animal, 1-3% de todas las tuberculosis, se reconoce sobre todo transmisión por bovinos (leche no pasteurizada). MECANISMO

DE TRANSMISIÓN

• vía respiratoria: sin lugar a dudas la más frecuente, llevándose a cabo por gotitas de pflügge o núcleos goticulares de Wells; • vía digestiva: generalmente a través de la leche contaminada; • vía cutaneomucosa: excepcional. Población sana susceptible

Cualquier persona sana puede ser susceptible de enfermar de tuberculosis dependiendo de su estado inmunitario, de factores socioeconómicos y de factores individuales como edad (extremos de la vida), sexo y receptividad genética. Riesgo de infección

El determinante de riesgo más importante es el contacto directo con el paciente y la infecciosidad de este. Los casos con microscopía positiva son altamente infecciosos, en tanto aquellos con cultivo positivo solamente, son mucho menos infecciosos. El grado de positividad del esputo y los patrones de tos son también importantes. Antes de la aparición del SIDA se establecía que la presencia de cavidad era necesaria para la contagiosidad, sin embargo, los pacientes con SIDA y tuberculosis pulmonar pueden ser altamente contagiosos en ausencia de cavitación (radiografía de tórax normal). Influencia de la antibioticoterapia en la transmisión de la infección

Los pacientes que están recibiendo quimioterapia rápidamente se tornan no infecciosos, en tanto su tos y la concentración de microorganismos disminuyen. Se acepta que esto ocurre después de dos semanas de iniciado el tratamiento. Por lo tanto, este es el método más efectivo para el control de la tuberculosis. Tuberculosis y SIDA Los pacientes VIH positivos, como ya se ha citado, tienen un mayor riesgo de padecer tuberculosis, siendo susceptibles a la reactivación de una infección antigua, como así también a una rápida propagación de una infección recientemente adquirida. La población más frecuentemente afectada la constituyen los adictos a drogas, población sin vivienda y con escasos recursos económicos, siendo estos mismos factores los que dificultan el cumplimiento de los tratamientos, favoreciendo el surgimiento de cepas multirresistentes. Desde el punto de vista clínico la presentación depende del grado de inmunodepresión. Aspectos inmunológicos

La tuberculosis es el prototipo de infección de la cual la respuesta inmune de tipo celular es esencial para su control. Si bien se ha comprobado una producción abundante de anticuerpos durante la infección, no se ha demostrado su papel en la defensa del huésped. Éste casi no tiene una respuesta inmunológica en las primeras semanas, en las que los bacilos se multiplican libremente en el espacio alveolar, adentro de los macrófagos. El efecto bacteriostático de estos macrófagos alveolares sobre los bacilos parece ser variable y muy débil. La multiplicación irrestringida de

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mycobacterias prosigue por semanas en el foco inicial y en los metastásicos (linfohematógenos), hasta el desarrollo de la inmunidad celular e hipersensibilidad. La hipersensibilidad es muy florida en comparación a otras infecciones intracelulares debido a la potente actividad adyuvante de los lípidos de la pared mycobacteriana. Cuando la población de linfocitos activados alcanza un cierto número, la hipersensibilidad retardada se torna manifiesta (3-9 semanas). Simultáneamente aparece la inmunidad celular. Es motivo de controversia si la inmunidad celular, que connota resistencia a la infección, y la hipersensibilidad retardada, que describe una reactividad celular alterada (formación de granuloma, necrosis tisular), son punto final de una misma secuencia de eventos inmunológicos y químicos, o son fenómenos paralelos y estrechamente asociados, que dependen de diferentes antígenos y poblaciones linfocitarias, o ambos. Sin embargo, en un sentido clínico ellos parecen ser inseparables. Los aspectos patológicos de la tuberculosis son el resultado del grado de hipersensibilidad y la concentración local de antígenos. Cuando la concentración de antígenos es baja y la hipersensibilidad alta, los elementos celulares y capilares forman un granuloma que puede ser proliferativo, exudativo o caseoso. Cuando la situación es a la inversa, la reacción tisular puede ser poco específica, con escasos polimorfonucleares y células mononucleares, condición llamada tuberculosis no reactiva. El espectro inmunológico, desde la hipersensibilidad florida hasta la baja o no específica, es similar al visto en pacientes VIH positivos en el transcurso de la disminución del conteo de CD4. Tratamiento de la tuberculosis

Antes que existieran drogas efectivas, la mitad de los pacientes con tuberculosis pulmonar morían en 2 años, y sólo 25% se curaban. Con el advenimiento de la quimioterapia los tratamientos con largos períodos de reposo en cama, aislamiento prolongado y colapsoterapia, se tornaron innecesarios. M. tuberculosis es inhibido in vitro, a concentraciones alcanzables en suero humano en dosis terapéuticas, por una serie de antimicrobianos que son conocidos como agentes antituberculosos y han sido clasificados tradicionalmente en los siguientes grupos: • Antituberculosos mayores: isoniacida, rifampicina. • Antituberculosos secundarios: pirazinamida, estreptomicina, etambutol. • Antituberculosos menores: PAS. Los mecanismos de acción de los agentes antituberculosos no están aún totalmente aclarados. Isoniacida probablemente actúa inhibiendo la síntesis de ácidos nucleicos y etambutol interferiría con el metabolismo glucídico. Resistencia de M. tuberculosis a los agentes antimicrobianos La aparición de resistencia constituye el principal problema del tratamiento. Podemos clasificar las cepas en sensibles y cepas resistentes, que se desarrollarían en presencia de antimicrobianos por selección de mutantes resistentes, y que aparecen en forma espontánea con diferente frecuencia para los fármacos antituberculosos, como se esquematiza en el siguiente cuadro. Es de importancia reseñar los conceptos de: resistencia primaria, aquella que muestran las cepas de enfermos que nunca recibieron tratamiento; resistencia secundaria, la que es consecutiva generalmente a un tratamiento incorrecto. El único mecanismo demostrado hasta el presente capaz de originar resistencia en M. tuberculosis es el resultado de mutación espontánea a nivel cromosómico.

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En el siguiente cuadro se resumen los principales factores que favorecen la aparición de mutantes resistentes en M. tuberculosis. Del análisis de estos factores surge la necesidad de una terapéutica combinada, ya que esta permite la destrucción de bacilos resistentes a una droga a través de las otras. El problema emergente actualmente en algunas poblaciones es la multirresistencia y, aunque en bajo porcentaje, ya está descripto en nuestro país como en otras partes del mundo, siendo la población más afectada la de los pacientes VIH positivos. El tratamiento debe ser prolongado debido a que M. tuberculosis es una bacteria de crecimiento lento. Existen diferentes esquemas a nivel mundial (oscilan entre 4-12 meses) dependiendo de la edad del paciente, la localización de la enfermedad y el estado inmunitario. En nuestro país estas pautas están regidas por la Comisión Honoraria para la lucha Antituberculosa, que las entrega a los médicos periódicamente en su sede. Profilaxis Inmunoprofilaxis

BCG es una vacuna con microorganismos vivos atenuados en forma irreversible, derivada de una cepa de M. bovis (bacilo de Calmette y Guerin, en honor a sus creadores). Esta cepa entra en los macrófagos y se replica brevemente antes de ser destruida, y debería desencadenar el mismo tipo de respuesta inmune que M. tuberculosis, asumiendo que los antígenos más importantes están expresados. Ya han sido administrados billones de dosis a nivel mundial teniendo escasos efectos colaterales (chancro de inoculación, adenopatía localizada), que la hacen una de las vacunas más seguras conocidas. Una contraindicación es el paciente inmunodeprimido (SIDA). La vacunación en niños produce una disminución del 60-80% de la incidencia de tuberculosis en una población dada. Su uso es recomendable en áreas de alta prevalencia de infección tuberculosa. En tanto que la BCG no previene la infección, generalmente previene contra la progresión a enfermedad clínica y su efectividad en prevenir la enfermedad generalizada en niños es sorprendente (7-8 veces menos que en población no vacunada). El efecto de la vacunación con BCG en la hipersensibilidad a la tuberculina depende de la edad de vacunación y el intervalo al realizar el test cutáneo, disminuyendo el porcentaje de test positivo cuando menor haya sido la edad en que se administró la última dosis. En un estudio hecho en la ciudad de Montreal, se encontró 7.9% de test positivo a la edad de 25 años cuando la vacuna se administró antes del año, en tanto el porcentaje ascendió al 25.9% cuando la administración fue luego de los 5 años de edad. Existen intensas investigaciones para desarrollar vacunas más efectivas que BCG para proteger contra tuberculosis, aunque, por otra parte, debido al bajo costo de BCG, la seguridad de la misma y que estimula una respuesta mediada por células, así como humoral, se estudia la posibilidad de usar a BCG como vehículo para una vacuna multivalente. Esto sería posible al saber que es factible introducir en M. bovis BCG, DBA clonado que codifica antígenos protectores contra una variedad de bacterias y virus.

Mycobacterias atípicas Todas las mycobacterias no comprendidas dentro del complejo tuberculoso ni M. leprae han

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recibido muy distintos nombres. Desde 1969 se las engloba bajo el término de mycobacterias atípicas. CARACTERES MICROBIOLÓGICOS

Son similares a los estudiados para M. tuberculosis, diferenciándose algunos en cuanto a la producción de pigmento frente a la luz, velocidad de crecimiento y diferentes resultados frente a las pruebas bioquímicas de identificación. ROL COMO PATÓGENO

Para que una mycobacteria atípica sea considerada como agente etiológico de una infección por mycobacterias, esta debe ser hallada, identificada y debe descartarse la presencia de mycobacterias del complejo tuberculoso y M. leprae. De lo contrario, serán estos últimos los responsables del proceso, siendo las mycobacterias atípicas simples acompañantes. LOCALIZACIÓN ANATOMOCLÍNICA

En el cuadro siguiente se esquematiza la relación entre la localización, agente etiológico y cuadro clínico. Localización Bronco pulmonar

Agente etiológico M. kansasii

Cuadro clínico Igual a tuberculosis

M. xenopi M. szulgai

Ganglionar

M. avium complex M. scrofulaceum

Adenitis supura profunda y linfáticos generalizados

Cutánea

M. avium complex M. ulcerans

Ulceras tropicales. Pequeñas lesiones tórpidas

Osteoarticular

M. marinum M. avium complex

Huesos largos planos

Generalizada

M. scrofulaceum M. avium complex

Sepsis

M. kansasii

MYCOBACTERIAS ATÍPICAS EN EL PACIENTE CON SIDA

En el paciente con SIDA las mycobacterias atípicas constituyen una causa de infección frecuente. No suelen encontrase ni cavernas ni granulomas como en tuberculosis y se presentan habitualmente como formas diseminadas. Mycobacterium avium complex es responsable del 80% de las infecciones generalizadas en estos pacientes. Epidemiologia Si bien en la tuberculosis la cadena epidemiológica (reservorio, transmisión, huésped susceptible) está determinada, en las mycobacteriosis esto no sucede así, ya que los reservorios son diferentes y variados. Reservorio - el hombre enfermo es un reservorio de estas mycobacterias, pero en general desempeña un papel poco importante en la transmisión de la infección. El reservorio principal y la fuente de infección está en el medio ambiente contaminado (los alimentos, el suelo, el agua).

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Mecanismo de transmisión - la transmisión puede hacerse vía área o cutánea. El contagio interhumano no es decisivo como en tuberculosis o lepra. Huésped susceptible. Existen tres grupos de riesgo: • pacientes con irritación o lesión previa a nivel pulmonar, para mycobacteriosis pulmonar; • empleados de piscinas y acuarios para las afecciones cutáneas; • pacientes inmunodeprimidos, especialmente con SIDA, que se han convertido en el grupo de riesgo más importante. Tratamiento Por la importancia referida anteriormente en el paciente con SIDA, destacamos el tratamiento de M. avium complex. Se utiliza la terapia combinada igual que para M. tuberculosis, pero se destaca la multirresistencia a los antituberculosos de primera línea, por ello las pautas son muy variables. En las adenitis supuradas, nódulos pulmonares e infiltrados localizados, se plantea la resección quirúrgica.

Mycobacterium leprae La enfermedad de Hansen o lepra ha sido, más que ninguna, a lo largo de la historia una de las de mayor impacto psicosocial. Aislados, marcados, señalados, rehuidos por la sociedad, los pacientes han sentido su enfermedad como un verdadero estigma. Desde 1940 con el advenimiento de antibioticoterapia adecuada, un diagnóstico precoz y un equipo multidisciplinario en el tratamiento, han hecho que estos conceptos tiendan a desaparecer. CARACTERES MICROBIOLÓGICOS

M. leprae es un bacilo ácido alcohol resistente de 1-8µm de longitud y 0.3-0.5µm de ancho y no puede ser distinguido microscópicamente de otras mycobacterias. No desarrolla en los medios libres de células ni en cultivos celulares, pero sí se ha logrado su crecimiento en la almohadilla plantar del ratón y en el armadillo de nueve bandas encontrado en Estados Unidos. Crecen mejor a temperaturas menores a 38 °C. Su tiempo de duplicación es de 12 días en la almohadilla plantar del ratón. M. leprae posee una gruesa cápsula externa por fuera de la pared celular, rica en glucolípido fenólico (PGL-1) el cual ha sido implicado en la supervivencia intracelular y en la limitación a la entrada de los antibióticos. El PGL-1 y el lipoarabinomanano de la pared celular han sido responsabilizados de la falta de respuesta de los linfocitos y macrófagos en la anergia de la forma lepromatosa. Estos dos componentes constituyen los factores de virulencia más importantes. Patogenia Los bacilos de lepra se diseminan a partir de los enfermos con lepra lepromatosa por vía nasal. Una descarga nasal contiene aproximadamente 100 millones de bacilos por ml, y pueden permanecer viables varios días en las secreciones desecadas. A partir de éstos se contaminaría la piel de los contactos íntimos, estimándose un período de incubación de 2-7 años. Se ha comprobado que lepra es bastante contagiosa, pudiendo producir muchas infecciones, si bien se sabe que la frecuencia de enfermedad en los contactos es muy baja. Más del 95% no serían susceptibles a la infección por M. leprae. Los que enferman lo harían por un defecto

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de su inmunidad celular que hace que sus células macrofágicas ingieran los bacilos pero no los destruyan. Clínica Se distinguen tres formas clínicas de lepra. Lepra lepromatosa

En ella el paciente tiene nódulos cutáneos simétricos, placas y la dermis engrosada. Como el bacilo crece a temperaturas bajas, las áreas frías del cuerpo como nariz, lóbulo de la oreja, son áreas propensas. Puede ocurrir pérdida de las cejas, especialmente las porciones laterales. El aparato respiratorio, particularmente la mucosa nasal, está infiltrada por estos microorganismos, produciendo una congestión nasal crónica y epistaxis. En la era preantibiótica y, ocasionalmente en la actualidad, la progresión de este proceso puede llevar a la destrucción del tabique nasal, siendo responsable de las deformidades a este nivel. La neuropatía, cuando está presente en la forma lepromatosa, es simétrica y generalizada. La reacción de la lepromina es negativa. Lepra tuberculoide

Es el otro polo de la enfermedad. Los pacientes con esta forma de lepra sólo tienen escasas manchas hipopigmentadas, anestésicas, con bordes elevados y eritematosos. Se encuentra afectación de troncos nerviosos periféricos, asimétrica. A diferencia de la forma lepromatosa, no existen síntomas y signos respiratorios. La reacción de la lepromina es positiva. Lepra borderline

La mayoría de los pacientes tiene una forma intermedia, entre lepromatosa y tuberculoide, compartiendo formas clínicas de una y otra. La leprominoreacción es positiva. Epidemiología La enfermedad predomina en Asia, Africa, América Latina y países del Pacífico. Hay 10 millones de casos en el mundo. El reservorio aceptado es el hombre y las fuentes de infección radican en la localización de la enfermedad en éste, sobre todo la forma lepromatosa no tratada. El mecanismo de transmisión es a través de la piel, aparato respiratorio y aparato digestivo, siendo esta última localización de escaso interés. El contacto íntimo y prolongado haría que los sujetos predispuestos pasen de la infección al inicio de la enfermedad. Sufre lepra quien tiene un trastorno de su inmunidad celular que le impide destruir los bacilos. Tratamiento El tratamiento de lepra, como el de otras mycobacterias, es largo, y, a menudo, esto ocasiona fallas en el cumplimiento del mismo. Dos problemas se originan: • emergencia de cepas resistentes a las drogas, en particular, dapsona; • persistencia de bacilos sensibles a los antibióticos que quedan en estado latente luego del tratamiento adecuado. Las drogas que se utilizan en el tratamiento son: dapsona, antibiótico que actúa en la síntesis de folatos, rifampicina, clofazimine, etionamida, estreptomicina. Se encuentra en estudio la utilización de nuevos macrólidos y quinolonas.

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Inmunoterapia

Se encuentra en investigación debido a las dificultades del tratamiento con antimicrobianos. Es así que se ensaya con interferón gamma o interleucinas. La frase del comienzo de G. Bacelli no es una simple frase. La tuberculosis no es sólo el bacilo, resta mucho por conocer del binomio huésped-parásito y este concepto se puede extender a todas las enfermedades ocasionadas por el género Mycobacterium. Los próximos años plantean el desafío.

Métodos de estudio INTRODUCCIÓN

La tuberculosis, junto a la lepra y otras mycobacteriosis, han sido inseparables y terribles compañeras de la humanidad. La lepra, que necesita de un largo tratamiento, difícilmente efectivo, con pocos fármacos útiles y gran número de abandonos del tratamiento, no dispone de cultivos ni de vacunas adecuadas. La tuberculosis, que necesita también de un largo tratamiento, caracterizado por el incumplimiento y la creciente resistencia a las drogas, aumenta su incidencia en el mundo debido al SIDA. Igualmente las mycobacteriosis ocasionadas por mycobacterias atípicas, aumentan su incidencia por la inmunodepresión en pacientes con SIDA. En éstos, Mycobacterium Avium Intracelullare se ha convertido en un patógeno oportunista frecuente. Por todo esto la microbiología clínica de la tuberculosis, la lepra y otras mycobacteriosis aparece como fundamental en el diagnóstico y control de curación de estas enfermedades. Las características que hemos mencionado del género Mycobacterium y otras que señalaremos a continuación, determinan un conjunto de particularidades (en relación a recolección de las muestras clínicas, procesamiento, etc.) que enmarcan estos gérmenes en un capítulo distinto al de las demás bacterias en el laboratorio microbiológico. Asomarse a estas particularidades constituye no sólo un hecho ineludible en la formación médica, sino también una posibilidad apasionante. DIAGNOSTICO DE TUBERCULOSIS

Bioseguridad en la bacteriología de la tuberculosis Existen estrictas normas de bioseguridad para el manejo de las muestras clínicas en el laboratorio. Como ya fue visto en los aspectos teóricos del tema, la vía de transmisión principal es la inhalatoria, por la aspiración de partículas aerosolizadas; éstas pueden provenir del paciente o ser diseminadas al manipular las muestras en el laboratorio (apertura de frascos, flameo del asa, etc.). Evitar el desprendimiento de estas partículas, trabajar en ambientes amplios y ventilados de circulación restringida, y recordar las normas de no fumar, beber, comer, o aplicarse cosméticos en el laboratorio, son algunos de los puntos a tener en cuenta. El estudiante que se dedicará fundamentalmente a la observación de frotis y cultivos ya procesados y no al manejo de muestras clínicas, deberá cumplir con las habituales normas de bioseguridad y buenas prácticas en el laboratorio. Obtención de la muestra Las muestras pueden provenir de zonas naturalmente estériles, zonas naturalmente contaminadas o de zonas estériles pero en las que al efectuar la toma, se pasa por un área contaminada. El siguiente cuadro esquematiza los ejemplos más frecuentes.

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Muestras contaminadas Expectoración Orina Jugo gástrico Exudados

Muestras no contaminadas Líquido cefalorraquídeo Líquido pleural Líquido articular Biopsias

La expectoración es la muestra de más frecuente manejo, ya que como dijimos, la pulmonar es la presentación más habitual. La expectoración debe ser representativa de las secreciones del tracto respiratorio inferior; para ello se debe recoger a primera hora de la mañana, previa higiene bucal, y con el esfuerzo de la tos, en frasco estéril. La toma debe repetirse tres veces en días consecutivos, ya que la eliminación de bacilos no es constante. Mujeres y niños pueden tener dificultades por no poder, o no saber, expectorar, pudiendo entonces hacer nebulizaciones con NaCl hipertónico. En pacientes hospitalizados graves puede recurrirse a FBA o lavado gástrico. Transporte y conservación La rapidez es una condición fundamental en el transporte pues los bacilos se debilitan con el tiempo y prolifera, en caso de ser una muestra contaminada, la flora acompañante, por ej.: proliferación de la flora del tracto respiratorio superior en la expectoración. La conservación puede hacerse a 4 ºC hasta 7 días. Procesamiento El trabajo con las muestras clínicas en el laboratorio se realiza en cabina de seguridad, con las debidas protecciones para el personal (túnicas, tapabocas, etc.). Metodos directos Microscopía - baciloscopía

El examen microscópico directo o baciloscopía es la técnica fundamental para la investigación bacteriológica de la tuberculosis pulmonar, tanto para el diagnóstico como para el control de tratamiento, resultando también útil para muestras provenientes de otros orígenes. TÉCNICA

DE

ZIEHL-NEELSEN

Se trata de una coloración diferencial basada en la capacidad de las mycobacterias de incorporar colorantes y luego retenerlos ante la acción de una mezcla de alcohol y ácido, lo que es conocido como ácido-alcohol resistencia. Las particulares características de la pared de las mycobacterias parece ser responsable de esta propiedad, pudiendo formar complejos ácido estables, cuando se exponen a colorantes aniónicos, con los lípidos de la pared, especialmente los ácidos micólicos, o también constituyendo complejos fucsina-ARN. Con un frotis seco y fijado se recorren los siguientes pasos: Coloración

Fucsina + calor

Aproximadamente 5 min.

Decoloración Coloración de contraste

(calor hasta emisión de vapor; no ebullición) Alcohol-Acido Azul de metileno

Aproximadamente 3 a 5 min. Aproximadamente 1 min.

Se debe lavar con agua corriente a baja presión entre paso y paso. Después se seca y se

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observa con lente de inmersión. Las mycobacterias se ven rosadas sobre un fondo de leucocitos, fibrina y escasa flora asociada, coloreados de azul. La observación debe recorrer unos 200 campos microscópicos y se informa según el siguiente criterio semicuantitativo: Baciloscopía negativa -

No se observan bacilos ácido-alcohol resistentes en 200 campos microscópicos observados.

Baciloscopía positiva +

Se observan menos de un bacilo por campo en 200 campos observados. Se observan 1 a 10 bacilos por campo en 100 campos observados. Se observan más de 10 bacilos por campo en 50 campos observados.

Baciloscopía positiva ++ Baciloscopía positiva +++

La baciloscopía por la técnica de Ziehl-Neelsen es una técnica sencilla de bajo costo, cuya utilidad ya hemos destacado. Aplicado a la expectoración se estima que se necesitan 10.000 para que la probabilidad sea del 95-100%. En nuestro país el hallazgo de bacilos ácido-alcohol resistentes en la baciloscopía de muestras provenientes de áreas estériles es diagnóstica y específica de M. tuberculosis en un alto porcentaje. Lo mismo ocurre con las muestras de lavado gástrico. TÉCNICA

DE FLUORESCENCIA

AURAMINA RODAMINA

Basada igual que el Ziehl-Neelsen en la ácido-alcohol resistencia de la mycobacterias, aquí se colorean con un fluorocromo y no se decoloran con la mezcla de alcohol-ácido. La técnica no necesita del agregado de calor y permite una visualización más rápida ya que los bacilos se ven luminosos sobre un fondo oscuro. La observación se hace con objetivo en seco y se requiere un microscopio de fluorescencia, lo que hace esta técnica más cara con respecto al Ziehl-Neelsen. Se utiliza en laboratorios que manejan un número importante de muestras por día. Respecto al valor de la microscopía y a las técnicas de coloración mencionadas, nos parece oportuno señalar: • Si se tiene una baciloscopía positiva y una clínica sugestiva, casi siempre se tratará, en nuestro país, de una tuberculosis, pero es necesario tener presente que puede tratarse de otras especies del género Mycobacterium. • La microscopía no sustituye el cultivo. • Referente a las técnicas de coloración, recordar la importancia de las mismas, y que la técnica de Gram, muy difundida en el diagnóstico de otras bacterias, no es útil para las mycobacterias. Cultivo

El cultivo es complemento de la microscopía; permite diagnosticar como positivos casos negativos en el examen microscópico. Las muestras contaminadas se someten a una descontaminación que destruye la flora asociada y mantiene viables a las mycobacterias. Después se siembra en los medios adecuados. Las muestras no contaminadas se siembran directamente (previa centrifugación para concentrar). La incubación se realiza a 35-37 ºC en aerobiosis. Se observan los medios periódicamente y, al cabo de 3-5 semanas, crecen colonias rugosas, secas, amarillentas. Deben esperarse hasta ocho semanas para informar un cultivo como negativo. El medio empleado es el de Lowenstein-Jensen, compuesto por hierro, aminoácidos,

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sales, glicerina, fécula de papa, huevo, y verde de malaquita (este último inhibe la flora asociada). La inoculación en animales se ha dejado de usar por ser poco práctica y no definitiva en algunas situaciones. Identificación de los aislamientos

En nuestro país los laboratorios clínicos públicos y privados realizan el examen microscópico de la muestra y sólo algunos realizan los cultivos. La identificación definitiva y las pruebas de sensibilidad se realizan en la Comisión Honoraria de Lucha Antituberculosa, (CHLA, 18 de Julio 2175 esquina Beisso) donde está el laboratorio de referencia con el personal y el equipo adecuado. La CHLA cubre el país por medio de una extensa red de puestos que recuperan y envían las cepas aisladas al laboratorio central, además de realizar diagnóstico precoz, control de los casos, prueba tuberculínica, pautas de tratamiento y administración de vacunas. M. tuberculosis puede ser diferenciado de otras mycobacterias por pruebas simples y observación de características micro y macroscópicas, así como el estudio de sus requerimientos. M. tuberculosis crece lentamente, es no cromógeno, productor de niacina, reduce nitratos, produce una catalasa sensible al calor, es generalmente sensible a la isoniacida, etc. Estudio de sensibilidad

La sensibilidad de las mycobacterias se estudia como para otros gérmenes, poniendo en contacto el bacilo con el antibiótico a probar; pero existen algunas diferencias con el antibiograma utilizado de rutina en los laboratorios, por ejemplo, no se utiliza el medio de Mueller Hinton, ni el método de difusión en agar (Kirby-Bauer). En su lugar se emplea Lowenstein-Jensen y distintas técnicas para el antibiograma. Mencionaremos solamente una, la cual consiste en inocular un medio control y simultáneamente medios que contienen en solución el antibiótico a probar en diferentes concentraciones. El inóculo bacteriano debe ser de concentración conocida. La resistencia o sensibilidad se determina por comparación entre el control y los otros medios. Nuevos métodos para aislamiento, identificación y sensibilidad Métodos radiométricos

Son útiles para el aislamiento y estudio de sensibilidad. El medio de cultivo es suplementado con un substrato marcado con 14C. El substrato es utilizado, y durante el metabolismo se libera 14CO2, el que es medido, detectándose así en forma indirecta el desarrollo bacteriano. El sistema comercial Bactec que utiliza este método realiza el aislamiento y la determinación de la sensibilidad en aproximadamente 18 días. El método convencional requiere cerca de 40 días. DETECCIÓN

DE COMPONENTES CELULARES

Se trata de identificar por diferentes técnicas algunos componentes de la bacteria. Métodos genéticos

DNA fingerprinting, basado en la fragmentación del ADN por una endonucleasa de restricción específica; el ADN después se separa electroforéticamente y se trata con una sonda que hibridiza con una secuencia repetitiva del ADN (IS 6110). Los aislamientos que muestren esta secuencia pueden ser identificados como M. tuberculosis. Esta técnica parte de cultivo puro.

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REACCIÓN

EN CADENA DE LA POLIMERASA

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(PCR)

A diferencia de otras pruebas, PCR no necesita partir de cultivo puro pudiendo hacerlo directamente de la muestra clínica. En esta técnica se amplía una secuencia del genoma de M. tuberculosis para después ser reconocida. El resultado de la PCR puede estar listo en 48 hs. Una muestra conteniendo 10 bacilos puede ser positiva por PCR (para la baciloscopía se necesitan 10.000). La técnica puede ser útil para la detección rápida de resistencia, si se conocen los genes responsables de la misma. Las deficiencias de la técnica están en los riesgos de contaminación cruzada y que no resulta de utilidad en el control de tratamiento, ya que no distingue entre bacilos vivos y muertos. Metodos indirectos Se han estudiado métodos inmunológicos para la detección de anticuerpos por técnicas inmunoenzimáticas, aglutinación, etc. Estos tienen dificultades para su desarrollo debido a la falta de antígenos purificados específicos. Prueba de la tuberculina

Siendo la respuesta inmune esencialmente de tipo celular, las pruebas cutáneas se transforman en una ayuda importante. Se pueden realizar pruebas cutáneas frente a todas las mycobacterias, pero nos referiremos a la prueba tuberculínica. Esta prueba estudia la hipersensibilidad frente a antígenos proteicos de M. tuberculosis. La tuberculina de Koch (OT: old tuberculin) era un extracto de caldo de bacilo tuberculoso. En 1934 Siebert creó un precipitado proteico que llamó derivado proteico purificado (PPD) y que se usa hasta hoy. La reacción se prueba con la intradermorreacción de Mantoux. Se inyectan en la dermis de la cara anterior del antebrazo 0,1 ml de tuberculina de 5 UT. Después de 72 hs se mide el diámetro de la induración producida (no del eritema). La interpretación de los diámetros de las induraciones es la siguiente: 10 mm Positiva 5-9 mm Dudosa 0-4 mm Negativa El PPD positivo (más de 10 mm) permite separar una población infectada de otra que no lo está, siendo un buen estudio de masas. De todos modos, debe considerarse el contexto del paciente, su sintomatología y signología, así como estudios radiográficos y datos epidemiológicos. Concepto de viraje. Si se realizan dos pruebas tuberculínicas con un intervalo de dos meses en un año, y la primera es negativa y la segunda positiva con una diferencia de 6 mm o más, se habla de viraje e indica una infección actual. Puede o no acompañarse de hallazgos clínicos o radiológicos. CRITERIO

DIAGNÓSTICO

• Paciente con sospecha clínica y epidemiológica de tuberculosis. • Paciente con tuberculosis extratorácica en la que hay dificultades para aislar el germen. CRITERIO

EPIDEMIOLÓGICO

• Contacto con enfermos de tuberculosis. • Tuberculosis confirmada (para registro). Si la reacción tuberculínica es positiva:

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1. El paciente está infectado. 2. El paciente recibió BCG. Si la reacción tuberculínica es negativa: 1. El paciente no está infectado. 2. El paciente está en período prealérgico (período que va desde la infección hasta la aparición de la hipersensibilidad retardada). Si dos meses más tarde se repite la prueba se puede ver el viraje de la reacción. Puede haber falsos negativos por aspectos técnicos o en tuberculosis avanzadas en las que el 50% no reacciona por tener elevadas concentraciones de antígenos en sus tejidos; se revierte al recuperarse el paciente. Otros falsos negativos: • fisiológicos-embarazo; • infecciones-sarampión; • desnutrición; • neoplasias-linfomas; • medicamentos-corticoides. El 3-5% de la población es inmunocompetente y no reacciona nunca frente a las pruebas cutáneas. Prueba tuberculínica en el paciente VIH positivo: en el paciente VIH positivo la reactividad disminuye a medida que los CD4 disminuyen. Un diámetro de induración de 5 mm es aceptado como positivo en un paciente VIH positivo para realizar inmunoprofilaxis (CDC, Center for Desease Control, Estados Unidos).

Diagnostico de las mycobacteriosis El diagnóstico de las mycobacteriosis en el huésped con defensas normales es similar al que acabamos de mostrar para la tuberculosis. Las mycobacteriosis en el paciente con SIDA u otros inmunocomprometidos, demanda una sistemática diagnóstica más exhaustiva por parte del laboratorio, al igual que en las mycobacteriosis diseminadas. La microscopía incluye el estudio de un mayor número de muestras: sangre, heces, ganglios, etc. En cuanto a los cultivos, se realizan los convencionales; el hemocultivo parece ser la mejor manera de aislar mycobacterias en casos diseminados. Los sistemas Bactec e Isolator (lisis-centrifugación) son medios comerciales disponibles para el procesamiento de los hemocultivos. Para la identificación, los métodos convencionales mantienen vigencia, pero los métodos genéticos parecen ser los más adecuados. DIAGNÓSTICO DE MYCOBACTERIUM LEPRAE

El diagnóstico bacteriológico de lepra ofrece la dificultad de que su agente etiológico no puede ser cultivado en medios sintéticos ni en cultivos celulares. La inoculación animal (armadillo y plantilla plantar del ratón) es muy restringida y tiene dificultades prácticas. Métodos directos Estos se hallan limitados a la observación microscópica de frotis provenientes de las lesiones clínicamente sospechosas.

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Microscopía

La técnica utilizada es la de Ziehl-Neelsen o la de fluorescencia. En tinciones de biopsias puede usarse el Ziehl u otras (Fite). Con los resultados de la microscopía se confecciona el llamado índice morfológico, que es el porcentaje de bacilos bien teñidos (vivos) en relación al total; con este se evidencia la actividad de la enfermedad. Métodos indirectos Inmunidad humoral

La búsqueda de los anticuerpos está supeditada al hallazgo de antígenos específicos para así diferenciar M. leprae de otras mycobacterias, y determinar los títulos de una población normal, una infectada y una enferma. Las técnicas están en fase de implementación (ELISA, Inmunofluorescencia, etc.). Inmunidad celular. Prueba de la lepromina

La prueba cutánea de hipersensibilidad utiliza células muertas de M. leprae en inyección intradérmica (0,1 ml en la cara anterior del antebrazo). Produce una induración a los 3 ó 4 días (reacción de Fernández), y una induración papular a las 3 ó 4 semanas (reacción de Mitsuda). El test de la lepromina es positivo en pacientes con lepra tuberculoide, en individuos no afectados en áreas endémicas y en ciertos pacientes lepromatosos tratados, pero es negativa en los pacientes lepromatosos no tratados, por lo que no tiene valor diagnóstico. El clínico, el radiólogo, el anatomopatólogo, pueden sospechar la enfermedad; el microbiólogo puede aislar e identificar el agente etiológico. Pero esto no es todo, el diagnóstico bacteriológico continúa siendo lento, las técnicas que aceleran la obtención de resultados están en desarrollo o recién comienzan a comercializarse. La preocupante asociación tuberculosis y SIDA continúa avanzando. El equipo de salud debe estar atento y con conocimientos firmes para manejar la situación.

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Virus respiratorios S. Mateos

Introducción Las infecciones respiratorias agudas (IRA) representan un problema prioritario de salud a nivel mundial. Son aspectos a destacar su alta morbimortalidad que aumenta en los meses de invierno donde constituyen el motivo de consulta más frecuente en atención primaria y en centros hospitalarios. Es la causa más frecuente de ausentismo laboral y escolar. Primer causa de internación en los meses invernales generando grandes exigencias a los centros de internación, tanto en niños como en adultos. En Uruguay las IRA ocupan el tercer lugar como causa de muerte en niños menores de cuatro años. Los virus respiratorios son los agentes responsables de la mayoría de las IRA, los mismos penetran por vía aerógena y se replican en el tracto respiratorio, la transmisión se produce por vía aerógena (gotitas de pflügge) o bien por manos u objetos contaminados con secreciones respiratorias. Numerosos virus afectan predominantemente y en forma primaria el aparato respiratorio, representan más de 100 agentes etiológicos distintos, algunos de ellos, como el virus del sarampión, parotiditis y de la rubéola, no quedan localizados en la puerta de entrada, sino que se diseminan a otros órganos (viremia). En este capítulo trataremos brevemente la clasificación, estructura y morfología de las principales familias responsables de IRA, en otros capítulos se trataran los procesos respiratorios producidos por virus.

Clasificación VIRUS RESPIRATORIOS HUMANOS Familia/ Subflia Orthomixoviridae

Género Influenza

Especie A, B, C

Serotipos Muchos

Enfermedad Gripe

Paramyxoviridae

Respirovirus Rubulavirus

Parainfluenza Parainfluenza

1,3 2, 4A, 4B

Morbillivirus Megamyxovuruses

Sarampión Hendra y Nipali virus Virus Respiratorio

1

IRA alta, baja Paperas Parotiditis Sarampión

1 subgr. A y B

IRA alta y baja

Pneumoviridae

Pneumovrius

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Methapneumovirus Adenoviridae Togaviridae Picornaviridae

Mastadenovirus Rubivirus Rinovirs Enterovirus

Herpesviridae

Coronavirus Herpesvirus

Sincicial (VRS) HMPV (humano) (MPV) Adenovirus Rubeola Rinovirs humanos Echo Coxsackie

y no A no B

Varios 1 > 130

IRA alta y baja Rubeola IRA alta

varios varios

IRA alta Encefalitis Miocarditis IRA alta Neumonitis en pacientes inmunodeprimidos

varios Herpes simplex Varicela zoster Citomegalovirus

Familia Orthomyxoviridae La influenza o gripe fue reconocida hace varios siglos como una enfermedad respiratoria aguda, extraordinariamente contagiosa. A pesar de que a menudo aparenta ser una enfermedad benigna, la gripe es una enfermedad grave que provoca la muerte a miles de personas cada año. No solamente produce pandemias, tales como al gripe “Española” (1918) la gripe “Asiática” (1957), sino también epidemias anuales que pueden tener consecuencias dramáticas sobre los grupos de alto riesgo (principalmente ancianos y personas que padecen enfermedades crónicas). El agente causal fue aislado por primera vez en 1933, a partir de secreciones respiratorias de casos humanos y fue denominado virus influenza tipo A. Desde entonces es quizás el virus humano mejor estudiado, su estructura bien caracterizada y su genoma secuenciado; el desarrollo de vacunas y antivirales sin embargo, no han podido resolver el problema sanitario de la gripe. TAXONOMÍA

Las familias Orthomixoviridae (del griego orthos: derecho y myxo: mucus) y Paramyxoviridae (par: al lado) están integradas por virus que poseen afinidad por las mucinas. La familia Orthomyxoviridae posee sólo un género, influenza y tres especies A, B y C. El ordenamiento alfabético de los tres tipos corresponde a su importancia epidemiológica y clínica. Los virus influenza A producen infección en humanos y animales (aves, porcinos, equinos, focas) mientras que influenza B y C están asociadas sólo a enfermedades humanas. NOMENCLATURA

Los antígenos NC y M son específicos de tipo y en base a ellos se caracteriza al virión como perteneciente al tipo A, B o C. Las variaciones antigénicas se producen en los antígenos de superficie NA y HA. Considerando el papel fundamental de estas glicoproteínas en la determinación del carácter antigénico la OMS ha propuesto un sistema de nomenclatura en el cual los antígenos de superficie se designan numéricamente. En la designación actual se consideran: 1- el tipo de virus (A, B, C); 2- el huésped de origen si no es humano (por ej.: “eq” equino; “sw” porcino, etc.); 3- lugar geográfico del aislamiento; 4- número de la cepa del laboratorio; 5- año del aislamiento. Para el virus A se agrega el subtipo de HA y NA. En los virus A existen hasta el momento 13 subtipos de HA y 9 de NA. Por ejemplo, A/Panamá/2007/99 (H3N2).

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MORFOLOGÍA Y ESTRUCTURA

Forma redondeada u oval de aproximadamente 80 a 120 nm. Son virus envueltos con 2 tipos de espículas glicoprotéicas en su superficie dispuestas a intervalos regulares, denominadas hemaglutinina (HA) y neuraminidasa (NA), específicas para cada cepa, enclavadas en una doble membrana lipídica (envoltura) ubicada sobre una capa proteica (proteína M o matriz) que da forma y estabilidad a la envoltura (ver figura 1). La nucleocápside (NC) es de simetría helicodal, dividida en ocho fragmentos que contienen segmentos de ARN genómico. La NC está constituida por 1 solo tipo de proteínas. El genoma está constituido por ARN de cadena simple y sentido negativo con ocho segmentos para el virus influenza A y B, y siete segmentos para influenza C. Proteínas: polipéptido-polimerasas son componentes internos del virión. Los segmentos mayores del ARN viral 1, 2 y 3 codifican 3 polipéptidos con actividad de ARN polimerasa, dependiente de ARN, denominados PA, PB1 y PB2. PB1 y PB2 sintetizarían el ARN complementario de las PA, y junto con la nucleoproteína se encargarían de la síntesis del ARN viral. Hemaglutinina: forma de bastón, ubicada en la superficie viral representa el 25% de las proteínas totales. Codificada como un monómero por el segmento 4 del ARN viral. Al continuar su síntesis el péptido indicador amino terminal es removido, la molécula de HA sufre un clivaje postraducción por la acción secuencial de una endoproteasa y carboxipeptidasa que se originan en el huésped. Se obtienen así dos cadenas polipeptídicas (HA1 y HA2) que constituyen un dímero y permanecen unidos por una unión disulfuro. Este clivaje es esencial para activar las propiedades de la molécula: infectividad, fusión y hemólisis. La HA consta de dos regiones distintas: una cola fibrilar constituida por una triple cadena espiralada de helicoides, y una región globular de capas antiparalelas que en su extremo distal contienen: 1) un sitio adsortivo viral (receptor viral), por el cual la HA1 se une a los receptores siálicos de la célula huésped y a los eritrocitos; y 2) los determinantes antigénicos variables (epítopes) cuyos cambios en las secuencias de aminoácidos hacen que el virus se comporte como epidémico o pandémico. En el extremo NH2 de la HA2, existe una región conservada de 10 aminoácidos (péptido de fusión), que sería homólogo a la región aminoterminal de la glicoproteína de fusión (F) de los virus parainfluenza. La infectividad viral dependería de la

Figura 1. Esquema de la estructura de Influenza A

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fusión de la HA. A pH 5 la HA2 sufre cambios conformacionales y adquiere la habilidad de hemolisar eritrocitos. En suma las funciones de la HA serían: a) adsorción y penetración del virus a la célula b) fusión entre la membrana celular y la envoltura viral, para lo cual requiere el clivaje de HA en HA1 y HA2 c) hemaglutinación, hemadsorción d) induce la aparición de anticuerpos neutralizantes protectores. Neuraminidasa (NA): forma de hongo, formada por una cabeza cuadrangular integrada por cuatro subunidades globulares y una prolongación cilíndrica adherida centralmente, que posee en su extremo distal una región hidrófoba por la que penetra en la envoltura viral. Enzima destructora de receptores, representa el 6.7% del total de proteínas del virión 1 a 5 en relación con la HA. Codificada por el segmento 6 del ARN viral, se sintetiza como cadena simple igual que la HA, no sufre clivaje postraducción. Penetra a la envoltura por su extremo aminoterminal, donde existe una secuencia de seis aminoácidos que se han conservado inalterados en cada uno de los nueve subtipos de NA conocidos para influenza A. A esta secuencia le sigue una segunda que se enclava en la envoltura y que no es conservada por todos los subtipos. El sitio activo ha sido identificado en el centro de cada cabeza globular del tetrámero y contiene muchos residuos conservados que no son accesibles a los anticuerpos neutralizantes. Su función es facilitar la movilidad del virus hacia y desde el sitio de infección. En suma las funciones de la NA son: a) catalizar el clivaje de las uniones entre el ácido siálico terminal y un residuo azucarado adyacente celular. Lo que facilita la liberación de las partículas virales de la superficie celular al destruir la unión virus célula. b) previene la agregación viral protegiendo al virus de su propia HA, al agregarse a receptores de ácido siálico. c) estimula la producción de anticuerpos que confieren protección contra la enfermedad o modifican el curso de la misma. Nucleoproteína: codificada por el segmento 5 del ARN viral. Es uno de los antígenos específicos de grupo y es diferente en los tipos A, B y C. Constituye la columna vertebral del complejo interno helicoidal, al estar asociada a los segmentos de ARN y las polimerasas PA, PB1 y PB2, induce la producción de anticuerpos específicos de tipo. Proteína M: codificada por el segmento 7, asociada al sector interno de la envoltura, se han aislado 3 ARNm trasncriptos del segmento 7 que codifican la producción de M, M1 y M2. Contribuye a la estabilidad del virión y participa del ensamblaje de éste en la célula infectada. Es un antígeno específico de tipo y puede ser utilizado como antígeno para identificar virus influenza en pruebas serológicas. Proteínas no estructurales (NS1-NS2): codificadas por el segmento 8. Su función se desconoce. Lípidos: los virus influenza se liberan de la célula que infectan por brotación a nivel de la membrana citoplasmática y en su paso incorporan la doble membrana celular con sus componentes. Hidratos de carbono: constituyen el 5-8% de la masa del virión y es similar a los de la célula huésped. VARIACIÓN ANTIGÉNICA

Uno de los aspectos únicos y más notables del virus influenza es la frecuencia con la cual ocurren cambios en la antigenicidad. Este hecho es más frecuente para el virus A que para el B, y

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no se ha observado para el virus C. Este fenómeno ayuda a explicar porqué la gripe continúa siendo una enfermedad epidémica. Las variaciones antigénicas involucran fundamentalmente a la HA y NA. Las variaciones en la HA son las más importantes por ser más frecuentes. Por otro lado los anticuerpos neutralizantes están dirigidos contra estas glicoproteínas. Se conocen dos tipos de variaciones antigénicas producidas por mecanismos diferentes y que afectan la HA y NA: 1- variaciones menores o fluctuaciones antigénicas (drift) y 2- las variaciones mayores (shift). 1. Variaciones menores: se producen gradualmente cada 2 o 3 años dentro de un subtipo de influenza. Cada subtipo se denomina por su HA o NA. Estos cambios son el resultado de la selección de mutantes que tienen alteraciones en la secuencia de aminoácidos de los péptidos de HA o NA, causadas por mutaciones puntuales en el ARN virales. Estos cambios, aunque menores, son suficientes para no ser reconocidos por los anticuerpos. Se produce una selección inmunológica, es decir nuevos virus con poca variación antigénica. 2. Variaciones mayores: han sido descritas sólo para influenza A. Son cambios súbitos y dramáticos producidos en los genes que codifican para la HA y NA. Son virus nuevos para los cuales la población no tiene ningún recuerdo inmunológico. Estas son las cepas que causan las mayores pandemias, son ejemplos de ello los cambios de estructura de H1N1 a H2N2 en 1957 y de H2N2 a H3N2 en 1968. El virus humano influenza tipo A H1N1 aislado por primera vez en 1933, circuló hasta 1957, año en que se produjo el primer cambio mayor detectado en los antígenos de superficie. En 1968 aparece el virus H3N2 y en 1977 reaparece el H1N1, desde entonces hasta la fecha coexisten cepas de influenza A H1N1 y H3N2. Hay varias hipótesis que tratan de explicar estas variaciones: a) entrecruzamiento o reordenamiento genético entre virus influenza humanos y no humanos, en especial los de origen aviario. Los virus B y C no muestran variaciones, quizás debido a que existen pocos virus semejantes en animales. b) que se hallan acumulado mutaciones puntuales y que en un momento se manifiesten como variaciones mayores. REPLICACIÓN

Los virus influenza pueden producir infecciones productivas o no productivas. Las primeras ocurren cuando el virus se propaga en células permisivas (mucosa respiratoria, células de riñón de mono o huevos embrionados). En las infecciones no productivas, el virus no cumple el ciclo total de replicación y genera virus incompletos o partículas virales no infecciosas (ver figura 2). Cuando un virus completo infecta células permisivas, el primer paso es la adsorción a la superficie celular. La partícula viral se adhiere a receptores celulares que contienen ácido siálico a través de la HA1. En una segunda etapa ocurre la penetración del virus a la célula para lo cual se requiere que la HA sea clivada en HA1 y HA2, y que exista pH 5 para que la capacidad de fusión sea expresada. El virus se internaliza rápidamente en el endosoma, cuando el pH desciende, la HA es clivada exponiendo el péptido de fusión. Se produce la fusión entre las membranas celular y la membrana viral que se libera de su envoltura y penetra en el citoplasma, luego se moviliza hasta el núcleo. La síntesis de ARNm requiere estimulación previa de la síntesis de ARN de la célula huésped. A continuación comienza el período de eclipse (dos horas), durante el cual no se detecta virus. Durante esta etapa temprana, el ARNm es transportado al citoplasma donde dirige la síntesis de proteínas virales. El ARN complementario sirve como molde para la formación de ARN genómico. A las dos

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Figura 2. Replicación de los virus Influenza

o tres horas postinfección se detecta ARN polimerasa dependiente de ARN y NP, alcanzando su concentración máxima a las seis horas de la infección. Las glicoproteínas HA y NA son sintetizadas en el citoplasma sobre la membrana de los polirribosomas, migran hacia la membrana celular, vía retículo endoplásmico y complejo de Golgi, y al mismo tiempo se van incorporando las cadenas laterales de los hidratos de carbono. La nucleocápside viral y la proteína M son formadas sobre polirribosomas libres. Se trasladan y se ubican en un sector interno de la membrana celular donde se encuentran las proteínas específicas virales. No se conoce el proceso por el cual una copia de cada segmento de ARN se empaqueta en cada partícula, es probable que esto sea un evento al azar. Los segmentos de membrana celular que contienen las HA y NA envuelven a los antígenos internos virales y se inicia la brotación, que progresa hasta que emerge la nueva partícula. Los residuos de ácido siálico son eliminados de la superficie de la célula huésped por acción de la NA viral, para prevenir la readsorción de la progenie viral, y se promueve la liberación del virus. La replicación del virus produce la muerte de la célula infectada. EPIDEMIOLOGÍA

El virus influenza A infecta no sólo al hombre sino también animales (porcinos, aves domésticas y silvestres, focas). En mamíferos, la enfermedad está limitada al aparato respiratorio, mientras que en aves se puede manifestar como infección asintomática o enfermedad sistémica letal. El virus C es el menos importante y causa infecciones leves esporádicas no epidémicas, el virus B en ocasiones puede producir epidemias, sin embargo, el virus A puede cruzar continentes y causar pandemias.

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La epidemiología de la gripe, como ocurre con las infecciones virales en general, está influenciada por una compleja interacción de factores que afectan la transmisión del virus de persona a persona. Estos factores son: la virulencia y antigenicidad viral; la inmunidad del huésped y el ambiente. La virulencia de los virus influenza coincide con el orden alfabético. El virus A está asociado con neumonía e infecciones graves en adultos mayores y niños pequeños, infecciones menos graves se asocian con los virus B y C. Los brotes son claramente influenciados por factores estacionales, la gripe aparece con mayor frecuencia en los meses de invierno, las temperaturas bajas y la humedad aumentan la susceptibilidad del epitelio respiratorio a la infección y al mismo tiempo, favorece la supervivencia del virus en las secreciones respiratorias eliminadas. Los niños en edad escolar son los vectores fundamentales de transmisión, el hacinamiento en las escuelas favorece la propagación del virus. Si bien los brotes epidémicos ocurren en invierno, hay que recordar que los virus influenza cocirculan durante todos los meses del año. Una vez instalado el brote de influenza A y B, se extiende durante 4 a 8 semanas, respectivamente, mientras que el virus C puede extenderse hasta 17 semanas, sugiriendo una mayor endemicidad en la población. Los cuadros gripales causados por algunos subtipos de influenza A (H1N1, H2N2, H3N2) pueden presentarse en forma pandémica (difusión mundial), epidémica (difusión restringida a nivel regional) o en forma de brotes esporádicos moderados. En los últimos años se han comunicado a la población, a través de la prensa, casos de gripe humana de origen aviar, la llamada gripe del pollo. La gripe aviar es un subtipo del virus A (H5N1) primariamente aislada en África del sur en 1961, que circula entre aves en todo el mundo. Este virus no infecta típicamente a humanos, sin embargo, en 1997 se demostró por primera vez un caso de transmisión ave-humano (H5N1) en Hong Kong, esta cepa se aisló en 18 personas con una infección respiratoria aguda y severa, de las cuales 6 fallecieron. Hasta el momento no se ha demostrado la transmisión interhumana de esta cepa aviar. Desde 1997 se han reportado varios brotes de gripe aviar en Asia. En 2003 se comunicaron casos de gripe aviar (H7N7) en los Países Bajos con más de 80 casos, predominando infecciones respiratorias leves a moderadas, e infecciones oculares, con baja mortalidad (1 caso). La vigilancia de los brotes de influenza es más extensa que cualquier otra infección, ya que ocasiona grandes pérdidas económicas, la misma tiene por finalidad identificar la aparición temprana de nuevas cepas para preparar vacunas contra estas cepas antes de que ocurra una epidemia. En nuestro país el centro de vigilancia de influenza opera bajo la órbita del MSP. PANDEMIAS Y EPIDEMIAS

Las pandemias son eventos mundiales producidos por nuevas variantes antigénicas del virus influenza A, que aparecen en períodos variables de 10 años. Las tasas de ataque son altas en todos los países y afectan a todos los grupos etarios, la mortalidad es elevada. Las pandemias comienzan y se diseminan en cualquier época del año y pueden producir 2 o 3 ondas en 1 o 2 años de expansión. Las pandemias de influenza se han originado frecuentemente en el sudeste asiático, donde las comunidades rurales densamente pobladas, viven en estrecha proximidad con aves. Este ecosistema permite que ocurran recambios genéticos entre virus de diferentes especies y virus humanos. Las epidemias son producidas por virus influenza A o B que han sufrido variaciones menores. Aparecen cada 2 o 3 años y no se inician en un lugar determinado, sino que surgen en diferentes lugares. En el hemisferio sur se detectan 6 meses antes o después que en el hemisferio norte, con iguales o similares cepas de virus.

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La primera pandemia del siglo se registró en 1918-1919, “gripe Española” (H1N1) se estima que fallecieron más de 20 millones de personas y casi la mitad de las muertes ocurrieron en adultos jóvenes y sanos. De todas las pandemias producidas en este siglo sólo las de 1957, 1968 y 1977 fueron estudiadas clínica, virológica y epidemiológicamente. Las tres se iniciaron en China, y dos de ellas tuvieron como agente causal a dos nuevas variantes para este siglo, las estructuras H2N2 y H3N2. La tercera, producida en 1977, fue causada por la reaparición de un virus histórico que desapareció del mundo por 20 años (H1N1). PATOGENIA

Como para el resto de los virus respiratorios la puerta de entrada es la vía respiratoria. Altamente infeccioso, se transmite de persona a persona por gotitas llevadas por el aire, por contacto directo con otra persona infectada, o por contacto con superficies contaminadas con secreciones respiratorias, destacamos muy especialmente las manos como vehículo de transmisión de los virus respiratorios por su importancia capital en la prevención de infecciones nosocomiales en especial entre niños. Luego de que ingresa a las vías respiratorias, alcanza la mucosa o directamente llega a los alvéolos pulmonares. Si las partículas virales no son expulsadas por el reflejo de la tos y escapan a la neutralización por anticuerpos IgA específicos, o es inactivado por sustancias inespecíficas de las secreciones mucosas, pronto se formará una progenie de viriones nuevos que se diseminan a las células adyacentes. La NA como vimos disminuye la viscosidad de la película mucosa y favorece la dispersión del virus hacia sectores inferiores del tracto respiratorio. En los estudios histológicos se observa reordenamiento de las células columnares, picnosis, fragmentación nuclear y vacuolización citoplasmática. Al desintegrarse los núcleos se observan cuerpos de inclusión en el citoplasma y las cilias desaparecen. En definitiva la infección termina destruyendo las células que infecta. MANIFESTACIONES CLÍNICAS

El período de incubación es de pocas horas a tres días. El comienzo es agudo y predominan los síntomas sistémicos como fiebre, chuchos de frío, artromialgias, malestar general, anorexia, cefalea (síndrome de impregnación viral), es característica la inyección conjuntival y lagrimeo. Los síntomas respiratorios incluyen estornudos, tos seca al inicio que luego de algunos días se vuelve mucosa y muco purulenta, secreción nasal, odinofagia. Se pueden ver trastornos digestivos como vómitos, dolor abdominal, diarrea. El período de estado varía entre 1 a 3 semanas y el período de excreción viral varía entre 3 a 7 días. Las complicaciones de la gripe pueden ser respiratorias (más frecuentes) laringitis, laringotraqueobronquitis, bronquitis, bronquiolitis, neumonía. Es clásica la neumonía a Staphylococcus aureus como complicación de una gripe. Complicaciones neurológicas (menos frecuentes) incluyen encefalitis, radiculitis, polineuritis, sindrome de Guillain-Barré, sindrome de Reye, convulsiones. Otras complicaciones incluyen: miocarditis, pericarditis, miositis. PROFILAXIS

El Center for Disease Control (CDC) recomienda dos mecanismos para disminuir el impacto de la gripe: inmunoprofilaxis y quimioprofilaxis. La vacunación es sin duda la medida más efectiva. La misma está elaborada a partir de virus vivos inactivados por sucesivos pasajes en huevo de gallina embrionados e inactivados por formalina. Las vacunas se reformulan en cada primavera para que contengan los antígenos virales que circularon ese año. Está constituida por tres cepas de virus influenza B y dos

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tipos de IA (H3N2-H1N1), como se dijo se reformula con las cepas que ya circularon. Las personas sanas desarrollan títulos elevados de anticuerpos contra la cepa vacunal aunque los lactantes y personas con enfermedades de base desarrollan títulos menores. A pesar de que la vacuna no previene las infecciones respiratorias agudas sin previenen las complicaciones de las mismas fundamentalmente la neumonía. La eficacia varía entre 30-70%. La utilización de vacunas no ha demostrado disminuir la incidencia de epidemias, pero si reduce la morbimortalidad, especialmente entre individuos de alto riesgo, a los cuales se recomienda especialmente la vacunación, estos son: personas mayores de 65 años, pacientes portadores de insuficiencia cardíaca, EPOC, bronquíticos crónicos, diabéticos, alcoholistas, asmáticos, personal de salud, embarazadas en período epidémico en el segundo o tercer trimestre. Hay poca información en cuanto al VIH y la vacuna, algunos reportes no sugieren la vacunación con virus vivos independientemente del recuento de CD4. Está contraindicada en pacientes con hipersensibilidad al huevo y los que estén cursando un cuadro febril.

Familia Paramixoviridae En las últimas décadas ha habido cambios considerables en la nomenclatura y taxonomía de los virus parainfluenza humanos (HPIV). Fueron descritos en 1950, cuando 3 tipos distintos de virus fueron aislados en niños que padecían una IRA baja, estructuralmente parecidos a los mixovirus (influenza), rápidamente fueron separados en otra familia. Difieren de los virus gripales en su tamaño, estructura antigénica y genoma, no crecen con facilidad en huevos embrionados. La familia Paramixoviridae incluye a los agentes causales de enfermedades comunes en la infancia como el sarampión y paperas, y virus que producen infecciones respiratorias que son los que trataremos en este capítulo. Todos ingresan por vía respiratoria y producen infecciones agudas, ya sea localizadas en el tracto respiratorio, o bien diseminadas a otros órganos. TAXONOMÍA

Esta familia comprende virus que infectan al hombre y animales. Actualmente se dividen en dos subfamilias: Paramixoviridae y Pneumoviridae. • Paramixoviridae, incluye cuatro géneros: 1- Respirovirus, (una especie, Parainfluenza 1 y 3); 2- Rubulavirus, (dos especies, Parainfluenza 2, 4A, 4B y Parotiditis); 3- Morbilivirus, (una especie, Sarampión). 3- Megamyxovirus, (dos especies, Hendra y Nipali recientemente descritos). • Pneumoviridae, incluye dos géneros: 1- Pneumovrius, (una especie, VRS); 2- Methapneumovirus, (una especie, metapneumovirus humano (HMVP), recientemente descrito filogenéticamente, más cercanamente relacionado con los morbilivirus). MORFOLOGÍA Y ESTRUCTURA

Los paramixovirus son virus esféricos de mayor tamaño que los orhomixovirus, presentan más pleomorfismo debido a que poseen una envoltura laxa. Su tamaño varía entre 150 y 250nm. Es muy lábil al calor, a la desecación, por ello el transporte de las muestras clínicas para aislamiento debe realizarse con extremo cuidado a 4ºC para evitar la inactivación viral. Nucleocápside: tubular de simetría helicoidal, constituida por dos proteínas (N y NP) cercanamente relacionadas con el genoma. El mismo está constituido por ARN de polaridad negativa asociada a una transcriptasa viral, una diferencia esencial con respecto a los orthomixovirus es que el genoma no es segmentado, lo que hace que sea más estable genéticamente.

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Envoltura: una doble capa lipídica que adquieren al brotar de la célula huésped posee tres proteínas: dos son glicoproteínas y una es no glicosilada y se encuentra en la parte interna (proteína M). Las dos glicoproteínas se encuentran en dos tipos de proyecciones o espículas, una de ellas contiene juntas la actividad de hemaglutinina y neuraminidasa y se denomina HN. La otra espícula de los paramixovirus contiene la glicoproteína F o proteína de fusión, fundamental para la penetración viral por fusión de su envoltura con la membrana celular, así como la diseminación intracelular, dando lugar a la formación de sincicios (células gigantes multinucleadas). Para ser activa la proteína F debe ser clivada en dos polipéptidos F1 y F2, lo que ocurre por acción de proteasas celulares. REPLICACIÓN

La adsorción a receptores celulares se produce a través de la hemaglutinina y la proteína F, la neuraminidasa presente en la misma espícula puede revertir este proceso. El ciclo de replicación entre los paramixovirus es similar si bien difieren en el período de latencia. Luego que penetran al citoplasma pierden la cubierta de la nucleocápside liberando su ARN. La síntesis de ARN se realiza en el citoplasma, mediante una ARN polimerasa ARN dependiente (ver figura 3). Se sintetiza, por un lado, el ARNm que codificará las proteínas virales, por otro lado este ARN sirve de molde para copiar el ARN genómico que será rodeado por las proteínas de la NC. Durante el ensamblaje y maduración de los nuevos viriones, las NC se ubican en zonas cercanas a la membrana celular, la que se modifica por acción viral y expresa glicoproteínas de origen viral que dan lugar a los fenómenos de hemadsorción, hamaglutinación o fusión celular, con la típica formación de sincicios. Los nuevos viriones salen por gemación arrastrando la envoltura celular. VIRUS PARAINFLUENZA

Los virus parainfluenza pueden producir un amplio espectro de cuadros clínicos, de gravedad variable que dependen del tipo de virus y sobre todo de la edad del paciente. Tienen una distribución mundial, existen 5 tipos (1, 2, 3, 4A y 4B). Producen habitualmente infecciones leves del tracto respiratorio superior en adultos y constituyen clásicamente la causa más frecuente de laringitis en niños pequeños. La primoinfección, habitualmente en lactantes se manifiesta como una infección respiratoria aguda alta (rinitis, faringitis). Sin embargo cuando afecta al tracto respiratorio Figura 3. &

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inferior producen, laringitis (crup), bronquiolitis, neumonía. Las primoinfecciones suelen ser producidas por el tipo 3, después del primer mes de vida. Se ha demostrado que la mitad de los niños poseen anticuerpos antes del primer año de vida. Ocurren infecciones durante todo el año, son frecuentes los brotes epidémicos en guarderías. En niños entre 6 meses y 6 años los virus parainfluenza 1 y 2 constituyen las causas más frecuentes de laringitis. En nuestro país la mayoría de los casos se observa en forma epidémica en los meses de otoño. Parainfuenza 3 puede producir bronquiolitis, neumonías y otitis media. Los tipos 4A y 4B producen habitualmente infecciones respiratorias altas de menor gravedad. Las reinfecciones son frecuentes, tanto en niños como en adultos, ya que la inmunidad es de escasa duración y tipo específica. VIRUS RESPIRATORIO SINCICIAL (VRS)

Es un importante patógeno productor de infecciones respiratorias agudas en niños pequeños tanto por su frecuencia como por su gravedad. El VRS es la causa más frecuente de bronquiolitis en niños menores de un año, y constituye la causa más frecuente de hospitalización por IRA en menores de un año. Se diferencia de otros paramixovirus en que no posee hemaglutinina, en su envoltura posee una glicoproteína mayor, proteína G, que permite la unión al huésped y una proteína de fusión o F, factor esencial en la infección y la patogenia, ya que media la fusión de la envoltura y la membrana celular. Se conoce sólo un serotipo con cuatro variantes o subtipos (A, B, no A-no B y AB). Es un virus muy lábil a la desecación, al calor y a los agentes externos, una adecuada higiene de manos y objetos es fundamental en el control de la transmisión del mismo. Los dos grupos antigénicos principales A y B han sido identificados sobre la base de anticuerpos monoclonales, estos grupos antigénicos cocirculan en cada epidemia, siendo el grupo A el más frecuentemente encontrado y el que habitualmente se asocia a enfermedad más grave según distintas series. Sin embargo, en nuestro país existe una alternancia en la predominancia entre los grupos A y B durante años sucesivos, no habiendo diferencias en cuanto a la gravedad de la enfermedad según grupo antigénico. En nuestro país, según datos de un estudio realizado en el CHPR entre los años 19992002 el 82% de las causas de IRA que se hospitalizaron en niños menores de 2 años fueron producidos por VRS. VRS es responsable de más de la mitad de las infecciones respiratorias agudas en menores de 90 días. Las formas graves de infecciones por VRS, potencialmente evitables, afectan tanto a niños sanos como a pretérminos, o niños con comorbilidad. El conocimiento de la epidemiología de esta infección en adultos es muy limitado, ya que no hay muchos estudios al respecto y ninguno nacional hasta el momento. En un estudio retrospectivo publicado en Clinical Medical Reviw 2000 (ASM), se encontró a VRS como agente de neumonía en un 4 a 18% de los adultos. Y de estos, 80% eran mayores de 65 años. La mayoría de ellos presentaba comorbilidad (EPOC, asma, insuficiencia cardíaca congestiva, inmunodeprimidos). En nuestro país se ha documentado a VRS como causa frecuente de infección intrahospitalaria, siendo las manos del personal de salud el vehículo más frecuente de transmisión. Las epidemias se suceden al final del otoño, durante todo el invierno extendiéndose hacia el inicio de la primavera. Precede a la epidemia por virus influenza A.

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Familia Adenoviridae TAXONOMÍA

Comprende un gran número de especies de origen humano y animal. La clasificación actual ha agrupado a los miembros de esta familia en dos géneros: mastadenovirus y aviadenovirus. Los mastadenovirus incluyen adenovirus humanos, simiescos, bovinos, equinos, porcinos, ovinos y murinos. Todos ellos se caracterizan por ser específicos de especie y por presentar gran variabilidad genética. Producen una amplia gama de enfermedades que tienen como puerta de entrada ya sea la orofaringe, mucosa ocular o intestinal. Clasificación de los adenovirus humanos: se han descrito hasta el momento 42 especies o serotipos diferentes. Los adenovirus humanos se han agrupado en seis subgéneros (A a F) en base a las características fisicoquímicas, homología de sus ADN genómicos. El subgénero A comprende los serotipos 12, 18 y 31. El subgénero B contiene a los serotipos 3, 7, 11,14, 16, 21, 34 y 35. El subgénero C incluye los serotipos 1, 2, 5 y 6. El D comprende lo serotipos 8, 9, 100, 13, 15, 17, 19, 20, 22, 23, 24, 25,, 26, 27, 28, 29, 30, 32, 33, 36, 37, 38, 39, y 42 al 49. El subgénero E contiene una única especie, hAd4. El subgénero F está representado por los serotipos 40, 41, adenovirus entéricos. MORFOLOGÍA Y ESTRUCTURA

Nucleocápside: de simetría icosaédrica, constituida por 252 unidades morfológicas o capsómeros, formadas a partir de proteínas estructurales. De ellas, 240 son hexones, que constituyen cada una de las caras triangulares del prisma y 12 son pentones, que se ubican en cada uno de los vértices y poseen una proyección con apariencia de “antena” que se denomina fibra y es la estructura que interactúa con la superficie celular en la adsorción viral. Los principales determinantes antigénicos están localizados en los hexones y pentones. El hexón está formado por tres cadenas idénticas del polipéptido II y cada fibra por tres unidades idénticas del polipéptido IV (ver figura 4). Son virus desnudos, hecho que les ofrece gran resistencia a las condiciones ambientales, son estables a pH bajo y resistentes a las secreciones ácidas del estómago, también resisten solventes orgánicos como éter, alcohol, clorhexidina; el hipoclorito 500ppm lo inactiva en 10 minutos y la temperatura mayor de 60ºC también. Genoma: constituido por ADN bicatenario, lineal, asociado a los polipéptidos V y VII formando un core organizado en 12 subunidades esféricas, cada una de ellas asociada con un vértice del icosaedro. REPLICACIÓN

Los adenovirus sólo se replican bien en células epiteliales, el ciclo de replicación se divide en una fase temprana (E) y una fase tardía (L). La infección se inicia con la unión de la fibra a un receptor presente en la superficie de las células permisivas, la partícula penetra por endocitosis, los pentones son removidos y el resto de la nucleocápside migra hacia el núcleo donde tiene lugar la replicación del ADN. La traducción de los mensajeros tiene lugar en el citoplasma. Luego de la entrada del virus a la célula se produce la interrupción de la síntesis proteica del huésped, esto explicaría en parte, el motivo de la lisis celular. En la fase temprana el genoma viral se transcribe según un programa complejo y se duplica. En la fase tardía la transcripción de los mensajeros tardíos se inicia poco después de comenzada la duplicación del ADN. Estos codifican todas las proteínas estructurales. Los polipéptidos estructurales son transportados al núcleo donde comienza el ensamblaje. Las partículas virales recién formadas constituyen

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Figura 4.

agregados cristalinos en forma de cuerpos de inclusión intranucleares. Los adenovirus formados son liberados por ruptura de la célula infectada. PATOGENIA

Los adenovirus se caracterizan por su capacidad para suprimir la expresión del genoma de la célula huésped y por la importante síntesis de proteínas estructurales que tiene lugar en la misma. Esto tiene como consecuencia la acumulación de proteínas virales (cuerpos de inclusión) que interfieren en el normal funcionamiento de la célula. La proteína de la base del pentón (fibra) se asocia con una actividad tóxica responsable del desprendimiento de monocapas celulares en cultivo, por otro lado la cápside es capaz de ejercer un efecto directo sobre la bicapa lipídica del endosma provocando la liberación de su contenido al citosol. EPIDEMIOLOGÍA Y MANIFESTACIONES CLÍNICAS

Causan infecciones oculares, diarrea, infecciones urinarias y de vías respiratorias. Las infecciones por adenovirus ocurren en todo el mundo como epidemias, endemias o casos esporádicos. Los diferentes genotipos muestran diferencias según su distribución geográfica. En EE.UU. predomina en subgénero C serotipos 1, 3 y 5 y subgénero B serotipos 3 y 7 como causas de enfermedad respiratoria, los serotipos 40, 41 se asocian a diarrea infecciosa. En América del Sur predomina el subgrupo B serotipo 7H. Las infecciones por adenovirus son más frecuentes en invierno y primavera. La faringoamigdalitis se ve más frecuentemente en verano asociado a las piscinas. Las infecciones respiratorias tienen un pico de incidencia entre los seis meses y cinco años. Los factores de riesgo son las deficiencias en la inmunidad mediada por células, prematuros, recién nacidos, transplantados, pobreza. La transmisión se realiza a través del contacto directo con aerosoles o secreciones respiratorias a través de las manos, vía fecal-oral, agua contaminada. También se ha demostrado como agente de infecciones nosocomiales.

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Infecciones respiratorias: responsables del 5% de los casos de infecciones respiratorias en niños menores de 5 años y del 10% de las infecciones que requieren hospitalización. En adultos los cuadros clínicos característicos incluyen faringoamigdalitis pultácea, conjuntivitis, congestión nasal, tos, fiebre alta, mialgias, cefaleas. También pueden ocasionar fundamentalmente en niños, laringitis, bronquiolitis, pero las neumonías son, sin lugar a dudas, las manifestaciones clínicas más severas, sobre todo en niños e inmunodeprimidos, muchas veces mortales. En algunas oportunidades, luego de una infección severa por adenovirus en niños, se observa daño pulmonar residual con bronquiectasias y bronquiolitis obliterante, síndrome de pulmón hiperclaro unilateral, condiciones que pueden llevar al niño a ser dependiente de oxigeno (daño potviral). En suma, los adenovirus afectan fundamentalmente a la población pediátrica, la gravedad dependerá del huésped y del serotipo implicado. Raramente se producen infecciones por el mismo serotipo debido a que se produce una respuesta inmune tipo específico.

Familia Picornaviridae Son los virus de ARN de menor tamaño, de donde deriva su nombre (pico = pequeño). Constituida por diferentes géneros: enterovirus, rinovirus y dos géneros que infectan animales, aftovirus y cardiovirus. Picornavirus humanos Género Enterovirus

Rinovirus

Especie Polio Coxsackie grupo A Coxsackie grupo B ECHO Enterovirus Rinovirus humanos

Serotipo 3 (1 a 3) 23 (A1 a A22, A24) 6 (b1 a B6) 31 (1 A 9, 11 A 27, 29 A 33) 5 (68 a 71, el 72 Virus hepatitis A) > de 110

MORFOLOGÍA Y ESTRUCTURA

Miden entre 20 y 30 nm, su genoma es de ARN de cadena simple no segmentado de polaridad positiva. Poseen una cápside de simetría icosaédrica y son virus desnudos. Al carecer de envoltura son resistentes a los solventes y detergentes, sin embargo se inactivan rápidamente por radiaciones ionizantes, hipoclorito y formol. Los enterovirus son resistentes a pH ácido lo que les permite, luego de la replicación inicial en orofaringe, atravesar estómago e implantarse en el tracto digestivo inferior. La temperatura óptima de replicación de los enterovirus es a 37ºC mientras que para los rinovirus es de 33ºC. Los rinovirus infectan sólo a primates superiores y humanos. Son los agentes responsables del resfrío común, existen más de 100 serotipos que no presentan inmunidad cruzada entre ellos, lo que permite la existencia de infecciones repetidas. En regiones de climas templados como el nuestro se presentan picos característicos en otoño y primavera, mientras que en regiones de clima tropical las infecciones se localizan en la época lluviosa del año. Su distribución es mundial y la transmisión se produce en forma directa por vía respiratoria e indirecta por manos u objetos contaminados. Los principales sitios de transmisión son el hogar y la escuela, siendo los niños en edad escolar los que frecuentemente la introducen.

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Síndrome respiratorio agudo y severo (SARS) En noviembre de 2002 fue reportado el primer caso del síndrome respiratorio agudo y severo en Foshan, Guangdong, China. La dramática expresión del SARS a fines del invierno y principios de la primavera amenazaba con ser una enfermedad epidémica de distribución mundial. Sin embargo, tan rápidamente como fue identificada pudo ser controlada en sus lugares de orígenes. Este síndrome es producido por un coronavirus (SARS CoV). Los coronavirus son virus ARN, monocatenarios, ARN, envueltos y pleomórficos, con proyecciones de la superficie en forma de palo de golf. Dentro de esta familia de virus han sido identificados agentes de infecciones respiratorias e intestinales en animales. En humanos fueron identificados como una de las etiologías del resfrío común, también asociados a diarrea infecciosa. Si bien por su morfología y estructura se agrupan dentro de los coronavirus, la enfermedad producida por estos virus difiere sustancialmente de las ocasionadas por los antes mencionados (ver figura 5). El SARS tiene un período de incubación más prolongado en comparación con el resto de los virus respiratorios, el cual típicamente varía entre 4 a 7 días, para el SARS sería de 14 días; tiene un comienzo insidioso y los signos y síntomas que comprometen al tracto respiratorio superior son raros; la sintomatología que compromete el aparato respiratorio bajo se establece lentamente pero constante durante 14 a 15 días. La enfermedad es más leve en niños que en adultos, así como es menor la excreción viral. Es poco conocida la forma de transmisión exacta, hecho fundamental en el control de futuros brotes. La heterogeneidad en la transmisión fue bien ilustrada en la descripción de Olsen y colaboradores en un avión de pasajeros en donde 22 de los 119 pasajeros contrajeron la infección a partir de 4 pasajeros infectados y sintomáticos. Figura 5. Microfotografía electrónica de SARS

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Las autoridades de la OMS se encuentran alerta frente a la posibilidad de nuevos brotes de esta enfermedad en los meses de invierno, en distintos puntos geográficos, esto dependerá de donde se encuentre el reservorio del SARS-CoV, que podría incluir a humanos (personal de laboratorio) y animales. Si bien se piensa que los animales serían el principal reservorio de esta enfermedad. En este momento tenemos más preguntas que respuestas acerca de esta enfermedad. La aparición del SARS en 2002 nos hace recordar que nuevas enfermedades infecciosas continúan emergiendo y que necesitamos de la colaboración internacional de las autoridades de salud pública para poder identificarlas, estudiarlas y controlarlas oportunamente.

El laboratorio de virología clínica en el diagnóstico de las infecciones respiratorias agudas bajas INTRODUCCIÓN

La virología diagnóstica se ha agregado hace poco a los servicios ofrecidos por los laboratorios de microbiología, a medida que los laboratorios han proporcionado a los clínicos datos objetivos para la evaluación de los pacientes con infecciones virales. En nuestro país el diagnóstico viral de las infecciones respiratorias agudas bajas (IRAB) en la práctica clínica, recién se está empezando a implementar como rutina en la población pediátrica. Las presiones económicas están haciendo imperioso proporcionar resultados clínicamente útiles y efectivos en relación con los costos. Es el momento adecuado para que la virología haga su entrada en el laboratorio de diagnóstico. TÉCNICAS DE DIAGNÓSTICO VIRAL EN LAS INFECCIONES RESPIRATORIAS AGUDAS BAJAS

La técnica primaria de diagnóstico para la mayoría de las infecciones virales es el aislamiento viral en cultivos celulares (patrón de oro). La detección de antígenos por diferentes técnicas es el método utilizado con mayor frecuencia para el diagnóstico de las infecciones respiratorias, como veremos. Las técnicas serológicas pueden ser de utilidad en estudios epidemiológicos. a) Toma de muestra: La muestra de elección es el aspirado nasofaríngeo (ANF), fundamentalmente en niños. El hisopado nasofaríngeo es la muestra que se prefiere en adultos. Otras muestras posibles incluyen aspirado traqueal, lavado broncoalveoalar, biopsia de pulmón. Como regla general, la frecuencia de recuperación de virus disminuye a medida que aumenta la duración de la enfermedad, de tal manera que deben hacerse todos los esfuerzos para obtener muestras tan temprano como sea posible en el curso de la infección. b) Transporte y conservación de las muestras: Se debe recoger en frascos estériles e irrompibles. Los hisopos deben colocarse en medios de transporte con antibióticos. Los hisopos secos no son aceptables. Existen varios medios de transporte, entre los más utilizados están el medio de PBS, VIB, Hanks, Stuart, y el medio de Leibovit-Emory. Las muestras deben mantenerse refrigeradas (4ºC) hasta su procesamiento. El tiempo que trascurre desde la toma de la muestra y su procesamiento debe ser el menor posible. Algunos autores como Ray y Minnich no encontraron efectos significativos sobre la tasa de aislamiento con demoras en el trasporte de hasta 24 horas.

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Aislamiento viral El aislamiento viral en cultivos celulares es el patrón de oro para el diagnóstico de virus respiratorios agentes de IRAB, sin embargo, es una técnica con limitaciones ya que es lento, caro, requiere de la existencia de líneas celulares muy sensibles a los virus que se quiere estudiar y de un laboratorio con capacidad de manejar cultivos celulares. Se utilizan varias líneas celulares para el aislamiento de virus respiratorio por ejemplo Hep-2 (línea celular continua de origen humano) para virus respiratorio sincicial (VRS) y adenovirus, MDCK (células primarias de riñón de mono) para aislamiento de virus influenza. Luego de la inoculación de la muestra en las líneas celulares se observa las células en forma diaria a fin de registrar el efecto citopático, característico para cada virus. Luego se levanta el cultivo y se realiza la confirmación por técnicas inmunológicas. Todo esto hace que el cultivo celular sea de poca aplicabilidad al diagnóstico clínico rápido del agente. No obstante, nosotros creemos que, siempre que sea posible, los cultivos deben de realizarse en paralelo con las pruebas inmunológicas rápidas, pues es la única forma de recuperar el virus para estudios posteriores de caracterización e identificación de la cepa prevalente. Existen técnicas de aislamiento viral rápidas como el Shell Vial, las cuales permiten obtener un desarrollo viral en 48 horas aproximadamente, se encuentran en desarrollo para algunos virus como citomegalovirus y adenoviurs, para los que el aislamiento viral representa la técnica de mayor sensibilidad. Detección inmunológica de antígenos virales Las técnicas inmunológicas y más recientemente las moleculares, se utilizan con eficacia en el diagnóstico de las infecciones respiratorias. La tinción por inmunofluorescencia (IF) o inmunoenzimáticas (ELISA) de secreciones respiratorias y los ensayos inmunoabsorbentes ligados a enzimas, son técnicas utilizadas con frecuencia. Estas técnicas tienen muchas ventajas y han funcionado bien cuando fueron utilizadas por personal entrenado. El diagnóstico de las infecciones producidas por VRS ha sido evaluado ampliamente en estudios clínicos, la sensibilidad de la IF o del ELISA ha sido del 80 al 95%, pero quizás la IF sea más sensible. Algunos estudios indican que la IF es más sensible que el cultivo para el diagnóstico de VRS. En relación con adenovirus sigue siendo la inoculación en cultivo celular la técnica diagnóstica de mayor eficacia. El virus influenza A, B y parainfluenza 1, 2 y 3 también han sido identificados de muestras clínicas por estos métodos. Han sido creadas técnicas inmunocromatográficas para el diagnóstico de VRS, adenovirus e influenza A, las cuales tienen menor sensibilidad que la IF realizada por observadores expertos, sin embargo, es una técnica sencilla que puede ser realizada por personal menos entrenado, rápida y económica. Durante el año 1999 se realizó en el laboratorio de Virología del departamento de Bacteriología y Virología de la Facultad de Medicina el diagnóstico viral de las IRAB en el marco del Plan de Invierno del CHPR. Se procesaron 1436 muestras procedentes de 1152 niños con diagnóstico de IRAB. La muestra utilizada fue el ANF, el diagnóstico se realizó mediante detección de antígenos virales por IF. En los pacientes con neumonías graves que requirieron CTI se realizó además de IF aislamiento en cultivos celular para VRS y adenovirus. Realizamos diagnóstico positivo en el 42% de las muestras (figura 6), de las cuales 82% correspondieron a VRS (figura 7).

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Figura 6. Diagnósticos de virus respiratorios. CHPR 1999

Figura 7. Diagnósticos virales positivos. CHPR (mayo-setiembre 1999)

Conclusiones •

Aunque todavía no hay un tratamiento eficaz contra la mayoría de las infecciones virales la identificación de un virus afecta directamente el manejo del paciente, al permitirle al clínico diseñar un tratamiento racional y formular un pronóstico.

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Es fundamental el diagnóstico viral en la identificación de brotes de infecciones intrahospitalarias, las cuales están bien demostradas en el caso de los virus respiratorios, es fundamental el diagnóstico etiológico para controlar y prevenir los mismos tomando una serie de medidas como el asilamiento por cohorte o asilamiento individual, dependiendo del virus identificado. Como resultado de nuestra experiencia en el diagnóstico de las IRAB con el CHPR, en el departamento de Bacteriología y Virología (Facultad de Medicina), se pudo lograr la integración del diagnóstico viral en la práctica clínica. Nuestro objetivo futuro será lograr integrar el diagnóstico de virus respiratorios en la población adulta.

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Retrovirus y VIH N. Cordeiro, R. Taroco

Introducción e importancia La familia Retroviridae es una de las familias más interesantes y complejas de los virus animales. El término retro significa hacia atrás, y el nombre hace referencia a que estos virus tienen un modo inverso de replicar el ácido nucleico. Los retrovirus son virus con un genoma constituido por ARN, pero se replican por medio de un ADN intermediario usando la enzima transcriptasa inversa (o reversa). Los retrovirus son interesantes por varias razones: 1. Fueron los primeros en que se demostró la capacidad para causar cáncer habiéndose estudiado ampliamente por sus características carcinogénicas. 2. Un grupo de retrovirus, el causante del SIDA, aunque se conoce solo desde los primeros años de la década de 1980, ha llegado a representar uno de los mayores problemas de salud pública. 3. El genoma de los retrovirus puede integrarse específicamente en el genoma del hospedador gracias al ADN intermediario, proceso que está siendo estudiado.

Taxonomía y clasificación Esta familia viral ha sido dividida en tres subfamilias. • La primera, Oncovirinae, comprende los siguientes grupos: C, B y D; y un grupo sin nombre donde se encuentra el virus de la leucemia humana de células T (o linfotrópico): VLTH-I y VLTH-II. Todos ellos son virus oncogénicos, producen leucemias, linfomas, tumores mamarios y neuronales. • La segunda, Lentivirinae, comprende el grupo de los virus Visna y el VIH. Se parecen a los anteriores en lo que se refiere a su morfología, a la naturaleza de su genoma y a la posesión de una transcriptasa reversa, pero no transforman células. El nombre de la subfamilia alude al largo período de incubación que transcurre entre la infección y la enfermedad clínica, que puede incluso superar los 10 años. • La tercera, Spumavirinae, comprende los virus “espumantes” los cuales se encuentran en cultivo de células de riñón que degeneran de forma espontánea y que provocan la formación de células gigantes vacuoladas y multinucleadas, con un aspecto muy característico.

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Generalidades morfológicas de los retrovirus Comprende una gran cantidad de virus que se caracterizan por presentar una morfología común, un genoma constituido por dos moléculas idénticas de ARN de polaridad positiva, y por poseer una transcriptasa reversa. Los virus de la familia Retroviridae se caracterizan por ser partículas envueltas, con un diámetro entre 80 y 120 nm, que contienen nucleocápside enrollada dentro de una cubierta probablemente icosaédrica. La envoltura contiene glicoproteínas víricas (espículas) y es adquirida al brotar por gemación a través de la membrana plasmática de la célula huésped. Existen varias proteínas en la cubierta de los virus y siete proteínas internas típicas, cuatro estructurales y tres enzimáticas. Las proteínas con actividad enzimática (codificadas por el gen pol) que se encuentran dentro de la partícula vírica son, la transcriptasa inversa, una endonucleasa de ADN (integrasa) y una proteasa. El virión también contiene moléculas específicas de ARNt celular que se usan en la replicación.

Características y replicación del genoma de los retrovirus El genoma de los retrovirus contiene dos copias de ARN monocatenario de polaridad positiva. El extremo 5´ del ARN presenta cap y el extremo 3´ esta poliadenilado, de modo que el ARN es capaz de actuar directamente como ARNm, aunque no es usado como tal. Todos los retrovirus contienen los siguientes genes y en el mismo orden: • gag: que codifica proteínas estructurales internas (antígeno especifico de grupo). • pol: que codifica la transcriptasa inversa, la proteasa y la integrasa. • env: que codifica las proteínas de la envoltura. REPLICACIÓN

La replicación de los retrovirus es iniciada por la unión de las espículas a proteínas receptoras específicas de la superficie celular. La presencia de receptores para el virus es el determinante inicial del tropismo para tejidos y huéspedes concretos. El proceso global de replicación del virus se puede resumir en los siguientes pasos: entrada a la célula, transcripción inversa, integración del ADNc (ADN copia) viral en el genoma hospedador, transcripción del ADN vírico originando la formación de ARNm víricos y el ARN de la progenie, encapsidación en el citoplasma y por ultimo, la gemación de viriones con envoltura, con la consiguiente liberación de la célula. La transcriptasa inversa es en esencia una ADN polimerasa que convierte el ARN viral en una copia de ADN lineal y monocatenario en el citoplasma de la célula huésped. Esta enzima muestra tres actividades enzimáticas: 1) síntesis de ADN usando como molde el ARN viral, 2) síntesis de ADN usando como molde ADN, y 3) actividad de ribonucleasa H (degrada la cadena de ARN de un híbrido ARN:ADN). Como todas las ADN polimerasas, la transcriptasa inversa necesita un cebador, que en los retrovirus es un ARN de transferencia específico (ARNt) de origen celular. Usando el ARNt como cebador, se transcribe a ADN un centenar de nucleótidos cercanos al extremo 5´ del ARN viral, allí el proceso de transcripción se detiene. Para copiar el resto del ARN viral (que representa la mayor parte), se emplea un mecanismo distinto. Primero se eliminan secuencias terminales redundantes del extremo 5´ de la molécula de ARN por medio de la ribonucleasa H. Esto conduce a la formación de un pequeño ADN monocatenario que es complementario al segmento de ARN que esta en el otro extremo del ARN vírico (3´). Este pequeño trozo de ADN híbrida luego el otro extremo de la molécula de ARN (3´) donde

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continua la copia de las secuencias del ARN vírico (“cambio de plantilla”), así se crea una cadena negativa de ADN. Aquí vuelve a actuar la ribonucleasa H y elimina toda la cadena positiva de ARN, excepto un pequeño fragmento usado como cebador que es eliminado luego de sintetizarse un pequeño segmento de ADN de polaridad positiva complementario, aquí vuelve a actuar la transcriptasa inversa y se termina de sintetizar la cadena de ADN bicatenario con largas repeticiones terminales (LTRs) en cada extremo. Estas LTRs contienen promotores transcripcionales y están relacionadas con el proceso de integración (figura 1). La integración del genoma viral puede ocurrir en cualquier zona del ADN celular (que una vez integrado se denomina provirus) pasa a ser un elemento genético estable. Así, el provirus puede expresarse o permanecer en un estado latente y no expresarse. Si se activan los promotores en la LTR adecuada, se transcribe el ADN proviral integrado formándose transcriptos que pueden ser encapsidados en partículas víricas o pueden ser procesados y traducidos a proteínas vírales. Cuando las proteínas víricas se acumulan en suficiente cantidad, tiene lugar el ensamblaje de la nucleocápside que luego se mueven hacia la membrana citoplasmática para la constitución final de las partículas víricas con envoltura.

Patogenia de los retrovirus La mayoría de los retrovirus afectan a un espectro de huéspedes y especies muy limitado. El espectro restringido de huéspedes y el tropismo tisular limitado han dificultado la consecución de sistemas celulares apropiados para su cultivo. La capacidad para integrarse en los cromosomas y permanecer allí, dificulta su detección, estudio y tratamiento. Sin embargo, los retrovirus han proporcionado un instrumento fundamental para la biología molecular y han permitido el análisis del crecimiento y la diferenciación de las células y de la oncogénesis a través del estudio de los oncogenes víricos. Aunque no todos los retrovirus causan cáncer, son muy comunes los retrovirus tumorales. Algunos conocidos virus tumorales causan sarcomas o leucemia aguda y poseen un alto potencial oncogénico. La infección con uno de estos virus puede originar transformación celular y la formación de tumores. Se cree que estos retrovirus poseen un gen transformante u oncogén que codifica una proteína responsable de la transformación celular. Este gen codifica una fosfoproteína que posee actividad de proteína quinasa, estas catalizan la fosforilación de proteínas, mecanismo que regula la actividad de las proteínas. En las células normales se han encontrado genes similares, los protooncogenes, lo que sugiere que estos genes son importantes en el crecimiento celular. Los retrovirus son capaces de incorporar esas secuencias normales, que luego se alteran o se expresan de modo anormal. En consecuencia, los retrovirus son agentes mediante los cuales tales genes se transfieren de célula a célula. Un retrovirus importante, el VIH causante del SIDA, es un retrovirus no tumoral.

VIH - Virus de la inmunodeficiencia humana INTRODUCCIÓN

El virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) produce una infección/enfermedad (SIDA: síndrome de inmunodeficiencia adquirida) que se caracteriza por una inmunodepresión progresiva que sin acciones terapéuticas y preventivas puede llegar a ser fatal, que conduce al desarrollo de infecciones oportunistas, neoplasias secundarias y manifestaciones neurológicas.

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Figura 1. Esquema de la transcripción inversa del genoma retroviral. a) Síntesis de la hebra de ADN de polaridad negativa. El retrovirus provee la hebra de ARN de polaridad positiva y el primer constituido por un ARNt incluido en el virus, se hibridiza al sitio de unión en el ARN retroviral. La transcriptasa reversa comienza la síntesis de la hebra de ADN de polaridad negativa; al llegar al extremo de la hebra molde se genera una fuerte señal de terminación. La región 5’ terminal del ARN es degradada y la región R de la hebra de ADN de polaridad negativa se aparea con el extremo 3’ de la segunda hebra del ARN retroviral (primer salto) y la transcriptasa inversa continua la síntesis de la hebra de ADN (-). b) Síntesis de la hebra de ADN de polaridad positiva. En una primera instancia se remueve el primer de ARNt. El ARN es degradado, dejando algunos fragmentos que serviran de cebadores para la síntesis de ADN. Comienza la síntesis de la hebra de ADN de polaridad positiva. La hebra de ADN (+) es transferida al extremo opuesto de la hebra de polaridad negativa (segundo salto) y se completa la síntesis de la hebra de ADN (+). Una vez finalizada esta etapa se termina de sintetizar la hebra de ADN (-). b)

a) R U5

U3

R 3‘

5‘

3‘ R U5

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5‘

3‘ 5‘

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3‘ 5‘

5‘ 3‘

A comienzos de los años ochenta, en 1981, se descubrió que un número inusual de varones homosexuales, haitianos, adictos a la heroína y hemofílicos, morían por infecciones oportunistas habitualmente benignas. Sus síntomas definieron una enfermedad, el SIDA. Hoy el SIDA no se limita a esos grupos y representa una epidemia sin precedentes de deficiencia inmunológica para la salud mundial. En Paris en 1983 Montagnier y colaboradores aislaron el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH-1) a partir de cultivos de linfocitos T activados, provenientes de una biopsia de un nódulo linfático de un paciente con poliadenopatías y SIDA. Desde su aparición hasta la actualidad la enfermedad se ha diseminado mundialmente, siendo considerada una pandemia, y su mortalidad sigue siendo de 100% a pesar de los avances farmacológicos, por lo que el SIDA se ha convertido en un problema mundial. Hasta la fecha se han descubierto dos tipos de virus: VIH-1 y VIH-2, este último, se encuentra sobre todo en algunos países africanos y parece estar más relacionado con los virus de la inmunodeficiencia simiana, además parece ser miembro de una familia diferente de lentivirus.

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EPIDEMIOLOGÍA

El primer caso de SIDA fue descrito en Estados Unidos, pero en la actualidad el numero de pacientes infectados con VIH se concentra principalmente en los países pobres (95%) y se encuentra en aumento, estimándose que ocurren unas 14.000 infecciones diarias a nivel mundial. Según datos de la organización mundial de la salud (OMS), a fines del 2003 la cifra aproximada de personas infectadas por VIH es de 40 millones, siendo el África subsahariana la región más afectada (figura 2). La terapia antirretroviral (administrada en nuestro país en el servicio de pacientes infectocontagiosos del Instituto de Higiene) disponible en los países industrializados de América del Norte, Europa occidental y el Pacifico, ha disminuido la progresión de la enfermedad, las muertes y la transmisión vertical; aun así el número de nuevas infecciones se ha mantenido constante. Los casos de VIH/SIDA continúan diseminándose por todas las regiones del mundo en diferentes proporciones. Se ha demostrado que existe un periodo de incubación desde la primoinfección por el virus y el desarrollo del SIDA, que varía en general desde 1 a 15 años. El virus VIH-1, es el más ampliamente estudiado y es el que está más distribuido a nivel mundial. Posee una tasa aproximadamente de 100 % de presentar enfermedad clínica. El ser humano y el chimpancé son las únicas dos especies conocidas donde el VIH produce infección crónica. Infección por VIH en Uruguay: la epidemia de VIH/SIDA es de baja prevalencia, ya que afecta a menos del 1% de la población en general (0,45%). Es una epidemia concentrada en poblaciones vulnerables. Según informaciones brindadas por el ministerio de salud pública (año 2005) el número de nuevos infectados por día se ha duplicado, al igual que el número de casos reportados. Predomina la transmisión sexual (71%) sobre la sanguínea (25,4%), seguida de la perinatal (3,6%). Existe además un porcentaje de casos en los que no se ha determinado la forma de transmisión. Dentro de la transmisión sexual predominan los heterosexuales (casi el 90% en 2004 y 2005) incluyendo la prostitución fememina (3,2%). Le siguen los homosexuales (28,5%) y luego los bisexules (17,4%). La transmisión sanguínea predomina entre usuarios de drogas intravenosas (96,8%). Con respecto a la distribución por sexos, el porcentaje acumulado de casos de SIDA es de 66,5% correspondiente a hombres y 33,5% a mujeres. A pesar de ello, en cuanto a los casos de HIV se ha visto en los últimos años un aumento en el número de casos correspondientes al sexo femenino ( 44% de los casos reportados en 2005) siendo esta por lo tanto una población mas susceptible respecto a los años anteriores. La incidencia de infecciones por VIH en 2005 fue de 576 casos y la de SIDA en el mismo período de 300 casos. TRANSMISIÓN DEL VIH

Ocurre en situaciones que facilitan el intercambio de sangre o líquidos orgánicos que contienen el virus o células infectadas por este. Entonces las principales vías de transmisión son: el contacto sexual, la inoculación parenteral y el pasaje vertical madre-hijo. Se definen grupos de alto riesgo de adquirir la infección: • Varones homosexuales o bisexuales, actualmente la transmisión en este grupo esta en regresión. • Usuarios de drogas intravenosas. • Usuarios de drogas no intravenosas (inhalatorias).

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Figura 2. Distribución mundial de adultos y niños infectados por VIH. Las cifras estimadas fueron obtenidas por la OMS y publicadas en Actualización de la epidemia del SIDA, diciembre del 2003. El total aproximado de personas afectadas se calcula entre 34 y 46 millones de personas.

• Hemofílicos. • Receptores de sangre y hemoderivados no hemofílicos. • Contactos heterosexuales de los miembros de otros grupos de riesgo (constituyendo el 10% de los enfermos). La transmisión sexual es la principal forma de infección en el mundo, responsable de aproximadamente el 75% de todos los casos. La velocidad de propagación por esta vía es superior a cualquiera de las otras, y es máxima en las parejas femeninas de drogadictos por vía intravenosa, lo que hace que aumente muy rápidamente el número de mujeres con SIDA. El virus viaja en el semen, libre y dentro de los linfocitos; además se encuentra en las secreciones vaginales y en las células de la mucosa cervical de las mujeres infectadas. Es bien demostrada la transmisión de varón a varón y de varón a mujer, pero la infección desde la mujer al varón depende mas que nada del tipo de virus y de su virulencia. Normalmente se estima que el riesgo de transmitir VIH de hombre a mujer durante el acto sexual duplica el riesgo de transmitir el virus de mujer a hombre. El virus se transmite de dos formas: 1) a través de las células de Langerhans (células dendríticas) de la mucosa y 2) por la inoculación directa en los vasos sanguíneos rotos por traumatismos, este último es el que interviene en las relaciones sexuales anales, por el que los varones homosexuales fueron en un principio los principales infectados. La coexistencia de otras enfermedades de transmisión sexual, principalmente las asociadas a ulceraciones genitales, favorece la infección. Son de especial importancia la sífilis, el chancro blando y el herpes. En estas enfermedades que cursan con inflamación genital se produce mayor concentración del virus en el semen. La transmisión parenteral se produce principalmente en los usuarios de drogas intra-

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venosas, cuando estos comparten jeringas, agujas y otros objetos contaminados con sangre infectada. La infección a través de transfusiones es muy rara (fue prácticamente eliminada), y el riesgo de que así ocurra es muy bajo gracias a tres medidas de salud: el análisis de los anticuerpos anti-VIH en la sangre y plasma donados, el tratamiento con calor de los concentrados de factores de coagulación, y la detección selectiva de donantes a partir de sus antecedentes. Aun así existe un riesgo muy pequeño de infección a través de sangre negativa para los anticuerpos anti-VIH, porque la persona se infectó muy recientemente y todavía no ha desarrollado los anticuerpos (período ventana). Actualmente otras metodologías contribuyen a disminuir este período. La transmisión madre-hijo es la causa más importante de SIDA pediátrico. Son tres las vías de transmisión: 1) dentro del útero, mediante propagación transplacentaria, 2) durante el parto, a través del canal del parto infectado y 3) después del nacimiento, por ingestión de leche materna. El riesgo de transmisión vertical se puede reducir con el estudio serológico de VIH durante los controles del embarazo y con el tratamiento oportuno de las madres. Entre el 10 y el 35% de los niños nacidos de madres infectadas no tratadas desarrollan la infección. La misma puede ocurrir intraútero y entonces el desarrollo de SIDA y la muerte ocurren en los primeros años; si la infección es perinatal la instalación del SIDA se retrasa. En el Uruguay la incidencia de la transmisión vertical del VIH ha descendido desde un 28% (1995) hasta un 2% (2002). La infección por el VIH no puede transmitirse por contactos personales casuales, tampoco se ha demostrado que pueda hacerse a través de la picadura de insectos. TAXONOMÍA Y CLASIFICACIÓN

El VIH es un virus perteneciente a la familia Retroviridae. Dentro de esta se ubica en la subfamilia lentivirinae. En esta familia están también: el virus de inmunodeficiencia felina, el virus de inmunodeficiencia de los simios, el virus visna de las ovejas y el virus de la anemia infecciosa equina. Se han aislado dos formas genéticamente diferentes: VIH-1 y VIH-2. Aunque son distintos, poseen antígenos comunes, pero existen pruebas especificas para detectarlos a ambos. Basándose en diferencias en el gen env se ha dividido al VIH-1 en tres grupos: M, O (u outlier) y N (o no M/no O). El grupo M a su vez se divide en distintos subtipos que van de A-L; por otra parte el VIH-2 se divide en cinco subtipos (A-E). El grupo M es el responsable de la pandemia SIDA, mientras que el grupo O está restringido a unos pocos países del África occidental. MORFOLOGÍA VIRAL

Es un virión esférico de 100-200 nm de diámetro, contiene una nucleocápside electrondensa en forma de cono, rodeado de una bicapa lipídica que proviene de la membrana de la célula huésped, donde se insertan 80 espículas (proteínas virales) constituidas cada una por varias moléculas de gp120 (glicoproteína externa) unida no covalentemente a una proteína integral de la membrana, gp41. Estas dos glucoproteínas virales son esenciales para que el virus infecte las células. El núcleo del virus contiene: la proteína de la cápside, p24 (p26 en VIH-2); la proteína p7/p9 de la nucleocápside; dos copias de ARN; y tres enzimas virales (proteasa, transcriptasa inversa e integrasa). La proteína p24 es el antígeno más fácil de detectar y son los anticuerpos contra él, los que se utilizan para el diagnostico de infección por VIH por medio de ELISA.

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Figura 3. Morfología y estructura del VIH. La partícula viral envuelta contiene dos cadenas idénticas de ARN, ARN polimerasa, integrasa y dos ARNt emparejados base a base con el genoma dentro del core. Este se encuentra rodeado por proteínas y una bicapa lipídica. Abreviaturas: TM, proteína transmembrana; MA, matriz; CA, cápside; NC, nucleocápside; SU, subunidad

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Este núcleo viral esta rodeado por una matriz proteica p17 (p16 en VIH-2) por debajo de la membrana lipídica (figura 3). GENOMA VIRAL

Está constituido por dos moléculas de ARN de cadena simple de 9400 pares de bases, unidas por enlaces no covalentes. Los clásicos genes estructurales gag, pol, y env codifican proteínas precursoras que serán divididas luego por la proteasa en proteínas maduras (figura 4). Sobre esta proteasa actúan fármacos muy efectivos, que la inhiben e impiden el ensamblaje viral. • El precursor gag es clivado en cuatro proteínas: a) p17-18 para el VIH-1 y p16 para el VIH-2; b) una proteína mayor, parte de la capside, p24-25 en el VIH-1 y p26 en el VIH-2; c) la proteína de la nucleocápside p7 que además promueve la dimerización y encapsidación del ARN. d) por ultimo una proteína p6 cuya función esta en estudio. Se sabe que aquellas partículas virales mutantes que carecen de esta proteína tienen un defecto en el ensamblaje de las partículas virales hijas. • El gen pol se divide en: la proteasa que cliva los productos de gag y pol; la transcriptasa reversa y la integrasa. • El gen env codifica las glicoproteínas de envoltura, que serán sintetizadas como un gran precursor que luego es clivado dejando una proteína transmembrana (gp41). En esta

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Figura 4. Transcripción y traducción del genoma retroviral (VLTH-1). Nomenclatura: MA, matriz; CA, cápside; NC, nucleocápside; PR, proteasa; SU, componente superficial; TM, componente transmembrana; N, extermo aminoterminal; C, extremo carboxiterminal; p, proteína; Pr, poliproteína precursora; gp, glicoproteína; gPr, poliproteína precursora glicosilada.

molécula en su parte externa posee el sitio de unión para la molécula CD4 (gp120). Pero esta proteína posee además otros sitios importantes para la infectividad del virus, el mas conocido es el V3 loop o bucle, que es el principal epítope neutralizante y sitio que promueve otros eventos aun luego de la unión al receptor CD4. Esta glicoproteína transmembrana fija el complejo glicoproteico a la membrana viral y tiene un sitio hidrofóbico, el cual promueve la fusión de las membranas celulares. El genoma del VIH contiene además otros genes: tat, rev, vif, nef, vpr y vpu, encargados de la regulación de la síntesis y de la organización de las partículas virales infecciosas: • La proteína Tat actúa aumentando 1000 veces la transcripción de los genes virales, lo que favorece la replicación del virus. • La proteína Rev tiene su efecto a nivel postranscripcional, regulando el transporte de ARNm desde el núcleo al citoplasma. • El gen vpu parece ser fundamental para la gemación del virus desde las células infectadas. Podría interferir con la unión intracelular del precursor env con CD4. • El gen vif es importante para la creación de virus libre con capacidad de infectar otras células. • El gen vpr facilita la infección de las células que no están en división (por ej.: macrófagos) y detiene el ciclo celular en fase G2, con esto incrementa al máximo la protección del virus. • La proteína Nef parece ser necesaria para el desarrollo de la infección progresiva, produciría la apoptosis de algunas células y una regulación en baja de las moléculas del complejo mayor de histocompatibilidad (MHC) de clase I en las células infectadas por el VIH. La disminución de estas moléculas podría evitar el reconocimiento y la lisis de las células

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diana infectadas por el VIH. En consecuencia Nef podría ayudar a superar la resistencia inmunitaria frente a la infección por VIH. En conclusión, los productos de los genes reguladores son vitales para la patogenicidad del virus y de ahí su importancia para el desarrollo de agentes que puedan bloquear la acción de dichos genes. El análisis molecular de los diferentes virus aislados demuestra que existe una gran variabilidad en algunas partes de su genoma. La mayoría de esas variaciones se agrupan en determinadas regiones de la envoltura glucoproteica. Dado que la respuesta inmune se desarrolla contra la envoltura del VIH, esta variabilidad supone un problema para el desarrollo de una vacuna única. SÍNTESIS E INTEGRACIÓN DEL ADN VIRAL

Luego de ingresar a la célula las dos moléculas de ARN son transcriptas en forma reversa en una molécula lineal de ADN de doble cadena. La cadena positiva de ADN tiene dos sitios de origen distintos para su síntesis, en lugar de uno. En todos los retrovirus la cadena positiva es determinada por una secuencia de polipurinas localizadas en 5´ en la región U3 de regiones de regulación (long terminal repeat o LTR). El VIH tiene una segunda región en el centro de su genoma que se utiliza como sitio de origen adicional, este sitio parece mejorar el proceso de transcripción reversa. Luego de la síntesis en el citoplasma el ADN viral es transportado al núcleo y se integra a la cedula huésped, esta reacción es mediada por una integrasa codificada por un sector del ADN viral. Cuando ocurre la activación y división de la célula huésped el ADN viral se duplica y comienzan a expresarse las proteínas virales. REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA

La región LTR del VIH contiene promotores virales activos que para su transcripción requieren la presencia de activadores celulares. La proteína Tat es requerida para la transcripción y se une a una parte de la región R del LTR (TAR: transactivating response element o elemento transactivador de respuesta) y junto con los activadores transcripcionales de origen celular (SP-1, NF-κB) promueven el inicio de la transcripción y la elongación del transcripto. De esta manera aparecen en la infección aguda tres clases de transcriptos: moléculas de ARN que producen las proteínas gag y pol; moléculas para las glicoproteínas de envoltura; y moléculas para las proteínas reguladoras. El sistema Rev controla la exportación citoplasmática y estabilidad de estos transcriptos. VARIABILIDAD GENÉTICA

El alto grado de variabilidad genética del VIH es una de sus características más relevantes. La región más variable del genoma es la que codifica para las glicoproteínas de envoltura. La región mas conservada es la de los genes gag y pol. Esta variabilidad se debe a la existencia de la transcriptasa reversa, esta enzima no tiene la capacidad de corregir errores durante la retrotranscripción. Gracias a esta variabilidad el virus escapa a la respuesta inmune antiviral. Las glicoproteínas de envoltura evaden el sistema inmune porque se originan en regiones hipervariables. MECANISMOS DE PATOGENICIDAD

En las personas infectadas con el VIH es habitual la observación de distintas anormalidades inmunológicas: • severa linfopenia, principalmente de células T CD4 +, • reacciones de hipersensibilidad cutánea retardada disminuidas o ausentes,

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• perdida de la función citotóxica de las células natural killer (NK), • función anormal de los monocitos, • hipergammaglobulinemia policlonal. La molécula CD4 sirve como receptor del VIH, es por ello que el virus no solo infecta a los linfocitos T CD4 +, sino a otras células que también expresan este receptor, como monocitos de sangre periférica, precursores de células T de la medula ósea y el timo, y macrófagos tisulares: entre ellos están las células dendríticas foliculares de los ganglios linfáticos y la piel, las células de Langerhans del timo y las células microgliales en el cerebro. Este virus reduce la capacidad funcional global (disminución de función y de número) de los linfocitos T periféricos y de las células presentadoras de antígeno, e inhibe la producción y maduración de los precursores de la medula. Por tanto, la patogenicidad el VIH se debe a su afinidad por las células CD4+ que lleva a una disminución de las respuestas inmunes normales del huésped, luego, a la destrucción de la inmunidad, y finalmente, a la muerte por infecciones oportunistas. ENTRADA A LA CÉLULA

La infección se inicia cuando una partícula viral completa encuentra una célula con receptor CD4. La glicoproteína gp120 se une fuertemente a este receptor. Actualmente se sabe que es necesaria la presencia de otro correceptor para mediar la fusión del virus a la célula, son los denominados receptores para quemoquinas. Las quemoquinas son péptidos pequeños, con función quimiotactica para las células que intervienen habitualmente en los mecanismos de defensa: neutrofilos, macrófagos, linfocitos. En presencia de un proceso inflamatorio, estas células son atraídas hacia el foco de infección o injuria, por medio de sustancias solubles: las quemoquinas. Estas células presentan en su superficie receptores para quemoquinas, los cuales a su vez son correceptores para el VIH. Por lo tanto, no es suficiente la presencia en la superficie de un receptor CD4 que se una a la gp120, sino que para que la célula sea infectada por el VIH, también debe expresar un correceptor al que se unirá la gp41, produciendo entonces la fusión del virus y la célula. Existen dos tipos de correceptores, presentes en tipos distintos de células: • CXCR-4: se encuentra en los linfocitos T • CCR-5: se encuentra en monocitos y macrófagos Por este motivo diferentes cepas de VIH pueden afectar predominantemente a los linfocitos o macrófagos, de acuerdo al correceptor que utilicen. De este modo las glicoproteínas de membrana - gp120 y gp41 - se unen al receptor CD4 y al correceptor - CXCR4 o CCR5 – respectivamente, y así se produce la fusión. Una vez producida esta fusión se liberan dentro del citoplasma las dos copias de ARN viral y las enzimas transcriptasa inversa e integrasa. CICLO VIRAL

Una vez dentro de la célula el VIH comienza su ciclo: 1. Retrotranscripción: en el citoplasma celular la enzima transcriptasa inversa convierte en ARN viral en ADNc. Muchas drogas (AZT, ddC, ddI) actúan a este nivel interfiriendo con esta enzima. 2. Integración: el ADN viral así formado migra hacia el núcleo donde es integrado al ADN celular con la ayuda de la integrasa. Una vez incorporado el genoma celular el ADN viral pasa a llamarse provirus. El virus VIH puede permanecer sin multiplicarse en una célula porque en ella su replicación se vio restringida. Estas células infectadas serán activadas luego por diferentes citoquinas, entre ellas el factor de necrosis tumoral (TNF) y la

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interleuquina 6 (IL-6), dando lugar a la formación de la progenie viral lo que lleva a la muerte de las células T infectadas y a la fusión con otras células no infectadas para formar células gigantes multinucleadas. Las células T infectadas y lisadas liberan gran cantidad de partículas virales que infectaran a las células vecinas, pero además se libera la proteína de envoltura externa, soluble, que es capaz de unirse a la molécula CD4 de otras células y hacerlas vulnerables a la lisis por el complemento y a la toxicidad celular dependiente de anticuerpos (ADCC). Por lo tanto cuando un linfocito se pone en contacto con su antígeno, es estimulado y se activa, así comienza a duplicar su ADN y el material genético viral integrado a su genoma. 3. Transcripción: para la producción de nuevos virus se necesita de ARN mensajero, sintetizado en el proceso de transcripción utilizando enzimas de origen celular. Los genes virales controlan este proceso a través de, por ejemplo, el gen tat. Otras infecciones por organismos tales como Mycobacterium tuberculosis pueden acelerar el proceso de transcripción. 4. Traducción: el ARNm procesado en el núcleo es transportado al citoplasma, aquí el gen rev es critico, sin la proteína rev no existirían proteínas estructurales. En el citoplasma el ARNm, utilizando la maquinaria de síntesis proteica celular, sintetiza las largas cadenas de proteínas y enzimas virales. 5. Ensamblaje y brotación: las proteínas del core, las enzimas y el ARN se ubican debajo de la membrana celular, mientras que las proteínas de envoltura viral se agregan a la membrana celular. Esto da origen a formas virales inmaduras (no infecciosas aún) que surgen de la superficie celular adquiriendo una envoltura que incluye proteínas virales y celulares. Las largas cadenas proteicas que conforman esta partícula viral inmadura son clivadas en pequeñas estructuras por una enzima viral, proteasa. Existen drogas inhibidoras de la proteasa como saquinavir, titonavir, indinavir, nelfinavir, que interfieren en este paso del ciclo viral. De este paso resulta una partícula viral infecciosa. Luego, al momento de la activación del linfocito, el material viral se multiplica y tiene lugar la liberación de la progenie viral por dos mecanismos posibles: • Nuevas generaciones de partículas infectivas por gemación (figura 5). • Se acumulan partículas virales en el interior de la célula infectada, produciéndose la destrucción de ésta, liberándose al exterior esas partículas virales, la mayoría de las cuales son defectivas ya que carecen de la cubierta necesaria. EVENTOS DE LA INFECCIÓN

La vía sexual implica la entrada del virus a través de las mucosas: orofaríngea, genital y anal. La efectividad de la transmisión es mayor si es por vía parenteral. En las superficies mucosas, además de las células epiteliales se encuentran las células de Langerhans; las mismas tienen función de células presentadoras de antígenos (CPA). A nivel de las submucosas también se hallan presentes células de Langerhans y macrófagos. Las partículas virales que viajan en las secreciones vaginales o en el semen, atraviesan la barrera mucosa (con mayor facilidad si está lesionada, si bien esto no constituye un factor limitante) y se encuentran en la mucosa o la submucosa con las CPA. Estas células reconocen a la partícula viral como extraña, la incorporan a su superficie o la procesan por medio de fagocitosis, procesando también los antígenos virales para ser presentados a los linfocitos. El macrófago es incapaz de destruir a la partícula viral. Se limita a procesarla, y en el interior de un macrófago es posible encontrar innumerables partículas virales. También a este nivel la partícula viral puede encontrarse además con los linfocitos CD4+. Por lo tanto, el virus una vez atravesada la barrera mucosa puede: a) quedar dentro de un macrófago, b) ser pre-

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Figura 5. Ciclo replicativo del VIH. A) Vista general. B) Transcripción reversa. Durante este paso el ARN viral es retrotranscripto en ADN de doble cadena y las secuencias terminales son parcialmente duplicadas de modo tal que lleva a la formación de regiones de regulación (LTR) compuestos por las regiones U3-R-U5. C) Organización del genoma proviral del VIH-1 y VIH-2. El genoma codifica para proteínas estructurales y enzimas que son empaquetadas en la progenie viral (recuadros rayados) y para proteínas reguladoras o accesorias (recuadros lisos).

Virion Envelope

Nucleocapsid

Adsorption to receptor

B RNA

A Maduration Penetration and uncoatig

R U5’

U3 R

LRNA

Reverse transcription

5‘

Capsid ensamby

Traslation Pre - Integration complex

DNA U3 R U5’

U3 R U5’ Provirus Integration

Budding

Transcription

HIV-1 5‘ LTR

rev tat

vif

gag pol

3‘ LTR

nef

env vpr

vpu

HIV-2 5‘ LTR

vif

gag

rev tat

pol

3‘ LTR

nef

env vpx

vpr

sentado a los linfocitos CD4 por las CPA, o c) adherirse directamente a los linfocitos CD4+ y comenzar a multiplicarse en su interior. Posteriormente, los linfocitos CD4+ y los macrófagos con las partículas virales en su interior, o las partículas virales libres, se dirigen hacia los ganglios linfáticos regionales. En los centros germinales de estos ganglios regionales se encuentran otras células con un papel fundamental en la patogenia del VIH: las células foliculares dendríticas. Estas tienen en su superficie numerosas proyecciones digitiformes con receptores CD4, a los cuales se unirán las partículas virales libres de la circulación, atrapando de esta manera innumerables virus. Estos son presentados por estas células a todos los linfocitos que, circulando por la linfa o la sangre, pasan por dichos ganglios, siendo así infectados. De ese modo, a partir del ganglio regional el virus se disemina a todo el organismo, a todos los tejidos con células que tengan receptores y correceptores que las hagan pasibles de ser infectadas, multiplicando de esta

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manera la infección. Las partículas virales se diseminan por todo el organismo, sembrando varios órganos, particularmente órganos linfoides como nódulos linfoides, bazo, amígdalas y adenoides. Si bien tiene una diseminación sistémica, el blanco fundamental del VIH es el sistema inmune y dentro de éste, los linfocitos CD4+. Una vez en la sangre, se producen los eventos tempranos de la infección por el VIH. En esta etapa temprana, se puede detectar gran cantidad de partículas virales a nivel plasmático. Esto se expresa como carga viral, y en esta etapa temprana de la infección puede llegar a 10 millones o más de partículas por ml de plasma (107/ml). Estas partículas tienen una corta vida media libre en el plasma (aproximadamente unos 10-15 minutos). Los linfocitos CD4 que están produciendo virus tienen una vida media de 1-2 días. La partícula viral, una vez liberada al plasma, tiene que buscar nuevas células con receptores CD4 para poder infectar y continuar su ciclo de replicación viral. En esta fase aguda el número de células CD4+ en la circulación decrece en 20 a 40%, quizás por muerte celular o por dejar la circulación y dirigirse a los órganos linfoides para preparar la respuesta inmune. Dos a cuatro semanas luego de la exposición, cerca del 70% de las personas sufren síntomas similares a una gripe (síndrome retroviral agudo). El sistema inmune enfrenta la infección mediante las células T “killer” y los anticuerpos producidos por los linfocitos B, logrando una reducción dramática de los niveles de virus. En el momento inicial de la infección existen muchas partículas libres en plasma. Pero en un periodo de dos a tres meses se van generando una serie de respuestas por parte del sistema inmune del huésped, produciéndose de manera espontánea una drástica caída de la carga viral, sin que medie un tratamiento antiviral. Este nivel de carga viral (setpoint) varía de individuo a individuo y es predictivo de la evolución clínica a largo plazo. Los mismos permanecen bajos (dependiendo del sistema inmune de cada individuo) durante un largo periodo de tiempo, que puede llegar a 10 años o más. En determinado momento, la carga viral plasmática comienza a aumentar nuevamente, coincidiendo con la etapa clínica de SIDA. A esta fase temprana le sigue el período de infección activa inaparente, no obstante lo cual no significa que no haya replicación viral. Si bien la carga viral cae, y no existen síntomas, la replicación viral continúa permanentemente. Se establece un equilibrio, por el cual habría una producción y destrucción de 10 billones de partículas virales por día, así como una producción y destrucción de 2 billones de linfocitos CD4 por día. Este equilibrio se mantiene aproximadamente por 10 años (dependiendo de la carga viral inicial o setpoint, el estado inmunológico de la persona infectada, entre otros). Durante este período la replicación viral no tiene lugar a nivel sanguíneo, la misma se da en los tejidos linfoides profundos: los ganglios linfáticos y el tejido linfoide asociado a las mucosas (gastrointestinal, respiratoria, etc.) Período de enfermedad clínica: existen variaciones en el período de infección sin clínica de enfermedad, distintos factores influyen en la progresión hacia la enfermedad: edad, diferencias genéticas entre los individuos, la virulencia de las diferentes cepas y la coinfección con otros microorganismos. La existencia de mutaciones en los correceptores puede influenciar el curso evolutivo hacia la enfermedad. Por ejemplo una mutación específica en una de las dos copias del gen del correceptor CCR5 tiene como resultado un curso más lento hacia la enfermedad. Varios estudios demuestran que los individuos con alta carga viral circulante (setpoint) desarrollan más rápidamente los síntomas de SIDA y mueren. Las drogas utilizadas para prevenir o tratar las infecciones asociadas al SIDA han permitido prolongar y mejorar la calidad de vida. Las combinaciones de drogas que incluyen un inhibidor

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Cuadro 1. Enfermedades indicadoras de Síndrome de Inmunodeficiencia Adquirida (SIDA)* Infecciones oportunistas Protozoos

Hongos

Virus

Bacterias

Toxoplasmosis cerebral Criptosporidiasis con diarrea Isosporidiasis con diarrea Candidiasis esofágica, traqueal y pulmonar Neumonia por Pneumocystis carinii Criptococosis extrapulmonar Histoplasmosis diseminada Coccidiomicosis diseminada Enfermedad por citomegalovirus Infección peristente o diseminada por virus de Herpes simple Leucoencefalopatía multifocal progresiva Infección diseminada por miembros del complejo Mycobacterium avium Infecciones por micobacterias atípicas Tuberculosis extrapulmonar Septicemia recurrente por Salmonella sp Infecciones por micobacterias “atípicas” Tuberculosis extrapulmonar Septicemia recurrente por Salmonella sp. Infecciones múltiples o recurrentes por bacterias piogénicas

Neoplasias Oportunistas Sarcoma de Kaposi Linfoma primario del cerebro Otros linfomas no Hodgkin Otros Síndrome de caquexia por VIH Encefalopatía por VIH Neumonia Intersticial linfoide

de la proteasa con dos inhibidores de la transcriptasa reversa, reducen la carga viral a niveles muy bajos y retrasan la progresión de la enfermedad por períodos muy prolongados. Se considera afectados de SIDA a los pacientes infectados por el VIH que presentan alguna de las 26 complicaciones (infecciones o enfermedades diagnosticas de estadio SIDA - entre ellas la tuberculosis y/o candidiasis esofágica) o que tienen un conteo de linfocitos CD4+ inferior a 200/µL. Queda clara entonces la importancia clínica de la cifra de linfocitos CD4+, independientemente de la existencia o no, de manifestaciones clínicas. Cuando el paciente alcanza el estadio clínico de SIDA, aparecen infecciones oportunistas características y neoplasias asociados a dicha patología (cuadro 1). Los monocitos y macrófagos infectados por el virus, y relativamente resistentes a la muerte celular, viajan por todo el cuerpo llevando el VIH a varios órganos especialmente a los pulmones y al cerebro; 40 a 50% de las personas infectadas con VIH frecuentemente tienen manifestaciones neurológicas. La célula microglial y el macrófago son las células del cerebro infectadas por el VIH de manera habitual, pero también pueden infectarse las neuronas y las células gliales. La liberación de sustancias neurotóxicas o factores quimiotácticos por los monocitos y las células microgliales favorecen el desarrollo de respuestas inflamatorias en

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el cerebro. También es probable que exista un efecto citopático directo del virus sobre las neuronas dando lugar a cuadros como la encefalopatía o complejo de demencia del SIDA. Paradójicamente, aunque el VIH causa inmunodeficiencia, el curso de la enfermedad esta caracterizado por la hiperactivación del sistema inmune con consecuencias negativas. La activación crónica del sistema inmune durante la enfermedad puede resultar en una estimulación masiva de las células B, perdiendo éstas la habilidad de producir anticuerpos contra otros patógenos. Esta activación crónica lleva también a la apoptosis (o muerte celular programada) y al aumento en la producción de citoquinas que no solo estimulan la replicación del VIH, sino que también tiene efectos perjudiciales. RESPUESTA INMUNE

La misma es iniciada por la inmunidad mediada por células. La respuesta humoral contra las proteínas virales más importantes (Gag, Pol, Env) aparece entre tres semanas y tres meses luego de la exposición viral. Posee dos componentes: a) Componente celular: – Respuesta de los linfocitos T CD8+ citotóxicos que reconocen en la superficie de la célula infectada la presencia de partículas virales unidas a moléculas del complejo mayor de histocompatibilidad (CMH) de tipo I; estos linfocitos liberan entonces enzimas contenidas en sus gránulos (por ej.: perforinas), que determinan la destrucción de la célula por un efecto citolítico directo. – Los linfocitos T CD8+ pueden actuar también por otro mecanismo, liberando mediadores o linfoquinas (quemoquinas), sustancias solubles con función quimiotáctica, que atraen al foco nuevas células defensivas; pero estas quemoquinas se unen también a los receptores para quemoquinas presentes en las células pasibles de ser infectadas, bloqueando la fusión de nuevas partículas virales a estas células. – Los linfocitos T CD4+ reconocen a su vez las partículas virales procesadas por las CPA y presentadas en conjunto a moléculas MHC de tipo II, produciendo así linfoquinas que se unen a sus receptores (de quemoquinas) bloqueando también la unión de nuevos virus a células, pero sobre todo la función principal del linfocito T helper es potenciar (por medio de sus citoquinas estimuladoras) la respuesta de los linfocitos T CD8+, ya que ellos son el principal efector de la respuesta inmune. b) Componente humoral: – La misma está dada por los linfocitos B, los cuales reconocen en las CPA la presencia de sustancias antigénicas y reaccionan activándose, transformándose en plasmocitos y produciendo anticuerpos anti-VIH. Si bien el sistema inmune es capaz de montar una respuesta de tipo humoral, se ve abrumado por la rapidez con la que el virus, producto de su variabilidad antigénica, continuamente elabora partículas virales hijas capaces de evadir la neutralización. Se da así un ciclo de neutralización seguido por la creación de mutantes de escape, en el cual el suero, en un punto temporal determinado, puede neutralizar el virus circulante contemporáneo, pero no al virus aislado en un momento ulterior. Este fenómeno condiciona, hoy en día, el desarrollo de una vacuna efectiva contra el VIH. No obstante se producen anticuerpos neutralizantes que pueden ser específicos de tipo (específicos para un aislamiento viral determinado) o pueden ser específicos de grupo (capaces de abarcar una gama mayor de aislamientos virales). La mayoría de estos anticuerpos reconocen la región V3 de la proteína gp120, pudiendo impedir el clivaje y cambio conformacional (en el interior de gp120) necesarios para el ingreso del virión para la formación de sincicios. Los anticuerpos neutralizantes

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específicos de grupo reconocen epitopos internos de gp41, y epitopos localizados cerca de la unión de esta proteína con gp120. Cabe mencionar que además se elaboran anticuerpos contra las demás proteínas virales. – La producción de anticuerpos puede detectarse de dos a ocho semanas después de la infección, luego de la declinación de la viremia inicial. La seroconversión se inicia con la respuesta IgM anti proteína Gag; la respuesta IgG se produce entre la primera semana y la 41. En tal sentido, los primeros marcadores serológicos en ser evidenciados son IgG anti-p24 e IgG anti-gp120, seguido de IgG anti-gp41. Se ha visto que durante los primeros meses de la infección existe un aumento en el título de anticuerpos anti-p24 en simultáneo a una disminución en el nivel de antígeno p24. Luego de este tiempo el título de tales anticuerpos permanece estable, invirtiéndose esta relación durante la última etapa de la enfermedad (caen los niveles de IgG anti-p24 y suben los de p24) (figura 6). Como se mencionó anteriormente, luego de la infección aguda por VIH sigue una fase de infección activa inaparente con una duración de entre 1 y 15 años, en la cual los pacientes permanecen asintomáticos pero con una declinación lenta y progresiva de su sistema inmune. Aquellas funciones dependientes de las células T CD4+ son las primeras en verse afectadas. Después de este período el sistema inmune, que hasta ese momento había sido capaz de equilibrar la producción y destrucción de las partículas virales, fracasa y ya no logra contener la replicación viral, se dispara nuevamente la carga viral y comienzan las manifestaciones de la etapa SIDA. Las mismas aparecen cuando los linfocitos disminuyen por debajo de 200 por mm3 (siendo el valor normal: 500-750 por mm3, aproximadamente).

Figura 6. Curso cronológico y fases de la enfermedad por VIH. Las diferentes fases de la enfermedad por VIH están definidas en función de los niveles de células T CD4+ y la ocurrencia de enfermedades oportunistas.

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La perdida progresiva de linfocitos T CD4+ (calculada entre 60 y 70 linfocitos CD4+ por mm3 por año), puede atribuirse a una variedad de mecanismos, entre ellos: • Muerte celular directa: los virus se multiplican en su interior dando lugar a grandes progenies virales que al liberarse por gemación destruyen la célula. • Formación de sincicios: las células infectadas son capaces de fusionarse con otras células infectadas y además con células no infectadas, formando de este modo células gigantes denominadas sincicios. • Apoptosis: la presencia de material genético y proteínas virales activan el mecanismo apoptótico del linfocito T CD4+. Por otra parte, células no infectadas también pueden sufrir este proceso por señales inapropiadas recibidas a partir de células infectadas. • Observadores inocentes: los linfocitos T CD4+ con partículas virales en su superficie son atacados por los linfocitos T CD8. • Anergia: se ha observado en cultivos celulares que existiría alguna señal del VIH capaz de inhibir a las células T CD4+ impidiendo futuras respuestas a la estimulación inmunitaria. • Daño a los precursores celulares: algunos estudios sugieren que el virus destruye precursores celulares con funciones inmunes especiales, así como también, partes de médula ósea y de timo necesarias para el desarrollo de tales células. • La presencia de híbridos genómicos virales de ADN/ARN resulta tóxica para el linfocito. MÉTODOS DE ESTUDIO

El diagnóstico de la infección por VIH tiene distintos objetivos, uno de ellos es el diagnóstico per se de personas que se sospechan pueden estar infectadas y requieren de atención médica, consejo no directivo y educación sanitaria respecto a su estado. Otro de los objetivos del diagnóstico de VIH es la seguridad en las transfusiones, productos hemoderivados y donaciones de órganos. Finalmente, otros objetivos del diagnóstico de la infección por VIH, son la aplicación de programas de vigilancia serológica de esta infección (estudios de incidencia y prevalencia, tendencias en grupos poblacionales, etc.) o en programas de investigación clínica, farmacológica, virológica e inmunológica. El método más comúnmente empleado para el diagnóstico de laboratorio de la infección por VIH se basa en técnicas serológicas que detectan anticuerpos del virus en el suero de las personas infectadas. En este sentido, se dispone de reactivos para pruebas que pueden ser automatizadas, total o parcialmente, y aplicarse paralelamente a un gran número de sueros. Estas pruebas utilizadas para el diagnóstico de una persona individualizada, reciben el nombre de pruebas de diagnóstico de la infección por VIH, pero también pueden utilizarse como un instrumento para desechar o rechazar productos sanguíneos o biológicos contaminados, en cuyo caso se denominan de cribado. Conviene subrayar, que la estrategia a emplear en el cribado rutinario es distinta a la utilizada para el diagnóstico individualizado de la infección por VIH. De forma conceptual, se denominan pruebas diagnósticas a las que se emplean de forma individualizada en el suero de una persona y pruebas de cribado (o tamizaje) cuando se aplican a un conjunto de muestras y su finalidad no es la diagnóstica. Ensayos serológicos de tamizaje • Enzimoinmunoanálisis (EIA). La detección de anticuerpos anti-VIH con técnicas de EIA es el método más empleado en la actualidad existiendo distintos principios en la detección de los anticuerpos (ELISA indirecto, competitivo, “sandwich” y captura). La mayoría de los

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•

•

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ensayos aprobados emplean antígenos de VIH inmovilizados capaces de fijar anticuerpos IgG a partir del suero de un paciente. La sensibilidad del ELISA oscila entre un 93 a un 100%, pudiendo presentarse resultados falsos negativos durante la infección primaria, en pacientes inmunosuprimidos, o por errores de procesamiento (rotulado y manipulación). Por otro lado, la especificidad de esta técnica es del 99%; los resultados falsos positivos se presentan por error humano o enfermedades autoinmunes entre otras. Los ensayos de primera generación utilizan lisado viral obtenido a partir de líneas celulares de linfocitos T humanos. Poseen, sin embargo, una gran capacidad de captación de cualquier tipo de anticuerpos anti-VIH presente en la muestra. Las pruebas de segunda y tercera generación utilizan como Ag proteínas recombinantes (PR) o péptidos sintéticos (PS). Son muy sensibles y los resultados son más reproducibles, al utilizar un antígeno más normalizado y purificado. Actualmente, las pruebas de cuarta generación reconocen no solo los anticuerpos señalados anteriormente sino también antígeno p24 viral, permitiendo acortar el período ventana. Existen reactivos comercializados con los antígenos y formatos citados para la detección de anticuerpos anti-VIH-1 y anticuerpos anti-VIH-1 +2. Para la detección específica de anticuerpos anti-VIH-2 solamente se dispone de EIA con péptidos sintéticos o lisado viral y formato indirecto. La confirmación de infección por VIH-2 se realiza con Western Blot y PCR específica. Aglutinación. Estas pruebas están basadas en la aglutinación de antígenos de VIH que previamente han sido fijados a partículas capaces de aglutinarse en presencia de suero que contenga anticuerpos anti-VIH. Este tipo de pruebas comenzaron a desarrollarse a mediados de los años 80 como alternativa a los EIA. Pueden utilizar partículas de gelatina o partículas de látex, y como antígenos, lisados virales, péptidos sintéticos o proteínas recombinantes. Son técnicas de manejo muy sencillo, rápidas, de lectura visual, apenas requieren instrumentación y pueden adaptarse a un gran número de sueros. Su sensibilidad parece comparable al EIA, pero su grado de especificidad es mucho menor. Estas técnicas son las indicadas para ser utilizadas en laboratorios con escasa dotación instrumental o con un manejo reducido en cuanto al número de muestras. Pruebas de EIA de membrana (Dot-Blot). En estas pruebas los anticuerpos anti-VIH son detectados mediante un método inmunoenzimático. El antígeno, compuesto por proteínas recombinantes o péptidos sintéticos de uno o ambos virus, está fijado a tiras de nitrocelulosa. La mayoría de las pruebas rápidas de detección de anticuerpos emplean este principio. Tienen lectura visual y no requieren instrumentación; su sensibilidad y especificidad aún no están suficientemente evaluadas. Su ventaja y principal indicación es la posibilidad de identificación entre los dos tipos de virus, y su mayor inconveniente (en países como el nuestro) es su elevado costo. Pruebas fluorimétricas. Han sido las últimas en incorporarse a la oferta diagnóstica (a partir de 1990). Los antígenos específicos están ligados a micropartículas y el indicador de la reacción es un fluorocromo que actúa como sustrato. La fluorescencia emitida durante la reacción es medida por un fluorómetro. Tiene por tanto lectura objetiva y requiere un nivel de instrumentación similar a las técnicas de EIA. Dada su reciente introducción en el mercado, hay poca experiencia y aunque la posibilidad de automatización y el procesamiento de gran número de muestras son muy ventajosas, es necesario estudiar su sensibilidad y valorar el costo de su incorporación de forma rutinaria.

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Pruebas de confirmación Dada las implicancias clínicas y sociales de un resultado falso positivo, las pruebas serológicas deben ser confirmadas empleando técnicas con fundamentos distintos y más específicos. Por lo general, se utilizan para la confirmación de sueros positivos, pero en determinados casos pueden emplearse también para continuar el estudio en casos dudosos, dada su mayor sensibilidad en muchos casos. Existen diferentes pruebas de confirmación, entre ellas, las más utilizadas son las basadas en la inmunoelectrotransferencia o Western Blot (WB), la inmunofluorescencia indirecta (IFI) y la radioinmunoprecipitación (RIPA). • Western Blot: técnica de inmunoelectrotransferencia, permite una discriminación puntual de anticuerpos frente a las distintas proteínas del virus. Las tiras de nitrocelulosa en las que se han transferido los antígenos virales contienen, generalmente, casi todas las proteínas estructurales del VIH y algunas proteínas precursoras de aquellas. La técnica consiste en la incubación de una de esas tiras con el suero problema durante un tiempo que oscila entre 2 a 4 horas y hasta 18 horas, tras lo cual se revela la presencia de anticuerpos frente a las diferentes proteínas del virus mediante reacciones inmunoenzimáticas distintas, dependiendo del fabricante. El resultado es la aparición de bandas coloreadas de mayor o menor intensidad, en el lugar de la tira de nitrocelulosa en el que están situadas las proteínas del VIH contra las cuales existen anticuerpos en el suero problema. Se identificarán, por su posición en la tira según peso molecular, comparándolas con el control positivo, las bandas especificas de reactividad (gp160, gp120, p66, p55, p51, etc.). Existen distintos criterios de positividad para el Western Blot. El propuesto por la OMS resulta el más sensible cuando se manejan sueros de muy variada procedencia poblacional. Adoptando este criterio un suero es considerado positivo cuando presenta reactividad al menos frente a dos de los siguientes 3 antígenos virales: p24, gp120 y gp4l. El criterio propuesto por el CDC (el utilizado en nuestro país) indica que un suero es positivo cuando presenta reactividad frente a p24 más alguna de las glucoproteínas de superficie (gp160/120, gp41). Los sueros negativos no deberán mostrar reactividad frente a ninguna de las proteínas presentes en la tira. Finalmente los sueros se denominan indeterminados por Western Blot cuando, existiendo reactividad frente a una o más proteínas, no cumple el criterio de positividad adoptado (figura 7). Con el Western Blot pueden darse falsos negativos, posibilidad que debe tenerse en cuenta en individuos con factores de riesgo, o signos de infección por VIH, y en casos de exposición reciente al virus. Se han descrito ensayos indeterminados por Western Blot en personas con factor reumatoideo, lupus eritematoso sistémico (LES), bilirrubinemias elevadas, anticuerpos contra el sistema HLA, en pacientes hemodializados, y otras causas. En otros casos la indeterminación en el Western Blot de VIH-1 puede ser causada por una infección causada por VIH-2 u otros retrovirus (VLTH-I, VLTH-II). En aquellos sueros indeterminados, el seguimiento debe prolongarse durante al menos 6 meses para verificar si existe un cambio en el patrón de anticuerpos, hacia la positividad, o por el contrario, hacia la desaparición de las bandas detectadas inicialmente. Las personas con resultados persistentemente indeterminados al cabo de 6 meses, en ausencia de factores de riego, síntomas o hallazgos clínicos compatibles con la infección por VIH, deben considerarse negativas para anticuerpos anti-VIH. Sin embargo, no deberían donar sangre, plasma, semen u órganos y deberán ser informadas correctamente sobre el significado de su situación. • Inmunofluorescencia indirecta: la confirmación por esta técnica está basada en la demos-

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Figura 7. Ejemplo de un Western blot para un suero positivo (a). La segunda tira corresponde a un individuo sano que exhibe una reacción débil para gp160 y para p24. La tira C, corresponde a una segunda muestra tomada del mismo individuo, y muestra el mismo patrón. Esto arroja un resultado indeterminado que debe seguir siendo evaluado hasta la aparición de mas bandas, o la desaparición de las existentes.

gp160 gp120 p66 p55 gp41 p32 p24 p17 IgG control

a

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•

b

c

tración de anticuerpos frente a células infectadas por VIH, los resultados sólo pueden expresarse como positivos o negativos. Como antígenos son empleados linfocitos humanos infectados y fijados sobre portaobjetos. Las células infectadas expresan gran cantidad de antígenos correspondientes a distintos momentos de la infección celular, por lo que esta técnica detecta todo tipo de anticuerpos anti-VIH. Las diluciones seriadas del suero problema nos permiten expresar los resultados indicando el título obtenido. Técnica de radioinmunoprecipitación: consiste en la demostración de la existencia de anticuerpos anti-VIH en el suero en estudio, que en presencia de proteínas vírales marcadas radioactivamente conduce a la formación de innunocomplejos. Es la técnica de referencia. La elaboración del antígeno requiere condiciones de alta seguridad, ya que se realiza mediante cultivo del virus en líneas celulares de linfocitos humanos y su posterior marcaje radioactivo. Los complejos proteína viral-anticuerpo específico son separados por técnicas electroforéticas según su peso molecular y se ponen en evidencia mediante la impresión del marcaje radioactivo en una placa fotográfica. Se trata de una técnica muy compleja y de difícil implementación. Detección de Ag p24: este antígeno puede detectarse en suero o plasma durante la fase aguda de la infección primaria por VIH y durante la fase SIDA. El antígeno p24 es detectable solamente en el 4% de los adultos asintomáticos. En la población adulta es una técnica de baja sensibilidad (hasta un 60%), y la presencia de p24 es indicativa de la replicación activa del virus. La detección de este antígeno puede utilizarse para el diagnóstico de infección por VIH en lactantes nacidos de madres VIH positivas. La sensibilidad de esta técnica para esta franja etaria varía entre un 50 a un 75%, siendo aun más baja para niños menores a 6 meses de vida.

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•

PCR: La amplificación genómica por reacción en cadena de la polimerasa, demuestra la existencia de parte del genoma viral a partir de muestras de sangre periférica. Se trata de una técnica de elevada sensibilidad y especificidad (95 y 98%, respectivamente) que provee un diagnóstico más rápido y precoz de la infección por VIH en determinadas situaciones: recién nacidos de madres infectadas por VIH (sensibilidad: 75 a 97%), demostración de infecciones por VIH-2 con serología no concluyente, detección de mutaciones específicas asociadas a la resistencia a los antivíricos. • Aislamiento viral: el aislamiento del VIH sigue siendo hoy en día una técnica de referencia, su empleo queda restringido a laboratorios bien equipados. Supone el cultivo del virus a partir de muestras clínicas que contengan partículas virales libres o células infectadas. El aislamiento es obligado cuando se pretende establecer el fenotipo de VIH, la actividad in vitro de antivirales y puede servir de referencia de la carga viral presente en la muestra del paciente. Requiere el cocultivo de linfocitos de sangre periférica del paciente con linfocitos de un donante no infectado, junto con la adición de IL-2 para favorecer el crecimiento de células T. El cultivo permite detectar incluso el virus latente. Es característico la observación de formación de sincicios y citólisis. • Detección y cuantificación de ARN viral: se trata de técnicas con una sensibilidad muy alta a la hora de determinar infecciones agudas. Si bien no tienen indicaciones para su uso como herramienta diagnóstica en la población adulta, son herramientas sumamente útiles para el seguimiento del tratamiento antirretroviral, y para el diagnóstico en recién nacidos de madres portadoras de VIH. Esto radica en que los recién nacidos presentan en su sangre hasta los seis meses de vida IgG maternos, por lo que los ensayos serológicos podrían arrojar falsos positivos. Por otra los títulos de IgM en esta población son sumamente bajos. El diagnóstico de neonatos y lactantes debe basarse en la detección de antígenos. En tal sentido, los ensayos de PCR de ADN proviral y de cultivo de células mononucleares de sangre periférica son los métodos más sensibles para la determinación de la infección por VIH, alcanzando un 50% durante el primer mes de vida y cerca del 100% en lactantes mayores de 6 meses. Los resultados positivos deben confirmarse mediante un segundo ensayo (RT-PCR), realizado con una segunda muestra obtenida posteriormente PREVENCIÓN Y CONTROL

Anualmente se destinan unos 500 millones de dólares a la investigación de vacunas eficaces contra el VIH, habiéndose evaluado desde 1987 hasta el presente unas 30 vacunas candidatas. Varios han sido los enfoques para las posibles vacunas, habiéndose abarcado una amplia gama de estrategias para el desarrollo de las mismas (vacunas a virus entero inactivado, a virus vivo atenuado, vacunas compuestas por péptidos de envoltura recombinantes, péptidos sintéticos, proteínas internas, ácidos nucleicos, entre otras). Estas han demostrado ser seguras y bien toleradas, y casi todas han producido una respuesta inmune específica contra el VIH con diversos grados de éxitos y fracasos. Hoy en día existen dos de estas vacunas en ensayos de eficacia de fase III, una de ellas en Estados Unidos, basada en el subtipo (B) circulante en esa región; la otra, en evaluación en Tailandia, se basa en los subtipos que circulan en dicho país (B y E). Ambas vacunas estarían dirigidas contra la glicoproteína de envoltura gp120. El desarrollo de una vacuna eficaz se ha visto impedido por la importante variación genotípica del VIH junto con su elevada tasa de mutación y recombinación experimentado durante el proceso de replicación. A esto debe sumársele la actual falta de comprensión de

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los parámetros críticos de inmunidad que podrían proteger contra la infección o la enfermedad por VIH (o ambas). Con respecto a lo anterior, debe contemplarse además la población de seropositivos para VIH; el objetivo de la vacunación en estas personas es la inducción de una respuesta inmune tal que detenga la progresión de la enfermedad; esta rama de la investigación ha cobrado un interés renovado a partir del advenimiento de la terapia antirretroviral depositándose cifradas esperanzas en que la combinación de esta terapia junto a una vacuna de este tipo sea capaz de controlar eficazmente tanto la replicación viral como su diseminación. De momento no existe vacuna disponible para la inmunización activa y al alcance de la población con riesgo de contagio por el VIH-1; probablemente requerirá aún varios años de estudios y en la actualidad la posibilidad real de obtener una vacuna efectiva parece todavía bastante alejada. El único camino eficiente para la prevención es la educación acerca de las vías de transmisión, el uso sistemático de análisis de la sangre en los bancos de sangre y el uso de preservativo en las relaciones sexuales. En ausencia de una vacuna, la prevención de la infección por el VIH-1 debe basarse en evitar su transmisión. Por tanto, debe aconsejarse a las personas que mantienen relaciones homosexuales o heterosexuales múltiples que reduzcan el número de parejas y que eviten la exposición de su mucosa oral o genital a la sangre, semen, saliva y secreciones vaginales. La correcta utilización de preservativos y espermicidas puede evitar la infección por el VIH-1 y otras enfermedades de transmisión sexual. Debe aconsejarse a los drogadictos que no compartan las agujas y jeringuillas. Tratamiento antirretroviral El tratamiento de la infección por el virus de la inmunodeficiencia humana se basa en una combinación de varias drogas. Habitualmente se emplean dos inhibidores de la retrotranscriptasa análogos de nucleósidos (AZT, ddI o didanosina, lamivudina, entre otros) con un inhibidor de la proteasa (nelfinavir, saquinavir, indinavir), logrando una supresión impresionante en la replicación viral, tanto en nivel como en duración. Otras combinaciones incluyen dos inhibidores de la proteasa más un inhibidor de la retrotranscriptasa análogo de nucleósidos, o tres inhibidores de dicha enzima de igual característica. Todas estas han producido una supresión viral potente en estudios preliminares. La eficacia de las mismas está dadas por la potencia global de la combinación: aquellas combinaciones que logren una mayor reducción en la carga viral tienen mayor probabilidad de producir beneficios más duraderos. Por otro lado, los mejores resultados se han obtenido en individuos que a los que no se les haya administrado antirretrovirales previamente y que presentan recuentos de células T CD4+ más elevados. No existe acuerdo sobre cuando debe iniciarse el tratamiento antirretroviral (TARV) en pacientes con infección crónica por VIH. Aquellos pacientes que presenten menos de 200 CD4/µl deberán iniciar dicho tratamiento, cualquiera sea la carga viral que presenten. El problema mayor se presenta con los pacientes que tienen entre 200 y 350 CD4/µl. Existe fuerte evidencia de que deben tratarse todos los pacientes con menos de 350 CD4/µl o cargas virales mayores a las 50.000 copias (medidas por ensayos como PCR o bDNA), ya que valores ubicados entre 30.000 y 100.000 copias son indicadores de un mal pronóstico. De todos modos, los fármacos en una combinación determinada deben ser administrados simultáneamente ya que el agregado secuencial de los mismos durante un periodo prolongado aumenta la probabilidad del desarrollo de resistencia. Es importante que el paciente acepte y cumpla estrictamente con el esquema de dosificación. En este sentido, la evaluación clínica regular del paciente junto con el recuento de células T CD+ y la determinación de la carga

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viral, son de suma importancia a la hora de evaluar un tratamiento en curso y la posterior determinación de cambiar o no la terapéutica. Entre las diferentes causas que pueden motivar dicho cambio se encuentran: 1. Una mala respuesta virológica temprana a la terapéutica (evidenciada por una pobre reducción en la carga viral en un periodo de dos meses). 2. Un aumento significativo de la carga viral luego de un mínimo, no correlacionado a una causa corregible. 3. La disminución continúa del conteo de células T CD4+. 4. El deterioro clínico del paciente bajo tratamiento con un régimen estable. Prevención de la transmisión vertical: embarazo Debe aconsejarse a aquellas mujeres infectadas por el VIH-1 que eviten el embarazo, ya que es posible la transmisión de la infección al feto en al menos el 10-30% de los casos. La administración de zidovudina a partir de las semanas 14-34 del embarazo y en el período del parto, y en el recién nacido durante las seis primeras semanas de vida, reduce la tasa de transmisión maternofetal a menos del 8% y se tolera muy bien. La combinación del tratamiento con AZT y cesárea ha disminuido la transmisión vertical del VIH-1 a menos del 2%. En los países desarrollados las madres deberían evitar la lactancia ya que la enfermedad se contagia también por esta vía. Profilaxis postexposición Para el caso concreto del personal sanitario, el riesgo de infección es del 0,2-0,5% en caso de pinchazo o herida accidental con una aguja u otro objeto contaminado con sangre, y prácticamente nulo si sólo ha existido un contacto accidental de sangre u otras secreciones contaminadas con la piel y las mucosas intactas. No obstante, y dado que las consecuencias físicas, morales, sociales y económicas de adquirir una infección por VIH-1 a través de un accidente laboral pueden ser irreparables, debe recomendarse el tratamiento triple con AZT o d4T, 3TC e indinavir o nelfinavir (siempre que no se hayan administrado al paciente fuente) tras la exposición percutánea (pinchazo) o mucosa con sangre contaminada. El tratamiento debe instaurarse lo antes posible (menos de cuatro horas) y debe administrarse durante al menos cuatro semanas. Precauciones universales Es obligatorio la aplicación de precauciones universales (aplicables a todos los pacientes) cuando se manipula sangre o determinados productos biológicos considerados peligrosos (líquido pericárdico, pleural, peritoneal, articular y cefalorraquídeo, además del semen y las secreciones vaginales) y al efectuar cualquier maniobra invasiva. Por tanto, el personal sanitario deberá utilizar métodos de barrera (guantes y, si es necesario, mascarilla, protectores oculares y batas) y adoptar precauciones para evitar la producción de heridas por agujas, bisturíes u otros instrumentos punzantes en el transcurso de su empleo o limpieza. El descarte de tales elementos debe realizarse en recipientes de paredes rígidas a fin de evitar cortes y pinchaduras. Esterilización del instrumental sanitario Los métodos habituales de esterilización (por ej. autoclave, óxido nitroso) y desinfección (por ej. germicidas, lejía, jabones) son adecuados para esterilizar el instrumental sanitario o efectuar una desinfección ambiental. Estos virus son rápidamente inactivados por detergentes y desinfectantes efectivos contra otros virus envueltos. Se recomienda el uso de hipoclorito

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de sodio en una concentración de 5.000 ppm para superficies contaminadas, pudiéndose emplear concentraciones más elevadas (10.000 ppm) cuando se trabaje con preparados y/o cultivos virales.

Virus linfotrópicos humanos y otros retrovirus oncogénicos INTRODUCCIÓN

Los oncovirus fueron denominados originalmente virus ARN tumorales y han sido asociados con leucemias, sarcomas y linfomas en muchos animales diferentes. No son citolíticos. Los miembros de la subfamilia se distinguen por el mecanismo de transformación celular y, en consecuencia, por la duración del periodo entre la infección y el desarrollo de enfermedad. Un gran grupo de oncovirus, los virus causantes de sarcoma y leucemias agudas, tienen incorporados en sus genomas genes celulares (protooncogenes) que codifican factores de crecimiento, como hormonas de crecimiento, receptores de hormonas de crecimiento, proteincinasas, proteínas de unión al GTP y proteínas de unión al ADN nuclear. Estos virus pueden causar transformación y son altamente oncogénicos. Se han identificado por lo menos 35 oncogenes virales diferentes. Las mutaciones de los protooncogenes celulares originales presentes en el oncogén viral, o la sobreproducción del oncogén, favorecen la transformación de las células infectadas. La incorporación del oncogén en muchos de esos virus sustituye secuencias codificadoras para los genes gag, pol o env, de forma que tales virus son defectuosos y requieren de virus facilitadores para su replicación. Es frecuente que los virus permanezcan dentro del huésped (virus endógenos) y sean transmitidos verticalmente a través de células germinales. PATOGENIA

Los virus de leucemia, incluyendo el VLTH-1 pueden replicarse de modo eficaz pero no pueden transformar las células in vitro. Causan cáncer después de un período de latencia largo, de al menos 30 años. El virus puede favorecer la proliferación de las células por dos mecanismos. En primer lugar, el virus puede activar su expresión mediante integración próxima y yuxtaposición de la secuencia de los genes facilitadores y promotores víricos de la región LTR a la región de los genes que controlan el crecimiento celular. En segundo lugar, se produce un regulador de la transcripción (tax), capaz de activar los promotores de la región LTR y genes celulares específicos (como genes de linfocinas y controladores de crecimiento, por ej.: IL-2 y GM-CSF) para favorecer la proliferación de la célula. El crecimiento celular incontrolado puede ser suficiente para inducir transformación neoplásica, y además puede favorecer otras aberraciones genéticas a lo largo de un período prolongado. Estos virus se asocian también con trastornos neurológicos no neoplásicos y otras enfermedades. Entre los oncovirus humanos se incluyen VLTH-1, VLTH-2 y VLTH-5, pero solo el VLTH-1 ha sido asociado de modo inequívoco con alguna enfermedad. VLTH-1 (VIRUS LINFOTRÓPICO HUMANO DE CÉLULAS T TIPO I)

El aislamiento original de este virus se hizo a partir de células leucémicas de pacientes con formas agresivas de carcinomas de células T. Este virus causa leucemia linfocítica aguda de células T del adulto (LLTA) y la paraparesia espástica tropical, una enfermedad neurológica no oncogénica que presenta un cuadro similar al producido por la esclerosis múltiple. Además,

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se han descrito otras tres condiciones asociadas con la infección por VLTH-1: uveítis por VLTH-1, dermatitis infecciosa asociado a VLTH-1 y artropatía asociada a VLTH-1 Características estructurales El virus linfotrópico humano de células T, tipos I y II, es un miembro de la subfamilia Oncovirinae, y es un típico exponente de retrovirus de clase C. Tanto VLTH-I como VLTH-II poseen una organización genómica similar (gag, pro/pol, env, pχ, flanqueados por repeticiones terminales largas o LTR) y presenta una homología del 60% a nivel de sus secuencias nucleotídicas. El gen gag codifica para las proteínas estructurales p19, p24, y p15. Los genes pro/pol codifican para la proteasa y la transcriptasa reversa, respectivamente. El gen env codifica para las proteínas transmembrana y las glucoproteínas de la envoltura gp21 y gp46. El gen pχ codifica para las proteínas reguladoras Tax y Rex y otros tres marcos abiertos de lectura. Epidemiología Las regiones inmunodominantes de las proteínas estructurales y ciertas regiones de los genes reguladores son la base para la diferenciación de VLTH-I y II. Si bien el genoma de estos virus se encuentra bastante conservado, existe una mayor divergencia en lo referente a las LTR; esta diferencia ha sido explotada mediante RFLP (polimorfismos en el largo de fragmentos de restricción) para la separación del VLTH-I en tres subtipos (denominados cosmopolita, africano y melanesio, cada uno relacionado al origen geográfico del virus). Otras herramientas de biología molecular han permitido subdividir al subtipo cosmopolita en subtipos designados A-D. Los estudios virológicos han confirmado la presencia de VLTH-1 en las células T de los pacientes seropositivos para los anticuerpos anti-VLTH-1. La comparación de los virus aislados en Estados Unidos, Japón, el Caribe e Israel ha demostrado que son iguales sobre la base de la homología de ácidos nucleicos. Se han identificado áreas endémicas de infección por VLTH-1 en Asia, África, Medio Oriente, Europa y el Hemisferio Occidental. Del mismo modo, VLTH-II ha sido dividido en dos subtipos, IIa y IIb, que no parecen tener una distribución geográfica determinada, aunque sí se asocian a determinadas poblaciones de riesgo. En este sentido, el subtipo IIa se halla frecuentemente asociado a usuarios de drogas intravenosas a lo largo de todo el mundo, mientras que el subtipo IIb se halla presente en indios americanos. Transmisión El VLTH-1 permanece asociado con las células y se contagia por trasfusión de sangre, relaciones sexuales o alimentación mamaria. Se ha sugerido la transmisión sexual (mayor probabilidad de VLTH-1 positivas en mujeres de hombres infectados, habiéndose detectado linfocitos portando el virus en el semen). Se han hallado linfocitos infectados por el VLTH-1 en la leche de mujeres con anticuerpos contra el virus. Además, se han detectado células infectadas en la sangre del cordón umbilical de recién nacidos de mujeres infectadas, hecho que sugiere de manera contundente que la infección podría ocurrir intraútero. También se ha demostrado que la transmisión se produce por vía parenteral. Ciclo del virus Entra al torrente sanguíneo e infecta los linfocitos T helper CD4+ y otros linfocitos implicados en la hipersensibilidad retardada. Esas células T tienden a residir en la piel, lo que

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contribuye a los síntomas de LLTA. El VLTH es competente para la replicación y los genes gag, pol y env son transcriptos, traducidos y procesados de una manera muy similar al VIH, aunque su regulación es diferente. Además de su acción sobre los genes virales, la proteína tax, transactiva los genes celulares para el factor de crecimiento de las células T, IL-2 y sus receptores, lo que activa el crecimiento de la célula infectada. El virus puede permanecer latente o multiplicarse con lentitud durante muchos años, pero también puede inducir proliferación de clones particulares de células T. Aunque esta proliferación de células T habitualmente es de origen policlonal, la leucemia linfocítica de célula T del adulto (LLTA) causada por el VLTH-1 suele ser monoclonal. En las células con crecimiento estimulado por VLTH se acumulan aberraciones cromosómicas y reordenamientos del gen que codifica para el receptor beta del antígeno de las células T, lo que favorece la transformación leucémica. Clínica La mayor parte de las infecciones ocurren mas tarde en la vida y casi todos los individuos infectados permanecen asintomáticos de por vida, y la incidencia acumulativa de las formas de leucemia de células T del adulto se produce aproximadamente en el 4% de los infectados. Aproximadamente 1 de cada 20 personas desarrollan leucemia a los largo de un período variable entre 10-50 años. La LLTA por el VLTH-1 es una neoplasia de las células T helper CD4+ con curso agudo o crónico. Los linfocitos malignos han sido denominados “células en flor” porque son pleomórficos y contienen núcleos lobulados. Además de una cifra alta de leucocitos, esta forma de LLTA se caracteriza por lesiones cutáneas similares a otras leucemias. La LLTA aguda suele conducir a la muerte en menos de un año desde el momento del diagnostico, independientemente del tratamiento. Métodos diagnósticos Se ha implementado el monitoreo en bancos de sangre para evitar la transmisión de VLTH-1 y 2 por transfusión. Dicho monitoreo emplea métodos indirectos para detección anticuerpos específicos en suero y plasma. La respuesta inmunológica está dada principalmente contra ciertas regiones altamente inmunogénicas de las proteínas codificadas por los genes gag y env. Habitualmente se emplean EIA como el ELISA para el tamizaje (screening) primario de los distintos sueros. Estos ensayos son simples y sensibles y están preparados a partir de lisados de células infectadas por VLTH-1. Las pruebas confirmatorias se realizan mediante WB. Estos ensayos serológicos, sin embargo, no son capaces de discernir entre una infección presente o pasada. La detección directa del virus en fluidos corporales puede realizarse mediante ensayos para proteínas o ácidos nucleicos virales, como ELISA de captura para antígenos virales (usualmente productos del gen gag), hibridación de ácidos nucleicos (Southern Blot) con sondas marcadas o PCR. Esta última se ha convertido en el método de referencia para la determinación de infecciones presentes, validando ensayos serológicos, diferenciando entre infecciones por VLTH-1 y VLTH-2. En la población pediátrica el diagnóstico se realiza mediante PCR; esta herramienta es de suma utilidad ya que los ensayos serológicos no son indicadores confiables de infección debido a la transferencia pasiva de anticuerpos maternos. Tratamiento, prevención y control No se conoce tratamiento eficaz contra la infección por el VLTH-1. Es probable que el AZT

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y otros inhibidores de la transcriptasa inversa sean efectivos contra el VLTH-1, pero se necesitan estudios controlados para demostrar el beneficio de estas terapias. Los medios para limitar la diseminación del virus son los mismos descritos para el VIH: precauciones sexuales, detección del suministro de sangre y la divulgación de los riesgos y enfermedades potenciales, contribuirán a bloquear la transmisión del virus. Es muy difícil controlar la infección de origen materno en los niños. En un futuro próximo probablemente se instituyan procedimientos de despistaje o screening habituales para el virus en la sangre donada. Hasta el momento se han reportado en el Uruguay dos casos por el VLTH-1. RETROVIRUS ENDÓGENOS

Diferentes retrovirus están integrados y forman parte de los cromosomas de humanos y animales. En las personas se pueden detectar secuencias provirales completas y parciales, con secuencias de genes similares a las del VLTH, el virus de tumor mamario del ratón (MMTV) y otros retrovirus. Estos virus endógenos carecen generalmente de capacidad para multiplicarse, debido a deleciones, inserción de codones de terminación o escasa eficacia de la transcripción. Las secuencias de retrovirus pueden constituir hasta el 0,1% del genoma humano. Esas secuencias pueden proporcionar sitios de integración para otros retrovirus o cumplir alguna función desconocida.

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Virus de las hepatitis N. Cordeiro, R. Taroco, H. Chiparelli

Introducción La hepatitis viral es una enfermedad infecciosa del hígado causada por distintos virus y caracterizada por necrosis hepatocelular e inflamación. El cuadro clínico y las lesiones histológicas producidas por los distintos agentes virales son prácticamente idénticos, pero existen diferencias en el mecanismo de transmisión, el período de incubación y la evolución y, sobre todo, en los marcadores serológicos que permiten reconocer el agente responsable. Se definen como hepatotropos primarios aquellos virus que tienen un tropismo especial por los hepatocitos y por lo tanto, los infectan en forma preferencial lo cual no quiere decir que no infecten otros tipos celulares; y se definen como hepatotropos secundarios aquellos virus que infectan primariamente a otros tipos celulares pero que pueden, en el contexto de una infección generalizada infectar los hepatocitos. Tradicionalmente la hepatitis viral se dividió en dos tipos: la hepatitis A o “infecciosa” causada por el virus de la hepatitis A y la hepatitis sérica causada por el virus de la hepatitis B. En el transcurso de estos últimos 30 años se han identificado nuevos virus causantes de hepatitis en forma primaria: el virus de la hepatitis delta (VHD), el virus de la hepatitis C responsable de la hepatitis no A no B clásica transmitida por vía parenteral (VHC), hepatitis no A no B epidémica que se transmite por vía entérica denominado virus de la hepatitis E (VHE). Investigaciones recientes destinadas a la identificación de nuevos virus causales de hepatitis condujeron al descubrimiento de otros candidatos potenciales, el virus de la hepatitis F el cual hasta el momento no ha sido comprobado como tal; el virus C de la hepatitis GB (HGBV C) y el virus de la hepatitis G, ambos terminaron siendo el mismo agente con algunas pequeñas diferencias genómicas que se detallan más adelante. Se conocen muchos virus (hepatotropos secundarios) capaces de infectar el hígado e inducir un síndrome similar a la hepatitis, pero ello ocurre en el contexto de una patología mas generalizada. Como por ejemplo virus de Epstein-Barr, CMV, Herpes simple. Algunos agentes infecciosos no virales también pueden causar inflamación hepática infecciones bacterianas como la neumonía neumocóccica y la infección por Leptospiras también.

Manifestaciones clínicas y de laboratorio Sin ser el objetivo de este capítulo entrar en profundidad en lo que tiene que ver con las

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manifestaciones clínicas de las hepatitis (a las cuales haremos referencia cuando se cite cada tipo viral) existen algunos conceptos que queremos remarcar. Cuando hablamos de hepatitis aguda estamos haciendo referencia temporal de una inflamación aguda (definida histológicamente) que ocurre en el parénquima hepático y que puede corresponder a una variedad de etiologías (tóxicas, farmacológicas, autoinmunes, bacterianas, virales, etc.). Indudablemente, al igual que en las hepatitis crónicas la etiología viral es la más frecuente. Haciendo referencia a los virus de las hepatitis todos estos son agentes potenciales de hepatitis aguda. La hepatitis aguda de etiología viral abarca desde una enfermedad asintomática hasta una insuficiencia hepática fulminante. Se divide en cuatro estadios clínicos: período de incubación, fase preictérica, fase ictérica y período de convalecencia. No siempre se cumplen todas estas etapas. Durante el período de incubación los pacientes permanecen asintomáticos. La fase de máxima infectividad tiene lugar durante los últimos días asintomáticos del período de incubación y los primeros días de sintomatología aguda. Los primeros síntomas son inespecíficos: malestar general, anorexia, náuseas, vómitos y dolor de tipo gravativo en el hipocondrio derecho. Estos síntomas pertenecen a la fase preictérica, y generalmente duran entre 3 y 10 días. Luego la enfermedad ingresa en la fase ictérica señalada por la instalación de la ictericia; acompañándose de grados variables de coluria (evidencia la presencia de bilirrubina directa en la orina), y grados variables de hipocolia (no constituyendo generalmente una acolia franca como ocurre en las ictericias frías obstructivas). La ictericia se observa en un 20-50% de los casos de todas las hepatitis. En aquellos casos en los que no se observa ictericia igual se ven alteraciones del funcional y enzimograma hepático con invariablemente un aumento de la bilirrubina. El prurito puede acompañar a la ictericia o incluso precederla. Pueden aparecer diferentes manifestaciones clínicas como la poliartritis nodosa asociada al VHB, la glomérulonefritis asociada al VHB y al VHC, etc. Un 10% de los pacientes con hepatitis aguda, sobre todo los casos de infección por VHB, desarrollan un síndrome parecido a la enfermedad del suero caracterizado por fiebre, erupción cutánea, y artralgias, atribuible a los inmunocomplejos circulantes. También pueden estar presentes el fenómeno de Reynaud, la crioglobulinemia mixta, la formación de ampollas o el eritema nudoso. La fiebre acompaña las etapas iniciales y rara vez persiste durante la fase ictérica. Las manifestaciones en el examen físico son en general escasas. La ictericia se detecta en general cuando el nivel de bilirrubina en sangre es mayor de 2.5-3.5 mg/dl y se aprecia con mayor claridad en las escleróticas o la región sublingual. Pueden aparecer lesiones de rascado debido al prurito intenso. La palpación abdominal puede revelar una ligera hepatomegalia congestiva dolorosa. Las hepatitis crónicas también responden a una gran variedad de etiologías (tóxicas, autoinmunitarias, virales, hereditarias, etc.). Tiempo atrás la hepatitis crónica se definía sencillamente como el aumento de las alanina aminotransferasa (ALT) y aspartato aminotransferasa (AST) o de ambas, por más de 6 meses. De acuerdo con esta definición, un paciente con un nivel sérico normal de estas enzimas no padece hepatitis crónica ni corre riesgos de complicaciones a largo plazo. Se sabe que ciertos virus como el VHC y el VHB, casi nunca son erradicados por completo del hígado, aún cuando los niveles séricos de las transaminasas hepáticas se normalicen y no se aprecien partículas virales circulantes. Es por este y otros motivos que la clasificación en hepatitis crónica dado por un factor temporal ha caído en desuso. En general el diagnóstico de hepatitis crónica se asocia con implicancias clínicas dado que la afección puede conducir a una cirrosis y a otros trastornos graves si los pacientes no

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son controlados. Por lo antedicho, se ha establecido una nueva clasificación de las mismas, basada en una combinación de variables clínicas, serológicas e histológicas. Esta clasificación de las hepatitis se basa en su causa, su actividad histológica o grado (de acuerdo a la actividad necroinflamatoria según la biopsia) y en su grado de progresión o estadio, este último basado fundamentalmente en el grado de fibrosis (grado 0=ausencia de fibrosis; grado 1=fibrosis leve; grado 2=fibrosis moderada; grado 3=fibrosis intensa; grado 4=cirrosis). * Infiltrado inflamatorio de células mononucleares limitado al interior del espacio porta. Hay

Cuadro 1. Correlación entre la nomenclatura antigua y actual de la hepatitis crónica Clasificación antigua Hepatitis crónica persistente Hepatitis crónica lobulillar Hepatitis crónica activa

Clasificación Actual Grado (actividad) Estadio (fibrosis) Mínima o leve Ninguna o leve Leve o moderada Leve Leve, moderada o grave Leve moderada o grave

indicios de actividad regenerativa hepática como una distribución en empedrado de los hepatocitos. Hay una leve fibrosis y no hay cirrosis; ** Focos de necrosis e inflamación en el lobulillo hepático; *** Necrosis hepática mantenida, inflamación portal y periportal, así como fibrosis. El infiltrado mononuclear se extiende al lobulillo hepático.

Esta clasificación es una clasificación clínico-histológica y no hace referencia a la presencia o ausencia, replicación o no de aquellos virus capaces de dar lugar a hepatitis crónicas. Dentro de los virus hepatotropos primarios causantes de hepatitis viral crónica se encuentran: VHB, VHC. Si bien el VHD requiere de antígenos de superficie del VHB para infectar, este también se asocia a hepatitis crónica. En el caso del VHG y el TTV la situación permanece en estudio. No existe ningún hallazgo clínico que permita diferenciar entre una infección crónica por hepatitis B u otros agentes virales. En general la infección persistente por el VHB u otro virus es asintomática, pero un número significativo de pacientes con infección crónica por VHB finalmente desarrollan cirrosis. La hepatitis fulminante es la forma más grave de presentación de la hepatitis. Se define como una insuficiencia hepática aguda severa asociada a encefalopatía hepática en el transcurso de las 8 semanas posteriores a la fase ictérica. Se define como insuficiencia hepática de instalación tardía a la que aparece en el transcurso de 8 a 12 semanas luego de la fase ictérica. El 75% de los casos de hepatitis fulminante se deben a hepatitis viral y de estas, el VHB es responsable del 30-60% de los casos en diferentes regiones aunque en nuestro medio la asociación más frecuente es por VHA. En un 30% de estos casos la serología también es positiva para el VHD y padecerían una coinfección. El VHC no ha sido implicado por sí solo a hepatitis fulminante, sino como cofactor en pacientes infectados por el VHB. Menos del 1% de los casos de infección por VHB evolucionan a hepatitis fulminante. La hepatitis fulminante puede instalarse en cualquier fase de la enfermedad. El desarrollo de una hepatitis fulminante es anunciado por signos de encefalopatía hepática como letargo, somnolencia, confusión, trastornos de la memoria, estupor y coma. Pueden presentarse severos trastornos de la coagulación por síntesis inadecuada, con presencia de grandes sangrados. Una manifestación típica es la presencia de asterixis. HALLAZGOS EN EL LABORATORIO

El diagnóstico del agente etiológico específico de las hepatitis virales depende sobre todo de las pruebas serológicas que serán comentados al igual que otros métodos de estudio con cada virus.

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A nivel del laboratorio general el rasgo más distintivo de las hepatitis agudas es el notable aumento de las aminotransferasas hepáticas; la aspartato aminotransferasa (AST) o transaminasa glutámico oxalacética (TGO) y la alanina aminotransferasa (ALT) o transaminasa glutámico pirúvica (TGP). Estas se elevan hasta valores 8 veces superiores al valor normal, en el momento que se instala la ictericia. Los niveles de AST y ALT comienzan a elevarse durante la última fase del período de incubación, continúan aumentando durante la fase preictérica y alcanzan un pico en un estadio temprano de la fase ictérica. La fosfatasa alcalina al igual que la LDH se encuentran levemente aumentadas. Los niveles de bilirrubina se encuentran invariablemente elevados sin alterar la relación entre ambas (no hay predominio franco de una sobre la otra). El recuento de leucocitos es normal o levemente disminuido pudiendo observarse una linfocitosis leve. El recuento plaquetario en general es normal. El tiempo de protrombina en general es normal. Aunque en pacientes con hepatitis severa se detectan niveles elevados de ALT, los niveles altos no se correlacionan necesariamente con una evolución adversa. La presencia de un tiempo de protrombina alargado debe orientar hacia la posibilidad de una necrosis hepática más severa que puede evolucionar hacia una hepatitis fulminante. Este es un signo de mal pronóstico. En la hepatitis fulminante puede verse alterado el recuento plaquetario y puede sobrevenir una coagulación intravascular diseminada (CID). El aumento de las transaminasas es en general muy importante en aquellas hepatitis severas. En el caso de la hepatitis fulminante puede suceder que las transaminasas estén francamente disminuidas. Esto no nos debe confundir, y en presencia del contexto clínico de una hepatitis fulminante esto nos habla de la extensión y gravedad de la lesión hepática. La gamma-GT persiste en general muy elevada como un elemento de colestasis hepática. La colinesterasa se presenta en niveles extremadamente bajos. En general, cuando la infección se asocia con hepatitis crónica persistente los pacientes tienen un buen estado general y presentan elevaciones persistentes o recurrentes de AST y ALT, sin ictericia. Es común la hepatomegalia leve y en ocasiones hay esplenomegalia. En algunos casos el seguimiento a largo plazo no muestra evidencia de progresión y en algunos casos hay resolución completa. Rara vez hay desaparición tardía de HBsAg. Los pacientes con hepatitis crónica activa pueden presentar ictericia crónica, episodios intermitentes de ictericia o esta puede no estar presente en la evolución de la enfermedad. Por lo general estos episodios se asocian con elevaciones significativas de las transaminasas. Debemos tener siempre presente que la definición de la hepatitis crónica activa es histológica. El pronóstico de los pacientes es variable. En algunos pacientes con hepatitis crónica activa la progresión hacia la insuficiencia hepática y la muerte se produce antes de que pase un año.

Virus de la hepatitis A La hepatitis por virus A, otrora denominada hepatitis infecciosa, constituye un problema de salud pública mundial, siendo la más frecuente de la hepatitis virales tanto en países en desarrollo como en países desarrollados, mostrando un aumento de la incidencia a medida que aumenta la edad de la población. Se estima que la incidencia anual a nivel mundial excede los 1.4 millones de casos, resultando en un enorme costo tanto en cuidado médico como en pérdida de productividad. La identificación del virus causante de esta enfermedad infecciosa no pudo realizarse sino hasta principios de la década de 1970 mediante el uso de la microscopía electrónica. A partir de entonces intensos trabajos se han desarrollado con este virus, lográndose el cultivo, clonado y finalmente la secuenciación nucleotídica completa de su genoma.

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TAXONOMÍA Y CLASIFICACIÓN

El virus de la hepatitis A (VHA) pertenece a la familia Picornaviridae que incluye a los enterovirus y a los rinovirus humanos. Anteriormente se lo clasificaba como enterovirus 72, pero la posterior determinación de su secuencia nucleotídica y aminoacídica y su mayor resistencia a la inactivación térmica resultaron en la reclasificación de este agente infeccioso dentro de un nuevo grupo/género: Heparnavirus. CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES

Al igual que el resto de los picornavirus, el VHA es un virus esférico, desnudo y presenta una nucleocápside icosahédrica de 27-30 nm, constituida por 3 polipéptidos de gran tamaño VP1, VP2, VP3 y otra proteína de menor tamaño VP4, si bien su presencia no ha sido demostrada de manera fehaciente. VP1 es la que se encuentra en mayor proporción en la superficie del virión. También se puede detectar un péptido VP0 que es el precursor de la VP4 y la VP2 en especial en los viriones inmaduros. Las partículas virales parecen ensamblarse como precursores pentaméricos, en donde 12 pentámeros se unirían, en un proceso dependiente de su concentración, para formar partículas vacías. Entonces la cápside viral estaría formada por 60 capsómeros. GENOMA

El genoma de VHA consiste en ARN simple de cadena lineal, de polaridad positiva. Posee una proteína denominada VPg unida mediante un residuo de tirosina a su extremo 5’. Este ARN tiene una longitud de aproximadamente 7500 nucleótidos (cepa HM 175). Contiene un único marco abierto de lectura (ORF) de 6681 nucleótidos que codifica para una poliproteína de 2227 residuos aminoacídicos. Esta poliproteína sufre un clivaje postraduccional, mediado por una proteasa viral, para dar lugar a proteínas estructurales y no estructurales. Se distinguen así en el genoma 3 regiones: a) extremo 5´ no codificante (5’ ntr) que no presenta cap, encontrándose en su lugar una proteína pequeña denominada VPg; b) el marco abierto de lectura anteriormente mencionado; y c) el extremo 3’ no codificante (3’ ntr) de 63 nucleótidos que se continúan por una cola poli A. REPLICACIÓN VIRAL

El ciclo de infección celular comienza con la adsorción de la partícula viral a los receptores de membrana en células permisivas (aparentemente una proteína similar a mucina) en un proceso calcio dependiente. Los procesos de penetración y denudamiento no se conocen con claridad. Una vez en el interior celular, el genoma viral es traducido por los ribosomas celulares dando lugar a la poliproteína; mediante clivajes posteriores esta da lugar a distintas proteínas, entre ellas la proteasa que actúa en este proceso, al precursor de la VPg (necesaria para el comienzo de la síntesis de nuevo ARN y para la encapsidación de los genomas hijos) y la ARN polimerasa ARN dependiente encargada de copiar el ARN de polaridad positiva en un ARN molde de polaridad negativa. Este último servirá como molde para la síntesis de genomas hijos ARN de polaridad positiva. A diferencia de otros picornavirus, la salida de los viriones de la célula no es por histólisis. El resultado de la replicación del VHA usualmente no produce lisis celular, únicamente acúmulos citoplasmáticos en vesículas y membranas como cambios visibles en la estructura celular. Todo el proceso puede durar entre 5 y 10 horas (figura 1).

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Figura 1. Organización del ARN genómico del virus de hepatitis A y clivaje de las proteínas. La proteína VPg unida en forma covalente (extremo 5’; arriba) comienza el codón a 0,73kb, posiciones de comienzo/final del gen (marcas verticales pequeñas) y codones de terminación en 7,4kb y poli(A) en el extremo 3’. El ARN del virus de hepatitis se traduce (flecha grande vertical) en una poliproteína precursora (medio) que es clivada por las proteasas virales en varios pasos (flechas verticales pequeñas) dando lugar a las proteínas maduras. Se indican las regiones de la poliproteína de acuerdo a la nomenclatura estándar, al igual que los residuos predichos en los extremos amino y carboxiterminales de las proteínas maduras. Los nombres, longitudes y funciones propuestas en los poliovirus se indican en el diagrama inferior junto con las proteínas del virus de hepatitis A. El virus de hepatitis A está compuesto por cuatro polipéptidos de la cápside codificadas en la región P1. Estas proteínas se indican como proteínas del virión (VP1, VP2, VP3 y VP4). Las proteínas no estructurales se codifican en las regiones P2 y P3.

Abreviaturas. A: alanina ; D: aspartato; E: glutamato; G: glicina; M:metionina; Q: glutamina; R: arginina; S. serina; V: valina

VARIABILIDAD ANTIGÉNICA

Las tres proteínas mayores que forman la cápside del VHA poseen sitios antigénicos inmunodominantes que están altamente conservados en todas las cepas humanas. El VHA tiene un solo serotipo y no reacciona de manera cruzada con anticuerpos específicos para enterovirus. Las cepas humanas sin embargo pueden agruparse en 4 genotipos (I, II, III, VII) en base a diferencias en la secuencia nucleotídica de la región P1 del genoma. RESISTENCIA A LOS AGENTES FÍSICOS Y QUÍMICOS

El VHA es más resistente al calor que otros picornavirus, siendo todavía infeccioso luego de ser sometido a 60 grados durante 10-12 horas. Al tratarse de un virus desnudo no presenta lípidos en su estructura y por lo tanto será resistente a aquellos agentes usados para inactivar virus envueltos (solventes). Así, es estable al tratamiento con éter, cloroformo, ácido (es resistente a extremos de pH, manteniéndose estable a pH 3 y requiriéndose un pH superior a 10 para inactivarlo). La inactivación total de la partícula viral se da casi de inmediato a temperaturas superiores a los 90ºC La actividad viral se inhibe por ebullición durante 5 minutos, con formalina a altas concentraciones y por radiación UV. Por otro lado, a 4 ºC permanece estable durante semanas a meses, mientras que conservado de –20 a –70 grados mantiene su infectividad por años.

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Se inactiva por la esterilización con autoclave (121 °C durante 20 min.), y la exposición al cloro durante 15 minutos en concentraciones de 10.5-2.5 mg/l. La capacidad de los virus para sobrevivir a temperaturas relativamente altas y a la inactivación con solvente remarca los requisitos de un cuidado meticuloso cuando se manipula materia fecal en el contexto hospitalario o de laboratorio, y de la desinfección de las superficies potencialmente contaminadas. EPIDEMIOLOGÍA

El VHA causa enfermedad en humanos, chimpancés, y primates inferiores. La hepatitis A es una enfermedad aguda autolimitada que rara vez provoca la muerte. A pesar de lo antedicho, se han comunicado casos de recidivas y colestasis de instalación en la fase aguda tardía y de varios meses de duración. Estas dos variantes son inusuales y generalmente benignas. La tasa de mortalidad asociada a la hepatitis A ictérica es de 2 por cada 1000 casos. Nunca evoluciona a una hepatitis crónica ni hacia estado de portador. La hepatitis a virus A es endémica en todo el mundo y se caracteriza por presentarse de modo epidémico o en forma de brotes aislados. Se transmite de manera predominante por vía fecal-oral, es altamente contagiosa y se transmite con rapidez a los contactos íntimos. Los casos se presentan usualmente durante el periodo otoño-invierno asociado a su forma de transmisión. Al propagarse por vía fecal-oral la epidemiología de este virus se relaciona directamente con las condiciones higiénicas de la población, el acceso de la misma a una fuente de agua potable limpia y las condiciones de saneamiento. Su diseminación está dada por la eliminación de partículas virales en la materia fecal de individuos infectados durante la última etapa del periodo de incubación. El pico de liberación viral en heces se da generalmente entre los 5 y 10 días previos al comienzo de los síntomas clínicos de la enfermedad, extendiéndose hasta una semana después de aparecida la ictericia o del aumento en el nivel de las transaminasas. Este periodo es el de mayor contagio y no se evidencia sino hasta la aparición de los síntomas. Se han relacionado ciertos brotes con manipuladores de comidas e incluso a la ingesta de moluscos bivalvos. Otros modos menos frecuentes de transmisión incluyen relaciones homosexuales y el uso de drogas intravenosas. En ocasiones las guarderías son origen de brotes epidémicos sobre todo cuando albergan niños que aún utilizan pañales. La transmisión parenteral es francamente inusual. El período de incubación no depende de la vía de transmisión. El periodo de incubación dura aproximadamente entre 2 a 7 semanas con una media de 4 semanas. Un 60-70% de los pacientes son asintomáticos cuando la infección se produce en los primeros años de vida. Sin embargo, en adolescentes y en adultos jóvenes, el 90% o más son formas ictéricas y con sintomatología importante. Menos del 1% de los infectados por VHA puede sufrir una hepatitis fulminante, (totalizando un 5-10% de todas las causadas por virus hepatotropos). Un 60% de los pacientes con hepatitis fulminante se recuperan sin sufrir un trasplante hepático. La población de países con condiciones higiénico-sanitarias inadecuadas se infecta durante los primeros años de vida, convirtiéndose así en una enfermedad de la primera y segunda infancia o adolescencia, y rara vez en adultos, por lo que en estas comunidades la prevalencia de anticuerpos en adultos es superior al 90%. En países desarrollados el panorama es distinto, la infección deja de ser frecuente en la infancia, pasando a ser esporádica para todos los grupos etarios. En estos países, conforme disminuye la infección subclínica en la infancia surge una población de adultos predispuestos a la enfermedad. Parte de la importancia de dicho suceso radica en que la enfermedad es clínicamente más evidente en adultos, además de ser más grave

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con una mayor tasa de morbimortalidad. El factor más importante relacionado a la severidad de la enfermedad es la edad del paciente al momento de la infección. En nuestro país la enfermedad es endemo-epidémica y su prevalencia ha cambiado en los últimos años. En Montevideo, la infección por virus de hepatitis A muestra una prevalencia intermedia, con variaciones en relación a la edad y las condiciones sanitarias, y dentro del grupo de los manipuladores de alimentos es mayor que en la población global. La incidencia según datos de Vigilancia Epidemiológica del MSP de nuestro país durante el año 2005 se han registrado 2877 casos nuevos de VHA. En estos están incluidos los casos del brote de infección por VHA en Bella Unión (Artigas) en 2005. PATOGENIA

El virus, resistente al ácido, probablemente pase al estómago, se replique en menor cantidad en el intestino y luego es transportado hacia el hígado, sitio más importante de replicación. El virus se elimina a partir de las células infectadas del hígado a través de los sinusoides hepáticos y los canalículos, pasa al intestino y se excreta en las heces. Como se mencionó anteriormente la progenie viral emerge de los hepatocitos sin causar lisis celular, de manera que la citopatología sería más una consecuencia de la respuesta inmune del huésped, fundamentalmente la respuesta inmune celular, que la inducida por el virus en sí. La presencia de grandes cantidades de partículas virales en los hepatocitos antes de inicio de la hepatitis también está en contra de un efecto citopático directo importante del VHA. En los estudios humanos se encontró que los linfocitos de los pacientes convalecientes producían efectos citotóxicos contra líneas celulares infectadas por el VHA y que los clones de células T CD8+ mostraban actividad citotóxica contra los fibroblastos autólogos infectados por VHA. Estos hallazgos son compatibles con la hipótesis de que los linfocitos T CD8+ median el daño celular hepático. Además las células NK mostraron ser capaces de lisar las células en cultivos de tejidos infectados por VHA. Los anticuerpos circulantes probablemente sean más importantes en la limitación de la diseminación del virus a las células hepáticas no infectadas y otros órganos. RESPUESTA INMUNE

Desde el momento en que aparecen los síntomas puede detectarse anticuerpos (Ac) clase inmunoglobulina M (IgM) circulantes, persistiendo en sangre por varios meses, rara vez persisten mas de 6 a 12 meses. En la fase de convalecencia la aparición de IgG (y en menor medida de la IgA) se da poco tiempo después de iniciada la enfermedad y generalmente persisten de por vida. Estos últimos tienen actividad neutralizante y protectora frente a una posible reinfección. Como se dijo anteriormente, la respuesta inmune del huésped es la que contribuye en mayor medida a la patogénesis de la enfermedad. La respuesta celular es el principal mecanismo involucrado en la patología hepática, en donde linfocitos T citotóxicos CD8+ y células NK actuarían eliminando a aquellos hepatocitos infectados. La respuesta inmune humoral también juega un papel en el daño hepático ya que la unión de anticuerpos a células infectadas desencadenaría el mecanismo de citotoxicidad celular dependiente de anticuerpos (ADCC). El examen de pacientes con infección aguda por VHA en búsqueda de la presencia de citoquinas mostró niveles elevados en suero de interleuquina 1α y 1β, interleuquina 6 (IL 6) y factor de necrosis tumoral α (ΤΝFα), lo que sugiere que estos mediadores químicos puedan estar asociados a la enfermedad y tener algún rol en el daño hepático. Se ha demostrado

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también la presencia en suero de inmunocomplejos IgM-antígenos e IgG-antígenos, siendo los primeros los más abundantes. DIAGNÓSTICO

El diagnóstico puede hacerse por métodos directos o indirectos. Los directos se basan en la detección del virus en heces. La eliminación de virus ocurre muy tempranamente, en un periodo bastante anterior a la aparición de los síntomas (cuando están presentes), por lo que las posibilidades de éxito con esta alternativa son pocas. Los métodos empleados para la detección de VHA en heces fueron, entre otros, la inmunomicroscopía electrónica, usando técnicas más difundidas como RIA (radio inmuno análisis) y ELISA de doble sandwich. En los laboratorios de investigación se han utilizado técnicas diagnósticas basadas en estudios moleculares, que incluyen la hibridación y en especial la PCR cuando se requiere una prueba muy sensible para la presencia del VHA. La retrotranscripción-PCR (RT-PCR) ha demostrado ser una técnica útil para la identificación de VHA a partir de muestras clínicas, siendo muy específica. Se ha intentado cultivar el virus en líneas celulares establecidas para el diagnóstico, pero ha resultado poco práctico debido al enorme tiempo necesario para detectar la presencia del VHA en tales cultivos celulares, y a sus elevados costos. El otro enfoque para el diagnóstico de VHA es la serología, que representa los métodos indirectos, actualmente el método apropiado para la confirmación del diagnóstico. Mediante la detección, por EIA (enzimo inmuno análisis), de anticuerpos IgM específicos se puede determinar eficazmente una infección reciente. A los 15-20 días de comenzados los síntomas se elevan también los títulos de anticuerpos IgG que permanecen detectables prácticamente de por vida, transformándose así en una cicatriz inmunológica de la infección. En raras ocasiones está indicada la biopsia hepática. Mediante los estudios de inmuFigura 2. Evolución clínica, virológica y serológica de un caso típico de hepatitis A. Abreviaturas: ALT, alanina aminotransferasa; ANTI-HAV, anticuerpos contra el virus de la hepatitis A; HAV, virus de la hepatitis A. Ictericia Síntomas Anti-HAV ALT

HAV FECAL IgM anti-HAV

Meses después de la exposición

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nofluorescencia, tinción con inmunoperoxidasa o por microscopía electrónica de cortes de espesor delgado, se pueden detectar el antígeno de la hepatitis A y las partículas de VHA en el citoplasma de las células infectadas (figura 2). PROFILAXIS

El control del VHA incluye la prevención de la infección en grupos susceptibles, la prevención o atenuación de la enfermedad en contactos de casos, y la prevención y contención de brotes. Medidas sanitarias El fomento de las normas estrictas de higiene personal, el suministro de agua limpia para beber y para el lavado, buenos sistemas de alcantarillado, etc., resultan de suma importancia. Se deben realizar las recomendaciones para una alimentación adecuada a aquellas personas viajeras, en especial el cuidado de verduras crudas y mariscos. En el área hospitalaria se recomienda el lavado de manos y la utilización de guantes frente a la manipulación de material potencialmente contaminado con materia fecal. Los pacientes requieren solo aislamiento entérico. El personal hospitalario no tiene una prevalencia más elevada de anticuerpos contra el VHA que los sujetos control de características similares. Inmunización pasiva La protección individual puede ser lograda en forma pasiva por la administración de globulina sérica obtenida de un pool de IgG de un gran número de individuos con alto título de Ac neutralizantes. Todas las preparaciones de inmunoglobulinas (Ig) contienen una concentración suficiente de anticuerpos anti-VHA para ser protectores. Cuando se administra tras la exposición o durante la fase inicial del periodo de incubación, previene la aparición de hepatitis A clínicamente manifiesta. Su efectividad es mayor dentro de las dos semanas de la exposición. En algunos casos la Ig no aborta la infección pero, al atenuarla, la hace asintomática. Como resultado se produce una inmunidad pasivo activa de larga duración, sin embargo, actualmente se considera que esto es la excepción y no la regla. La Ig se recomienda en general para profilaxis postexposición y también para los que no pueden recibir la vacuna. Otra recomendación la constituyen los niños menores de dos años para quienes la vacuna aún no ha sido aprobada. No es necesario establecer una profilaxis para los contactos ocasionales, en las personas mayores, ni en los portadores de anticuerpos anti-VHA en suero. En general cuando se detectan los brotes epidémicos el periodo de incubación suele estar demasiado avanzado para que la Ig sea eficaz, sin embargo la profilaxis puede reducir la frecuencia de casos secundarios. La Ig nunca fue exitosa para alterar la epidemiología de la hepatitis en una comunidad de riesgo elevado, dada la naturaleza transitoria de la protección, las tasas de cobertura y quizás, la falta de inmunidad en gran parte de la población. Se recomienda profilaxis a los viajeros a zonas tropicales. Inmunización activa En cuanto a la inmunización activa se han diseñado vacunas a virus atenuados, que se obtienen por pasajes sucesivos del virus en cultivos celulares con pérdida progresiva de la virulencia. Las vacunas a virus atenuados están basadas en las cepas CR326 y HM175. El otro diseño de vacuna se logró con el cultivo del VHA y la posterior inactivación con formalina. Se ha demostrado que son inocuas, eficaces y que inducen una respuesta importante de anticuerpos neutralizantes en forma rápida (en dos semanas ya se observa formación

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de anticuerpos). La vacuna contra la hepatitis A constituye el método de elección para la inmunoprofilaxis preexposición. Otros grupos candidatos a recibir la vacuna son población militar, poblaciones con brotes epidémicos cíclicos, cuidadores de primates, trabajadores de laboratorio expuestos al virus, portadores de hepatopatía crónica de diferentes etiologías, entre ellos los portadores de hepatitis C, varones homosexuales, adictos a drogas intravenosas, viajeros, pacientes con trastornos de la coagulación que necesitan administraciones frecuentes de transfusión de concentrados de factores de la coagulación entre otros. En nuestro país dicha vacuna todavía no integra el plan nacional de vacunaciones, sin embargo se recomienda su administración a niños por encima de los dos años, pero dado el costo (o la situación socioeconómica de nuestra población) gran parte de la misma no accede a la misma. El esquema que se recomienda incluye una dosis única seguida de una dosis de refuerzo 6 a 12 meses más tarde. Esto produce niveles muy elevados de anticuerpos, aunque los títulos todavía están por debajo de lo que se ve luego de la infección natural; estos títulos son menores que los observados tras la administración de Ig.

Virus de la hepatitis B Solo hasta los años 60 fue descrito el virus B como uno de los agentes responsables de la hepatitis sérica. El virus presenta un estrecho rango de huéspedes posiblemente restringido a los seres humanos y algunos primates. Los seres humanos serían el único reservorio conocido para nuevas infecciones humanas. Son capaces de inducir persistencia de la infección con formas virales en el hígado y sangre durante años o de por vida. La infección persistente puede estar acompañada de escasa enfermedad hepática o ninguna, pero es común la hepatitis crónica persistente o activa. La expectativa de vida de los pacientes infectados por el VHB se ve acortada por el riesgo significativo de desarrollar cirrosis y carcinoma hepatocelular. TAXONOMÍA Y CLASIFICACIÓN

El virus de la hepatitis B (VHB) pertenece a una familia de virus animales denominada Hepadnaviridae y es un hepadnavirus junto a otros virus relacionados como el virus de la hepatitis de la marmota, el de la hepatitis de la ardilla terrera y el de la hepatitis del pato de Pekín. Todos ellos son virus ADN hepatotrópicos. El VHB es el único que infecta al hombre. Estos virus tienen un moderado rango de hospederos, tropismo por los hepatocitos y la producción in vivo, en los hepatocitos, de: gran cantidad de envolturas virales no infecciosas (secretadas a la circulación) y partículas virales infecciosas. CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES

Es un virus de forma esférica de 42 nm de diámetro (partícula de Dane). Posee una envoltura de 7 nm de espesor que contiene las proteínas que forman el antígeno S (o antígeno Australia), HBsAg, y glucoproteínas y lípidos celulares. Dentro de la cubierta encontramos la nucleocápside de 28 nm de diámetro que forma el antígeno del core de la hepatitis B, HBcAg. En el interior de ésta se sitúa el genoma y una enzimas con actividad ADN polimerasa (incluida transcriptasa inversa) y con actividad proteinquinasa El HBsAg está representado por tres polipéptidos codificados por VHB designados grande, mediano y pequeño, y por lípidos derivados del huésped. La proteína pequeña está codificada por la región S del gen S, la proteína mediana está codificada por las regiones pre-S2 y S del gen S, y la proteína grande está codificada por las regiones pre-S1 + pre-S2 y S del gen S del

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genoma del HBV. Las glucoproteínas del HBsAg contienen un determinante específico de grupo (a) y determinantes tipo-específicos (“d” o “y”, “w” o “r”), habiéndose identificado los subtipos: adw, adr, ayw y ayr, útiles como marcadores epidemiológicos. Estos subtipos están distribuidos geográficamente alrededor del mundo, siendo el subtipo adw el que predomina en las Américas. También se ha descrito heterogeneidad antigénica del determinante w y determinantes adicionales como j, k, q, etc. El determinante a puede generar inmunidad protectora contra virus de cualquier subtipo, y los determinantes de subtipo parecen generar protección específica de subtipo. La nucleocápside consiste en 180 monómeros de proteínas arreglados en forma icosaédrica. Están codificados por el gen C (central o de la nucleocápside). Cuando los polipéptidos se ensamblan formando el core se manifiesta la especificidad de antígeno, HBcAg. Una forma truncada de esta proteína posee especificidad de “antígeno e” (HBeAg). El marco de lectura del gen C incluye una región pre-C. Cuando se inicia la traducción a partir de esta región se secreta el polipéptido truncado con especificidad HBeAg. Este, a diferencia del HBcAg se encuentra en forma soluble y es un indicador de replicación viral. También se observan otras entidades morfológicas en varias proporciones. Las formas más numerosas son las partículas esféricas pleomórficas, no infecciosas, con un diámetro que varía entre 17-25 nm; se ven también formas tubulares o filamentosas de varios largos pero con diámetros similares a los de las partículas pequeñas. Estas partículas son producto de la síntesis en exceso de la cubierta o envoltura. GENOMA VIRAL

Está compuesto por una pequeña molécula de ADN de doble cadena incompleta de 3,2 kb. La cadena de polaridad negativa es la completa, circular pero no cerrada, con un polipéptido covalente en el extremo 5´ que probablemente funcione como “primer”. La cadena corta, incompleta, de polaridad positiva tiene una longitud variable (15-60% de la cadena negativa). El extremo 3´ de la cadena negativa tiene una ADN polimerasa capaz de completarla, formando un ADN circular de doble cadena completa en el inicio del ciclo de replicación. La cadena negativa es la que posee la totalidad de la información genética. Posee cuatro marcos abiertos de lectura (MAL): S, C, P y X, cada uno de los cuales codifica la síntesis de una proteína vírica distinta: HBsAg, HBcAg, DNA-polimerasa y la proteína X, que interviene en el proceso de replicación del virus. Estas regiones del ADN se superponen parcialmente entre sí, de manera que la cadena es leída una vez y media (figura 3). Esta característica permite incrementar la capacidad codificante del ADN viral más pequeño conocido que infecta a mamíferos. El ADN de VHB se encuentra en los hepatocitos no solo en las formas episomales, sino también integrados al ADN celular. Se desconoce si esta integración ocurre en todas o solo en algunas células infectadas y si el ADN viral se encuentra en muchos sectores del ADN celular. La integración del ADN viral al ADN celular interrumpe el genoma viral por lo que no se produce replicación viral a partir de las secuencias integradas en células hepáticas infectadas. Por lo tanto la integración no forma parte del proceso de replicación viral como ocurre en los retrovirus. Sin embargo se pueden expresar algunos genes virales, habitualmente el gen del antígeno de superficie. PROTEÍNAS VIRALES

Los cuatro MAL que codifican proteínas virales son traducidos en siete proteínas, cuatro de ellas son los antígenos que producirían la respuesta inmune en el individuo infectado:

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1. Ag. de superficie – HBsAg: proteína estructural, es una asociación de tres proteínas: grande, mediana y pequeña, mencionadas anteriormente, inmersas en una bicapa lipídica. La proteína pequeña es la que se encuentra en mayor cantidad, llevando la señal necesaria para el ensamblaje de las proteínas grande y mediana. Se piensa que la proteína grande lleva el sitio de unión para los receptores celulares. 2. Ag. del “core” – HBcAg: el M.A.L. del core codifica para dos proteínas: la de la cápside viral – Ag del core y el: 3. Ag. “e” – HBeAg: los anti-HBe se hallan en aquellos pacientes cuya síntesis viral es reducida o incompleta. La persistencia en sangre de HBeAg en una hepatitis viral aguda esta asociada con un aumento de riesgo de hepatitis crónica o cirrosis. 4. El MAL de la polimerasa codifica una proteína, la transcriptasa reversa viral, este polipéptido tiene por lo menos cuatro actividades enzimáticas requeridas para la síntesis del ADN genómico. 5. Proteína X: se la asocia a una función reguladora: transactivador de varios promotores, y ha demostrado capacidad transformante en cultivos celulares, por lo que se la ha relacionado con la génesis del hepatocarcinoma. REPLICACIÓN

El ciclo replicativo comienza con la adsorción y entrada del virus a la célula. Se han descrito dos mecanismos relacionados con receptores celulares: uno asociado a la proteína media del HBsAg que tiene la capacidad de ligar albúmina humana polimerizada, ésta actuaría como puente en la utilización de los receptores de albúmina del hepatocito. El otro mecanismo relaciona a la proteína grande de HBsAg con la capacidad de utilizar los receptores para IgA presentes en el hepatocito, ya que su estructura molecular es similar.

Figura 3. Representación esquemática de las formas virales de hepatitis B encontradas en la sangre de pacientes infectados.

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Una vez que el virus se ha adsorbido a la célula, debe entrar en ella, para esto son varios los mecanismos propuestos: fusión de la cubierta viral con la membrana plasmática, lo cual permitiría una entrada directa de la nucleocápside, o endocitosis del virión y fusión de membranas entre la cubierta viral y la membrana endosomal. Una vez dentro de la célula la nucleocápside debe desnudarse para permitir que el ADN viral ingrese al núcleo. La transcripción la realiza la ARN polimerasa II del huésped que produce dos clases de ARN virales: los ARN subgenómicos que codifican para las proteínas virales de envoltura y los ARN genómicos, que son bifuncionales: sirven como mensajeros para las proteínas del core y de la polimerasa viral; y además son el templado de la transcripción reversa. Estos ARN luego son transportados al citoplasma donde serán traducidos. El ARN genómico es encapsidado en partículas de nucleocápside viral junto con la polimerasa. Esta encapsidación es altamente especifica, no encapsida ni ARN celular ni ARN subgenómicos viral, sólo el ARN genómico. Esta reacción, no solo requiere las proteínas del core, sino también los productos del gen P. Esto se ha comprobado con virus mutantes que al perder el gen P, producen nucleocápsides vacías. Una vez lograda la encapsidación, el ARN genómico comienza su transcripción inversa que dará lugar a la cadena negativa de ADN. La síntesis de esta primera cadena utiliza como iniciador (o primer) una proteína, codificada por el gen P de la polimerasa viral. La segunda cadena de ADN positiva, utiliza como molde o templado a la cadena negativa y como iniciador un pequeño ARN derivado del extremo 5´ del ARN genómico. No es necesaria la síntesis completa de la cadena positiva de ADN para que la partícula se envuelva y se libere. Los viriones extracelulares contienen en forma incompleta la cadena positiva de ADN, e inclusive híbridos ARN-ADN. Luego de la síntesis del ADN viral, estas partículas core brotan del retículo endoplásmico, adquiriendo la cubierta de glicoproteínas. La partícula de Dane madura es secretada de la célula por los mecanismos normales de transporte vesicular. Se ha estudiado un camino alternativo: la partícula del core portando el ADN viral, en lugar de envolverse y exportarse, podría recomenzar el ciclo, aportando ADN viral en el núcleo, aumentando su concentración. Se piensa que es un fenómeno que ocurre con cierta frecuencia en el hepatocito infectado. Las proteínas estructurales de cubiertas, son sintetizadas en el retículo endoplásmico. Su excreción puede ser de dos formas: como péptidos glicosilados o como polipéptidos sin glicosilar. Los polipéptidos parecerían autoensamblarse para formar las partículas de 22 nm sin otras proteínas virales ni celulares, estas reaccionan con la membrana del retículo y forman la envoltura de las partículas vacías. Una vez formadas son excretadas muy rápidamente. FORMAS VIRALES EN LA SANGRE

Una de las características de la infección por el VHB es la producción de grandes cantidades de formas antigénicas, en las infecciones agudas y en la mayoría de las infecciones crónicas. El HBsAg sigue siendo el indicador más útil de infección activa. Solo aparece en la sangre como componentes de los viriones y las formas virales particuladas incompletas. La concentración de formas virales incompletas en suero suelen exceder en mucho las concentraciones de viriones completos o partículas de Dane. En la sangre no se encuentra HBcAg. Como se mencionó anteriormente, el HBeAg proveniente del anterior, es soluble y es el que se encuentra en el suero del paciente.

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RESISTENCIA A AGENTES FÍSICOS Y QUÍMICOS

Es muy importante recordar que la infectividad del HBV permanece inalterada durante 6 meses a temperatura ambiente, 4 horas a 60 ºC y 15 años a –20 ºC. El calor destruye el virus rápidamente (a 100 ºC por 15-29 min., a 121 ºC por 15 min.), también lo hacen agentes químicos como el hipoclorito de sodio (0,5% por 15-30 min.), formol o glutaraldehido (por más de 10 horas). EPIDEMIOLOGÍA

Es un virus de distribución mundial, pero pueden diferenciarse zonas endémicas de alta prevalencia: Sudeste asiático, ciertas zonas de África y en Sudamérica, la región amazónica. La principal vía de transmisión es la parenteral (sangre o sus derivados). Se han establecido con seguridad varias vías específicas de transmisión. El tiempo de incubación es variable, de 6 semanas hasta 6 meses. Sin duda las más importantes son la transferencia percutánea y el contacto de las membranas mucosas con sangre y quizás otros líquidos corporales por ej. saliva, además de contactos homosexuales y heterosexuales. La vía sexual es responsable del 30% de los casos. Además son significativas la vía oral y perinatal; en zonas endémicas (madres con HBsAg positivo con HBeAg en el momento del parto) donde se estima que tienen un 90% de probabilidades de transmitir la infección al neonato. Un 90% de los neonatos infectados evolucionan a una hepatitis crónica, cirrosis y tienen alta probabilidad de desarrollar un carcinoma hepatocelular. La infección neonatal puede darse in útero, en el momento del parto; la presencia de HBsAg en la leche materna supone esta es también una vía de transmisión pero dicha situación permanece en estudio. No se han descrito trastornos fetales por la infección HBV durante el embarazo, pero es fundamental conocer el estado de infección en las embarazadas a término, para evitar una infección perinatal. La mayoría de las infecciones primarias en poblaciones de alta endemia ocurren en edades tempranas (10-50% de las infecciones persistentes son adquiridas en forma perinatal de madres infectadas). Solo el 5-10% de las infecciones que ocurren en adultos se hacen persistentes. La prevalencia de los portadores es mayor en hombres. Uruguay está ubicado dentro de las áreas de baja prevalencia, determinado por la detección del HBsAg y anti-HBs. Los grupos de mayor riesgo de infección para este virus son: los politransfundidos, los homosexuales, los drogadictos endovenosos, los dializados y el personal de salud. Se ha detectado HBsAg en sangre, suero, saliva, semen, lagrimas, secreciones vaginales, sudor, orina, etc., es decir todos aquellos líquidos corporales que en algún momento se encuentran en contacto con la sangre. La incidencia de casos de infección por VHB y VHC en 2005 según Vigilancia Epidemiológica del MSP es de 877 casos. TRANSCURSO DE LA ENFERMEDAD Y RESPUESTA INMUNE

Una vez producida la infección, ya sea por vía parenteral, sexual, oral o perinatal, el virus se instalará en los hepatocitos dando lugar a una infección productiva. Como característica se liberan grandes cantidades de partículas virales vacías, no infectantes, al torrente sanguíneo. Es decir la infección por el VHB determina no sólo la producción en el hígado de viriones completos, sino también una gran producción de partículas incompletas (con capacidad inmunogénica pero no infecciosa) constituidas exclusivamente por HBsAg y la liberación a la sangre de un antígeno soluble ligado al HBcAg, denominado antígeno e (HBeAg).

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Infección primaria autolimitada Después de la infección por el VHB aparecen en la sangre, durante el período de incubación, HBsAg, HBeAg, DNA del VHB y actividad DNA-polimerasa. Los títulos de estos marcadores víricos aumentan progresivamente hasta la aparición de los síntomas y la elevación de las transaminasas, para luego decaer. En este caso el HBsAg se detecta en forma transitoria siendo el primer indicador viral que aparece en la sangre. La presencia de este antígeno se considera sinónimo de infección aguda. Se pueden detectar luego de la primera o segunda semana luego de la exposición. Las manifestaciones clínicas aparecen en promedio 4 semanas después de la aparición de HBsAg. A medida que disminuyen los síntomas, los títulos de HBsAg diminuyen hasta ser indetectables en la mayoría de los pacientes asintomáticos. El HBeAg es otro indicador temprano de la infección. Aparece a los pocos días de la aparición del HBsAg, y el título forma un pico y luego declina en paralelo con el HBsAg. El HBeAg desaparece justo antes de la desaparición del HBsAg. En la mayoría de los pacientes, los anticuerpos anti-HBe aparecen cuando ya no se detecta HBeAg o poco después. Los anticuerpos anti-HBe persisten 1-2 años después de la resolución de la infección por VHB. El tercer indicador viral en orden de aparición son los viriones que contienen ADN y ADN polimerasa. Estas partículas de detectan por su actividad ADN polimerasa o por hibridación con ADN viral, y se encuentran en la sangre de la mayoría de los pacientes poco después de la aparición de HBsAg. Su concentración alcanza alto niveles durante el período de incubación tardía y desciende con el inicio de la hepatopatía. Un cuarto indicador de infección que aparece en casi todos los pacientes y en la mayoría antes del inicio de la lesión hepática son los anticuerpos anti-HBc. Aparecen 3 a 5 semanas después de la aparición de HBsAg en la sangre, y antes del inicio de la hepatitis clínicamente evidente o en forma simultánea. Los anticuerpos anti-HBC se pueden detectar 5 a 6 años después de la infección aguda en la mayoría de los pacientes. Estos pueden ser de clase IgM o IgG. La de tipo IgM sugiere una infección primaria en algún momento posterior al período temprano precedente; un título elevado de anti-HBc de tipo IgG sin IgM anti-HBc sugiere infección persistente. Se ha demostrado la aparición de anticuerpos anti-HBs durante la antigenemia. La negativización del HBsAg, constituye la primera evidencia de cese de la replicación viral y resolución de la infección. Con la aparición de anticuerpos anti-HBs, se tiene la certeza de resolución e inmunidad. También se han detectado complejos inmunes HBsAg-anti-HBs. Sin embargo en la mayoría de los pacientes con infección por VHB autolimitada solo pueden detectarse anti-HBs después de que desaparece HBsAg de la sangre. Los anticuerpos anti-HBs no se pueden detectar aún con las pruebas más sensibles en muchos pacientes inmediatamente después de que desaparece HBsAg. Esto puede ocurrir hasta en la mitad de los pacientes con infecciones autolimitadas. De modo que existe un período después de la resolución de una hepatitis B durante el cual no se detecta ninguno de los dos marcadores: período ventana. Este se caracteriza porque los anticuerpos se encuentran formando inmunocomlpejos (IC) circulantes con el HBsAg que es producido en exceso, como se dijo anteriormente. Este período es más corto en los pacientes con depuración más rápida del HBsAg. En el 5-12% de las personas que curan después de una hepatitis B no se forman anti-HBs. Cuando los anticuerpos anti-HBs son detectados, su titulo aumenta lentamente durante la recuperación y puede seguir en ascenso hasta 6 a 12 meses después de la desaparición del HBsAg. Estos anticuerpos pueden persistir varios años después de la infección por el VHB y está asociado con protección contra la reinfección.

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Títulos de HBsAg, antiHBs, antiHBc y partículas de Dane de DNA pol.

Figura 4. Representación esquemática de los marcadores serológicos virales en la sangre durante una evolución típica de infección primaria por virus de hepatitis B autolimitada positiva para HBsAg.

Hepatitis clìnica

HBsAg AntiHBc

Part. Dane DNA pol.

HBeAg

10

antiHBe

20

30

2

4

6

8

10

semanas Tiempo después de la infección por HBV

Esta forma de infección primaria autolimitada puede transcurrir sin la aparición del HBsAg. Esto puede deberse a la desaparición muy precoz del antígeno, sin embargo la no aparición de HBsAg en ningún momento se ha comprobado que es una posibilidad. Los anticuerpos anti-HBs aparecen por lo general 4-12 semanas después de la exposición a VHB. El HBcAg aparece en títulos menores (figura 4). La enfermedad suele ser en general asintomática. Infección persistente En aproximadamente el 10-12% de los casos se produce una infección persistente (figura 5) que dura años. Esta proporción aumenta en los pacientes con inmunodeficiencia natural (ancianos) o adquirida (hemodiálisis, HIV). Cuando la negativización del HBsAg no se produce en un período prolongado podemos sospechar una hepatitis crónica. En estos pacientes la infección no se resuelve y el virus continúa su replicación. Es muy probable que los pacientes que se mantienen positivos para HBsAg durante dos semanas o más después de la infección primaria permanezcan positivos indefinidamente, en cuyo caso se los llama portadores crónicos de HBsAg. Se pueden detectar viriones, actividad de ADN polimerasa, HBeAg o ADN viral en la sangre de una fracción significativa de pacientes con infección persistente. Casi todos los pacientes tienen títulos elevados de anti-HBc en sangre. Los niveles de este anticuerpo son significativamente superiores durante la infección persistente comparados con las infecciones autolimitadas y pueden ser detectados en forma indefinida en las infecciones persistentes. Se ha detectado HBeAg en el 25-50% de los pacientes con infección persistente y anti-HBe en casi la totalidad del resto.

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Figura 5. Esquema de los indicadores virales en sangre durante una evolución típica por hepatitis B con pasaje a la cronicidad.

Tìtulos de HBsAg, antiHBc y partìculas de Dane de DNA pol.

Hepatitis subclìnica AntiHBc HBsAg

HbsAg o antiHBc

HbsAg

Partìcula de Dane DNA pol. 10

20

30

antiHBs 2

6

10

semanas Tiempo despuès de la infecciòn por HBV

Puede ocurrir que el anti-HBe se encuentra formando inmunocomplejos con el HBeAg por lo que puede ser no detectado anticuerpo libre. Los ensayos estándar para anti-HBs rara vez detectan este anticuerpo en suero de personas con enfermedad persistente debido al gran exceso de antígeno. Algunos pacientes con infección persistente que continúan produciendo HBsAg no generan cantidades detectables de VHB infeccioso y serían portadores de HBsAg sin ADN polimerasa viral o HBeAg detectables. Se desconoce la fracción de portadores de HBsAg sin virus infeccioso detectables. Los pacientes con ADN polimerasa viral y HBeAg detectables en suero parecen ser muy contagiosos. Existen unos pocos pacientes portadores de HBsAg sin viriones que contienen ADN y ADN polimerasa o HBeAg detectables en la sangre; estos replican muy escasos virus completos, si acaso replican alguno, y el único gen viral expresado parece ser el gen que codifica para HBsAg en un estado integrado. Muchos de estos pacientes, pero no todos, parecen tener escasa o ninguna hepatopatía, y por lo tanto sintomatología, y son considerados portadores sanos. La infección persistente puede estar acompañada de sintomatología constituyendo una hepatitis crónica activa. Pero para clasificar una hepatitis crónica como activa es necesaria la imagen histológica que evidencie inflamación y necrosis. Luego de meses o años de iniciada la infección persistente puede aparecer una seroconversión dada por aparición de anticuerpos anti-HBe, que se asocia con mejoría clínica, funcional e histológica (10-15% por año). Esta situación suele preceder a la resolución espontánea de la infección, la que se acompaña en un 1% anual de la desaparición del HBsAg y aparición de anticuerpos anti-HBs.

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Por último, se han adjudicado a infección activa por VHB ciertos casos de hepatitis crónica sin HBsAg detectable debido a los niveles altos y persistentes de anticuerpos anti-HBc. INMUNIDAD PROTECTORA CONTRA LA INFECCIÓN

La presencia de anti-HBs parece aportar resistencia casi completa a la reinfección. Este anticuerpo presenta sobre todo especificidad anti determinante de grupo (a). Se ha demostrado la protección contra la reinfección contra el mismo subtipo así como también se han hallado segundas infecciones e incluso por subtipos diferentes. En definitiva en anti-HBs protege contra la infección. Se ha demostrado que los anticuerpos anti-HBc también protegen contra la infección en aquellos pacientes que no tienen anticuerpos anti-HBs. PATOGENIA

La infección persistente por VHB puede asociarse con un hígado normal o casi normal desde el punto de vista histológico y con una función hepática normal. Según la histología también puede presentarse como una hepatitis persistente crónica o como una hepatitis crónica activa. Con altas dosis infectantes de VHB se suelen observar períodos de incubación más breves y hepatitis agudas más graves que con bajas dosis infectantes. La infección por VHB a muy corta edad se suele asociar con hepatitis inicial muy leve; lo que sugiere que la edad es un factor determinante en el pronóstico. Ha sido difícil definir los mecanismos que intervienen en la lesión de la célula hepática. Entre estos mecanismos se encuentran descritos: 1. La respuesta de los linfocitos T citotóxicos con restricción HLA clase I dirigida contra los HBcAg y HBeAg sobre los hepatocitos infectados. Se necesitan aún más estudios para definir el papel de este mecanismo. 2. Efecto histopatológico directo de expresión de HBcAg en células infectadas. Las células cultivadas que presentan HBcAg y solo las que expresan HBsAg sufren cambios histopatológicos y mueren. Esto indica que la expresión de HBcAg puede ser tóxica para las células. 3. Expresión a gran nivel y la secreción ineficiente de HBsAg. Este mecanismo está sugerido por la observación en ratones transgénicos que solo expresan la proteína HBsAg grande. Esta se secreta en forma ineficiente y se acumula en los hepatocitos produciéndose lesión. 4. El último mecanismo sería la coinfección con el VHD. Esta coinfección produce lesión hepática y supresión de la replicación del VHB. Esta situación se describe con el VHD. En el huésped humano el estado de necrosis o injuria tisular puede prolongarse en el tiempo debido a una respuesta inmune deficiente o lenta, asociada a la respuesta inflamatoria y regeneración hepática continua por varios años. Este proceso patológico, particularmente cuando llega a la cirrosis, puede ser considerado carcinógeno, sin involucrar un acción oncogénica directa del virus, ya que no se han encontrado oncogenes virales. El carcinoma hepatocelular es de distribución universal. Las regiones geográficas con mayor incidencia de carcinoma hepatocelular también son aquellas donde la infección por VHB es habitual, donde se encuentran las más altas frecuencias conocidas de infecciones persistentes por VHB. Muy pocos casos de carcinoma hepatocelular se producen en niños. Entre el 60-90% de los pacientes con carcinoma hepatocelular también tienen cirrosis, lo que sugiere que la asociación de esta lesión con la infección persistente por VHB aumenta el riesgo de desarrollo de carcinoma hepatocelular. Aún no se ha identificado un mecanismo viral de hepatocarcinogenicidad. Este

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carcinoma a menudo tiene ADN viral integrado. Se han identificado mutaciones genéticas que podrían contribuir con un efecto oncogénico en algunos hepatocarcinomas, por ejemplo mutaciones puntuales en el gen supresor de tumores. El 80% de los carcinomas hepatocelulares en el mundo se asocian con infección por VHB, habiendo otros factores de riesgo reconocido, entre ellos se encuentran infección crónica por VHC, hepatopatía alcohólica, hemocromatosis y otras causas de cirrosis. En consecuencia el papel de VHB en el hepatocarcinoma puede no ser a través de un mecanismo oncogénico viral específico, sino como agente causal de hepatopatía necroinflamatoria crónica. Este es un proceso que puede ser carcinogénico sin considerar el agente productos de la lesión del hepatocito. DIAGNÓSTICO

El diagnostico etiológico se basa en la detección de las proteínas virales como HBsAg y HBeAg (el HBcAg no se detecta circulante) y de los anticuerpos específicos contra estos tres antígenos, mediante técnicas serológicas. Dentro de estas se encuentran los métodos inmunoenzimáticos (tanto métodos indirectos como directos), y métodos genéricos como PCR para detección del genoma viral. Es posible detectar ADN en suero mediante PCR en concentraciones muy inferiores a los de la hibridación de ADN; algunos sueros con pruebas de hibridación dot blot negativas para ADN mostraron resultados positivos con PCR. La PCR es una prueba de muy elevada sensibilidad. El perfil evolutivo de los marcadores serológicos fue descrito anteriormente. (Cuadro 2). Cuadro 2. Indicadores serológicos de virus de hepatitis B (VHB) en distintos estadios de infección y convalescencia Estadio de infección Periodo de incubación tardío de hepatitis B Hepatitis B aguda Hepatitis B aguda negativa para HBsAg Portador sano de HBsAg Hepatitis B crónica Infección por HBV en el pasado reciente Infección por HBV en el pasado lejano Vacunación reciente para HBV

HBsAg

Anti HBs

IgM anti HBC -

HBeAg

Anti HBe

-

IgG anti HBC -

+

+o-

-

+

-

+

+

+

-

-

-

+

+

+

-

+

-

+++

+o-

-

+

+

-

+++

+o-

+

-

-

++

++

+o-

-

+

-

+o-

+o-

-

-

-

-

++

-

-

-

-

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PROFILAXIS

La profilaxis pasiva se realiza mediante una gammaglobulina hiperinmune "HBIg" contra este virus. La HBIg debe administrarse dentro de las 48 h. de producida la exposición (preferentemente antes de las 6 h) por vía intramuscular o intravenosa, en una dosis única. También puede realizarse con globulina sérica inmune estándar (ISG). La profilaxis activa se realizó en un principio (comienzos de la década de 1980) por medio de una vacuna de primera generación. Fue la primera vacuna a partir de suero humano, consiste en la administración de antígenos virales con el propósito de estimular la respuesta inmune. La vacuna consiste en partículas de 22 nm del VHB obtenidas de portadores crónicos separadas por métodos físicos e inactivadas por métodos químicos. La seroconversión se produce en el 95% de los vacunados. Actualmente la vacuna mas difundida para prevenir la hepatitis B es una vacuna de segunda generación, es una vacuna recombinante donde se usan plásmidos conteniendo el gen S del ADN del HBV en levaduras (Saccharomyces cerevisiae) permitiendo la expresión del HBsAg en estas levaduras. Con esta técnica de ingeniería genética las partículas esféricas obtenidas son inmunogénicas, pero su utilización, sin embargo, tampoco produce la seroconversión del 100% de los vacunados. Es importante determinar los individuos susceptibles y protegerlos: personal sanitario, pacientes con hemodiálisis, hemofílicos, comunidades cerradas, homosexuales, drogadictos, etc., y niños cuyas madres sean portadoras en el momento del parto. Los programas de inmunización contra la hepatitis B deben tener como meta principal la prevención de la condición de portador crónico. Se establece esta meta para todos los grupos de población que tengan tasas de portadores superiores al 2%. Al establecerse que existen grupos con tasas superiores al 8-10%, el problema se transforma en una prioridad para el sistema de salud. Por esto la organización mundial de la salud (OMS) y la organización panamericana de la salud (OPS) han considerado la inclusión de esta vacuna en los programas ampliados de inmunización. El precio de la vacuna esta actuando como factor limitante en el numero de países en desarrollo que pueden incluirla en sus planes de vacunación. La inmunización universal de los recién nacidos es la única forma en que la enfermedad pueda controlarse a largo plazo. En nuestro país forma parte del plan nacional de vacunaciones. Después de completar la vacunación se determinaran los títulos de anti-HBs. Títulos inferiores a 10 mUI/ml se interpretan como falta de protección y necesidad de revacunación. El 85-95% de los sujetos normales se inmunizan adecuadamente, solo si el título es superior a 1000 mUI/ml se confiere una inmunidad promedio por 3 a 5 años. Es de mucha importancia que el personal de salud, de laboratorio y todo aquel personal que se halle expuesto al virus mantenga las medidas de seguridad básicas: esto se basa en educación sanitaria, vacunación, planificación del reciclaje de material, detección periódica de HBsAg. Los métodos de inactivación segura del material son: 30 min de ebullición; 15 min a 121 ºC y una atmósfera en autoclave, o 2 horas a 160 ºC en calor seco. Si destacamos que solo bastan 0.0004 mililitros de suero positivo para infectar a un individuo sano podemos entender la importancia de las medidas de seguridad.

Virus de la hepatitis C En la década de 1970 se vio que la mayoría de los casos de hepatitis asociados a transfusiones no eran causados por HAV ni HBV. La enfermedad asociada con estos hallazgos se llamó “Hepatitis no A-no B”, no conociéndose el tipo y número de agentes etiológicos. En

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1989, con la descripción de un nuevo agente mediante técnicas de biología molecular, y el desarrollo de nuevas técnicas serológicas, pudo diagnosticarse a la mayoría de las hepatitis postransfusionales como causadas por el virus hepatitis C (HCV). TAXONOMÍA Y CLASIFICACIÓN

El HCV posee características biológicas y genéticas que le permite ser agrupado dentro de la familia Flaviviridae, género Hepacivirus. CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES

El HCV es un virus esférico, envuelto, con un diámetro aproximado de entre 30 – 60 nm. Presenta una nucleocápside de simetría icosaédrica y un genoma de ARNsc de polaridad positiva. GENOMA

Consta de una única cadena lineal de ARN, de polaridad positiva, no segmentado. Al igual que los Picornaviridae, las secuencias codificantes en el genoma se encuentran dispuestas en forma polarizada en dirección 5’-3’, estando más próximos al extremo 5’ los genes que codifican para las proteínas del core y envoltura (necesarias en gran número de copias), mientras que por el contrario, cercano al extremo 3’ se encuentran los genes que codifican para proteínas no estructurales (NS), como por ejemplo la replicasa viral (una copia por partícula viral). Esta disposición responde al mecanismo de regulación de la expresión de las proteínas virales, el cual consiste en la mayor probabilidad de despegue del ribosoma desde el transcripto viral; lo cual lleva a la síntesis de altos niveles de proteínas estructurales y relativamente pocas copias de aquellas proteínas que no formarán parte de la progenie viral (ahorro energético). El genoma consta, comenzando por su extremo 5’ de: una región 5’UTR (no codificante), seguida por un codón AUG que inicia un gran marco de lectura abierto (ORF) el cual codifica una gran poliproteína de aprox. 3000 aminoácidos (AA) de secuencia, la cual contiene a todos o gran parte de los productos codificados por los submarcos de lectura estructurales y no estructurales. Hacia el extremo 3’ encontramos otra región no codificante (3’-UTR), de menor longitud. Tanto la 5’-UTR como la 3’-UTR se hallan implicadas en los eventos de regulación, tropismo celular, estabilidad del transcripto, secuestro de la maquinaria traduccional del huésped, etc. Figura 8. Organización del genoma del virus de la hepatitis C. El cuadro rectangular más grande representa el marco abierto de lectura, dentro del cual las líneas verticales indican los sitios de clivaje proteolítico por las proteinasas celulares y virales. Las líneas en cada extremo del marco abierto de lectura representan los segmentos 5’ y 3’ (izquierda y derecha, respectivamente) no traducidos del genoma (5’ UTR y 3’ UTR). Envoltura

E1

Nucleocápside

E2

Serin proteasa

NS2

NS3

NTPasa RNA helicasa

NS4b

NS5a

NS2a NS4a Proteinasa cis-activa Cofactor de la proteinasa Zn3 Zn3 -dependiente

NS5b

ARN polimerasa ARN dependiente

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PROTEÍNAS VIRALES

De la poliproteína se derivan por fragmentación enzimática: • Una proteína de la nucleocápside: C • Dos proteínas de envoltura. E1 y E2/NS1 • Las cinco proteínas restantes son no estructurales: – NS2 o p23, con actividad proteasa; – NS3 o p76, con actividades proteasa, ATPasa y helicasa; – NS4 (dímero p8- p27), con posible función reguladora y unión a ARNsc; – NS5A (p56-58), con función también reguladora; y – la ARN replicasa viral o proteína NS5B (p68), con probable función de ARN replicasa. Figura 6. CICLO DE REPLICACIÓN

La estrategia de replicación del genoma de HCV esta en estudio. Los estudios sobre la replicación, adsorción, penetración, ensamblaje y liberación de las partículas hijas, aportan muy poco aun. Se han propuesto modelos de cómo el virus lleva a cabo su ciclo replicativo, entre ellos tenemos: el virus probablemente entra a la célula previa unión de la glucoproteína E2 a su receptor específico (desconocido, posiblemente del tipo: lipoproteínas de baja densidad y el receptor CD81 de membrana del hepatocito). Luego el genoma viral es liberado en el citoplasma, en donde comienza a traducirse directamente en la poliproteína de 3000 AA (a partir de una molécula de ARN de polaridad positiva), por un proceso independiente, regulado por la presencia a nivel de la región UTR 5’ de un sitio de alta afinidad de unión para el ribosoma. A medida que la poliproteína es traducida (o después), comienza el procesamiento de la misma, es catalizada por las proteasas codificadas por el virus (NS2 y NS3) neosintetizadas y posiblemente proteasas celulares, para dar lugar a todas las proteínas estructurales y no estructurales en su forma nativa. El procesamiento comienza con el autoclivaje de las proteasas virales como parte de la poliproteína en proteasas maduras, las cuales prosiguen con el procesamiento del resto de la poliproteína. A partir de este proceso se sintetiza la ARN replicasa viral (actividad ARN polimerasa-ARN dependiente) la cual primero cataliza la síntesis de un intermediario replicativo de ARN de polaridad, con una longitud igual a la del genoma, el cual sirve después como molde para la replicación, por múltiples horquillas simultáneas, dando lugar a un elevado número de copias de ARN genómico (simple cadena, de polaridad positiva) viral. Probablemente la envoltura es adquirida por invaginación dentro de vesículas citoplasmáticas; mientras que el mecanismo de liberación aún permanece desconocido (se sospecha que podría ser por exocitosis). El HCV suele no generar un efecto citopático evidente. VARIABILIDAD ANTIGÉNICA

Se han identificado regiones hipervariables en todos los genes que codifican proteínas virales, pero los más variables son los que codifican para las proteínas de la envoltura. Al igual que con otros genomas de ARNsc y debido a la ausencia de actividad proofreading y nick translation de la replicasa de HCV, el genoma viral posee una alta tasa de sustitución de nucleótidos (2x10-3) por año. Esto trae consigo la acumulación de variantes genéticas incluso en un mismo individuo infectado (cuasiespecies), las cuales muchas veces pueden infectar nuevos individuos constituyendo nuevas poblaciones del virus genéticamente distintas o genotipos según el porcentaje de variabilidad. Hasta el momento se han identificado seis

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genotipos predominantes de HCV, cada uno de los cuales integrado por variantes genómicas menores o subtipos genómicos, denominados A, B y C. El análisis de secuencia de la región del genoma que codifica para la polimerasa viral (NS5B) proporciona información con respecto a dicha variabilidad, siendo la utilizada en la determinación de los genotipos y sus variantes: 12% de divergencia de secuencia o menos entre diferentes aislamientos es característico de un mismo subtipo; mientras que una divergencia del 36 - 28% o menos es correspondiente a un mismo genotipo. En Uruguay predominan los genotipos 1, 2 y 3 en sus diferentes subtipos. En lo que a prevalencia se refiere, el genotipo 1 corresponde a un 70% de los casos, dentro del cual los subtipos A y B predominan de la misma forma (50% cada uno); le sigue el genotipo 3, subtipo 3A, con un 26% de los casos, y finalmente el genotipo 2, subtipo 2A, con un 3%. RESISTENCIA FRENTE A AGENTE QUÍMICOS Y FÍSICOS

Este agente infeccioso se ve inactivado por exposición a solventes lipídicos o detergentes; a 100 ºC durante 5 min; a 121 ºC durante 15 min; es inestable a temperatura ambiente o frente a congelamiento y descongelamiento repetido. Puede ser destruido por hipoclorito de sodio al 0,5%, formol, etc. EPIDEMIOLOGÍA

El VHC es la principal causa (87% aproximadamente) de hepatitis no A no B; tiene distribución mundial. Es un virus de transmisión sanguínea o parenteral fundamentalmente. También puede darse la transmisión de tipo sexual y vertical (o perinatal). Las personas en riesgo de adquirir el virus son aquellas sometidas a transfusiones sanguíneas o sus productos (hemofílicos), drogadictos intravenosos, pacientes nefrológicos, en hemodiálisis; receptores de órganos, personal sanitario, personas VIH positivas, etc. En lo que refiere a la transmisión vertical, los hijos de padres drogadictos intravenosos (especialmente las madres) constituyen el grupo de riesgo más importante. En el mundo hay un 0 – 15% de transmisión vertical de HCV, por lo general asociado a niveles socioeconómicos deficitarios y marginación, el 10% de estos niños desarrollan hepatopatía. Al parecer la transmisión ocurre cuando la madre tiene viremia alta (en hepatitis agudas o en las portadoras de VIH). La transmisión por vía sexual es posible, pero es mucho menor que para el virus B y, en general, se asocia a infección con el VIH. En pacientes comunitarios en los que puede no haber riesgo previo de infección por vía parenteral quizá pequeñas dosis del virus accedan al organismo a través de las membranas mucosas, replicándose a nivel local hasta alcanzar el número necesario como para invadir la circulación y provocar viremia (de una forma más tardía), ganando acceso hacia el tejido blanco definitivo. PATOGENIA

El mecanismo por el cual el VHC causa manifestaciones clínicas aún esta en estudio, pudiendo tener lugar un efecto citopático directo o que sea resultado de una respuesta inmune patológica. No se distingue clínicamente de otras formas de hepatitis, con mayor tendencia a formas leves anictéricas y 75% de las veces asintomáticas. Aproximadamente el 80% de las infecciones desembocan en una hepatitis crónica, es decir que solo un 15-20% de los infectados desarrollan únicamente una infección aguda y luego se curan. Las formas agudas de la enfermedad por lo

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general son asintomáticas lo cual hace difícil la identificación de aquellas personas infectadas con riesgo de contraer una enfermedad grave por VHC. Los pacientes con hepatitis crónica severa o leve por VHC pueden desarrollar una cirrosis hepática. De estos un 10% desarrollan hepatocarcinoma. Infección aguda En casos postransfusionales, el virus se hace detectable en circulación en 1 a 3 semanas, habiendo ocasionado en el hígado una infección considerable quizá mucho tiempo antes. El 60–70% de los pacientes con infección aguda son, por lo general, asintomáticos o presentan manifestaciones no específicas asociadas a un daño hepático moderado (20%), luego de un período de incubación de 4 – 20 semanas. La hepatitis fulminante es rara. La fase inicial de replicación extensa en el hígado es seguida, luego de varios meses, por una declinación de la viremia, pudiendo resolverse la infección en un 15-20% de los enfermos, con curación. No obstante, en la mayoría de los casos la infección aguda progresa a una infección crónica. Se ha visto que la resolución de la enfermedad va de la mano que va de la mano con una potente respuesta T helper de tipo 1 (respuesta celular) frente a antígenos virales en el individuo, la cual no ocurre de la misma manera en todos los pacientes, pudiendo ser un factor que predispone a la cronicidad. Infección crónica La gran mayoría de los pacientes infectados por VHC desarrollan una infección crónica (el 85% de hepatitis postransfusionales y el 50% de las esporádicas), haciéndose portadores del virus. Estos mantienen sus niveles de transaminasas normales y suelen estar libres de síntomas durante los primeros períodos, pero con el correr del tiempo la función normal del hígado tiende a deteriorarse como resultado del daño hepatocelular acumulado, dando lugar a una enfermedad hepática grave (hepatitis crónica activa – 25%) que puede desembocar en cirrosis (25%) e incluso hepatocarcinoma (15%). Por lo general, durante la fase crónica, aumentan los niveles de transaminasas, así como del número de viriones en sangre, en forma fluctuante, lo cual es muy característico.

Figura 7. Evolución natural de la infección por el virus de hepatitis C.

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RESPUESTA INMUNE

La infección por VHC induce la formación de anticuerpos contra las diferentes proteínas del virus. Estos anticuerpos aparecen después del inicio de la hepatitis aguda y persisten tanto en los pacientes que evolucionan a la cronicidad (más del 75%) como en los casos que curan. Su detección suele interpretarse como evidencia de infección activa cuando se asocia a elevación de las transaminasas. Cuando éstas son normales no permite distinguir entre infección activa o pasada. Para ello puede recurrirse a la determinación del RNA del VHC en el suero, cuya positividad es sinónimo de infección activa. Los anticuerpos anti-proteína de la cápside son los primeros que generalmente se detectan, dentro de los primeros días o semanas del inicio de la hepatitis clínica. Los anticuerpos anti-glucoproteínas de envoltura son detectados en un bajo porcentaje de los infectados, debido quizá a la diversidad serológica subyacente a estas; a la ausencia de un test serológico apropiado o porque quizá simplemente no se desarrollen en el individuo infectado. Hay que tener en cuenta que se han observado respuestas tardías, de hasta 12 meses luego del inicio del cuadro clínico. Recientemente se han reportado ensayos serológicos que permitirían distinguir aquellos individuos portadores del virus de aquellos que se han curado pero mantienen una respuesta de anticuerpos (figura 7). MÉTODOS DE ESTUDIO

Actualmente se dispone de procedimientos inmunoenzimáticos que evidencian la presencia de anticuerpos en sangre de pacientes infectados contra tres antígenos virales. • pC100 no estructural; • C22 o proteína del core, y • p33C, codificada por la región NS3. Existe un período ventana (no detección de anticuerpos) de aproximadamente 80-90 días. En general la detección de anticuerpos se realiza en dos etapas: 1) el tamizaje sanguíneo por ELISA (de alta sensibilidad) a nivel de las instituciones de salud y bancos de sangre; la cual no permite diferenciar de una infección pasada o presente, aguda o crónica, etc, generando también muchos falsos positivos; y 2) los estudios complementarios como el Western Blot (ensayos inmunolineales), los cuales dan un resultado positivo, negativo o indeterminado (en el caso de que halla seroconversión o en inmunodeprimidos, etc). La detección del genoma del virus en sangre es otro de los estudios que se realizan para el diagnóstico de HCV y para diferenciar las formas crónicas de la enfermedad de aquellos pacientes curados pero con respuesta de anticuerpos. El diagnóstico de actividad viral se realiza por RT-PCR a partir de muestras de sangre con anticoagulante o plasma. Se basa en la retrotranscripción de la secuencia correspondiente a la región 5’-UTR (conservada) del genoma de HCV, la cual sirve como molde o templado para la amplificación con cebadores específicos de esa región. Además, la PCR utilizada en forma cuantitativa permite hacer el seguimiento de estos pacientes durante el tratamiento con interferón. La determinación de los genotipos aislados se realiza también por RT-PCR. El patrón en electroforesis en gel de agarosa es típico para cada genotipo. PROFILAXIS

La clave para reducir la incidencia de la infección por el VHC es disminuir la exposición a la sangre contaminada.

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Cuadro 3. Personas en las que se debería realizar el monitoreo para detectar infección por hepatitis C Prevalencia elevada Personas que alguna vez se han inyectado drogas ilegales

Exámenes posteriores a la exposición Personas con exposición mucosa o percutánea importante a sangre positiva para HCV Personas con niveles elevados de aminotransNiños nacidos de mujeres infectadas con ferasas el HCV Personas en hemodialisis Parejas sexuales de personas infectadas con el HCV, que deberían ser considPersonas que reciben transfusiones o transeradas para rastreo de HCV si bien el plantes de órganos incluidos concentrados de riesgo de transmisión es bajo a través del factores de coagulación producidos antes de 1987 o tanto transfusiones como transplantes de contacto sexual. órganos antes de julio de 1992 Personas en contextos de elevada prevalencia demostrada de HCV y en que es dificil determinar los factores de riesgo, por ej. internados, pacientes que se atienden en clínicas de barrios carenciados por enfermedades de transmisión sexual y pacientes que se atienden en algunos departamentos de urgencias de universidades

Debido a que aún no existen vacunas contra el VHC, el control de la infección se lleva a cabo mediante el correcto tamizaje de la sangre y sus productos en bancos de sangre. Hoy la infección por HCV es tratable mediante el uso de interferón (IFN) y ribavirina, aunque ya existen cepas resistentes a uno y otro fármaco. La resistencia al IFNα recombinante se debe a mutaciones en la región NS5A que codifica para una proteinquinasa viral (factor transregulador). Los genotipos 1 son malos respondedores al tratamiento, a no ser que el mismo sea de larga duración (1 año con monitorización por RT-PCR). Los demás genotipos suelen responder bien al tratamiento. El tratamiento debe acompañarse de estudios de cuantificación periódicos del número de partículas virales por ml de plasma (carga viral para VHC), ya sea mediante el método de dilución final o por métodos moleculares. El desarrollo de una vacuna eficaz va a ser difícil y no a corto plazo, dada su variabilidad antigénica y su pobre inmunogenicidad.

Virus de la hepatitis D Fue identificado por primera vez en 1977 como el agente delta. Es un virus defectivo que requiere del VHB para su replicación y expresión. Requiere además que este último se esté replicando para poder infectar. Las características del virión (agente delta) son similares a las de los virus ARN satélites de las plantas, que no pueden multiplicarse sin la ayuda de un virus “cooperador”. TAXONOMÍA Y CLASIFICACIÓN

Este agente infeccioso permanece aun está sin clasificar.

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CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES

Es una partícula esférica de 37 nm de diámetro, presenta envoltura, la cual esta constituida por el HBsAg (porque toma la cubierta del VHB), en su interior contiene antígeno delta (HDAg) y una molécula de RNA de simple cadena. GENOMA

Es una única molécula de ARN circular cerrado de polaridad positiva de 1700 nucleótidos. Contiene varios marcos abiertos de lectura, siendo uno solo el que codifica para el HDAg. PROTEÍNAS VIRALES

Presenta una única proteína: el antígeno VHD, no expuesto en la superficie viral. Hay dos especies de esta proteína, una de 24 kDa. y otra de 27 kDa. La proteína menor es sintetizada primero y luego de una replicación prolongada se sintetiza la de mayor tamaño. La primera es requerida para la replicación viral, mientras que la segunda actúa inhibiendo dicha replicación, siendo necesaria para el ensamblaje. La otra proteína identificada en estas partículas es el HBsAg, que deriva de una coinfección con este virus, y es esencial para el ensamblaje y transmisión del VHD. VARIABILIDAD ANTIGÉNICA

Si bien existe heterogeneidad en las secuencias de los aislamientos del VHD de distintas regiones geográficas, no hay diferencias serológicas entre los aislamientos. Se describieron tres genotipos de VHD en base a diferencias en la secuencias de sus genomas. El genotipo I es el más frecuente en todo el mundo. El genotipo II se encuentra en Taiwán y el genotipo III predomina en Sudamérica. EPIDEMIOLOGÍA

La vía de transmisión es similar a la del VHB, fundamentalmente parenteral. Es endémico en las mismas zonas que el VHB. Aparece también en forma esporádica en los mismos grupos de riesgo para el VHB. Se han descrito incluso epidemias de hepatitis aguda a virus delta en poblaciones con alta tasa de infección por el virus de hepatitis B (Sudamérica). En áreas de baja prevalencia de infección por VHD el principal factor de riesgo es el consumo de drogas por vía intravenosa y los hemofílicos politransfundidos, mientras que en áreas muy endémicas predomina la transmisión vertical. De todas maneras fuera de estas áreas la importancia de la transmisión perinatal es mínima y ocurre solo en madres con HBeAg. La transmisión sexual del VHD parece menos eficiente que la del VHB. La prevalencia global de la infección en portadores crónicos de VHB es del 5%. El riesgo de transmisión por transfusión es mayor si el receptor es portador crónico del VHB porque cantidades mínimas del VHD desarrollan la infección. La hepatitis D es infrecuente en hemodializados y en homosexuales. PATOGENIA

Dos posibles mecanismos han sido propuestos: 1. Efecto citopático directo, resultando en necrosis hepatocelular y degeneración grasa, observando que aquellas células con alto nivel de expresión del antígeno del VHD no sobreviven. 2. Patogenicidad inducida por la respuesta inmune. La infección aguda puede producirse simultáneamente con el HBV (coinfección) esto da

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un cuadro de hepatitis aguda clásica que solo se cronifica en un 10%; o puede producirse en un paciente con hepatitis crónica por HBV (superinfección) la cual tiene un pronóstico más grave que la anterior. Lleva a enfermedad hepática progresiva en hasta un 90% de los casos. En estos pacientes también es común desarrollo de una hepatitis fulminante. La coinfección por el VHB y el VHD induce una hepatitis aguda autolimitada, habitualmente con resolución hacia la curación, aunque puede causar una lesión hepática extensa que se manifieste como una hepatitis fulminante en un 5%. Esta no parece aumentar el riesgo de una infección crónica por VHB. La replicación del VHD en los hepatocitos ocasiona una inhibición de la replicación del VHB (puede determinar negativización del antígeno S), con lo cual la duración del período agudo de enfermedad suele ser breve. La eliminación del VHB impide la persistencia de la infección delta y determina la curación de ambas infecciones. Superinfección: cuando la infección por un inóculo que contiene VHB y VHD se produce en un portador crónico de HBsAg, se facilita la replicación del VHD. En estos casos la infección delta tiene, casi indefectiblemente, una evolución a la cronicidad, induciendo una enfermedad hepática más severa y de rápido progreso, o una cirrosis hepática a menos que el paciente fallezca por una hepatitis fulminante. Una tercera forma de infección aguda se vería luego de trasplantes hepáticos en la que la infección latente por VHD del aloinjerto se reactiva antes de la reinfección franca por VHB del hígado transplantado. RESPUESTA INMUNE Y DIAGNÓSTICO

En ambos casos: coinfección y superinfección se sumarán los cambios serológicos propios de la hepatitis B con los propios de la infección delta, estos últimos consisten en la aparición en la sangre durante un breve período de tiempo (días) del antígeno delta (HDAg), seguido de la aparición de una respuesta anti-delta en forma de anticuerpos IgM e IgG. La repuesta IgM aparece en forma temprana y de manera transitoria. Esta persiste además durante la infección crónica por lo que no es posible distinguir entre infección aguda y crónica a través de esta. La IgG anti-delta es indetectable una vez que el antígeno S ha desaparecido. La infección induce inmunidad tanto humoral como celular. Esta respuesta inmune no es protectora contra una reinfección, aunque puede modular la sintomatología. Los marcadores específicos de infección por VHD son: presencia de antígenos de VHD, de ARN viral en suero y las respectivas respuestas inmune par ellos. Estos marcadores coexisten necesariamente con marcadores de infección por VHB. La infección por VHD debe sospecharse siempre en los pacientes con infección por VHB que se tornaron anti-HBe positivos pero siguen presentando signos de hepatitis crónica, dado que la inflamación hepática por lo general remite con rapidez después de la seroconversión para VHB. La posibilidad por VHD también debe tenerse presente en los pacientes HBsAg positivos estables que muestran un aumento brusco significativo del nivel sérico de ALT o AST sin alteraciones del HBeAg y en los pacientes con enfermedad rápidamente progresiva y cirrosis de instalación temprana. No obstante, el diagnóstico de infección por VHD aguda es difícil debido a que las inmunoglobulinas G (IgG anti-VHD) pueden tardar varias semanas en aparecer en la circulación. Los anticuerpos IgM anti-VHD suelen detectarse antes de la aparición de IgG. En los casos crónicos se observa el mantenimiento de los niveles elevados de IgG e IgM durante un tiempo indefinido. Esta IgM mantenida constituye un buen indicador del pasaje a la cronicidad. La presencia de títulos séricos elevados de IgG suelen indicar una replicación viral activa. Aunque

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Figura 8. A-D, patrones típicos de indicadores serológicos durante la infección por virus de hepatitis D (VHD). La coinfección suele ser autolimitada y se resuelve (no pasa a la cronicidad); es posible detectar HDAg (B) o no (A) en suero. Luego de estas infecciones por VDH sin antigenemia HD detectable, puede no detectarse una respuesta de IgG antiHDAg (A). La sobreinfección puede ser autolimitada y resolverse (C) o hacerse crónica (D) con HDAg persistente en el hígado e IgM antiHDAg en suero.

por el momento permanece en estudio, el ARN viral también podría ser un parámetro útil para establecer la presencia o la ausencia de una infección activa por el VHD. Detección de los anticuerpos específicos contra el HDAg (anti-HD): este antígeno, si bien sale a la circulación, lo hace recubierto con el HBsAg. Como esta infección esta directamente relacionada con el HBV, es útil diferenciar si se trata de una coinfección o una superinfección, para eso se lo relaciona con los marcadores del HBV. • Coinfección: presencia de AgHBs y respuesta IgM anti-HBc • Superinfección: positividad para el AgHBs en ausencia de IgM anti-HBc En la muestra de biopsia hepática es posible detectar antígenos de VHD mediante técnicas inmunohistoquímicas o de hibridación in situ. También puede detectarse en el suero de un 20% de los pacientes con infección aguda, pero en la mayoría de los casos de infección crónica desaparece como consecuencia de su fijación a los anticuerpos anti-VHD (figura 8). PROFILAXIS

Es la misma que se describió para el virus de hepatitis B (VHB).

Virus de la hepatitis E Una proporción significativa de las Hepatitis virales agudas en jóvenes y adultos jóvenes en

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Asia, África e India son causadas por una agente viral de transmisión entérica, no relacionado serológicamente con el VHA. El agente viral de las Hepatitis no A no B entéricamente transmitido ha sido recientemente aislado, parcialmente caracterizado y clonado; y se le ha dado el nombre de virus de Hepatitis E (VHE). Da lugar a una hepatitis autolimitada que puede ser desde asintomática o leve, hasta una hepatitis fulminante. TAXONOMÍA Y CLASIFICACIÓN

Se lo relaciona con la familia Caliciviridae, pero se está considerando colocarlo en un nuevo grupo denominado “virus parecidos a hepatitis E” debido a ciertas características que lo distinguen de los típicos Calicivirus (tamaño más pequeño, y una cápside más sutil que la de los anteriores). Posee una estructura intermedia entre el agente Norwalk (un calicivirus) y el VHA (un picornavirus). Actualmente se encuentra sin clasificar. CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES

Su forma es esférica, de 27-34 nm de diámetro, con indentaciones en su superficie y está desprovisto de envoltura. Su genoma está constituido por una cadena simple cerrada de ARN de polaridad positiva, que presenta aproximadamente 7200 kilobases de longitud seguido por un tracto poli A. El genoma está constituido por una región 5’ corta con “cap” no traducido (5’UTR), 3 MAL denominados ORF, cada uno en un marco de codificación diferente y una región no traducida corta terminado por residuos de adenosina expandidos. Se cree que el ORF1, considerado el más grande, codifica para la o las proteínas no estructurales del virus. Sobre la base de la identificación de los motivos de aminoácidos característicos se han identificados los elementos genéticos que se mencionan en orden de comienzo 5’ hacia el final 3’ de ORF1: • Una metiltransferasa que se supone que participa en la disposición del cap en el extremo 5’ del genoma viral • Un dominio Y, de función desconocida. • Una cistein-proteasa similar a la papaína. • Una bisagra rica en prolina que puede brindar flexibilidad y que contiene una región de secuencia hipervariable. • Un dominio X de función desconocida. • Un dominio que contiene una helicasa. • ARN polimerasa. El ORF 2 de cerca de 2000 nucleótidos de longitud da origen aproximadamente a 40 nucleótidos en el extremo 3’ de la terminación del ORF1 y consiste en: • Una secuencia señalizadora 5’. • Una región de 300 nucleótidos rica en codones de arginina la que probablemente represente un sitio ligado al ARN. • Tres sitios potenciales de glicosilación. La proteína codificada parece ser la proteína de la cápside del VHE. El ORF3 de menos de 400 nucleótidos de longitud se superpone al ORF1 y al ORF2 y su función es desconocida. REPLICACIÓN VIRAL

En cuanto a la replicación viral se ignoran los mecanismos de unión del virus a las células

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Figura 9. Organización del genoma del virus de la hepatitis E. El mismo consta de aproximadamente 7.2kb, posee tres marcos de lectura abiertos (open reading frames, ORF). Probablemente las proteínas no estructurales estén codificadas dentro del ORF1. Las proteínas de la cápside estarían codificadas en el ORF2. El tercer ORF (ORF3), de pequeño tamaño y superpuesto al ORF anterior, codifica para una proteína inmunogénica de función desconocida. Abreviaturas: MT, metiltransferasa; P, proteasa similar a la papaína; Pro, “bisagra” rica en prolina; X e Y, proteínas de función desconocida; Hel, helicasa; RDPR, ARN polimerasa ARN dependiente.

susceptibles, de su entrada a la célula y de la pérdida de su envoltura. Es probable que luego de la pérdida de la envoltura el genoma sea directamente traducido mediante mecanismos celulares que reconocen al ARN con “cap”. También es probable que el ORF1 traducido sea clivado por las proteasas celulares. Se cree que el ARN intermedio replicante de cadena negativa es sintetizado por la ARN polimerasa viral cuya codificación se atribuye a la región 3’ del ORF1. Es posible que posteriormente la polimerasa viral también sintetice toda la longitud de las cadenas del ARN de cadena positiva así como por lo menos dos ARNm subgenómicos. Se sabe muy poco acerca del ensamblaje y el transporte del virus fuera de la célula. Se ha propuesto que el producto del gen del ORF2 es una proteína de la cápside. Se ignora si la liberación del virus de las células infectadas es un proceso activo o el resultado de la muerte celular mediada por el virus, pero este es hallado en la bilis durante la fase aguda de la infección, por lo que la bilis podría ser la fuente principal del VHE encontrado en las heces (figura 9). VARIABILIDAD ANTIGÉNICA

Todos los aislamientos del VHE parecen compartir un epítope grupo específico, observados usando inmunoelectromicroscopía con sueros de distintas áreas geográficas, por lo que todas las cepas recuperadas hasta el momento pertenecen al mismo serotipo. Las secuencias de los genomas de varias cepas de VHE procedentes diferentes regiones han sido establecidos en forma parcial o total. Sobre la base del análisis de esas frecuencias las cepas del VHC pueden ser clasificadas en 3 grandes genotipos: 1) cepas asiático-africanas, 2) una cepa mexicana y 3) cepas estadounidenses y porcinas. Cada uno de estos tres grupos genéticos mayores tiene deleciones o inserciones en los nucleótidos, juntas o por separado, que son exclusivas de cada grupo. Las secuencias del ORF1 de los tres genotipos mayores difieren entre sí en la identidad de la secuencia de nucleótidos en cerca de un 20%, mientras que la identidad de la secuencia dentro de cada grupo difiere en no más de 5-10%. Por lo tanto la heterogeneidad genética parece tener una distribución regional. Hace poco se descubrió un cuarto genotipo del VHE en Asia y en Europa se han identificado otras variantes nuevas. EPIDEMIOLOGÍA

Es difícil trazar un mapa epidemiológico de este virus en el mundo. Se han podido detectado brotes epidémicos en diversas partes del mundo. Las regiones endémicas se localizan en gran

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parte de África, centro y sur de Asia y México. Los casos observados en regiones no epidémicas corresponden a personas que han regresado de viaje de zonas endémicas. La forma más espectacular de la enfermedad, la hepatitis E epidémica, en realidad es una forma de presentación muy infrecuente y en su gran mayoría los casos se producen como una enfermedad endémica o esporádica. La hepatitis endémica se limita a un conjunto de países en vías de desarrollo. Casi todas las epidemias de hepatitis E han sido producidas por el agua contaminada, pero se ha informado que algunas epidemias ocurridas se debieron a la contaminación de los alimentos como mariscos crudos o poco cocinados. La principal vía de transmisión es la entérica, es decir por agua o alimentos contaminados. A pesar de que los niños también se ven afectados, la hepatitis E, es una enfermedad de adultos jóvenes, especialmente hombres. El aumento en la prevalencia durante la adultez temprana sugiere una transmisión sexual, y existen trabajos que estarían indicando también la transmisión vertical. Se acepta que el VHE tiene características epidemiológicas bastante diferentes de las de la mayor parte de los virus que se transmiten por vía fecal-oral como el VHA. Es bastante evidente que la hepatitis E se observa en regiones del mundo donde la contaminación fecal de las aguas para beber es muy común. Los brotes tienen cierta estacionalidad, que coincide en ciertas zonas con la época de grandes lluvias. La enfermedad afecta más frecuentemente a individuos entre los 15 y 45 años. La transmisión de persona a persona es menos eficiente que en la hepatitis A. La severidad promedio de las infecciones por VHE es algo mayor que la de las infecciones por el virus de la hepatitis A, por ende, la mortalidad asociada al VHE llega al 1%, mientras que la mortalidad por VHA es de 0.2%. El VHE no ha podido ser propagado en cultivos celulares. El hombre es el hospedero natural de este virus, aunque se han identificado anticuerpos anti-VHE en otros animales como monos salvajes, pollos, roedores y cerdos. PATOGENIA

Produce una enfermedad aguda autolimitada, indistinguible de otras formas de hepatitis aguda, que puede presentarse desde una forma subclínica hasta formas fulminantes, sobre todo en mujeres embarazadas, donde alcanza un porcentaje del 15-20%, haciéndose aun más alto durante el tercer trimestre. Las causas de esta asociación aun no están del todo claras, y se ha detectado en aquellas mujeres con hepatitis fulminante una alta incidencia de coagulación intravascular diseminada (CID). Al igual que la hepatitis a virus A, la hepatitis E no evoluciona a la cronicidad ni deja secuelas El VHE lograría el ingreso al organismo a través de la vía oral, desconociéndose como alcanza el hígado. Presenta un período de incubación desde la exposición hasta el comienzo de la enfermedad clínica de alrededor de 28-40 días. La replicación viral se da en el citoplasma de los hepatocitos, y constituye el primer evento detectable, que tiene lugar previo a los cambios hepatocelulares y mucho antes de los cambios inflamatorios y el aumento de las transaminasas. La progenie viral es liberada y, por un mecanismo desconocido, alcanzan la vesícula biliar y son posteriormente excretados en las heces. La viremia y la excreción de las partículas virales en las heces se dan al mismo tiempo, predominantemente durante el periodo de incubación y la fase aguda temprana, y usualmente a muy bajas concentraciones. La producción de anticuerpos anti-VHE y la hepatitis se dan concomitantemente, por lo que se considera que la hepatitis E es una enfermedad inmunopatológica, en la cual el daño a los hepatocitos sería mínimo, y la respuesta inmune del huésped conduciría a la hepatitis.

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Figura 10. Diagrama de los sucesos clínicos y serológicos en un caso típico de hepatitis E aguda. Los patrones de anticuerpos están dados por los resultados del ensayo inmunosorbente ligado a enzimas (ELISA); la viremia y la eliminación fecal están basadas en datos aportados por la reacción en cadena de la polimerasa. Abreviaturas: ALT, alanina aminotransferasa (transaminasa glutámico pirúvica.

RESPUESTA INMUNE Y DIAGNÓSTICO

Tanto los humanos como los primates infectados experimentalmente han demostrado una respuesta en fase aguda caracterizada por la presencia de anticuerpos clase IgM y posteriormente de IgG, aunque algunas infecciones agudas o recientes pueden presentar niveles virtualmente indetectables de IgM (aunque casi siempre aparece IgG). La fase convaleciente está asociada con un grado variable de respuesta de IgG, aunque en aquellas personas que viven en áreas endémicas esto puede estar indicando una infección pasada o que se encuentra en un periodo de incubación. Esto se debe en parte a que el título de IgG disminuye con mayor rapidez que para el VHA, lo que genera interrogantes acerca de la duración de la enfermedad. Sin embargo estos anticuerpos han sido detectados hasta 13-14 años después de la infección. Se han encontrado también IgA aunque se desconoce su importancia. Las determinaciones de estos anticuerpos son realizadas actualmente por medio de técnica de Western Blot, específica pero no disponible para tamizaje; y por test inmunoenzimáticos que se adaptan al estudio de numerosas muestras. En una gran proporción de casos los títulos de anticuerpos anti-VHE declinan rápidamente a bajos niveles, e incluso indetectables durante el fin de la fase convaleciente. El ARN viral puede ser detectado mediante RT-PCR en las heces y la sangre durante la fase aguda de la enfermedad, con frecuencia ese es el momento en que el virus puede ser detectado en la bilis. Los cebadores de la RT-PCR deben ser seleccionados con sumo cuidado porque el VHE es genéticamente heterogéneo (figura 10).

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PROFILAXIS

Al igual que en la hepatitis A, la mejora en cuanto a medidas sanitarias cobra un papel muy importante dado el mecanismo de transmisión. Los intentos de prevenir la hepatitis E por medio de la administración de Ig no específica en general han sido infructuosos o inciertos. No existen vacunas en el mercado para la prevención de la hepatitis E.

Virus de la hepatitis G (VHG) o GBV-C INTRODUCCIÓN TAXONOMÍA Y CLASIFICACIÓN

El VHG fue descubierto por dos grupos de investigadores independientes, aun no se ha llegado a un acuerdo en lo que concierne a la importancia de estas partículas en la etiología de la hepatitis. El VHG ha sido clasificado dentro de la familia Flaviviridae por las similitudes en su organización con miembros pertenecientes a dicha familia. El GBV-C fue propuesto como agente de la hepatitis humana no A-E. Los análisis posteriores demostraron que el VHG tiene más del 95% de la secuencia global de aminoácidos homóloga con la del GBV-C, entonces estos dos agentes son casi idénticos y representan cepas variantes de un agente común. Por el contrario el VHG y el GBV-C tenían menos del 25 % de homología con cualquier otro miembro conocido de la familia Flaviviridae, incluido el VHC. No se ha demostrado que el VHG produzca hepatitis Es un virus envuelto, con una nucleocápside icosaédrica, con un genoma ARN de cadena simple de polaridad positiva, de aproximadamente 9.4 kb que codifica para una poliproteína de 2873 aminoácidos. La estabilidad del HGV no ha sido completamente dilucidada pero se cree que es muy similar al HCV. Es sensible a los detergentes orgánicos. EPIDEMIOLOGÍA Y HOSPEDEROS

La transmisión es aparentemente parenteral. Se transmite con facilidad mediante las transfusiones de sangre y frecuentemente produce viremia persistente en el receptor infectado. Existe en una elevada prevalencia entre las prostitutas por lo que también podría transmitirse por vía sexual. También existen indicios de que se puede transmitir de madre a hijo. En aquellas madres con alta carga viral, y dependiendo del modo del parto pueden tener hijos con una infección persistente. Se lo ha encontrado en personas coinfectadas con HBV, HCV y VIH. El hígado no sería el sitio primario de replicación y no existe una enfermedad significativa asociada al HGV. No se ha demostrado la asociación del virus con la producción de hepatitis fulminante y carcinoma hepatocelular. La mayoría de las personas infectadas no desarrollan síntomas, aunque se han reportado casos de hepatitis post transfusión y casos de hepatitis fulminantes a HGV. Como se mencionó anteriormente se ha encontrado el HGV en personas coinfectadas con otros virus hepatotropos. No obstante, en los pacientes infectados por el VHC, la coinfección por VHG afecta la expresión clínica de la enfermedad, la histopatología hepática, la respuesta al tratamiento con interferón y el riesgo de hepatocarcinoma. Estos hallazgos determinaron que en la actualidad, por lo general, sea considerado un virus no causal de hepatitis que comparte vías de transmisión parenteral comunes a otros virus causantes de hepatitis. De todos modos el papel patógeno desempeñado por el VHG aún no ha sido elucidado con certeza.

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Respuesta inmune y diagnóstico El diagnóstico se hace mediante EIA contra HGV E2 (antígeno de envoltura) o mediante RT-PCR para detectar el ARN viral usando primers para las regiones 5’-UTR que está más conservada que NS3, NS5 anteriormente utilizadas. También se han utilizado ensayos paralelos con dos juegos diferentes de primers para descartar falsos negativos. Si bien la presencia del ARN viral es un índice exacto de la viremia y la transmisibilidad, los ensayos para su detección no son prácticos para el tamizaje o screening de los donantes de sangre o para otros programas de screening masivo. No se han encontrado anticuerpos que pudieran distinguir con confianza los portadores de VHG/GBV-C de la población global. Los anticuerpos hacia la proteína de la envoltura E2 pueden ser detectados con facilidad y parecen ser un marcador excelente de la recuperación de la infección por VHG/GBV-C y una potente herramienta epidemiológica. Por esto durante la infección aguda o crónica con el VHG/GBV-C el único marcador de la infección es la detección del ARN viral mediante la técnica de PCR o mediante otra técnica de amplificación molecular. Sin embargo después de la depuración del ARN de VHG/GBV-C pueden ser medidos los anticuerpos hacia E2. Los anticuerpos anti ARN de VHG/GBV-C y los anticuerpos anti E2 son mutuamente excluyentes. Los primeros indican viremia en curso y los otros indican recuperación de una infección previa. En combinación, estos dos marcadores reflejan la exposición del VHG/GBV-C y proporcionan un perfil más completo de la existencia de esa infección que el que podría dar cada marcador aislado. No se ha logrado el desarrollo exitoso del virus en líneas celulares.

Virus TTV El TTV es otro candidato como virus potencialmente causante de hepatitis. El TTV, un virus ADN de cadena única desnudo, fue aislado del suero de un paciente con hepatitis postransfusional. La comunicación inicial de este caso proveniente de Japón documento la detección de ADN de TTV en el suero de 3 de 5 pacientes con hepatitis G no-A postransfusional, lo que implica que este agente podría representar un nuevo virus causante de hepatitis transmisible mediante la transfusión. Se ha comunicado la excreción fecal de TTV. Si bien el TTV es un virus ADN, presenta un amplio espectro de divergencia de secuencias (hasta un 30%) lo que determinó su clasificación en 2 genotipos distintos. En Inglaterra el ADN de TTV se detectó en un 10% de la población general y en muestras de pacientes con hepatitis fulminante. Se ha postulado que este se replica en el hígado, no obstante, esta hipótesis no ha sido comprobada. En realidad aún no se sabe con certeza si el TTV desempeña un papel en la etiología de la hepatitis.

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Enterovirus D. Sandín, G. Rodríguez

Los enterovirus son un grupo de agentes virales que habitan en el intestino y que son los responsables de importantes y frecuentes enfermedades humanas con manifestaciones clínicas muy variadas. Los enterovirus son virus ARN pertenecientes a la familia Picornaviridae (“pico” pequeño;”rna”por ácido ribonucleico)

Características de los picornavirus Son virus desnudos de simetría icosahédrica de aproximadamente 30nm de diámetro. La cápside viral está compuesta por 60 subunidades proteicas que envuelven al genoma viral, constituído por una cadena única lineal de ARN de sentido positivo que tiene un único marco abierto de lectura (MAL) que codifica para una gran poliproteína. Esta poliproteína sufre subsecuentes clivajes específicos que generan los polipéptidos estructurales, la replicasa de ARN, proteasas y polipéptidos necesarios para la replicación. Son resistentes al éter, cloroformo y alcohol, Pero son rápidamente inactivados por las radiaciones ionizantes, formaldehído y fenol. Estos datos son de gran importancia médica en el momento de elegir un antiséptico, desinfectante o medio de esterilización frente a la presencia de estos agentes.

Clasificación de picornavirus La familia Picornaviridae està integrada por 4 grupos: 1. Aphthovirus. 2. Cardiovirus. 3. Enterovirus. 4. Rinovirus. Los 2 primeros son virus patógenos de animales solamente a diferencia de enterovirus y rinovirus donde hay serotipos patógenos humanos y serotipos patógenos animales. Los rinovirus se subclasifican del 1 al 100. Los enterovirus humanos se subclasifican en : a) Poliovirus. b) Coxsackievirus A1-A24 (A23 actualmente es clasificado como Echovirus 9). c) Coxsackievirus B1-B6

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d) Echovirus 1-34 (Echovirus 10 fue reclasificado como reovirus y Echovirus 28 fue reclasficado como rinovirus). e) Enterovirus 68-71. Numerosas propiedades clínicas, epidemiológicas y físicas distinguen a los enterovirus que habitan el tracto gastrointestinal de los rinovirus que habitan el tracto respiratorio superior.

Epidemiología La epidemiología de todos los enterovirus (EV) humanos es muy similar. Tienen una distribución mundial. En los climas templados predominan en otoño y verano y en los climas tropicales todo el año. La seroepidemiología de las infecciones por EV demuestra una transmisión de la infección aumentada en edades tempranas de poblaciones con bajo nivel socioeconómico. El hacinamiento y la pobre higiene aumenta la transmisión fecal oral de estos agentes. La transmisión a través del agua puede presentarse como una extensión de la vía fecal oral en la cual el vector es el agua en lugar de las manos o los fomites. La epidemiología clínica de estas infecciones sugiere que la transmisión respiratoria de estos virus no es tan importante como la transmisión fecal oral.

Patogenia La patogenia de las infecciones por EV ha sido estudiada a nivel molecular, celular y de órganos blanco. Los EV se distinguen por su estabilidad a pH ácido, característica responsable de su habilidad para pasar la barrera gástrica y alcanzar su sitio de infección primaria, específicamente las placas de Peyer en el intestino, donde ocurre una significativa replicación viral. Seguidamente ocurre una viremia menor que siembra numerosos órganos incluyendo sistema nervioso central (SNC), hígado, pulmones y corazón. Una replicación mayor en estos sitios resulta en una viremia secundaria asociada con los síntomas y signos de la infección viral. La patogenia y patología de las infecciones por EV depende de la virulencia, tropismo e inóculo de virus así como de factores específicos del huésped.

Cuadros clínicos ENTEROVIRUS NO POLIO

Los enterovirus no polio son responsables de un gran número de enfermedades muy frecuentes en niños y en recién nacidos con una gran variabilidad de cuadros clínicos. La forma más frecuente de presentación es la enfermedad febril inespecífica, que en los niños hace pensar generalmente en una sepsis bacteriana. Otras de las manifestaciones clínicas más frecuentes son: 1. Tracto respiratorio: resfrío común, faringitis, herpangina, estomatitis, neumonía y pleurodinia. 2. Tracto gastrointestinal: vómitos y diarrea, dolor abdominal y hepatitis. 3. Ojo: conjuntivitis aguda hemorrágica. 4. Corazón: miocardio-pericarditis 5. Piel: exantema 6. Neurológicas: meningitis aséptica, encefalitis y parálisis.

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Si bien cada uno de estos cuadros puede ser causado por diferentes enterovirus no polio se han visto fuertes asociaciones entre determinados serotipos y ciertos cuadros clínicos incluyendo los siguientes: virus Coxsackie A24 y enterovirus 71 en el síndrome mano-pie-boca; virus Coxsackie A24 y enterovirus 70 en la conjuntivitis hemorrágica aguda; enterovirus 71 en la encefalitis y parálisis fláccida semejantes a poliomielitis; Echovirus 9 en exantema petequial y meningitis; Echovirus 30 en meningitis; virus Coxsackie B1-B5 en miocardio-pericarditis y asociados a encefalomiocarditis neonatal fulminante. POLIOVIRUS

La enfermedad paralítica ocurre en el 0.1 a 2% de los infectados. El 90-95% de las infecciones son subclínicas o inaparentes y el 4-5% cursa con manifestaciones inespecíficas (enfermedad menor) El comienzo es brusco, pudiendo estar precedido (dentro de los 5-7 días) por un síndrome infeccioso inespecífico de 24 a 72 horas de duración. Si ello ocurre, se presenta el curso bifásico o en doble onda característico. Las parálisis se instalan rápidamente y se caracterizan por ser: fláccidas, asimétricas (compromiso selectivo de algunos grupos musculares: deltoides, cuádriceps, tibial anterior), con hipotonía o atonía, hiporreflexia o arreflexia osteotendinosa, fuerza muscular disminuida, sensibilidad conservada, atrofia rápida y ausencia de reflejos de automatismo. Las parálisis progresan en alrededor de una semana. La atrofia es ostensible al finalizar la primera semana. La recuperación muscular alcanza su máximo alrededor de los 18 meses a tres años. La parálisis residual es permanente.

Métodos de estudio Dada la diversidad de cuadros clínicos producidos por estos virus es aconsejable la toma de muestras múltiples. Los materiales más frecuentemente utilizados son: • hisopado faríngeo; • materia fecal; • LCR; • sangre; • líquido pericárdico, pleural o vesicular; • biopsias. La muestra de heces se recogerá tempranamente dentro de las primeras 48 horas y no mas allá de los 10 días de comenzado el cuadro clínico. Los métodos recomendados son los directos, es decir aquellos que permiten detectar el virus, sus antígenos o su ácido nucleico. El aislamiento en cultivos celulares de EV sigue siendo la técnica de referencia en el diagnóstico de laboratorio. El método más sensible de diagnóstico de algunas infecciones por Coxsackievirus A sigue siendo el aislamiento en ratón recién nacido aunque raramente se realiza dado la dificultad de la técnica y el mantenimiento del bioterio. Actualmente, el método más prometedor en la detección directa de enterovirus es la aplicación de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR). Han sido descritos diferentes sets de primers que detectan la mayoría de serotipos de EV, todos ellos dirigidos a regiones altamente conservadas del genoma viral Las muestras de suero para el estudio de anticuerpos se deben tomar al comienzo de la

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enfermedad y cuatro semanas después. Debido a que ningún antígeno común para enterovirus no polio está disponible para el uso en el laboratorio clínico, generalmente no se realiza la serología.

Tratamiento Actualmente, no existe una terapia específica para las infecciones por enterovirus. Se están realizando los últimos ensayos clínicos en humanos de una droga específica anti EV llamada pleconaril que actúa bloqueando la liberación de ARN viral de la célula. La aplicación de gamaglobulina intravenosa contra el virus infectante puede ser beneficiosa en pacientes inmunocomprometidos y en infecciones neonatales graves.

Medidas de prevención y control Debido a la carencia de tratamiento específico de infecciones por EV los esfuerzos se dirigen a la prevención. Se debe prestar particular atención al lavado de manos e higiene de niños y personas infectadas así como sus convivientes y en caso de pacientes hospitalizados , observar el mismo cuidado con el personal hospitalario. Los múltiples tipos antigénicos y la evolución habitualmente autolimitada de la mayoría de infecciones por virus Echo y Coxsackie han dado lugar a una falta de estímulo en el desarrollo de vacunas. De todas formas la historia de las vacunas para poliovirus ha sido una de las más apasionantes y es parte de la historia de la microbiología. En la actualidad, se utilizan en el mundo 2 tipos de vacunas: 1. Vacuna antipoliomielítica oral con virus vivos atenuados, desarrollada por Sabin, que combina los 3 tipos de poliovirus 1, 2 y 3. 2. Vacuna antipoliomielítica inactiva desarrollada por Salk. Es una suspensión acuosa de las cepas 1, 2 y 3 de poliovirus inactivados en formalina.

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Agentes virales de gastroenteritis Rotavirus A. Sirok, V. Le Pera, D. Sandín

Rotavirus INTRODUCCIÓN

Rotavirus es una de las causas más frecuentes de enfermedad diarreica en humanos, otros mamíferos y aves, en todo el mundo. Fueron descubiertos observando al microscopio electrónico biopsias de duodeno en niños con diarrea aguda. Subsecuentemente fueron detectados en heces por microscopia electrónica. En países en vías de desarrollo contribuye a una considerable morbilidad y mortalidad entre los niños pequeños. Son también causantes de brotes y epidemias de diarrea intrahospitalaria. MORFOLOGÍA Y ESTRUCTURA

Pertenecen a la familia Reoviridae, junto con los reovirus. El término rotavirus deriva de la palabra del latín rota que significa rueda, por su aspecto de doble rueda al microscopio electrónico. El genoma viral consiste en 11 segmentos de ARN doble cadena, codificando cada uno de ellos para una única proteína, ya sea estructural o no estructural (salvo el segmento 11 que codifica para 2 proteínas no estructurales). Las proteínas estructurales (VPs) forman parte de la partícula viral mientras que las proteínas no estructurales (NSPs) colaboran en la replicación viral, morfogénesis, restricción del hospedero, secuestro de la maquinaria biosintética celular y en la patogenia. Rotavirus porta su propia ARN polimerasa ARN dirigida, la cual es codificada en el segmento 1 (proteína VP1). El virión intacto mide aproximadamente 100 nm de diámetro y se caracteriza por presentar una triple cápside proteica. La cápside externa se halla conformada por las proteínas que conforman las espículas VP4 y por la proteína mayoritaria de la cubierta VP7. Dichas proteínas de la cápside externa son inductoras de la producción de anticuerpos neutralizantes fundamentales en la protección inmune ante infecciones por rotavirus. La cápside intermedia se encuentra constituida en su totalidad por VP6, donde se encuentran los epítopes específicos de grupo y subgrupo antigénico. Finalmente la cápside interna, denominada también con el nomobre de core, se halla constituida por la proteína VP2 y en sus vértices los complejos VP1-VP3 de transcripción/replicación. Dicha cápside es la que

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contiene en su interior el genoma viral. De acuerdo a esto los viriones podrían presentarse en tres configuraciones distintas: las partículas de triple envoltura (TLPs), con o sin espículas; de doble envoltura (DLPs); y de envoltura única (SLPs). Las TLPs son las partículas completas infectivas; poseen la cápside externa constituida por VP4 y VP7. Las DLPs carecen de VP7 y VP4, siendo las partículas con capacidad de replicarse y transcribirse, aunque no son infectivas. Poseen 780 moléculas de VP6 dispuestas en 260 trímeros formando una especie de malla icosaédrica perforada por 3 tipos de canales, los cuales se ubican siguiendo la simetría de la partícula, a nivel de los vértices. Por ellos se transportan nucleótidos, ATP, etc. hacia adentro de la partícula y, a su vez, se exportan los mARN virales hacia el citoplasma. La cápside de VP7 obstruye los canales por lo que los mensajeros no podrían emerger de la partícula. Por otro lado, para que se dé una replicación y transcripción activas VP6 debe adoptar una conformación particular, dada a nivel de las DLPs. La conformación activa de la polimerasa depende de contactos apropiados con VP2, los cuales dependen de su interacción con VP6 en las DLPs. Las SLPs se corresponden con partículas que solo presentan la cápside de VP2. La misma esta constituida por 60 dímeros de dicha proteína, presentando también perforaciones o canales que se contactan con los de la cápside intermedia. En su interior contiene al genoma viral compactado, junto a los complejos VP1–VP3 (de replicación/transcripción) presentes en los vértices internos del icosaedro. No es capaz de replicarse debido a que la polimerasa (VP1) para activarse, necesita interactuar con la VP2 en una conformación apropiada dada por la VP6. Tampoco son infectivas, debido a que carecen de VP4 y VP7. CLASIFICACIÓN

La proteína VP6 presenta los epítopes específicos de grupo en base a los cuales se han definido siete variantes: A, B, C, D, E, F y G. Las variantes A, B, y C se asocian a infecciones en humanos y D, E, F y G se asocian con infecciones en animales. Para rotavirus del grupo A, los serotipos quedan determinados por la presencia de epítopes específicos presentes a nivel de proteínas de la cápside externa VP4 y VP7 definiéndose 14 serotipos G – glicoproteína (en base a epítopes reconocidos en VP7) y 13 serotipos P – proteasa sensible (según epítopes en VP4). Existe también una clasificación basada en los perfiles de bandas correspondientes a los segmentos de genoma viral obtenidos tras un ensayo de electroforesis en gel de poliacrilamida no desnaturalizante teñido con nitrato de plata, definiéndose de esta manera lo que se ha denominado electroferotipos. Es posible así distinguir 2 grandes grupos de electroferotipos (figura 1): el largo y el corto dependiendo de que los segmentos 10 y 11 migren más o menos en el gel respectivamente. Particularmente en los rotavirus del grupo A los 11 segmentos genómicos migran agrupados en 4 clusters o grupos de bandas con la conformación 4-2-3-2 Los rotavirus del grupo A también se pueden clasificar en: 1) subgrupos I y II en base a anticuerpos monoclonales contra epítopes específicos de subgrupo en la proteína VP6, las cepas que no reaccionan con ningún monoclonal se dicen que son no I, no II; 2) en genotipos NSP4, que se determinan secuenciando parte del segmento 10, identificándose hasta la fecha 6 genotipos, de la A a la F. Las cepas humanas se corresponden a los genotipos A, B, C, con igual distribución. Los rotavirus no A se diferencian sobre todo mediante el perfil genómico obtenido por electroforesis en gel de poliacrilamida, (PAGE), teñido con nitrato de plata (electroferotipos).

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Figura 1. Representación esquemática de una electroforesis en gel de poliaclilamida no desnaturalizante teñido con nitrato de plata, mostrando los grupos de bandas correspondientes a cada segmento de genoma para cada uno de los grupos de rotavirus. Se observa la conformación 4:2:3:2 característica de cepas correspondientes a rotavirus del grupo A

CICLO DE REPLICACIÓN

Adsorción-posible receptor La naturaleza del receptor o receptores celulares para rotavirus aún permanece en investigación. Se sabe que existe un dominio de unión al ácido siálico a nivel de la fracción VP8 y un posible dominio de unión para proteínas de tipo integrinas en la fracción VP5, a nivel de de las espículas VP4. Recientemente se determinó la presencia de dominios de unidad a alpha-beta integrinas a nivel, tanto de VP7 como VP4. VP5 y VP8 resultan del clivaje de VP4 por proteasas. VP8 tendría la función de acercar al virión al receptor por su interacción con dicho carbohidrato, permitiendo una interacción posterior más íntima entre VP5 y el receptor definitivo. Penetración Una vez unido a la célula, el virus se internaliza posiblemente con participación de VP4 y VP7. Se sabe que la exposición de las nuevas partículas a un ambiente rico en proteasas, como el intestino delgado (en especial a la tripsina) incrementa notablemente la infectividad de las mismas, haciéndolas más competentes tanto para la adsorción como para la penetración. VP7 también es modificada en su conformación luego del tratamiento con tripsina, aunque su rol en la penetración aún permanece oscuro. Una vez dentro de la célula, la partícula no posee VP4 ni VP7, pudiendo perderlas fuera de la célula durante la penetración o dentro de la misma, en un proceso dependiente del pH

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citoplasmático. Se han descrito dos modelos de penetración para rotavirus. Uno de ellos es el modelo de penetración directa o de translocación a través de la bicapa lipídica mediada por VP5, el otro modelo es el de entrada por endocitosis. Transcripción–replicación Una vez en el citosol, las partículas sin VP7 ni VP4 comienzan a transcribir los ARN mensajeros virales. Durante la fase temprana (las primeras 3 h) se sintetizan primero los mensajeros que darán lugar a proteínas no estructurales (NSP) fundamentales para el ciclo productivo, como la NSP1 (que especifica el rango de huésped -posiblemente un factor transcripcional-), la NSP2 (helicasa viral -fundamental para el inicio de la transcripción-), la NSP3 (la cual desplaza a la Poli-A binding protein de los mensajeros celulares llevándolos a su degradación -permitiendo el secuestro de la maquinaria traduccional del huésped-), la NSP4 (enterotoxina viral), entre otras. Algunas de estas cumplen roles durante la morfogénesis de las nuevas partículas. Los mensajeros virales emergen hacia el citosol por los canales a través de la cápside de VP2 y VP6. De esto queda claro entonces, que para la emergencia de los mensajeros virales es necesario que se elimine la cápside de VP7, puesto que esta obstruye los canales. Poco después (o en forma solapada) comienzan a expresarse los mARNs para las proteínas estructurales. A medida que se van sintetizando las proteínas estructurales en el citosol (VP1, VP3, VP2, VP6 y VP4) comienzan a formarse los primeros intermediarios de morfogénesis, los que se van acumulando en inclusiones conocidas con el nombre de viroplasmas. Tanto la NSP2 como otras proteínas no estructurales tales como la NSP5 y NSP6 intervienen en la formación de dichos viroplasmas y por tanto, en el ensamblaje de las nuevas partículas. Se sabe que la NSP2 es también necesaria para el empaquetamiento de los nuevos segmentos de genoma en las partículas progenie (debido a que se une al ARN viral monocatenario). Posiblemente a altos niveles, la proteína se une a los mARNs virales y los introduce dentro de la subpartícula (actuando como señal de empaquetamiento), propiciando además su replicación (interactuando posiblemente de forma específica con VP1-VP3 y VP2). Entonces, una vez que las moléculas de mARN viral están en el interior de la partícula se asocian con los complejos VP1-VP3, siendo transcriptas, una vez y solo una vez, en cadenas negativas, las cuales permanecen asociadas a su complementaria formando las moléculas de dsARN progenie para cada segmento. Por otro lado, partículas virales hijas inmaduras con ARN bicatenario transcriben más moléculas de ARN de polaridad positiva las cuales son traducidas en más proteínas, repitiéndose la secuencia de reacciones (multiplicación del ciclo de replicación). Ensamblaje y emergencia Las primeras partículas en ensamblarse contienen solo la cápside de VP2 y los complejos VP1-VP3, siendo a nivel de estas donde se incorpora el genoma. Luego se ensambla la cápside de VP6 y se incorpora la VP4. La VP7 es una glucoproteína y como tal se sintetiza a nivel del retículo endoplásmico rugoso (al igual que la NSP4); por lo cual el ensamblaje de las partículas completas requiere de la entrada a dicho organelo. La NSP4 actúa como señal de entrada al RER para las partículas inmaduras, sirviendo como receptor intracelular para la VP6 y como agente nucleador para la incorporación de VP7. Una vez dentro del RER, las partículas adquieren triple envoltura, permaneciendo en el interior de vesículas en donde posiblemente se da la maduración final de VP7 y quizá la exposición temprana de las partículas hijas a proteasas (tripsina), estabilizando y llevando a su conformación nativa apropiada tanto

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a VP7 como (y fundamentalmente) a VP4. Los virus salen de la célula por brotamiento (gemación), a pesar de no ser virus envueltos. Es posible que lo hagan a través de vesículas que emergen del RER. El brotamiento se da exclusivamente a nivel de la superficie apical del enterocito. También se da la emergencia por lisis, cuando se acumulan numerosas partículas a nivel de la célula infectada. PATOGENIA

Rotavirus infecta enterocitos maduros a nivel del intestino delgado; pero también puede extenderse al íleon distal y colon. Una vez infectado, el enterocito experimenta vacuolización, distensión del retículo endoplásmico y de las mitocondrias, determinando la alteración de la arquitectura de la mucosa, con el consiguiente borramiento de las microvellosidades. La diarrea posiblemente sea el resultado, sobre todo, de una menor superficie de absorción y de una disrupción del epitelio. Por otro lado, la NSP4 posee actividad enterotoxina y su rol al parecer sería importante al comienzo de la enfermedad. Un producto de clivaje de dicha proteína es liberado desde las células infectadas por un mecanismo independiente del aparato de Golgi, siendo este producto el que ejerce efecto enterotoxina durante fases tempranas de la enfermedad, vía inducción de un aumento en los niveles de calcio intracitoplasmático. Una vez formado el complejo NSP4-receptor se inducen señales que llevan a la activación de una proteína G asociada a este último, la cual activa una fosfolipasa C de membrana. Esta última cliva residuos de fosfatidil inositol desatando la vía del inositol trifosfato. Este segundo mensajero promueve la liberación de calcio desde compartimientos secuestrantes hacia el citosol y la posterior activación y apertura de un canal de cloro específico. Por lo tanto, se da una masiva liberación de Cl- y agua hacia la luz intestinal, dando lugar a la diarrea. La activación de dicho canal de cloro es un evento dependiente de la edad, por lo cual el efecto ejercido por NSP4 se da solamente en individuos jóvenes. Se comprobó también que dicha fracción de NSP4 puede disminuir las uniones intercelulares, destruyéndolas, y producir alteraciones en el citoesqueleto del enterocito. Aunque la replicación puede darse a toda edad, la aparición de los síntomas de la enfermedad depende de la edad del huésped infectado. La cantidad de receptores para el virus a nivel de los enterocitos en el adulto podría disminuir, siendo quizá esto (al menos en parte) responsable del desarrollo de infecciones asintomáticas. Que los lactantes sean los más propensos a desarrollar la enfermedad puede depender, entre otras cosas, de un nivel reducido de proteasas a nivel del intestino, el cual favorece la infección, de una menor absorción a nivel del colon, de la dieta, de la inmadurez de la respuesta inmune, etc. EPIDEMIOLOGÍA

Rotavirus es la causa más importante de gastroenteritis aguda en niños pequeños a nivel mundial. La infección por rotavirus es típicamente más común durante el otoño e invierno, son menos frecuentes durante el verano. La diarrea por rotavirus se da generalmente entre los 6 - 24 meses de edad, sin embargo, también puede presentarse en niños mayores. Durante la temprana lactancia, la madre puede transferirle al recién nacido anticuerpos protectores (por lo general del isotipo IgA) a través de la leche y calostro, pero a medida que el niño deja de ser amamantado, aumenta la susceptibilidad. El adulto suele infectarse pero no se enferma, porque ya posee una respuesta de anticuerpos específicos efectiva ya montada contra todas las variantes posibles de rotavirus, ya sea en forma directa como cruzada, siendo las infecciones de tipo asintomáticas o con síntomas muy leves. La inmunidad natural va lográndose con las sucesivas reinfecciones en la infancia.

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Se transmite fundamentalmente vía aguas, alimentos y objetos contaminados con heces; se da también por contacto directo y se ha postulado, aunque en mucho menor grado, que podría darse la transmisión por aerosoles respiratorios. Las cepas de rotavirus del grupo A son las más importantes desde el punto de vista epidemiológico, asociadas a enfermedad diarreica aguda, tanto en lactantes humanos como en variados animales; siendo responsable de enfermedad esporádica como de brotes epidémicos. Muchas de las infecciones en lactantes terminan en diarrea grave, especialmente cuando se asocian a desnutrición, requiriendo hospitalización. En Uruguay, conjuntamente con Escherichia coli en todas sus variantes patógenas intestinales, rotavirus del grupo A es el agente más frecuentemente asociado a gastroenteritis infantil (aproximadamente el 30 % de los casos). En los últimos años, se vino registrando un aumento de los casos de gastroenteritis por rotavirus y un descenso en aquellos debido a E. coli patógeno entérico, lo cual hace suponer que, al igual que en la mayor parte del mundo, rotavirus se ha convertido en el agente de gastroenteritis infantil de mayor prevalencia a nivel local. Nuevos estudios nacionales han demostrado que rotavirus es responsable del 40% de las diarreas intrahospitalarias en el Hospital Pereira Rossell. Estudios epidemiológicos demuestran que la cocirculación de diferentes electroferotipos, el predominio de una o pocas variantes durante un determinado período de tiempo y la aparición secuencial de las mismas, son rasgos comunes en estos virus. MANIFESTACIONES CLÍNICAS

Los pacientes con infección por rotavirus se presentan con deposiciones líquidas abundantes, que pueden llevar a la deshidratación, vómitos y fiebre leve en la mitad de los casos. DIAGNÓSTICO

El diagnóstico etiológico de rotavirus se realiza directamente a partir de la materia fecal, fundamentalmente buscando antígenos específicos de grupo A (VP6) mediante técnicas de ELISA directo, siendo una técnica sensible y específica. También es posible extraer el ARN genómico viral directamente de la muestra, y llevar a cabo una electroforesis en gel de poliacrilamida teñido con plata, para evidenciar los electroferotipos característicos de cepas de rotavirus del grupo A o de cepas pertenecientes a otros grupos (esta técnica presenta una altísima especificidad siendo su sensibilidad menor, dependiendo de la presencia de un altísimo recuento de viriones en la materia fecal). Suele utilizarse para confirmar los resultados del ELISA directo. A partir del ARN viral extraído de la muestra es posible llevar a cabo ensayos de RT-PCR multiplex, en los cuales se utilizan varios primers anti-serotipos G específicos (PCR múltiple para el gen que codifica para VP7) o anti-múltiples genotipos asociados a los serotipos P más prevalentes (PCR múltiple para el segmento 4). La RT-PCR ha mostrado una alta especificidad y sensibilidad, sirviendo además para estudios de tipo epidemiológico ya que permite identificar a que tipo pertenece un aislamiento dado, sin recurrir a técnicas de secuenciación o de identificación en base a anticuerpos monoclonales de tipo neutralizantes, las cuales son muy costosas. Para estudios de tipo epidemiológico (seroprevalencia), suelen utilizarse técnicas de tipo serológicas tales como ELISA de captura para Ac de tipo neutralizantes anti VP4 y VP7 presentes en el suero del paciente y estudios de seroconversión; detección de coproanticuerpos (IgM e IgA) mediante ELISA en muestras pareadas de materia fecal; etc.

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INMUNIDAD Y VACUNAS

La infección natural repetida por rotavirus protege al huésped contra una subsecuente infección por dicho agente, estando asociada a la producción de anticuerpos antirotavirus séricos y en la mucosa, de tipo IgM, IgG e IgA; esta protección es a largo plazo. Por otro lado, tiene lugar una respuesta de tipo celular mediada fundamentalmente por linfocitos TCD8 citotóxicos, a corto plazo. La proteína más inmunogénica sería VP6. Anticuerpos dirigidos contra esta proteína generarán protección. También se ha visto que anticuerpos dirigidos contra VP4 y VP7 neutralizan el virus y proveen de protección. Muchas de las respuestas producidas por VP7 son de tipo específica. Se han propuesto vacunas, las cuales apuntan, no a erradicar la infección, sino a eliminar los síntomas de la diarrea severa en lactantes, y por tanto, el número de niños hospitalizados. Para el desarrollo de vacunas, los datos obtenidos de estudios de epidemiología molecular son de vital importancia para establecer las cepas circulantes de una región dada, y por tanto, los posibles candidatos para ser usados como inmunógenos. Hasta la fecha existen dos vacunas contra rotavirus, pero con poco éxito relativo: • La vacuna recombinante humano – rhesus, la cual contiene una cepa de rotavirus simiesca (mono rhesus) específica para el serotipo 3 de VP7, y 3 cepas recombinantes humano – rhesus con 10 genes de la cepa simiesca y un único gen de rotavirus humano que codifica para VP7 específica de los serotipos 1, 2 o 4. • Esta vacuna indujo una buena respuesta frente a las 4 cepas de rotavirus más importantes en términos clínicos a nivel mundial (80% de efectividad); aunque se asocia a un cuadro febril leve transitorio en un tercio de los vacunados. En una cierta proporción de los lactantes vacunados indujo trastornos intestinales graves (intususcepción) una a dos semanas después a la administración de la primera dosis, por lo que fue retirada del mercado. • La vacuna tetravalente recombinante humano – bovino fue desarrollada utilizando cepas de rotavirus humano correspondientes a cada uno de los 4 serotipos más prevalentes a nivel mundial (G1 – 4) como donantes del gen que codifica para VP7, y la cepa bovina UK Compton como donante de los 10 genes restantes. Primero se evaluó la eficacia de las cepas recombinantes monovalentes por separado y luego del preparado tetravalente, demostrándose que resultaban seguros y capaces de inducir una buena respuesta inmune en niños menores de 6 meses (80%). Las reacciones febriles fueron menos frecuentes durante la fase de ensayos con voluntarios. Aún no se encuentra disponible. La inmunidad completa en niños requiere de múltiples dosis vacunales en el transcurso del tiempo (o múltiples reinfecciones naturales).

Otros virus entéricos Si bien rotavirus es el agente de gastroenteritis viral más difundido en el mundo entero, existen varias familias de virus asociadas a este cuadro. Se han identificado como agentes importantes de enfermedad diarreica tanto en niños pequeños como en adultos, en pacientes inmunocompetentes e inmunodeprimidos (sobre todo HIV-positivos), asociados a brotes por ingesta de alimentos y agua contaminada, pueden causar infecciones en la comunidad o en el hospital, o presentarse como casos esporádicos. Entre estos, podemos destacar a las familias Adenoviridae, Astroviridae, Caliciviridae y Picobirnaviridae (Picotrirnaviridae). Algunas de estas familias se caracterizan sobre todo, por incluir variantes con tropismo

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por otros tejidos o que afectan en forma preferencial otras superficies mucosas, no siendo patógenos estrictos del tracto gastrointestinal. Tal es el ejemplo de Adenoviridae (agentes de procesos respiratorios) y Caliciviridae (virus de la hepatitis E). Hasta el momento, los aislamientos humanos pertenecientes a las familias Astroviridae y Picobirnaviridae se han asociado enteramente a casos de gastroenteritis bajo diferente contexto. A pesar de no ser catalogado como agente de gastroenteritis, se ha postulado que en pacientes HIV-positivos en estadio SIDA, el propio virus de inmunodeficiencia humana podría infectar al enterocito produciendo un cuadro de diarrea, sin que este sea el sitio blanco definitivo de infección. Los miembros de la familia Picornaviridae, subfamilia Enterovirinae (virus de la polio, Echovirus, Coxsackie), el virus de la Hepatitis A, entre otros que utilizan la ruta de transmisión fecal-oral, tienen como sitio primario de infección la mucosa gastrointestinal, sin estar implicados como agentes de gastroenteritis. En esta sección nos dedicaremos exclusivamente a las familias Adenoviridae, Astroviridae, Caliciviridae y Picobirnabviridae, las otras familias o agentes virales serán analizados en sus correspondientes capítulos. ADENOVIRUS ENTÉRICOS

Morfología y estructura Los adenovirus entéricos, al igual que las variantes asociadas de forma exclusiva a infecciones del tracto respiratorio, pertenecen al género Mastadenovirus. Son virus no envueltos de simetría icosaédrica, miden aproximadamente 70-90 nm. Los 252 capsómeros (unidades estructurales de la partícula) que forman la cápside se organizan en 240 hexámeros y 12 pentámeros, en las caras y vértices del icosaedro, respectivamente. Se caracterizan sobre todo por presentar en cada uno de sus 12 vértices (pentámeros) un apéndice proteico con forma de antena, al cual se le denomina fibra fusógena o fibra del pentón, de utilidad durante la adsorción de la partícula a sus receptores específicos a nivel de la membrana plasmática de la célula permisiva. Por otro lado, la fibra y la base del pentón intervienen en la liberación de la partícula viral desde el endosoma al citosol y en el desensamblaje. Presentan un genoma de ADN doble hebra, lineal con un tamaño que oscila entre 33 – 45 Kb. Se replican en el núcleo de la célula infectada, utilizando la ARN-polimerasa II celular para transcribir sus genes. Los genes virales se organizan en cinco unidades transcripcionales, de las cuales cuatro se corresponden a los genes de la fase muy temprana y temprana (E1-AB, E-2, E-3 y E-4), la quinta unidad comprende a los genes tardíos (E-5). Cada unidad presenta un conjunto de genes y su propio conjunto de promotores y secuencias líderes, pudiendo ser transcripta en uno o varios transcriptos, los que a su vez, son procesados en las diferentes especies de mARN por mecanismos de splicing alternativo. Por otro lado, los mensajeros individualmente pueden codificar distintas proteínas a partir de marcos de lectura superpuestos, codones de iniciación alternativos, etc. Sintetizan su propia ADN-polimerasa y una proteína terminal (PT) de unión al extremo 3’ de cada hebra del ADN viral, la cual une una molécula de dCTP, actuando como cebador (primer) para la replicación (ambos, junto a la proteína de 72 KDa intensamente fosforilada, productos de la unidad E-2). La regulación de la expresión de las diversas unidades transcripcionales se da por un efecto combinatorio en cascada de varios de los productos de los genes muy tempranos y tempranos (productos de los genes E1A y E1B; E-2; E-3 y E-4), la mayoría, son fosfoproteínas activadoras en trans de la transcripción de los genes virales, en colaboración con factores transcripcionales celulares. Algunas de estas también se encargan de promover la replicación

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viral y en ciertos casos, la activación de replicones en la célula huésped, siendo efectoras de transformación celular. Algunas proteínas codificadas en las unidades E-3 y E-4 se encargan de interferir con los mecanismos de defensa del huésped (bloqueo de la presentación de antígenos virales bajo la forma de péptidos en el contexto de moléculas de HLA-1, inhibición de la lisis inducida por el factor de necrosis tumoral alfa - TNF-α-, etc.) y del secuestro de la maquinaria biosintética de la célula, entre otras funciones. Clasificación Las cepas de adenovirus pueden clasificarse en seis subgéneros (A – F) en base a diferencias en la capacidad hemaglutinante, propiedades oncogénicas, al tipo y tamaño de las proteínas estructurales (SDS-PAGE y Western blot) y al grado de homología a nivel de la secuencia de nucleótidos en el ADN genómico (perfiles de digestión con enzimas de restricción; RFLP; etc). Mediante ensayos de neutralización, se sabe de la existencia de unos 47 serotipos distintos de adenovirus asociados a enfermedad en humanos. El término adenovirus entéricos se refiere sobre todo a las cepas pertenecientes a los serotipos 40 y 41 en el subgénero F. También, aunque en menor número, pueden darse aislamientos asociados a enterocolitis pertenecientes al subgénero A, de los serotipos 12, 18 y 31. Los serotipos 40 y 41 del subgénero F son causa importante de gastroenteritis a nivel mundial sobre todo en niños, aunque también se dan brotes que involucran individuos adultos inmunocompetentes. Patogenia Existe muy poca información acerca de los mecanismos fisiopatológicos involucrados en las infecciones por adenovirus entéricos. De algunos estudios in vitro e in vivo se vio que dichas cepas del virus tenían predilección por células epiteliales con microvellosidades, concentrándose a nivel de las mismas, produciendo una alteración en el borde en cepillo. Sin embargo, aun no se conoce cómo la infección afecta decididamente la función intestinal. El período de incubación es de 3 a 10 días. La diarrea no se acompaña de deshidratación ni de fiebre alta aunque, a diferencia de rotavirus, suele ser de mayor duración. En promedio, los síntomas se extienden por 6 a 9 días, existiendo un rango de duración que oscila entre los 4 a los 23 días. Muchas veces, la fiebre y los vómitos preceden o acompañan a la diarrea. Epidemiología El 2 a 22% de las diarreas virales en todo el mundo son causadas por adenovirus, aunque esta cifra puede ser subestimada debido a inadecuados métodos de estudio. No presenta un patrón estacional de aparición como rotavirus. Infecta más frecuentemente a niños de entre tres o cuatro años, y menos frecuentemente a adultos. Se transmite por vía fecal-oral. Diagnóstico La microscopía electrónica fue el método de detección inicial pero actualmente se dispone de ensayos inmunoenzimáticos (ELISA) comerciales, a los cuales se les ha incorporado anticuerpos monoclonales, presentando una buena sensibilidad. También se dispone de técnicas de hibridación pero tienen una muy baja sensibilidad. El análisis del ADN con enzimas de restricción es el método utilizado para clasificar las distintas cepas aisladas.

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ASTROVIRUS

Los miembros de la familia Astroviridae se identificaron por primera vez en 1975 a través de microfotografías electrónicas de muestras procesadas de materia fecal provenientes de niños con diarrea aguda. Los astrovirus han sido clasificados en ocho serotipos (HAstV-1 a HAstV-8) de acuerdo a diferencias en los epítopes presentes a nivel de la proteína de la cápside. La serotipificación se basa sobre todo en inmunofluorescencia directa (IF) sobre cultivo de células infectadas, utilizando antisueros de referencia hechos en conejo contra los distintos serotipos. Estos grupos antigénicos se correlacionan perfectamente con 8 genotipos diferentes, los cuales se determinan secuenciando una región de 348 pb a nivel de la secuencia nucleotídica del ORF-2. La mayoría de los estudios llevados a cabo en el mundo indican que el serotipo mayoritariamente implicado a casos de gastroenteritis es el HAstV-1. Por otro lado, HAstV6/7/8 se aíslan rara vez. Morfología y estructura Astrovirus es un virus desnudo de simetría icosaédrica, mide 28-30 nm de diámetro, cuya cápside al microscopio electrónico recuerda a una estrella de 5 o 6 puntas (por ello el nombre de astrovirus). Poseen un genoma de ARN monocatenario lineal, de polaridad positiva, de aproximadamente 6,8 Kb. El genoma esta constituido por una región no codificante en el extremo 5’ (UTR-5’ o NCR-5’); 3 marcos de lectura abiertos (ORFs), ORF-1a y ORF-1b, codifican proteínas no estructurales (una proteasa viral y una ARN-polimerasa ARN dependiente) y ORF-2 codifica proteínas precursoras de la cápside y finalmente, una región UTR-3’ corta (por lo general de 8 nucleótidos), seguida de una cola poli-A de aproximadamente 30 nucleótidos. La porción C-terminal de la proteína de la cápside presenta mayor variabilidad de secuencia que la N-terminal. Esta variabilidad es la que define los distintos genotipos asociados a los virus aislados hasta el momento. Recientemente, se ha detectado en el citoplasma de células infectadas por astrovirus la presencia de un ARN subgenómico que contendría solo a ORF-2; lo cual implicaría algún tipo de procesamiento postranscripcional o la síntesis de ARNs menores durante la replicación del genoma viral, como mecanismo de amplificación de la síntesis de la proteína de la cápside. Ciclo de replicación Como para otras familias de virus ARN monocatenario (por ej. Picornaviridae) de polaridad positiva, el virus se adsorbe a receptores específicos en la superficie celular por medio de un dominio de unión en la proteína de la cápside, siendo luego transportado al citoplasma donde sufre un proceso de decapsidación liberando el genoma al citosol. Una vez allí, el genoma procede inmediatamente al secuestro de la maquinaria de traducción celular, sintetizándose una gran poliproteína viral (aproximadamente 2250 aminoácidos) conteniendo a la proteasa, la ARN-polimerasa y al precursor de la cápside. Ésta primero es autoprocesada dando como producto a la proteasa viral en su forma nativa, la cual culmina el procesamiento de las restantes proteínas virales. Una vez sintetizada la ARN-polimerasa viral, el genoma parental puede empezar a replicarse, sucediendo este proceso en el citoplasma. El ensamblaje de las nuevas partículas, la maduración de las proteínas virales y la replicación son procesos que ocurren casi simultáneamente. Existe todo un conjunto de intermediarios de morfogénesis conformado por partículas inmaduras en distintos estadios. Posiblemente, el genoma sea

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incorporado dentro de la partícula a nivel de algunos de dichos intermediarios. La salida del virus se realiza por lisis celular. Patogenia Astrovirus ha sido detectado en la superficie epitelial del intestino delgado y en macrófagos de la lámina propia. En animales, astrovirus produce la vacuolización, seguida de la degeneración y posterior muerte de la célula, lo que determina la atrofia vellositaria. Epidemiología Las variantes humanas astrovirus conocidas hasta el momento, son patógenas exclusivas del tracto gastrointestinal, siendo agentes importantes de enfermedad diarreica en el mundo entero, sobre todo en niños y ancianos (aunque también puede darse en otros grupos etáreos). También se han asociado de manera importante con diarrea en el paciente HIV-positivo o con otros factores responsables de inmuno compromiso. Algunos estudios lo colocan como el primer agente etiológico de gastroenteritis en pacientes HIV-positivos, por encima de los agentes bacterianos implicados; siendo sí, el primer agente viral asociado a casos de diarrea en este grupo (por encima de calicivirus y adenovirus del grupo F, serotipo 40 y 41). Los brotes de diarrea por astrovirus son bastante frecuentes, pudiendo ocurrir tanto en comunidad como en el hospital. La incidencia de la diarrea por astrovirus en niños a nivel mundial, tanto en países desarrollados como en vías de desarrollo, es del orden del 2 al 9 %; aunque algunos estudios reportan una prevalencia superior al 26%. La transmisión en niños es usualmente de persona a persona. En base a estudios de seroprevalencia en diferentes comunidades del mundo se ha visto que la mayoría de los niños generan respuestas de anticuerpos contra las diversas variantes de astrovirus durante el primer año de vida. Por lo que se ha reformulado la importancia de tales virus como agentes de enfermedad diarreica, siendo en muchos casos considerados como la segunda causa más común de gastroenteritis viral en niños (luego de rotavirus). Manifestaciones clínicas El período de incubación es de uno a cuatro días después de la exposición, la enfermedad se manifiesta aproximadamente al cuarto día causando deposiciones líquidas, vómitos, distensión abdominal y deshidratación, la severidad de la enfermedad es menor que rotavirus. Hay un aumento de la incidencia en el invierno. Diagnóstico El diagnóstico y los estudios de tipo epidemiológico se basaban fundamentalmente en microscopía electrónica de las muestras (debido a la forma peculiar del virión y al alto recuento alcanzado en heces) o técnicas inmunoenzimáticas (ELISA directo). En los últimos años, se ha desarrollado e incrementado el uso de la reacción en cadena de la polimerasa con previa retrotranscripción (RT-PCR), lo cual ha incrementado el número de casos positivos para astrovirus debido a una mayor sensibilidad respecto a las técnicas anteriormente mencionadas, las cuales dependían de un alto título de viriones en materia fecal. Por otro lado, la RT-PCR para regiones dentro de los marcos de lectura ORF1a, ORF1b y ORF2 permite genotipificar los aislamientos y analizarlos del punto de vista filogenético (tras la secuenciación).

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PICOBIRNAVIRUS

Son virus relativamente pequeños, miden aproximadamente 35 nm de diámetro, desnudos, presentan una cápside de simetría icosaédrica cuya superficie podría ser característica exclusiva de tales virus, a juzgar por el método de montaje de microfotografías electrónicas en crío. Presentan un genoma de ARN bicatenario (dsARN), doblemente segmentado, cada segmento presenta un tamaño diferente, según los diferentes aislamientos. De forma menos común, se han obtenido aislamientos trisegmentados, conteniendo un fragmento adicional de dsARN con un tamaño promedio de 2,92 kb. A estos se los ha denominado Picotrirnavirus, aunque presentan mucha similitud, no solo estructural y genética, sino también en su ciclo de vida, rango de huéspedes y procesos asociados con los picobirnavirus. Fueron descriptos por primera vez en 1988, al ser descubiertos por accidente en ensayos de electroforesis en gel de poliacrilamida y tinción con plata de extractos de ARN viral obtenidos a partir de muestras de materia fecal proveniente de pacientes (niños) con clara sospecha de infección por rotavirus. Junto al perfil de bandas característico de estos últimos, se evidenciaron bandas adicionales de tamaño semejante al reportado, lo cual hizo sospechar de inmediato en la presencia de un nuevo tipo de virus. Más adelante, a partir de muy pocos casos, pudo evidenciarse ambas bandas en PAGE solas, lo cual, junto a la microscopia electrónica permitió poner en evidencia al nuevo tipo de virus entérico. El rol de los picobirnavirus en la generación de los síntomas que hacen a una gastroenteritis en seres humanos aún no queda bien establecido. La frecuencia de detección de tales virus en materia fecal de individuos con diarrea ha mostrado cierta variabilidad para diferentes investigaciones llevadas a cabo en diferentes sitios a nivel mundial. Lo coincidente es que se han encontrado en proporciones bastante similares en pacientes sintomáticos como asintomáticos. Lo más característico de picobirnavirus del punto de vista epidemiológico es su mayor asociación a casos de gastroenteritis en pacientes portadores del virus de inmunodeficiencia humana (HIV-positivos). En muchos casos, asociado a diarreas de tipo persistente o crónicas, caracterizadas por la presencia del virus en excretas hasta 45 días de iniciados los síntomas. Se han detectado en aproximadamente el 9 % de los casos de gastroenteritis en pacientes HIVpositivos (sobre todo en el estadio SIDA), así como en el 2 % de los pacientes asintomáticos, portadores del virus HIV. Por lo tanto, son el segundo agente viral de gastroenteritis más frecuente en pacientes HIV-positivos después de astrovirus, a nivel mundial. Todos estos estudios se basan en los resultados obtenidos mediante la búsqueda de dsARN viral en muestras de materia fecal por PAGE y tinción con nitrato de plata (con protocolos de extracción adecuados), o por microscopía electrónica directa; ambos métodos de baja sensibilidad, los cuales dependen de un alto recuento de partículas virales en la muestra. Por otro lado, se sabe que muchas veces la infección transcurre con bajos títulos de partículas en materia fecal o que no en todo momento son secretadas altas cantidades del virus. Esto, junto a lo citado anteriormente, puede llevar a subestimar la verdadera incidencia de la diarrea por picobirnavirus. Recientemente se han propuesto ensayos de RT-PCR específicos para picobirnavirus utilizando como molde el dsARN extraído de la muestra de materia fecal, los cuales pretenden solucionar los problemas de sensibilidad. CALICIVIRUS

Los calicivirus humanos son la causa más común de brotes de diarrea de origen no bacteriano en adultos y en niños mayores en todo el mundo. Se estima que son responsables de

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aproximadamente el 95 % de los brotes de gastroenteritis viral (por lo general, acompañada de vómitos) en dichos grupos etarios, sobre todo en Estados Unidos. Se conoce poco de su frecuencia en casos de diarrea de tipo aguda en niños, aunque se estima que la incidencia sería tan solo inferior a la de los casos de gastroenteritis por rotavirus. Morfología y estructura Los calicivirus son virus pequeños, miden 30-35 nm de diámetro, desnudos, vistos al microscopio electrónicos presentan una morfología típica en forma de cáliz o “estrella de David”. Su genoma está constituido por una única cadena de ARN, de polaridad positiva. Clasificacion Existen cinco grupos o géneros de calicivirus basados en homología de secuencia y organización del genoma. Cuatro de estos cinco grupos son patógenos humanos: los virus del tipo Sapporo, los virus circulares pequeños tipo Norwalk, los calicivirus marinos y el virus de la hepatitis tipo-E (HEV). Siendo los tres primeros agentes de gastroenteritis en humanos. El virus de la hepatitis-E, si bien se transmite por vía fecal-oral, no tiene como órgano blanco definitivo al intestino sino al hígado, siendo agentes de hepatitis aguda autolimitada sin mayor riesgo, aunque (por razones aún no muy claras) suele ser fatal para el 25% de las mujeres embarazadas infectadas, sobre todo en países subdesarrollados. Los virus de tipo Norwalk (NLVs) muestran una considerable diversidad genética, pudiendo ser clasificados del punto de vista filogenético en dos grandes genogrupos: el genogrupo 1 incluye al virus Norwalk propiamente dicho, mientras que el genogrupo II incluye variantes como el virus de Lordsdale y el virus de las Montañas Nevadas. En base a estudios de homología y organización del genoma, se vio que los virus tipo Sapporo (SLVs) se encuentran mas relacionados a los calicivirus marinos que a otros grupos de calicivirus causantes de diarrea en humanos. Patogenia Hay poca información sobre la patogenia de calicivirus, se ha visto que la mucosa del intestino delgado proximal se encuentra inflamada, las células absortivas son anormales, las vellosidades están disminuidas, hay hipertrofia de las criptas además de un incremento de las células epiteliales. La mucosa gástrica y colónica es normal. Epidemiología Los virus similares al Norwalk y los calicivirus marinos son los mayoritariamente asociados a brotes como a casos esporádicos de gastroenteritis en adultos. Los SLVs se asocian tan solo a pocos casos comunitarios de gastroenteritis infantil. El cultivo en líneas celulares in vitro de estos virus indica que han estado emergiendo periódicamente desde fuentes oceánicas desde hace por lo menos 65 años. Por lo tanto, resulta frecuente que los brotes de gastroenteritis asociada a calicivirus humanos, en especial a las cepas de calicivirus marinos, se deban al consumo de mariscos u otros productos del mar con mala preparación. Se ha propuesto un reservorio oceánico para tal familia de virus. En el océano los virus son expuestos a un rango amplio de animales, en donde se multiplican y surgen nuevas variantes por ciclo replicativo; algunas de ellas capaces de infectar y causar enfermedad en el hombre. Por esto mismo, las enfermedades por calicivirus son casi imposibles de contener o erradicar. Se ha visto que algunas variantes de calicivirus pueden permanecer viables por más de 14 días a 15 °C, en el agua de mar.

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El mecanismo de transmisión es fecal-oral y son más comunes las infecciones en el invierno. Manifestaciones clínicas Produce diarrea aguda y presenta deposiciones líquidas, vómitos, nauseas, cólicos y fiebre. La infección se resuelve en general espontáneamente a las 24-48 horas. Diagnóstico Como estos agentes no han podido ser cultivados in vitro ni se dispone de modelos animales para su estudio, su diagnóstico depende de métodos directos de visualización (microscopía electrónica), de técnicas inmunológicas (ELISA) y de la amplificación genómica. La microscopía electrónica fue el método usado originalmente para identificar estos virus. Su sensibilidad es baja para los calicivirus debido a que estos se excretan en bajas concentraciones en las heces. RT-PCR, actualmente es el método diagnóstico más sensible utilizado tanto para el diagnóstico como para estudios epidemiológicos. Se utiliza para detectar la presencia del virus en el medio ambiente, incluyendo agua y comida contaminada.

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Herpesvirus A. Mattera, P. Barrios

Generalidades Los miembros de la familia Herpesviridae son virus ADN, envueltos. Más de 100 especies conocidas de herpesvirus infectan a un amplio espectro de animales. Ocho especies reconocidas infectan a los humanos.

Clasificación Se clasifican en tres subfamilias de acuerdo a la homología y organización de su genoma, rango de huésped y otras propiedades biológicas. Las tres subfamilias son: alphaherpesvirinae, betaherpesvirinae y gammaherpesvirinae. ALPHAHERPESVIRINAE

Presentan las siguientes características: • Variabilidad de huéspedes. • Ciclo de replicación relativamente corto. • Difusión rápida a nivel de cultivos celulares. • Destrucción efectiva de la célula infectada. • Capacidad de establecer una latencia primaria, aunque no exclusiva, a nivel de los ganglios sensitivos. Dentro de ésta subfamilia se citan virus herpes simplex tipo 1 y 2, y el virus varicela zoster (VVZ). BETAHERPESVIRINAE

• • • • •

Posee una morfología típica. El genoma de ADN es grande. Poseen la capacidad de establecer infecciones virales persistentes y latentes. Son especie específicos. Crecen muy lentamente en cultivos celulares. Esta subfamilia comprende citomegalovirus (CMV) y a los herpes humanos 6 y 7 (HHV 6 y 7).

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Table 1. Classification and Structure of Herpesviridae That Infect Humans Common Name Other Desig- Sub- Genome No. of Genome nation family Size Genome Type (kbp × Isomers 106) Human virus Herpes simplex Human her- a 152 4 E virus type 1 pesvirus 1 Herpes simplex Human her- a 152 4 E virus type 2 pesvirus 2 Varicella-zoster virus Human herpesvirus 3 Epstein-Barr virus Human herpesvirus 4 Cytomegalovirus Human herpesvirus 5 Human herpesvi— rus 6 Human herpesvi— rus 7 Human herpesviKaposi’s rus 8 sarcoma herpesvirus Simian virus Herpes B virus Herpesvirus simiae; cercopithicine herpesvirus 1 Abbreviation: kbp, Kilobase pairs.

Guanineplus-Cytosine Content (% ) 67 69

a

125

D

D

46

g

172

1

C

59

b

229

1

E

57

b

165

1

A

43

b

145

1

A

42

g

165

1

B

55

a

150

4

E

74

GAMMAHERPESVIRINAE

• •

Se replican y permanecen en forma latente en los linfocitos. Pueden causar linfomas, leucemias y trastornos linfoproliferativos en animales de experimentación. Dentro de ella se encuentra el virus de Epstein–Barr (VEB) y herpesvirus 8.

Estructura Los herpesvirus son partículas largas que miden entre 150 a 250 nm. La particula viral está compuesta, desde el exterior al interior, por una envoltura de naturaleza lipídica que deriva de la célula huésped. Las proteínas y las glicoproteínas virales insertadas en la envoltura forman las espículas, de las que algunas son responsables de la fijación del virus a la célula. La integridad de la envoltura es necesaria para la infectividad viral. Anticuerpos contra algunas de las glicoproteínas virales neutralizan la infección. El tegumento es un complejo de proteínas virales de estructura fibrilar que asegura la unión entre envoltura y cápside. Su naturaleza lipídica le da la posibilidad de ser degradables por los agentes físicoquímicos y ello confiere a los herpesvirus de una gran fragilidad al medio exterior. Presenta una cápside icosaédrica de 100 nm de diámetro constituida de 162 cápsomeros. Un core que contiene ADN viral, bicatenario lineal que se encuentra enrollado alrededor de una bobina proteica.

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Figura 1. Electron micrographs of varicella-zoster virus negatively stained with phosphotungstic acid (×40,000). A, The complete enveloped virion. B, A purified viral nucleocapsid. (From Straus SE, Ostrove JM, Inchauspe G, et al. Varicella-zoster virus infections: Biology, natural history, treatment, and prevention. Ann Intern Med. 1988;108:221–237.)

Ciclo de replicación viral La replicación de los herpesvirus está cuidadosamente regulada. • Adsorción, penetración y decapsidación: por intermedio de las proteínas de la envoltura viral los virus se unen a receptores de la membrana citoplasmática de la célula. Luego de la fusión entre las envolturas virales y las membranas citoplasmáticas, la nucleocápside se libera en el citoplasma, la cápside migra a través del mismo y es degradada por las enzimas lisosomales dando lugar, por último, a la penetración del ácido nucleico en el núcleo. La síntesis de proteínas es regulada en el tiempo y aparecen tres tipos sucesivos de proteínas en las células: – Proteínas muy precoces (inmediate early antigens) IEA – Proteínas precoces (early antigens) EA – Proteínas tardías (late antigens) LA Las proteínas precoces son enzimas que regulan su propia síntesis y estimulan la síntesis de ellas mismas. En algunos herpesvirus la síntesis de las proteínas muy precoces son inducidas por las proteínas del tegumento. Las proteínas precoces son las que participan propiamente en la replicación viral ya que son ADN polimerasas y timidinacinasas. Las proteínas tardías son proteínas estructurales. Las copias de ADN viral replicadas se unen a las proteínas de estructura que migran hacia el núcleo donde se ensamblan. • Envoltura y liberación de viriones: las nucleocápsides completas salen de los núcleos y se envuelven con membranas nucleares o intracitoplasmáticas (lo cual es característico de los herpesvirus). Los viriones atraviesan el citoplasma celular por el retículo endoplásmico y finalmente la célula termina siendo destruida.

Tropismo Los herpesvirus varían en sus habilidades para infectar distintos tipos de células rasgo este que es considerado en la clasificación en subfamilias. Por ejemplo el virus herpes simplex crece en células epiteliales y fibroblastos de humanos, monos, conejos, ratón y otros animales. El virus varicela zoster (VVZ) crece mejor en células epiteliales y fibroblastos in vitro. CMV crece sólo en fibroblastos humanos, VEB puede ser cultivado sólo en linfocitos. HHV 6 y 7 se replican in vitro en linfocitos T CD4. HHV 8 aún no se ha podido producir su replicación eficientemente in vitro.

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Latencia Todos los herpesvirus permanecen en sus huéspedes naturales y son responsables de infecciones latentes y de reactivaciones a menudo asintomáticas. La latencia está caracterizada por una expresión limitada de una pequeña cantidad de genes virales.

Patogenia Los herpesvirus pueden causar daño por tres mecanismos: • destrucción directa de los tejidos • provocando respuestas inmunes patológicas • por la capacidad de transformar a la célula en neoplásica. Las lesiones mucocutáneas por HVS 1 y VVZ son consecuencia, fundamentalmente, de un daño tisular directo, en cambio ciertas complicaciones por herpesvirus como eritema multiforme, anemia hemolítica y trombocitopenia, son consecuencia de respuestas inmunes patológicas. Herpesvirus producen infecciones persistentes en humanos debido a que alteran genes celulares que previenen su eliminación, permitiendo así su latencia, inhiben la apoptosis y evaden la respuesta inmune. La latencia se mantiene por la localización del virus en lugares inmunológicamente privilegiados como la neurona en el caso de HVS, y por la falta de expresión de proteínas que pueden ser detectados por el sistema inmune como en algunos linfocitos B por el VEB. Algunos integrantes de la familia Herpesviridae son virus oncogénicos como el VEB, que describiremos más adelante.

Epidemiología La infección por los distintos herpesvirus es de distribución mundial y muy frecuente. Los herpesvirus a causa de su envoltura son virus frágiles. La transmisión de la infección se realiza: • a través del contacto directo y a veces íntimo entre los individuos por contaminación con la saliva; • por vía genital: contactos sexuales, parto; • por transplante de órganos, o • por transfusiones sanguíneas. Aunque son virus frágiles, pueden resistir cierto tiempo en el medio exterior y la infección puede ser vehiculizada por las manos o por los objetos contaminados por la saliva, lesiones o secreciones infectadas. La primoinfección por herpesvirus, acompañada o no de signos clínicos, se observa a menudo en el lactante y más frecuentemente en medios socioeconómicos desfavorables, o cuando los jóvenes viven agrupados en colectividades. En la infección latente los virus herpéticos son excretados de forma intermitente sin signos clínicos asociados, lo que explica su gran difusión a nivel de la población. Los factores que desencadenan la reactivación son muy variables y poco conocidos: estímulos nerviosos, estímulos alogénicos en transplantes o estímulos durante el embarazo.

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Table 2. Features of Productive, Latent, and Transforming Herpesvirus Infections of Humans Virus Typical Primary Typical Recur- Infection in the State of Association Infections rent Infections Compromised Latency with Human Host Cancers Herpes simGingivostomaHerpes Gingivostoma- Sensory None plex virus 1 titis labialis titis neurons Keratoconjunc- KeratoconKeratoconjunctivitis junctivitis tivitis Cutaneous Cutaneous Cutaneous herpes herpes herpes Genital herpes Encephalitis Esophagitis Encephalitis Pneumonitis Hepatitis, etc. Herpes simGenital herpes Genital herGenital herpes Sensory Cervical plex virus 2 pes neurons cancer? Cutaneous Cutaneous Cutaneous herpes herpes herpes GingivostomaAseptic men- Disseminated titis ingitis infection Meningoencephalitis Neonatal herpes Varicella-zos- Varicella Dermatomal Disseminated Sensory None ter virus zoster infection nerve ganglia Cytomegalo- Mononucleosis ? Hepatitis MonoNone virus cytes? Hepatitis Retinitis Neutrophils Congenital cyPneumonitis tomegalic incluEncephalitis sion disease Colitis, etc. Epstein-Barr Mononucleosis ? Polyclonal and B lympho- African-type virus Hepatitis monoclonal cytes Burkitt’s lymEncephalitis lymphopphoma, CNS roliferative lymphoma, syndromes and other lymphomas; nasopharyngeal carcinoma; leiomyosarcoma Oral hairy leukoplakia Human herRoseola infan? Pneumonitis? CD4 lym- Rare B-cell pesvirus 6 tum phocytes? lymphomas? Fever and otitis Encephalits? media Encephalitis Human herRoseola infan? ? CD4 lym- None pesvirus 7 tum phocytes?

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Human herpesvirus 8

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?

?

Simian herpes Mucocutaneous ? B virus lesions Encephalitis Abbreviation: CNS, Central nervous system.

Kaposi’s sarcoma

?

?

Sensory neurons

Kaposi’s sarcoma; multicentric Castleman’s disease; primary effusion lymphoma None

Herpes simplex El miembro prototipo de la familia herpesvirus es el virus herpes simplex (HSV). Existen dos tipos antigénicos HHV-1 y HHV-2 que comparten actividad antigénica cruzada, pero patrones de neutralización diferentes y producen patrones clínicos diferentes. Posee una cápside icosaédrica de 162 capsómeros. El genoma del virus es de alrededor de 152 kbp, está constituido por ADN y su disposición es bicatenario y lineal. La envoltura está constituida por una membrana lipídica, proveniente de la célula infectada al salir por brotación. Dicha envoltura contiene espículas constituidas por glicoproteínas. Entre la envoltura y la cápside se encuentra el tegumento, formado por proteínas virales, de aspecto denso a los electrones, cuyas propiedades y funciones se desconocen aún. EPIDEMIOLOGÍA

El huésped natural siempre se ha creído que es el hombre, pero el virus es capaz de infectar varios animales incluyendo los roedores. Alrededor del 50% de los adultos son seropositivos para HHV-1, no así para el HHV-2 para el cual la seropositividad es algo menor. A los 30 años alrededor del 25% de los americanos tienen anticuerpos anti-HHV-2, pudiendo llegar a prevalencias de 50% en algunas regiones de África. La prevalencia y la incidencia de la infección por herpes genital ha ido incrementándose año a año. Más de 45 millones de personas en Estados Unidos están infectadas con HHV-2 y más de un millón de nuevos casos se diagnostican por año (figura 2). Herpes genital es la infección de transmisión sexual más común en Estados Unidos, así como en el resto del mundo. La seroincidencia de HHV-2 podría tomarse como marcador de cambio en los hábitos sexuales de la población, especialmente en aquellas regiones de África con alta incidencia entre adultos jóvenes. En los países desarrollados su importancia radica en el rol potencial de facilitación de la transmisión del VIH. Este virus es altamente prevalente en las regiones donde existen epidemias severas por VIH. La infección se incrementa con la edad en forma marcada, llegando a valores de hasta 70% o más, en mujeres adultas en algunos sitios de África. Las úlceras genitales incrementan el potencial infeccioso de los sujetos VIH positivos y la susceptibilidad de los sujetos seronegativos al VIH. Existe un efecto recíproco entre la inmunodepresión que causa el VIH determinando la exacerbación de los síntomas por el HHV-2, así como el incremento de la capacidad infectante y de diseminación en los pacientes VIH positivos que presentan una infección concomitante por HHV-2. Los últimos datos sugieren que HHV-2 sería responsable en una proporción sustancial de las nuevas infecciones por VIH en algunas partes de África. Se necesita entonces de medidas urgentes de control para HHV-2, las cuales incluyen: • terapia supresiva antiviral sobre todo en grupos de alto riesgo,

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Figura 2. Seroprevalencia de virus Herpes simplex (HSV) en Estados Unidos (%)

1990 1980

1=12-19 2=20-29 3=30-39 4=40-49 5=50-59 6=60-69 7>70

• •

educación de forma de reducir la transmisión de HHV-2, se están tratando de desarrollar vacunas y nuevos antivirales con dicho propósito. La gráfica nos muestra la incidencia creciente, luego de infectados los pacientes persisten de por vida infectados, las recurrencias en general retroceden espontáneamente para luego reaparecer nuevamente. Las infecciones más importantes son las queratitis herpéticas y las encefalitis. La incidencia del herpes genital ha aumentado en las últimas décadas, factores asociados a este incremento pueden ser la promiscuidad sexual, el uso de anticonceptivos orales y la ausencia del uso de métodos de barrera. Factores predisponentes que favorecen la infección por HHV-2: • Sexo: más frecuente en mujeres. • Raza: más frecuente en raza negra. • Estado civil: más frecuente en divorciadas que en solteras o casadas. • Residencia: más frecuente en grandes ciudades. • Número de compañeros sexuales: a mayor número mayor riesgo de infección. REPLICACIÓN

El primer paso para que se de la replicación viral es la interacción de las glicoproteínas virales con los receptores celulares, lo que resulta en la fusión de la envoltura viral con la membrana celular. No es necesario que se produzca endocitosis, pero ésta puede ocurrir como ruta alternativa de penetración a la célula. Durante el attachment la glicoproteína C interactúa con el heparansulfato, ubicado en la superficie de la membrana celular. Dicha interacción es lábil hasta que las otras glicoproteínas como la B y D comienzan a participar en el proceso de entrada. La glicoproteína B también provee un sitio de interacción con otros glicosaminoglicanos, mientras que la glicoproteína D provee de una unión estable a los receptores celulares, así

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como al mediador de la entrada del herpesvirus. La adsorción tardía se asocia con cambios conformacionales de la glicoproteína D que ocurren luego de la unión al receptor, luego de lo cual ocurre la interacción de gD con el complejo heterodímero gH/gL. Los dominios del complejo gH/gL y gB permiten la penetración ph-independiente. El complejo gE/gI y gM interactúa con los receptores a nivel de las uniones celulares facilitando así la diseminación. Lo mismo sucede en las células no polarizadas, pero con la salvedad que no se produce la liberación del virión célula a célula por la superficie basolateral de las células polarizadas. La glicoproteína K que no se encuentra incorporada al virión juega un rol esencial en la envoltura de la cápside durante el ensamblaje en la membrana nuclear, en el transporte del virión a la superficie celular y en su liberación. Luego de la fusión se libera la cápside en el citoplasma, migrando la misma hacia el núcleo, el core entra por un poro nuclear y allí se circulariza el genoma. El genoma viral esta compuesto por una única región larga, tiene elementos de repetición internos y terminales. En el HSV 1 y 2 hay dos bloques de secuencias únicas designadas UI (única larga) y Us (única corta), cada una de las cuales esta unida por repetidores terminales. El genoma viral se acompaña de la proteína alfa –TIF cuya función se basa en activar la trascripción viral inmediata por medio de factores celulares de trascripción. La infección de células no neuronales con el HHV-1 determina la degradación del RNAm del huésped y la consiguiente inhibición de la síntesis de proteínas. De esta forma el virión regula la expresión de los genes virales y promueve la replicación eficiente durante la replicación lítica. Luego de entrar las proteínas virales producen la disgregación de los polirribosomas y la degradación del RNA celular y viral. El virus permanece conservado en todas las especies neurotrópicas y de ahí el establecimiento de la latencia, para lo cual también es importante la resistencia de las neuronas a la infección por VHS. En el núcleo la trascripción del genoma es regulada en una cascada y se producen tres tipos distintos de RNAm. Si se bloquea el proceso brevemente luego de iniciada la infección, se acumulan los RNAm inmediatos tempranos en el núcleo no transcribiéndose otros RNAm. Todos los productos de los genes inmediatos tempranos regulan la transcripción de los otros genes tempranos y tardíos. La síntesis de los productos tempranos se producen antes de la replicación del ADN viral y por eso actúan enzimas que participan en el metabolismo del DNA como la timidinacinasa y la ribonucleótido-reductasa, y enzimas que actúan directamente en la replicación del ADN, como la polimerasa ADN y la helicasa ADN, por tanto se inicia la replicación del genoma. Además de todo lo antedicho, también las proteínas celulares se requieren para la replicación del genoma, y la misma ocurre en el núcleo. Los productos de los genes tardíos se producen luego de la replicación del ADN e incluyen proteínas estructurales. La capacidad de establecer latencia es una característica de los herpesvirus. Entendemos a la latencia como la capacidad de generar una infección improductiva y reversible de una célula por un virus capaz de replicarse. Para que la misma se de, dichos virus deben ser capaces de evadir con éxito la respuesta inmune y deben ser capaces de insertar su genoma en las células del huésped, esto incluye tres fases separables: • Establecimiento • Mantenimiento • Reactivación

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Siguiendo la infección natural, el establecimiento de la latencia ocurre conjuntamente en las neuronas sensoriales que inervan el sitio de infección primario, la pérdida de permisividad de por lo menos algunas de las neuronas sensoriales resulta en una falla del ciclo productivo de expresión genética, y por tanto, una falla del ingreso al ciclo lítico. Las neuronas en donde se establece primariamente la latencia residen en el ganglio sensorial, aunque también existe evidencia de presencia de virus latente en el sistema nervioso central. La transcripción de una porción restringida del genoma ocurre durante la latencia, siendo dirigida por un solo promotor generando RNAs nucleares que se han designado como transcriptos asociados a latencia. Su función aún no ha sido determinada, pero las mutantes presentan una lenta recuperación o establecen latencia con eficiencia reducida, parecería que presentan un efecto de inhibición de la apoptosis. Este efecto promovería la reactivación y esta sería por tres mecanismos: • Generando mas neuronas infectadas en estado latente para reactivaciones futuras. • Protegiendo neuronas en las cuales ocurre la reactivación. • Protegiendo las neuronas no infectadas durante la reactivación Herpesvirus ha desarrollado una cantidad de estrategias para modular la respuesta del huésped. La replicación del ADN es el sitio blanco de las drogas antivirales, siendo dichas drogas análogos de nucleótidos de cadena terminal (aciclovir, ganciclovir, ambos análogos de la guanina). Existen fármacos más recientes como el famciclovir, similar al aciclovir y valaciclovir, que es la prodroga del aciclovir. El aciclovir necesita una fosforilación inicial, que es realizada por la timidinacinasa. Luego el monofosfato es convertido en trifosfato de aciclovir por las cinasas celulares, el cual es incorporado al ADN viral por la polimerasa viral. La base incorporada previene la elongación de la cadena, dado que carece de la ribosa que tendría la molécula normal. El ganciclovir es más efectivo contra citomegalovirus. Ambos fármacos presentan el problema que generan resistencia de dichos virus al fármaco, debido a mutaciones de la ADN polimerasa o en las cinasas. Las partículas virales se ensamblan en el núcleo, luego son clivados los productos y empaquetados dentro de cápsides preensambladas. La envoltura se obtiene de la hoja interna de la membrana nuclear, acumulándose las partículas entre ambas hojas. Cómo es transportado el virus hacia la superficie se desconoce aún. Las proteínas que se producen se incorporan al virión, el resto se acumula en el núcleo determinando la aparición de cuerpos de inclusión nuclear. PATOGENIA

La infección primaria ocurre a través de abrasiones de la mucosa de la boca o de la faringe, vía ocular, vía genital, o por abrasiones de la piel. La mayoría de los individuos se infectan en los primeros dos años de vida, hecho este que se debe a su carácter universal. La infección inicial en general es asintomática, aunque pueden aparecer lesiones locales de tipo vesicular. La multiplicación local va seguida de viremia y de infección sistémica. Luego ocurre el periodo de infección latente, que se prolonga a lo largo de la vida con reactivaciones periódicas. La media de recurrencia luego de la primoinfección con HSV-2 es de cuatro a cinco episodios por año, lo episodios primarios severos se asocian con tasas de recurrencias mayores. Durante la infección primaria el virus accede a los nervios sensoriales periféricos, migrando por los axones hasta los ganglios sensoriales en el sistema nervioso central. Durante la infección latente el

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ADN se mantiene en forma episómica, con expresión limitada de los genes, elemento este requerido para que se mantenga la latencia. El estado de latencia depende de: • Factores físicos de disturbio: lesión física, rayos UV, hormonas • Estrés, depresión. La reactivación del virus latente determina enfermedad recurrente, el virus desciende a través del nervio sensorial a la superficie del cuerpo, se replica y causa daño tisular. En un mismo individuo, el herpes recurrente se manifiesta prácticamente siempre en la misma zona. Luego de período prodrómico caracterizado por ardor, disestesias, se forman flictenas o vesículas yuxtapuestas de contorno policíclico que posteriormente van a progresar a la ulceración. En general el HHV-1 se asocia con herpes oral y ocular, y el HHV-2 se asocia a lesiones genitales y anales. PRESENTACIÓN CLÍNICA

La forma de presentación pueden ser leves o graves, ya caracterizamos previamente cuales son, para los dos serotipos, las formas de presentación mas frecuente. Nos interesa destacar aquí las formas graves, dadas las secuelas que generan en el paciente, pudiendo determinar en ocasiones compromiso vital. Herpes ocular Se trata de una queratoconjuntivitis a menudo unilateral, la lesión viene determinada por la acción citopática del virus, así como también por la respuesta inflamatoria del huésped, todo lo cual puede determinar compromiso vascular de la córnea, produciendo fibrosis de la misma con pérdida de la visión. Encefalitis herpética En general se debe a una reactivación viral, sobre todo en el adulto. Los dos serotipos pueden estar implicados. Se caracteriza en su inicio por trastorno de la conciencia, con pérdida de atención, tendencia al sueño, desorientación temporal y espacial, y fotofobia. El diagnóstico es clínico-microbiológico, realizándose la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) a punto de partida de líquido cefalorraquídeo (LCR), para detección de genoma viral. Se debe realizar también el estudio citoquímico del LCR, pudiéndose objetivar linfocitosis moderada con proteinorraquia variable. La precocidad del diagnóstico y del inicio del tratamiento son fundamentales para evitar lesiones secuelares, así como la muerte del paciente. Herpes neonatal La transmisión viral se realiza en el período perinatal, la vía transplacentaria es poco frecuente, en general el virus se encuentra en el tracto genital materno y el feto lo adquiere en su pasaje a través del mismo. La afectación es más severa aún si la madre cursa la primoinfección, dada la falta de anticuerpos maternos que atraviesen la placenta y generen protección para el feto. Puede ocurrir la infección asintomática o también infecciones graves, estas últimas se caracterizan por erupción generalizada, hepatitis y encefalitis, y en general son mortales. La infección materna antes de las 20 semanas de embarazo se asocia con aborto espontáneo. La infección del recién nacido puede evitarse si se evita el pasaje del mismo a través del canal de parto mediante operación cesárea.

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Herpes en inmunodeprimidos En todo paciente con déficit inmunitario, ya sea por tratamiento con inmunosupresores, en pacientes neoplásicos o en pacientes con SIDA, se pueden observar reactivaciones. Las mismas se caracterizan por lesiones cutaneomucosas extensas, así como afectación de otros órganos, por ejemplo: hepatitis, encefalitis, neumonitis viral. Herpes y cáncer de cuello uterino Existiría una relación significativa entre ambos, relación esta que se basa en el poder oncogénico que tienen estos virus, y en su capacidad de producir una infección latente y desviar el ciclo normal celular hacia la transformación maligna. Se plantea además su rol carcinógeno eventual como cofactor junto con papilomavirus humano. DIAGNÓSTICO DE LABORATORIO

Diagnóstico directo Pone en evidencia al virus o alguno de sus componentes. Citología

El examen citológico permite observar imágenes que se ven en la infección herpética, tales como el hinchamiento celular y la marginación de la cromatina, aunque esto no es específico de los herpesvirus. Búsqueda de antígenos virales

Se debe realizar recolección de células infectadas por dicho virus donde se encuentran expresados los antígenos virales. Esto se puede realizar: • Por raspaje de lesiones y puesta en solución isotónica • Por centrifugación de líquidos biológicos • Por aspiración bronquial • Por biopsia La presencia de antígenos se reconoce con anticuerpos monoclonales (anti-HHV-1 y anti-HHV-2) conjugados con fluorocromo o una enzima que permite revelarlos y objetivarlos al microscopio. La utilización de anticuerpos en técnica inmunoenzimática pone de manifiesto antígenos solubles extracelulares. Estas técnicas tienen una sensibilidad menor que el cultivo viral. Aislamiento en cultivos celulares

Existen numerosas líneas celulares que son susceptibles de infección por herpesvirus. En la práctica se utilizan células embrionarias humanas y líneas continuas de riñón de mono. Es importante realizar toma de muestras correctamente y utilizar medio de transporte adecuado para conservación viral. El efecto citopático consiste en hinchamiento celular y desprendimiento celular progresivo del soporte (botella, microplaca, etc.). Algunas cepas pueden producir formación de sincicios. Se puede esperar ver el efecto citopático y luego realizar identificación viral por técnicas de inmunofluorescencia, utilizando anticuerpos monoclonales específicos. También se puede utilizar la técnica rápida por método shell-vial, aumentando la velocidad de adsorción viral por centrifugación y revelando luego sobre el cultivo con anticuerpos monoclonales específicos.

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Reacción en cadena de la polimerasa (PCR)

Esta técnica es altamente sensible, tiene la capacidad de detectar de 10 a 108 copias del DNA de los herpesvirus en 20ul de muestra. En el caso de los HHV-2 la PCR tiene mayor sensibilidad que el cultivo celular. Diagnóstico indirecto Las técnicas indirectas más comunes son las inmunoenzimáticas (ELISA), inmunofluorescencia. También se puede realizar Western Blot pero consume más tiempo, es caro y técnicamente difícil de implementar en larga escala; mientras que el ELISA se encuentra más disponible y es más fácil de realizar, de implementar y de evaluar. Se basan en la detección de epitopes tipo-específicos presentes en las glicoproteínas G y C. TRATAMIENTO

La acycloguanosina actúa como inhibidor competitivo de la ADN-polimerasa, solo en las células en que hay replicación activa. La afinidad por la timidincinasa viral es 1000 veces mayor que para la timidincinasa celular. Las mutantes resistentes al aciclovir son timidincinasa negativas. La vía intravenosa se utiliza en las infecciones graves tanto por herpesvirus 1 y 2 como por varicela zoster. Se puede realizar terapia episódica para tratamiento del herpes primario o de las recurrencias. En el caso de los herpes genitales se indica 400 mg 3 veces día de aciclovir por 5 días, o 500 mg 2 veces al día por 5 días de valaciclovir. Beneficios de la terapia: • Disminución del dolor (menos días). • Curación mas rápida (4 días). • Menor duración de contagio (2 días). • No genera cambios en la recurrencia. • Reduce la duración de la recurrencia. • 25-50% no progresan a lesión mayor que la inicial. Terapia supresiva: se indica 400mg 2 veces al día de aciclovir o valaciclovir 500 mg al día. • Previene las recurrencias en 80-85% de los casos. • La liberación en pacientes sin clínica se reduce al 94%. • Beneficios psicológicos. Vacunas profilácticas y terapéuticas Protegen contra la infección o contra la enfermedad. Han funcionado en animales. Las vacunas terapéuticas están destinadas a disminuir la frecuencia y la severidad de las recurrencias. Una vacuna debe inducir inmunidad mediada por células Th y es deseable que también se induzca una respuesta mucosa. Existen vacunas que están siendo probadas en estudios clínicos contra HHV-2: • Vacuna recombinante gB2, gD2 y MF59 con buena respuesta Th y de anticuerpos neutralizantes, pero no lo suficiente para un buen efecto terapéutico y profiláctico, por lo que se suspendió el estudio. • Recombinante, gD2 con SBAS4 70% de eficacia contra HHV-2, pero no confiere protección para las pacientes que inicialmente eran seropositivas para HHV-1. • Único ciclo (DISC) HSV2 induce anticuerpos neutralizantes y respuesta linfoproliferativa,

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mejora la respuesta producida por la infección natural por HSV-1. La única desventaja es que debe darse frecuentemente.

Virus varicela zoster (VVZ) La varicela y el zoster representan distintas manifestaciones clínicas de la infección por el mismo agente. La varicela es la primoinfección por el VVZ, mientras que el zoster es la reactivación del virus latente. HISTORIA

La varicela y el herpes zoster se consideraban entidades nosológicas diferentes. La naturaleza infecciosa de ambas entidades fue definida por Von Bokay que observó la varicela en personas que mantenían contacto cercano con otras que sufrían de herpes zoster. Kundratitz en 1925, demostró la aparición de varicela en pacientes susceptibles al inocular líquido de una vesícula de un paciente con herpes zoster. Desde principios del siglo XX similitudes en los rasgos histopatológicos de las lesiones de piel, y en estudios epidemiológicos e inmunológicos, indicaban que la varicela y el herpes zoster eran causados por el mismo agente. El aislamiento del VVZ en 1958 permitió definir la biología del virus. Aislamientos del virus de pacientes con varicela y con herpes zoster resultaron en cambios similares en los cultivos de tejidos, específicamente en la aparición de inclusiones intranucleares eosinofílicas y células gigantes multinucleadas. En ese mismo año, Weller y colaboradores fueron capaces de establecer que no existían diferencias entre ambos agentes virales aislados de pacientes con esas dos entidades clínicas distintas. Estudios posteriores del ADN viral confirmaron que se trataba del mismo agente. TAXONOMÍA

Pertenece a la subfamilia Alphaherpesvirinae, junto con los virus herpes simplex tipo 1 y 2. ESTRUCTURA

Su estructura es similar a los otros miembros de la familia herpesviridae. El genoma es un ADN lineal de doble cadena de 125 kb, y codifica aproximadamente 75 proteínas. Las proteínas incluyen por lo menos 30 polipéptidos de los cuales 5 o 6 son glicosilados. Existen 2 regiones en el genoma viral, una larga de 105 kb, y una corta de 5.2 kb, cada una de estas 2 regiones contiene secuencias terminales repetitivas. En la replicación la región corta puede invertirse sobre sí misma y resultar en dos formas isoméricas. Cinco familias de las glicoproteínas del VVZ han sido identificadas: gp I, gp II, gp III, gp IV, y gp V. La infección viral puede ser neutralizada por anticuerpos monoclonales contra las proteínas I, II y III. Como todo virus envuelto es un virus frágil, muy lábil a las temperaturas habituales y rápidamente inactivado fuera de las células. El aislamiento del virus necesita de la inoculación sin demora en cultivos de tejido luego de un transporte rápido de la muestra al laboratorio. MULTIPLICACIÓN EN EL LABORATORIO

El VVZ se multiplica en células humanas y la línea diploide de fibroblastos humanos embrionarios MRC5, que es corrientemente utilizada para su aislamiento. El ciclo de replicación in vitro se parece al de los HSV y es relativamente corto. Aproximadamente 8 a 10 horas postinoculación se puede evidenciar el virus por inmunofluorescencia en la células adyacentes

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al foco inicial de inoculación. El efecto citopático se localiza en focos y la infección celular es lentamente citolítica. El virus se disemina de célula a célula por contacto directo por fusión de las membranas plasmáticas. EPIDEMIOLOGÍA

El hombre es el único reservorio conocido para el VVZ y se infecta cuando este entra en contacto con la mucosa del tracto respiratorio superior o con las conjuntivas. El VVZ es un virus altamente contagioso, la transmisión de persona a persona también se produce por contacto directo con pacientes con lesiones de varicela, o menos frecuentemente zoster, y por diseminación aérea de secreciones respiratorias. También puede producirse la infección in útero como resultado del pasaje a través de la placenta de virus durante la infección materna por VVZ. La infección por VVZ de un miembro de la familia habitualmente tiene como resultado la infección de prácticamente todas las personas susceptibles de la familia. En los climas templados la varicela es una enfermedad de la infancia, más frecuente a fines de invierno y comienzos de la primavera. La mayor parte de los casos de varicela ocurre en niños menores de 10 años. La inmunidad por lo general es de por vida. La inmunidad celular es más importante que la inmunidad humoral, tanto para limitar la extensión de la infección primaria por VVZ, como para prevenir la reactivación del virus en forma de herpes zoster. Se cree que la reinfección sintomática es infrecuente en personas inmunocompetentes, aunque existe la reinfección asintomática. La infección primaria asintomática es poco habitual, pero en vista de que algunos casos son leves, puede no ser detectada. Las personas inmunocomprometidas con infección primaria (varicela) o recurrente (herpes zoster) corren mayor riesgo de enfermedad grave. Otros grupos de pacientes que pueden presentar enfermedad grave o complicada incluyen los lactantes, los adolescentes y adultos, los pacientes con trastornos cútaneos o pulmonares crónicos, y los que reciben corticoesteroides sistémicos y salicilatos a largo plazo. Los pacientes son más contagiosos durante uno a dos días antes del comienzo de la erupción y poco después de ese momento. Sin embargo, la contagiosidad puede persitir hasta la formación de costras en las lesiones. En los pacientes inmunocomprometidos con varicela, la contagiosidad probablemente dure todo el período de erupción y de nuevas lesiones. El período de incubación suele ser de 14 a 16 días y en ocasiones tan corto como 10 días o tan prolongado como 21 días después del contacto. El zoster es una enfermedad esporádica. Se trata de una reactivación viral con expresión clínica. Afecta al 1 % de la población cada año y de ese 1%, el 50% tiene más de 50 años de edad. La forma muy localizada de la erupción y la ausencia del virus en las vías aéreas hacen que la contagiosidad sea baja. Sin embargo, las vesículas contienen virus susceptibles para transmitir la varicela a un sujeto receptivo. FISIOPATOLOGÍA

El virus se multiplica en la puerta de entrada en las células del tracto respiratorio superior, difunde rápidamente a los tejidos linfáticos y se asocia, y luego se generaliza por viremia. El virus de la varicela puede afectar también a órganos blanco como la piel, donde se multiplica en las células de la epidermis provocando lesiones vesiculares características. El VVZ puede persistir en estado latente en los ganglios de las raíces raquídeas posteriores y en los ganglios sensitivos de los nervios craneanos. El mecanismo de latencia es desconocido. En el zoster el virus reactivado migra a lo largo de las fibras nerviosas sensitivas hasta el territorio cutáneo correspondiente, donde se multiplica de nuevo, dando la erupción característica. En los sujetos afectados de enfermedades malignas, leucemia, enfermedad de Hodgking y en otros pacientes

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inmunodeprimidos, pueden existir múltiples recurrencias. Los traumatismos, las enfermedades intercurrentes y los tratamientos inmunosupresores son otros desencadenantes. MANIFESTACIONES CLÍNICAS

Varicela La varicela se manifiesta por un exantema vesicular generalizado y pruriginoso que comienza a nivel de la cabeza, luego se extiende a cuello, tronco y extremidades. La evolución se realiza por empujes durante 2-4 días. Los elementos pasan por los estadios sucesivos de mácula, pápula, vesícula y costra. Es característico de la varicela presentar lesiones en distintos estadios evolutivos. Fiebre baja y síntomas sistémicos leves. La erupción puede afectar la mucosa respiratoria, digestiva y genital. La evolución en general es benigna, la curación se produce en dos semanas sin cicatrices, salvo en caso de lesiones de rascado. Las complicaciones incluyen sobreinfección bacteriana de las lesiones cutáneas, que es la complicación más frecuente, trombocitopenia, artritis, hepatitis, ataxia cerebelosa, encefalitis, meningitis o glomerulonefritis. Algunos casos de varicela pueden ser seguidos por un síndrome de Reye. En los niños inmunocomprometidos puede presentarse una forma grave de varicela caracterizada por una erupción continua de lesiones y fiebre elevada en la segunda semana de la enfermedad, así como encefalitis, hepatitis o neumonía. La varicela hemorrágica es más frecuente en los pacientes inmunocomprometidos. Los niños con infección por VIH pueden desarrollar una varicela crónica o recurrente, con lesiones nuevas que aparecen durante meses. Herpes zoster El virus se establece en forma latente en los ganglios de las raíces dorsales durante la infección primaria. La reactivación produce herpes zoster apareciendo lesiones vesiculares agrupadas en la distribución de uno a tres dermatomas sensitivos, a veces acompañada de dolor localizado en el área. La neuralgia postherpética se define como el dolor que persiste más de un mes. El herpes zoster puede tornarse generalizado en los paciente inmunocomprometidos, con lesiones que aparecen fuera de los dermatomas primarios y con complicaciones viscerales. Varicela materno-fetal La infección fetal como consecuencia de una varicela materna en el primer trimestre o a comienzos del segundo trimestre de la gestación puede producir una embriopatía por varicela, que se caracteriza por atrofia de las extremidades y formación de cicatrices en los miembros (síndrome de la varicela congénita). También pueden haber manifestaciones del sistema nervioso central, y oculares. Los niños que han estado expuestos al VVZ in útero durante las segundas 20 semanas de la gestación pueden desarrollar una varicela inaparente y un zoster posterior al comienzo de la vida, sin haber tenido varicela extrauterina. La infección por varicela puede ser mortal para un lactante si la madre contrae varicela entre los cinco días antes y los dos días después del parto. Cuando la varicela se presenta en una mujer más de 5 días antes del parto y la edad gestacional es de 28 semanas o más, la gravedad de la enfermedad del neonato se modifica por la transferencia pasiva transplacentaria de anticuerpos IgG anti-virus varicela-zoster. DIAGNÓSTICO DE LABORATORIO

El diagnóstico de varicela o zoster se basa generalmente en la anamnesis y el examen físico del paciente. Las características de las lesiones y su localización son suficientes para el diagnóstico,

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pero se recomienda la confirmación del laboratorio en algunas poblaciones especiales como los inmunocomprometidos, ya que el virus puede causar complicaciones mortales debido a que el curso de la infección puede ser diferente del inmunocompetente. El VVZ puede aislarse a partir de raspados de la base de las vesículas durante los 3 a 4 primeros días de la lesión, pero raras veces a partir de otros sitios, entre ellos, las secreciones del tracto respiratorio. Métodos directos Dentro de los métodos directos para su diagnóstico: • Cultivo del VVZ: la recuperación del virus en cultivos celulares insume tiempo, es costosa y su disponibilidad es limitada. Sólo las muestras muy precoces contienen virus infecciosos. La muestra debería ser inoculada lo más rápidamente posible en fibroblastos humanos (MRC5). El efecto citopático se produce a nivel del núcleo y es característico, se desarrolla en 3 a 7 días, se pueden detectar los antígenos en el cultivo celular por medio de anticuerpos monoclonales marcados con un fluorocromo o una inmunoperoxidasa. • Demostración de los antígenos del VVZ por inmunofluorescencia. • Microscopía electrónica del líquido vesicular: esto muestra la presencia de partículas virales de tipo herpes pero no identifica el VVZ. • PCR: técnica altamente sensible, ha demostrado ser efectiva en la identificación del VVZ en el LCR de pacientes con enfermedades neurológicas y en biopsias de lesiones de pacientes HIV. Métodos indirectos Pueden ser utilizados para completar los exámenes precedentes y en todos los casos donde la muestra cutánea no ha podido ser obtenida. Las técnicas de aglutinación en partículas de látex, inmunofluorescencia y ELISA son las más utilizadas. Un aumento significativo de los anticuerpos IgG séricos contra la varicela (≥ 4 veces el título inicial) detectado por cualquiera de las pruebas serológicas convencionales, puede confirmar en forma retrospectiva el diagnóstico. No fiable en personas inmunocomprometidas. TRATAMIENTO

Las medidas de higiene son importantes para prevenir la sobreinfección: baño diario, uñas cortas y limpias, aplicación tópica de drogas antipruriginosas. Para descender la temperatura se recomienda usar acetaminofén, evitando el uso de salicilatos que aumentan el riesgo de síndrome de Reye. La varicela y el herpes zoster pueden tratarse con aciclovir valaciclovir, famciclovir y foscarnet, por vía intravenosa u oral. La decisión de administrar un tratamiento y la duración de éste debe tomarse teniendo en cuenta factores específicos del huésped, la magnitud de la infección y la respuesta inicial a la terapia. En los huéspedes inmunocompetentes la mayor parte de la replicación viral ha cesado a las 72 horas después de la aparición del exantema, la duración es mayor en los huéspedes inmunocomprometidos. El aciclovir oral no se recomienda para el uso sistemático en niños sanos con varicela. Debe considerarse en pacientes sanos con riesgo más elevado de varicela moderada a grave, como los pacientes mayores de 12 años, los pacientes con trastornos cutáneos o pulmonares crónicos, los que reciben tratamiento crónico con salicilatos y los pacientes que reciben series cortas, intermitentes de corticoesteroides, o por vía inhalatoria. En los pacientes inmunocomprometidos se recomienda el tratamiento intravenoso. El tratamiento iniciado precozmente en el curso de la enfermedad, especialmente

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dentro de las 24 horas del comienzo del exantema, tiene eficacia máxima. El valaciclovir y famciclovir han sido aprobados para el tratamiento del herpes zoster en adultos, pero no se dispone de fórmulas pediátricas. Las infecciones resistentes al aciclovir deben ser tratadas con foscarnet parenteral. PREVENCIÓN

Inmunización pasiva Las personas susceptibles con riesgo elevado de desarrollar una varicela grave deben recibir inmunoglobulina anti-VVZ (VZIG) dentro de las 96 horas postexposición, para lograr la eficacia máxima se la debe administrar lo antes posible. Inmunización activa La vacuna contra la varicela es un preparado de virus vivos atenuados de la cepa Oka salvaje, propagada y atenuada en forma seriada. El producto contiene cantidades mínimas de neomicina y gelatina. Fue aprobada en marzo 1995 por la FDA (Food and Drug Administration) de Estados Unidos, para el uso en personas sanas de 12 meses de edad o mayores que no hayan tenido varicela. Integra nuestro esquema nacional de vacunación desde el año 1999. Dosis: se administra por vía subcutánea en dosis única 0.5 ml entre los 12 meses y 13 años de edad. Por encima de ésa edad se recomiendan dos dosis separadas entre sí de cuatro a ocho semanas. Indicaciones: a partir de los 12 meses de edad se recomienda a todos los que no hayan padecido la enfermedad, excepto las embarazadas. De forma particular en niños con leucemia linfoblástica (luego de un año de remisión), tumores sólidos malignos, enfermedades crónicas y en programa de transplante de acuerdo a los protocolos respectivos. Presenta las mismas contraindicaciones que para cualquier vacuna a virus vivo atenuado (ver capítulo 32, Inmunoprofilaxis. Vacunas). Inmunogenicidad: más del 95 % de los niños sanos inmunizados de 12 meses a 12 años desarrollan una respuesta inmune humoral y mediada por células contra el VVZ, después de una sola dosis de vacuna contra varicela. En las personas de 13 años y mayores las tasas de seroconversión son del 78 al 82% después de una dosis y del 99 % luego de dos dosis.

Citomegalovirus (CMV) INTRODUCCIÓN

Citomegalovirus humano pertenece a la subfamilia betaherpesvirinae. Su nombre deriva de la observación que las células infectadas aumentan de tamaño en forma manifiesta y, concomitantemente, presentan inclusiones intranucleares y una voluminosa inclusión intracitoplasmática en la concaviadad del núcleo y pericentriolar. Estas células fueron observadas en 1904 en los órganos de lactantes nacidos muertos. CMV humano fue aislado por primera vez de las glándulas salivales humanas y el término citomegalovirus se propuso para reemplazar al de virus de las glándulas salivales o cytomegalic inclusion disease virus en 1960. Su importancia radica en que la infección es común en todas las poblaciones y la enfermedad varía desde la infección subclínica, hasta el desarrollo de una mononucleosis infecciosa. En los inmunocomprometidos CMV produce enfermedad severa en el pulmón, hígado, riñón, y corazón, sobretodo en pacientes receptores de trasplantes de órganos. En pacientes con SIDA CMV es el patógeno viral más común.

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CARACTERÍSTICAS DEL VIRUS

Se caracteriza por una alta especificad de huésped, un ciclo de replicación largo y, como todo herpesvirus, CMV tiene la habilidad de establecer infección latente en el huésped luego de la infección primaria. El mecanismo exacto que establece la latencia aún no se conoce exactamente pero se sabe que polimorfonucleares, linfocitos T, células endoteliales vasculares, células epiteliales renales y glándulas salivales alojan el virus en un estado no replicativo o de replicación muy lenta. La reactivación de su estado de latencia puede ocurrir luego de inmunosupresión, otras enfermedades, o luego del uso de agentes quimioterapéuticos. ESTRUCTURA

Es un virus de alrededor de 200 nm de diámetro con una cápside icosaédrica constituída por 162 capsómeros, un tegumento y una envoltura. El genoma de ADN es el más largo y complejo de los genomas de Herpesviridae, con una molécula de ADN lineal, bicatenaria con 240.000 pb y un peso molecular de 230 millones Da. El genoma ha sido secuenciado completamente y codifica para 230 proteínas, entre las cuales, muchas juegan un rol en la modulación de la respuesta inmune del huésped. Algunas previenen que las moléculas HLA 1 celulares alcancen la superficie de la célula, de ésta manera no hay asociación entre las moléculas HLA 1 y los glicoproteínas virales en la superficie de la célula no siendo destruida ésta célula infectada por los linfocitos T CD8, permitiendo al genoma de CMV permanecer en la célula infectada. No todas las proteínas han sido identificadas y aún no se conoce la función de muchas de ellas. Todos los genomas de los CMV humanos tienen por lo menos un 90% de homología entre ellos, pero todas las cepas tienen perfiles de restricción diferentes que constituyen marcadores epidemiológicos. Ciertas regiones de genoma del CMV tienen homología con secuencias del ADN celular. También codifica una ADN polimerasa que es un blanco para las drogas antivirales. La cápside está constituida por 2 proteínas principales, una mayor de 153 Kd y una menor 34 Kd, y 2 proteína pequeñas de 28 y 11 Kd. Posee una proteína básica 52 Kd ligada al ADN y una proteína de 38 Kd presente únicamente en las partículas no infecciosas, que contribuye al ensamblaje de las partículas virales. Estas proteínas se organizan en 162 cápsomeros. El tegumento está constituido por 5 proteínas fosforiladas de las cuales dos son muy inmunogénicas: 150 y pp 65, ésta última es importante para el diagnóstico de CMV, y puede ser detectada en las células infectadas de los pacientes por IF o inmunoperoxidasa. Glicoproteínas de envoltura: resultan del clivaje de una poliproteína precursora presente en las células infectadas pero ausente en los viriones. Estas glicoproteínas portan los epítopes inductores de anticuerpos neutralizantes. Aún no se conoce el receptor celular que sirve para la adsorción viral. La penetración a la célula está mediada por un proceso de endocitosis. Luego se produce la replicación del virus, ocurre en el núcleo de la célula y las largas inclusiones intranucleares que se observan en las células infectadas de pacientes corresponden a agregados de nucleoproteínas que se están produciendo. MULTIPLICACIÓN

La multiplicación del CMV humano es dependiente del tipo celular • In vitro: el fibroblasto embrionario humano es la única célula sensible y productiva. • In vivo: ya mencionamos que numerosos tipos celulares son infectados. El ciclo de replicación es de 96 a 120 horas. Se observan sucesivamente: – Transcripción de ARN mensajeros muy precoces, traducidos en proteínas muy precoces,

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antigénicas (IEA, inmediate early antigen) que regulan las transcripciones ulteriores. – Los ARN mensajeros precoces se traducen en proteínas precoces antigénicas (EA: early antigen), ellas están implicadas en el efecto citopático, estimulan la síntesis de ADN, ARN, y de proteínas en la célula infectada. Entre ellas se encuentra la ADN polimerasa. – La replicación del ADN comienza a las 12 horas de iniciada la infección. – Los ARN mensajeros tardíos son transcriptos en proteínas tardías antigénicas (LA: late antigen) de las cuales la mayoría son proteínas y glicoproteínas de estructura. Las nucleocápsides virales aparecen en el núcleo a las 48 horas postinfección, luego se envuelven en la hoja interna de la membrana nuclear al migrar al citoplasma. En el citoplasma adquieren las proteínas de tegumento, cuya síntesis en exceso en los sacos del aparato de Golgi, forman los cuerpos densos. La célula se destruye al cuarto o quinto día. EPIDEMIOLOGÍA

El CMV es altamente específico de especie y se sabe que sólo las cepas humanas causan enfermedad en el hombre. Este virus es ubicuo y se transmite horizontalmente por contacto directo de una persona con otra, cuyas secreciones (orina, saliva, semen, lágrimas y leche) contienen el virus, verticalmente de la madre al hijo antes, durante o después del nacimiento, y por medio de transfusiones de sangre infectada. Las infecciones no presentan características estacionales. Puede ocurrir infección primaria como secundaria por CMV. La infección primaria ocurre en pacientes seronegativos, es decir que nunca estuvieron infectados con CMV. La infección secundaria ocurre cuando se reactiva del estado latente el virus o cuando ocurre una reinfección en una persona inmune seropositiva para CMV. Adultos y niños pueden ser infectados con múltiples cepas. Se ha demostrado que pacientes con SIDA tienen diferentes cepas presentes a la vez en la orina. La manifestación clínica por CMV puede resultar tanto de la infección primaria como de la secundaria, aunque en la primoinfección generalmente el virus se replica a un nivel más alto y la enfermedad es más severa. Si bien es probable que la transmisión horizontal sea el resultado de la contaminación con saliva o de la transmisión sexual, el contacto con orina infectada también puede tener importancia. Las personas seropositivas sanas albergan CMV latentes en los leucocitos y los tejidos, por lo tanto, las transfusiones de sangre y los trasplantes de órganos pueden transmitir el virus. El CMV latente se reactiva con frecuencia en las personas inmunosuprimidas y puede producir enfermedad si la inmunosupresión es severa. Aunque la infección del feto in útero puede ocurrir después de la primoinfección de la madre, o después de la reactivación de la infección materna durante el embarazo, la secuelas son mucho más frecuentes en los lactantes infectados como resultado de la primoinfección materna. MANIFESTACIONES CLÍNICAS

Las características clínicas de la infección a CMV dependen del individuo, de su grado de inmunocompetencia, de circunstancias intercurrentes y del modo de contagio. Las infecciones graves se observan en los fetos y en los recién nacidos, en pacientes con colagenopatías, diabéticos, con hemopatías o con cáncer, esplenectomizados, receptores de trasplantes, tratamientos inmunosupresores y en las inmunodepresiones congénitas o adquiridas. Primoinfección En la mayoría de los casos no tiene traducción clínica o se acompaña de sintomatología banal como un síndrome gripal. Puede existir diarrea, artralgias, eritema y una esplenomegalia una de cada tres veces. Se observa un síndrome mononucleósido sin aglutininas heterófilas con

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una leucocitosis aumentada o normal, una inversión de la fórmula leucocitaria, la presencia de células atípicas mononucleares basófilas y, a veces, una anemia hemolítica o una trombopenia. El 50% de los síndromes mononucleósidos que cursan sin aglutininas heterófilas son debidos a CMV. Muy a menudo las transaminasas están moderadamente aumentadas. La afectación clínica de un órgano es excepcional en el sujeto inmunocompetente (neumopatía, miocarditis, hepatitis, ulceraciones gastrointestinales, meningoencefalitis, polirradiculoneuritis). La curación lleva de tres a cuatro semanas, la normalización de los signos biológicos y la desaparición de la fatiga son muy lentas. La excreción viral en la orina es prolongada. En la infección a CMV se notan anomalías inmunopatológicas: las grandes células mononucleares son los linfocitos T8 activados y la relación T4/T8 está invertida, por aumento de los T8 más que por disminución de los T4 durante varias semanas. Los test de hipersensibilidad retardada son negativos. La sensibilidad a las infecciones intercurrentes está aumentada, los anticuerpos antinucleares anti-músculo liso, las aglutininas frías, las crioglobulinas, el factor reumatoideo, y los complejos inmunes circulantes, también pueden ser detectados. Infección postransfusional El CMV es responsable del 70% de los síndromes mononucleósidos que sobrevienen 3 a 4 semanas luego de transfusiones abundantes en un receptor no inmunizado e inmunocompetente. La infección puede ser grave en el recién nacido, en particular el prematuro hijo de madre seronegativa y exanguinotransfundido con sangre de donante seropositivo. La probabilidad de la infección es de 50% y representa una de las causas de neuropatías mortales observadas al mes de vida. Infección en la mujer embarazada e infección perinatal La infección congénita presenta un espectro de manifestaciones pero habitualmente es asintomática. En algunos lactantes con infección congénita que parecen asintomáticos al nacer, posteriormente se detecta una pérdida auditiva o discapacidad para el aprendizaje. Aproximadamente el 5% de los lactantes con infección congénita por CMV tienen un compromiso profundo con retardo del crecimiento intrauterino, ictericia neonatal, púrpura, hepatoesplenomegalia, microcefalia, daño encefálico, calcificaciones intracerebrales y retinitis. Aproximadamente el 15% de los lactantes nacidos después de la infección primaria de sus madres, presentarán una o más secuelas de la infección intrauterina. La infección adquirida al nacer o poco tiempo después, a partir de secreciones cervicales maternas o de leche humana, habitualmente no se asocia con enfermedad clínica. Infección por CMV en receptores de trasplantes de órganos Se puede tratar de: • Primoinfección: sujetos seronegativos que reciben un órgano de un donante seropositivo. Un 70 a 90% de los trasplantados renales en esta situación desarrollan primoinfección. • Reactivación: se trata de un receptor seropositivo antes del trasplante, que reactiva los virus endógenos y latentes a causa de la inmunosupresión. • Sobreinfección: receptor seropositivo sobreinfectado por la cepa del donante seropositivo. Los sujetos trasplantados pueden también ser infectados por el CMV transmitido en el curso de una transfusión sanguínea. La incidencia de la enfermedad no es la misma en los tres casos citados: 60% en pacientes con primoinfección, 20% en caso de reactivación y 40% en caso de sobreinfección. Entre los síntomas más frecuentes citamos: fiebre prolongada, neutro-

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penia, trombocitopenia, toque digestivo y coriorretinitis. Más raramente pueden desarrollar neumopatía intersticial, que es la más frecuente de las formas graves de infección por CMV en el paciente trasplantado. A mayor inmunosupresión mayor riesgo de enfermedad grave. Hay una correlación entre el rechazo al trasplante renal, la aparición de una reacción de injerto contra huésped y la aparición de una infección por CMV. Infección por CMV en VIH positivos La gran inmunodepresión causada por la infección por el VIH resulta en un defecto en la inmunidad celular, que predispone a muchas infecciones, incluida la del CMV. Los pacientes infectados por el VIH-1 con recuentos de CD4 menores de 100 células/mm3 tienen un riesgo aumentado de desarrollar enfermedad severa por CMV. CMV es uno de los agentes oportunistas virales más frecuentes en los pacientes con SIDA. La retinitis por CMV es por lejos la forma más común de enfermedad cuando el conteo de CD4 es menor de 50 células/mm3 pudiendo llevar a la ceguera en 4 a 6 meses. DIAGNÓSTICO DE LABORATORIO

Métodos directos • La infección por CMV se pone en evidencia en el microscopio óptico por las preparaciones citológicas o histológicas. Se pueden observar: células gigantes con una inclusión intranuclear en “ojo de pescado”, en las orinas de los recién nacidos afectados de citomegalia generalizada, en los líquidos amnióticos, en los lavados bronquioalveolares y en las biopsias de órganos. Este método diagnóstico es carente de sensibilidad. • Aislamiento en cultivo celular: es el método gold standard. El aislamiento del virus se puede realizar en la línea diploide de fibroblastos humanos embrionarios (MRC5) a partir de muestras transportadas en un medio para el mantenimiento de la viabilidad viral. Estas muestras pueden ser orina, sangre, aspirados nasales o bronquiales, lavados bronquioalveolares y líquido cefalorraquídeo. La presencia de CMV se puede revelar por la aparición de un efecto citopático característico: focos de células ovales voluminosas refringentes de crecimiento lento según el eje mayor de los fibroblastos, aunque las lesiones celulares no son visibles antes de las dos o tres semanas. Se puede realizar la búsqueda de antígenos con anticuerpos monoclonales anticitomegalovirus marcados con un fluorocromo o con enzimas, esto permite detectar la presencia del virus antes de la aparición del efecto citopático. La sensibilidad del método aumenta cuatro veces por centrifugación de la muestra sobre los cultivos celulares. • Detección directa de antígenos por inmunomarcado: la sensibilidad y especificidad del examen microscópico puede ser aumentada por el empleo de anticuerpos anti-CMV detectando los antígenos de CMV intranucleares por un método inmunocitoquímico. La detección de antígenos de CMV intracelulares por las técnicas de IF o inmunoperoxidasa son realizables a partir de muestras de orina, de aspirados bronquiales, de lavados bronquioalveolares, de los leucocitos y de las biopsias. • Detección de genomas de CMV por hibridación molecular. Recientemente se dispone de sondas muy específicas así como sistemas de marcación no radiactivos. • PCR, técnica altamente sensible y específica, útil para la detección de la infección aún cuando esta persista en forma latente. Esta técnica se encuentra disponible en los laboratorios especializados. Presenta utilidad también para los estudios de epidemiología molecular, es decir, determinar si la cepa del virus que circula en un grupo determinado corresponde o no a un mismo perfil de restricción.

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Métodos indirectos Se puede realizar por: ELISA, IF, o fijación del complemento buscando IgM e IgG antiCMV. • Las inmunoglobulinas G anti-CMV pueden testimoniar el estado de un portador latente del virus, permiten reconocer el estado inmunitario distinguiendo los sujetos seropositivos. Estos anticuerpos aumentan en las infecciones primarias y en las recidivas. • La búsqueda de IgM anti-CMV demuestra, en general, una infección viral activa. Son detectables en infecciones primarias, a veces en recidivas y pueden faltar en los sujetos inmunodeprimidos o ser inespecíficos. INDICACIÓN DE EXÁMENES

El diagnóstico de una primoinfección se confirma por la seroconversión de anticuerpos IgG o la aparición de IgM anti-CMV en un paciente virémico o excretor. El diagnóstico de infección latente para buscar individuos potencialmente transmisores se basa en la presencia de anticuerpos IgG séricos o totales. Todo donante seropositivo es considerado a priori como un transmisor potencial. El diagnóstico de infección congénita se basa en la obtención de muestras dentro de las tres semanas posteriores al nacimiento. El aislamiento del virus se considera diagnóstico. La diferenciación entre infección intrauterina y perinatal es difícil, posteriormente en la infancia, a menos que se presenten manifestaciones clínicas de la primera como por ejemplo: coriorretinitis o ventriculitis. Una prueba para anticuerpos IgM anti-CMV positiva en suero durante la primera infancia es sugestiva pero no diagnóstica, y resulta menos útil posteriormente. PREVENCIÓN

No existe una vacuna contra el CMV. Al asistir a los pacientes, dado que puede haber infecciones asintomáticas, deben emplearse los procedimientos de control de infecciones como el lavado cuidadoso de las manos y otras prácticas higiénicas. Es prudencial prevenir la exposición de los pacientes gravemente inmunocomprometidos a casos reconocidos de infección por CMV. Se ha desarrollado la inmunoglobulina anti-CMV para la profilaxis de la enfermedad en los pacientes seronegativos receptores de trasplantes. La transmisión del CMV por transfusión sanguínea ha sido prácticamente eliminada por el uso de donantes seronegativos para CMV, por la congelación de los glóbulos rojos con glicerol antes de su administración, por la eliminación de la capa leucocitaria o por la filtración para eliminar los glóbulos blancos. La pasteurización o la congelación de la leche humana donada pueden reducir la probabilidad de transmisión del CMV. El tratamiento de los receptores de trasplantes con aciclovir o ganciclovir al comienzo de la viremia por CMV puede prevenir una enfermedad grave. TRATAMIENTO

El ganciclovir es un análogo nucleosídico de la guanina que se fosforila a una forma activa por las quinasas celulares, inhibiendo en forma competitiva la incorporación del nucleótido fisiológico en la cadena de ADN viral, disminuyendo de este modo la replicación viral, pero no suprimiéndola totalmente. Inhibe mucho más la ADN polimerasa viral que la ADN polimerasa celular y se fosforila 10 veces más en las células infectadas por CMV que en las células no infectadas. Es beneficioso para tratar la retinitis causada por la infección adquirida o recidivante por CMV en pacientes infectados por el VIH. También puede ser útil en otros tipos de compromiso orgánico por CMV. Se ha informado que la combinación de inmuno-

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globulina intravenosa anti-CMV y ganciclovir intravenoso es sinérgica para el tratamiento de la neumonía por CMV. El foscarnet también ha sido aprobado para el tratamiento de la retinitis por CMV y es una droga alternativa.

Virus de Epstein-Barr (VEB) INTRODUCCIÓN

El virus de Epstein-Barr es el agente de la mononucleosis infecciosa. Induce linfomas en los pacientes inmunodeprimidos y se asocia a dos tumores: el linfoma de Burkitt y el carcinoma rinofaríngeo indiferenciado. En 1958 Burkitt describió un linfoma maligno en África, en la cual la distribución geográfica parecía orientar a una transmisión por vectores y por virus. En 1964 Epstein y colaboradores cultivaron in vitro células de linfoma de Burkitt y descubrieron partículas virales de tipo herpes al visualizarlas al microscopio electrónico. En 1966 W. y G Henle utilizaron como antígenos las células infectadas detectando anticuerpos elevados en los sueros de pacientes con linfoma de Burkitt. Esos antígenos también fueron reconocidos por anticuerpos existentes en el suero de pacientes que habían padecido una mononucleosis infecciosa. Los mismos autores encontraron que alrededor del 90% de los habitantes de Estados Unidos poseían esos anticuerpos anti-VEB. Estudios seroepidemiológicos también sugirieron la relación entre el VEB y el carcinoma rinofaríngeo indiferenciado. La capacidad de este virus de inmortalizar linfocitos B in vitro y de inducir linfomas en primates llevó a considerar al VEB como un potencial agente oncogénico en el hombre. Estudios más recientes lo han relacionado con una gran variedad de cánceres linfoides. ESTRUCTURA

Posee la morfología y estructura general de los miembros de la familia Herpesviridae. Pertenece a la subfamilia gammaherpesvirinae. Su genoma está compuesto por un ADN doble cadena con alrededor de 172.000 pb y codifica alrededor de 80 proteínas. MULTIPLICACIÓN

El rango de huéspedes del virus es limitado. In vitro el cultivo del virus ha sido descrito principalmente en linfocitos B y células epiteliales nasofaríngeas humanas. El virus generalmente no produce un efecto citopático en las células infectadas. Luego de la infección por VEB los linfocitos que contienen el genoma del VEB son capaces de un crecimiento continuo in vitro: transformación o inmortalización. Se ha confirmado al VEB como un virus oncogénico, debido a la detección de antígenos virales por IF dentro del núcleo de células transformadas, o por hibridación del ADN celular con ADN del VEB purificado. Los receptores para el VEB se pueden demostrar en linfocitos B y en las células epiteliales nasofaríngeas humanas. Los receptores para el VEB están presentes también en una pequeña cantidad en los linfocitos no B no T. El receptor del linfocito B es el antígeno CD21 o CR21 que puede unirse al VEB y al componente C3d del complemento. La partícula viral se adsorbe por su glicoproteína de envoltura gp350/300 a los mencionados receptores; fusionándose la envoltura viral y la membrana plasmática externa de la célula, penetrando la nucleocápside dentro del citoplasma. Luego de la decapsidación el complejo nucleoprotéico es transportado al núcleo donde va a comenzar la síntesis viral. La falta de expresión del receptor CD21 en las células epiteliales hace pensar que un receptor de alternativa es responsable de la infección de las mismas.

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En suma, en la replicación del VEB se pueden observar dos situaciones: • Una infección que conduce a un ciclo replicativo terminando en la producción de nuevos viriones y la lisis celular. • Proliferación celular continua donde sólo los genes virales de latencia son expresados. Nomenclatura de los antçigenos del VEB EBNA antígenos nucleares de VEB LMP proteínas de membrana latentes EA antígenos tempranos VCA antígenos de la cápside viral LMA antígenos de la membrana tardíos

Luego de la unión al receptor el virus penetra a los linfocitos B susceptibles. Antes de la detección de las proteínas sintetizadas por el virus, los EBNA (antígenos nucleares del VEB) pueden detectarse en el núcleo de las células infectadas. En las células transformadas provenientes de pacientes con mononucleosis infecciosa o linfoma de Burkitt, parte del ADN puede ser incorporado al ADN de la célula huésped, aunque la mayoría del ADN permanezca en forma circular no integrada, conocida como episoma. La integración lineal del ADN del VEB en el ADN de la célula huésped puede ser aumentada por la estimulación de mitógenos de las células B, como el lipopolisacárido de las bacterias en el momento de la transformación. La célula huésped gana la capacidad de inmortalización cuando el virus se presenta integrado, o en forma de episoma, o en una combinación de las 2 formas. La inmortalización de los linfocitos B es un proceso complejo que requiere una interacción coordinada entre los productos de los genes celulares y virales. La infección latente de las células B por VEB está determinada por la unión de la proteína EBNA-1 a un promotor viral llamado oriP. EBNA-1 interacciona con EBNA-2, la cual a su vez activa la producción de tres proteínas de membrana latentes del VEB (LMP-1, 2A, y 2B), así como también, varios productos de genes de la célula B (CD21, CD23 y c-fgr). LMP-1 activa la producción de varias proteínas de adhesión celular así como también un factor de crecimiento autócrino de células B (CD23). LMP1 puede jugar un rol importante en la transformación oncogénica de las células, evitando la apoptosis (muerte celular programada). En el ciclo lítico, a diferencia del anterior, luego de la síntesis de las proteínas muy precoces, que corresponden a los genes de latencia viral, constituídas por los EBNA y LMP, se sintetizan las proteínas llamadas precoces (antígenos EA), que son fundamentalmente las enzimas necesarias para la replicación del ADN viral, entran en juego y van a permitir la producción de nuevos genomas virales. Por último se transcriben los genes tardíos que incluyen a las proteínas de estructura (VCA: antígenos de la cápside viral; y LMA: antígeno de membrana tardíos). La nucleocápside ensamblada en el núcleo sale por brotación, a través de las membranas nucleares o intracitoplasmáticas, y el virión terminado en el citoplasma abandona la célula produciendo la lisis celular. Esta producción viral, consecuencia de la lisis celular, se produce fundamentalmente in vivo en las células epiteliales de la orofaringe y de las glándulas salivales. EPIDEMIOLOGÍA

Los seres humanos constituyen la única fuente del VEB. En la mayoría de los casos la infección por VEB es asintomática, infectando a más del 95% de los individuos adultos. La primoinfección es tanto más precoz cuanto más precarias son las condiciones socioeconómicas. En

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estos casos, la edad más frecuente es entre 1 y 4 años. En los países desarrollados sólo el 50% de los niños de 5 años poseen anticuerpos, y la primoinfección se retarda a menudo hasta la adolescencia o se ve en el adulto joven. Alrededor de la mitad de estas infecciones primarias tardías (luego de los 15 años) son infecciones sintomáticas en las que la forma común es la mononucleosis infecciosa. Esta se ve a menudo entre los 15 y 30 años y en menor grado en el niño, pero existe también en el adulto y en la persona añosa. En los individuos infectados el virus se encuentra en la saliva, pudiendo excretarse allí por mucho tiempo luego de la curación. La excreción intermitente dura de por vida. Es un virus muy frágil que necesita para su transmisión un contacto estrecho entre los individuos, por ejemplo por intermedio de la saliva. En el niño la transmisión se hace a partir de la madre u otros niños por los objetos cubiertos de saliva o por el beso. En el adulto joven el contagio se produce muchas veces a partir del beso, motivo por el cual la enfermedad se conoce con el nombre de “enfermedad del beso”. El virus puede ser transmitido también por transfusiones sanguíneas y por concentrados globulares. FISIOPATOLOGÍA

El virus penetra a nivel de la orofaringe donde se multiplica, afectando rápidamente a los linfocitos de la sangre circulante. Este período corresponde al de incubación que dura entre 30 y 50 días. Los linfocitos B infectados expresan los antígenos del virus provocando una reacción importante de linfocitos T que va a destruir específicamente a los linfocitos B infectados. Estos linfocitos T activados constituyen la mayor parte de los linfocitos atípicos circulantes. Esta respuesta inmune mediada por células explica algunos de los signos clínicos observados en la mononucleosis infecciosa (MI), como las adenopatías, angina, etc. La MI es una enfermedad linfoproliferativa generalizada y transitoria, en general benigna, que afecta a todos los tejidos linfoides, en particular las amígdalas, los ganglios y el bazo. Luego de una infección sintomática la inmunidad contra una reinfección es duradera, lo mismo que luego de una infección inaparente. El virus persiste en forma latente a nivel de la cavidad bucal (excreción crónica de viriones en la saliva) fuente posible a partir de la cual los linfocitos B se infectarían y se inmortalizarían regularmente. MANIFESTACIONES CLÍNICAS

La MI se manifiesta típicamente por fiebre, faringitis exudativa, linfadenopatías, hepatoesplenomegalia y linfocitosis atípica. El espectro de enfermedades es variable e incluye desde la infección asintomática hasta la infección fatal. Las complicaciones del sistema nervioso central incluyen: meningitis aséptica, encefalitis, y síndrome de Guillain-Barré. Las complicaciones raras incluyen ruptura esplénica, trombocitopenia, agranulocitosis, anemia hemolítica, síndrome hemofagocitario, orquitis y miocarditis. Si evoluciona sin complicaciones la curación se puede dar en dos a tres semanas. La infección puede ser muy grave en los niños que padecen déficit inmunitarios. Dicha infección puede causar linfomas no Hodgkinianos y más raramente neumonía intersticial, en el curso de inmunodepresión adquiridas como los trasplantes de órganos y el SIDA. Linfoma de Burkitt En las zonas endémicas como África se ha descrito en niños entre 3 y 10 años con localización anatómica fundamentalmente a nivel maxilar o abdominal. Esto se debe a la proliferación cancerosa de una clona de linfocitos B que a menudo contienen el genoma del VEB. Los

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criterios de asociación de este tumor con el VEB se basan en: • La presencia del ADN viral y del antígeno EBNA en las células cancerosas. • Detección de anticuerpos humorales a títulos elevados contra los antígenos VCA y EA. En zonas endémicas el linfoma de Burkitt está asociado al VEB en el 96% de los casos. En las zonas no endémicas como Europa o Estados Unidos, el VEB está asociado sólo en el 15% de los casos, siendo los linfomas de Burkitt en sujetos con VIH el 50% de los casos en estas regiones. Carcinoma rinofaríngeo También se ha detectado ADN viral y el antígeno EBNA en las células cancerosas y títulos elevados de anticuerpos VCA y EA. El carcinoma de cavum, en su forma histológica diferenciada, está asociado en un 100% de los casos a VEB. DIAGNÓSTICO DE LABORATORIO

No específico Si bien el VEB es la causa más frecuente de la MI, otros agentes como CMV, Toxoplasma gondii y adenovirus pueden causarla. El aumento absoluto de linfocitos atípicos en la segunda semana de la MI es un hallazgo característico, pero no específico. Si bien el aislamiento del VEB a partir de las secreciones orofaríngeas es posible, las técnicas para llevar a cabo este procedimiento por lo general no se encuentran disponibles en los laboratorios de diagnóstico convencional y el aislamiento viral no indica necesariamente infección aguda, por lo tanto, el diagnóstico depende de las pruebas serológicas. Las pruebas inespecíficas para anticuerpos heterófilos entre ellas la prueba de Paul Bunell y la reacción de aglutinación en portaobjetos son los métodos disponibles con mayor frecuencia. Los anticuerpos heterófilos aparecen en un 60 - 80 % de las MI. Estos anticuerpos heterófilos aglutinan glóbulos rojos de carnero, de caballo y de buey. Para eliminar del suero anticuerpos heterófilos no asociados a la MI debe absorberse el suero antes de la búsqueda de estos anticuerpos, lo que constituye la prueba de Paul Bunell. Estos anticuerpos son IgM, aumentan en dos a cuatro semanas y desaparecen en uno a tres meses. Se observan con más frecuencia en el adolescente o en el adulto joven que en el niño pequeño. En la práctica se realiza de entrada una reacción cualitativa en lámina: el Monospot test. En general no se observan falsos negativos debido a la técnica. Los falsos positivos son controlados por la reacción cuantitativa de Paul Bunell. Si luego de la absorción el título es superior a 1/56 significa que es una MI reciente. Específico Detección de anticuerpos contra los diferentes antígenos del VEB. Existen múltiples pruebas serológicas específicas para detectar los anticuerpos contra el VEB. La prueba que se realiza más a menudo es la detección de anticuerpos contra el antígeno de la cápside viral (VCA). Debido a que los anticuerpos IgG contra el VCA aparecen en títulos elevados poco tiempo después del comienzo de la infección, la realización de pruebas en muestras de suero de fase aguda y de convalecencia, para anticuerpos anti-VCA, puede no ser útil para establecer la presencia de infección. La realización de pruebas para detectar anticuerpos IgM anti-VCA y para detectar anticuerpos contra antígenos tempranos (EA) es útil para identificar infecciones recientes. Dado que los anticuerpos séricos contra el antígeno nuclear del VEB (EBNA) no están presentes hasta varias semanas a meses después del comienzo de la infección, una prueba de anticuerpos anti-EBNA positiva excluye la infección

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aguda. Estas pruebas son particularmente útiles para evaluar a los pacientes que tienen una MI con anticuerpos heterófilos negativos, en estos pacientes están indicadas las pruebas para identificar a otros agentes virales, especialmente CMV. En los estudios de investigación la hibridación de ADN in situ o la PCR pueden determinar la presencia de VEB y pueden implicarlo en un síndrome determinado como una linfoproliferación. Perfil serológico durante la infección por VEB Infección IgG anti-VCA IgM anti-VCA Sin infección previa Infección aguda + + Infección reciente + +/Infección pasada + -

Anti-EA +/+/-

Anti-EBNA +/+

PREVENCIÓN

No existe vacuna disponible contra este virus TRATAMIENTO

Incluye medidas de sostén como el reposo en la fase aguda de la enfermedad, evitar deportes con contacto físico hasta que el paciente se haya recuperado totalmente de la MI y ya no se palpe el bazo. Se considera el uso de corticosteroides en casos con complicaciones, como marcada inflamación de las amígdalas con obstrucción de la vía aérea, esplenomegalia masiva, miocarditis, anemia hemolítica y síndrome hemofagocitario. Aunque el aciclovir tiene actividad antiviral in vitro contra el VEB, no se han demostrado los beneficios clínicos del tratamiento, con la posible excepción de los pacientes infectados por VIH que tienen una leucoplaquia pilosa.

Herpesvirus humano tipo 6 (HHV-6) HISTORIA

En 1986, los investigadores del instituto nacional de cáncer de los Estados Unidos (NCI) Salahuddin, Gallo y colaboradores, aíslan un nuevo virus herpético al que denominaron Human B Lymphotropic Virus (HBLV), que luego cambió su nombre a HHV-6. El primer aislamiento fue realizado en base a monocitos periféricos de seis pacientes con diferentes enfermedades linfoproliferativas, y solo en uno de estos enfermos la causa fue SIDA. La edad de los pacientes era entre los 17 y 66 años. Todos presentaban anticuerpos IgG específicos contra el virus aislado 1:40 por inmunofluorescencia. La morfología del virus aislado era muy semejante a la de los virus herpéticos conocidos, pero diferentes a la de todos los ya conocidos, causantes de enfermedad en el hombre o en los animales. El nombre Human B Lymphotropic Virus sugiere la semejanza del virus a los HTLV I y II, porque presentaba tropismo limitado hacia los linfocitos B, al cabo de un año, el aislamiento de nuevas cepas, de África sobre todo, mostraron que su espectro de células huésped comprendía también a las células T. Además, sus características genómicas también lo clasificaban como un virus herpético. TAXONOMÍA

Las clasificaciones modernas de los virus se basan en criterios genómicos. Este virus presentaba un genoma semejante al de los virus herpéticos, lo que permitió hibridaciones cruzadas que sugirieron similitud al virus herpético tipo 1 y varicela, lo que favoreció la idea de incluirlo

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dentro de la subfamilia alfaherpesvirinae. Aislados posteriores no presentaban este genoma, pero conservaban criterios para pertenecer a la misma especie que había establecido el NCI. Posteriormente, se hallan semejanzas con el genoma del CMV, lo que hizo que el HBLV fuera colocado, al igual que el CMV, en la subfamilia de los betaherpesvirinae. Recientemente, otro virus herpético denominado Human T cells lymphotropic Virus (VHH-7) se unió a los precedentes en esta misma familia beta, porque tenía elementos genómicos semejantes al VHH-6 y otros virus herpéticos. Estudios con enzimas de restricción demuestran que existen dos grupos que difieren molecularmente, sin embargo, presentan una homología en el resto del ADN del 94 a 96% entre ambas variantes de grupo, reconociéndose formalmente dos variantes de herpesvirus 6 : A y B. Los herpesvirus 6 variante B causan roséola infantil o exantema súbito, mientras que la variante A se ha aislado más frecuentemente en pacientes con sarcoma de Kaposi y pacientes con SIDA. Ambas variantes han sido aisladas en individuos inmunocomprometidos. No existen métodos serológicos para diferenciar ambas variantes. CULTIVO

Estudios in vitro mostraron su crecimiento en células de diverso origen, incluyendo células T, monocitos, macrófagos, megacariocitos, células gliales embrionarias. Sin embargo in vivo su rango de células es limitado, pero la mayoría poseen marcadores de células T. ESTRUCTURA

El virión maduro del VHH-6 presenta la misma morfología que el de los virus herpéticos. El virión extracelular posee un diámetro de 160-210 nm y un tegumento nucleocapsideo constituido por 162 capsómeros. La nucleocápside tiene aproximadamente 90-110 nm de diámetro, exhibe una simetría icosaédrica visible con coloración negativa, contiene 162 capsómeros y rodea un core de aproximadamente 60 nm de diámetro. Las partículas virales maduras se acumulan en el interior de las vacuolas citoplásmicas, desde donde son expulsadas a la superficie de las células infectadas. En el citoplasma, la cápside está rodeada por distintos tegumentos de espesor uniforme (20-40 nm). El tegumento es la característica morfológica más llamativa del virión del VHH-6, comparado en los otros virus herpéticos, es un componente de partículas sin envoltura libres en el citoplasma, partículas encapsuladas contenidas dentro de vacuolas citoplásmicas, y partículas extracelulares, entre otras. En contraste, esta estructura está ausente en partículas citoplasmáticas libres del herpes simple tipo 1 y no es bien demarcada en el CMV. EPIDEMIOLOGÍA

El hombre sería el único huésped natural y un huésped particularmente frecuente. Estudios serológicos demuestran que el virus infecta a casi todas las personas alrededor de los dos años de edad. Varios estudios demuestran una seroprevalencia de aproximadamente 86% a los 13 meses de edad en la población y de cerca de 95% en niños mayores, sin diferencias según sexo, raza, condiciones socioeconómicas o país. Luego de la primoinfección el virus persiste en el organismo. Por técnicas de biología molecular PCR o hibridación in situ, el genoma viral se ha encontrado en las glándulas salivales, los linfocitos y los monocitos circulantes. Se ha encontrado el virus en la saliva de personas sanas, más raramente en su sangre. La transmisión del virus es por vía oral por contacto con saliva y secreciones respiratorias. El pico de prevalencia de la infección es entre los 6 meses y los 24 meses de edad, siendo menos frecuente luego de los 3 años de edad. La transmisión del virus por los productos sanguíneos

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o los transplantes de órganos no parece ser una eventualidad muy frecuente y que requiera de medidas de prevención especiales. PATOGENIA

El hallazgo del virus en las glándulas salivales plantean la hipótesis de una replicación primaria del virus a nivel de las mismas, desde donde se disemina por vía hematógena e infecta linfocitos susceptibles y probablemente otros tejidos del organismo (nervioso, hepático, renales). MANIFESTACIONES CLÍNICAS

Las principales manifestaciones clínicas de la infección primaria en los niños menores de 3 años son variables. Estas manifestaciones incluyen la roséola (exantema súbito, sexta enfermedad), aproximadamente en el 20 % de los niños, una enfermedad febril indiferenciada sin erupción cutánea ni signos de localización y otras enfermedades febriles agudas, a menudo acompañada de linfadenopatías cervicales y occipitales posteriores, signos gastrointestinales o respiratorios y membranas timpánicas inflamadas. La fiebre es característicamente alta (>39.5 ºC) y dura de 3 a 7 días. En la roséola la fiebre es seguida por una erupción cutánea maculopapular eritematosa que dura horas a días. En alrededor de 10 a 15 % de las infecciones primarias se presentan convulsiones durante el período febril. Otros síntomas neurológicos como encefalitis son raros. El virus persiste y puede reactivarse, en realidad no están claras las circunstancias clínicas y las manifestaciones de la reactivación en las personas sanas. La enfermedad asociada con reactivación se ha descrito principalmente en huéspedes inmunosuprimidos en asociación con manifestaciones como fiebre, hepatitis, supresión de la médula ósea, neumonía y encefalitis. En los adultos las manifestaciones clínicas en la infección primaria son raras, pero puede presentarse con linfadenopatías, síndrome mononucleósido y hepatitis. Las analogías con CMV han conducido a considerar al HHV-6 como agente de infecciones graves en los sujetos inmunodeprimidos. Se ha visto ascenso de anticuerpos luego de los transplantes y se ha interpretado como un signo de reactivación viral consecutiva a la inmunodepresión. Produce enfermedades febriles prologadas en pacientes con SIDA. Se ha relacionado al HHV-6 con la patogenia de la sarcoidosis, del síndrome de Sjorgen, esclerosis múltiple y como posible agente del síndrome de fatiga crónica, en lo que aún quedan dudas con respecto, no solo a su etiología, sino a la definición precisa de la enfermedad, que se caracteriza a grandes rasgos, por una fatiga prolongada luego de un episodio agudo viral. PRUEBAS DIAGNÓSTICAS

En la actualidad el diagnóstico de infección primaria por HHV-6 exige el uso de técnicas de investigación para aislar el virus a partir de sangre periférica y para demostrar la seroconversión. Una elevación de cuatro veces en los títulos de anticuerpos séricos, solamente, no indica necesariamente una infección nueva, dado que también puede ocurrir una elevación del título con la reactivación y en asociación con otras infecciones. Se están desarrollando ensayos comerciales para la detección de anticuerpos y antígenos y de PCR para detectar ADN de HHV-6 pero hasta ahora ninguno de éstos ensayos muestra aptitud para diferenciar de manera confiable la infección primaria de la persistencia o la reactivación viral. TRATAMIENTO

El tratamiento es de sostén. En el caso de los pacientes inmunocomprometidos con enfermedad grave por HHV-6 algunos expertos recomiendan una serie de ganciclovir.

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Herpesvirus humano tipo 7 (HHV-7) En 1990 fue aislado éste virus de células mononucleares de sangre periférica de un individuo sano. Pertenece a la subfamilia betaherpesvirinae. Su epidemiología y su secuencia de ADN han sido definidas, pero aún resta por saber qué enfermedades causa en el humano y si existe necesidad de tratamiento. Infecta persistentemente a linfocitos T CD4 y glándulas salivales, y el virus es generalmente excretado en la saliva. Posee poca homología de ADN con HHV-6 pero suficiente similitud antigénica como para causar reacciones serológicas cruzadas. EPIDEMIOLOGÍA

HHV-7 infecta a casi toda la población alrededor de los 5 años de edad, detectándose anticuerpos anti-HHV-7 en el 80 a 90% de la población. DIAGNÓSTICO

Los siguientes métodos pueden ser utilizados para determinar una infección primaria o una reactivación por HHV-7. Métodos directos • Aislamiento del HHV-7 de la saliva, células mononucleares periféricas, LCR, suero o plasma, cultivándolo en células mononucleares del cordón estimuladas con un mitógeno (fiitohemaglutinina). El efecto citopático y la detección de antígenos virales por IF utilizando anticuerpos monoclonales anti-HHV-7, permiten detectar infección de las células de cultivo. • Detección de ADN por PCR en sangre o LCR. • Detección de antígenos virales de HHV-7 en tejidos por inmunohistoquímica. Métodos indirectos • Detección de anticuerpos anti-HHV-7 IgM e IgG por IF o ELISA en suero o plasma. MANIFESTACIONES CLÍNICAS

Puede causar exantema súbito y un síndrome mononucleósido. Las complicaciones asociadas al HHV-7 son hemiplejia, sugestiva de enfermedad en el sistema nervioso central, y en los transplantados que padecen enfermedad por CMV puede agravar los síntomas del paciente y causar una encefalitis. Datos recientes clasifican al virus HHV-7 en dos variantes, 1 y 2. TRATAMIENTO

Los compuestos antivirales anti-HHV-7 más efectivos son foscarnet y cidovir.

Herpesvirus humano tipo 8 (HHV-8) El conocimiento de la historia natural y de la biología del HHV-8 es limitado, pero se está avanzando en su conocimiento. Aunque una etiología viral para el sarcoma de Kaposi (SK) se postuló en 1970, llevó varias décadas hasta que Chang y colaboradores descubrieran HHV-8 en tejidos de sarcoma de Kaposi. Sarcoma de Kaposi clásico es una enfermedad neoplásica maligna rara que ocurre principalmente en adultos del este de Europa y Mediterráneo, pero puede ocurrir también en niños. Sarcoma de Kaposi es endémico en las poblaciones indígenas negras del este de África. En Estados Unidos afecta principalmente a hombres homosexuales

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infectados por el virus VIH-1. El ADN del HHV-8 puede ser detectado en casi todas las formas de sarcoma de Kaposi, inclusive la forma clásica mediterránea, SK endémico, SK postransplante y SK asociado al SIDA. CLASIFICACIÓN

Pertenece a la subfamilia gammaherpesvirinae. EPIDEMIOLOGÍA

Se conoce poco acerca de la epidemiología y transmisión del HHV-8, sin embargo, se ha informado que éste se encuentra en forma latente en células mononucleares de sangre periféricas y de tejido linfoide de personas inmunocomprometidas y de algunas personas sanas, lo que sugiere que la transmisión pueda ser a través de la sangre o secreciones. PATOGENIA

Los sitios de replicación y persistencia en el organismo no son conocidos pero el ADN viral ha sido detectado en la saliva y semen. Los mecanismos por los cuales el HHV-8 puede promover el desarrollo del sarcoma de Kaposi y otros desordenes neoplásicos involucran genes que codifican proteínas y citocinas que regulan el ciclo celular. MANIFESTACIONES CLÍNICAS

El sarcoma de Kaposi está caracterizado por la aparición de uno o más nódulos pigmentados, multicéntricos, de color marrón rojizo en la piel, mucosas, o en los órganos, particularmente en el pulmón o vía biliar. En otros trastornos linfoproliferativos que se ven en pacientes VIH positivos, se ha encontrado en genoma de HHV-8 como la enfermedad de Castleman`s multicéntrica. Existe un alto riesgo de sarcoma de Kaposi en pacientes transplantados debido a su nivel de inmunosupresión. La infección por el HHV-8 puede ser causa de fracaso de transplante.

Figura 3. Lesiones de sarcoma de Kaposi en la espalda de un paciente con Sida

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TRATAMIENTO

Diversos ensayos demuestran que es sensible a cidofovir, moderadamente sensible al foscarnet y ganciclovir, e insensible al aciclovir. Pero no se conoce ningún tratamiento eficaz.

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Agentes de infecciones emergentes, Hantavirus, dengue, BSE Dres. R. Vignoli, E. Calvelo, H. Chiparelli, F. Schelotto, E. Ingold, A. del Monte, J. Campione

Virosis emergentes de importancia regional: virus Hanta y Dengue A nivel mundial en los últimos años se asiste al surgimiento de nuevas enfermedades infecciosas, producidas en algunos casos por nuevos agentes etiológicos; en otros casos se reconocen nuevas presentaciones clínicas producidas por variantes de microorganismos ya conocidos. A estos agentes infecciosos nuevos o renovados se los denomina genéricamente patógenos emergentes o reemergentes. La emergencia de estos agentes se atribuye a las modificaciones naturales o artificiales de los ecosistemas, los movimientos demográficos y los cambios climáticos, que ponen al hombre en contacto con nuevos seres, que a su vez cambian en función de su interacción con huéspedes variados. Nos ocuparemos en este caso de dos de ellos: virus Hanta y virus Dengue, debido a su importancia regional y local. Abordaremos también brevemente las enfermedades priónicas.

Hantavirus Denominado de esta manera por haberse reconocido los primeros casos a orillas del río Hantang, durante la guerra de Corea en 1951, el género Hantavirus pertenece a la familia Bunyaviridae. Está integrado por virus de reservorio animal, transmitidos por roedores. Se reconocen dos grupos de Hantavirus que se asocian a dos presentaciones clínicas diferentes: los Hantavirus del viejo mundo, predominantes en Asia y Europa, y los del nuevo mundo, predominantes en América. Los primeros incluyen las especies Hantaan (HTN), Puumala (PUU), Seoul (SEO), Prospect Hill (PH) y Dobrava. Estos producen un cuadro conocido como fiebre hemorrágica con síndrome renal (FHSR) y son responsables de unos 100.000 casos anuales fundamentalmente en Asia (sobre todo en China y Corea), aunque también se han detectado en Europa, especialmente en Alemania, Francia, Bélgica, Holanda y Rusia. Las alteraciones hematológicas y renales de esta entidad son de intensidad variable según los brotes y los virus involucrados, presentando una mortalidad que oscila entre el 1 y 35%. Los segundos fueron reconocidos por primera vez en Mayo de 1993 en la región de Cuatro Esquinas al sudoeste de Estados Unidos, donde se juntan los estados de Nuevo Mexico, Arizona, Colorado y Utah. Allí se realizó el primer diagnóstico de un brote de enfermedad febril asociada con insuficiencia respiratoria aguda, shock y una mortalidad del 60 a 80%. Su agente etiológico, en principio desconocido, fue identificado más tarde como una especie

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nueva de Hantavirus denominada inicialmente virus sin nombre, o Convict Creek o Muerto canyon, y que hoy se conoce con el nombre de Four corners Hantavirus. Se denominó a esta presentación síndrome pulmonar por Hantavirus (SPH). Comenzó así el estudio de los Hantavirus del nuevo mundo. Para el año 1995 se habían identificado más de 100 casos a lo largo de 26 estados de Estados Unidos, y se reconocieron los primeros brotes en Chile y Argentina. Ese mismo año se describe una nueva especie de Hantavirus en Argentina denominada Andes, que en 1996 produce un gran brote de SPH; el estudio de este brote aporta por primera vez evidencia epidemiológica de transmisión persona a persona. En 1997 se diagnostican los primeros cuatro casos de SPH en nuestro país, uno de los cuales fue producido por una cepa filogenéticamente relacionada con la cepa Andes. Hasta el 30 de Junio de 2002 se confirmaron oficialmente en Uruguay 38 casos (esporádicos) de SPH, mientras que en otros países de Sudamérica se han registrado cientos de casos: en Argentina, en Chile y también en Paraguay y Brasil. En Estados Unidos se confirmaron 209 casos desde 1993 a 1998, con una mortalidad que osciló entre el 40 y 60%. En Uruguay, como en otros países, la letalidad fue descendiendo (en el período 1997-2002 fue globalmente del 21%). ASPECTOS MICROBIOLÓGICOS DE HANTAVIRUS

Ubicación taxonómica Pertenece a la familia Bunyaviridae, dentro de la que se reconocen cinco géneros: Hantaan, Bunyavirus, Phlebovirus, Nairovirus y Tospovirus. El género Hantavirus cuenta hasta el momento con 14 especies o tipos reconocidos y varios más en estudio, dentro de los cuales se encuentra el tipo Andes. Se identifican y clasifican actualmente en genotipos por la composición y secuencia de su ARN. Los genotipos reconocidos en la región son llamados Andes, Orán, Lechiguana, Bermejo, Laguna negra y otros. Morfología y estructura Posee una forma oval o esférica de 80 a 120 nm de díametro. Se trata de un virus envuelto, con cápside helicoidal cuyo genoma es RNA monocatenario de polaridad negativa, trisegmentado, circular. Cada segmento se encuentra cerrado en forma no covalente a través de extremos 5´-3´complementarios (figura 1). Envoltura Es obtenida por brotamiento en el aparato de Golgi de las células eucariotas. Todos los Hantavirus insertan dos proteínas virales en ésta, denominadas G1 y G2. Estas proteínas se prolongan más allá de la superficie, observándose al microscopio electrónico como proyecciones de 5 a 10 nm de longitud, hexagonales o pentagonales. A través de G1 y G2 se produce la adherencia y fusión de las membranas viral y celular. Hacia estos antígenos pueden producirse anticuerpos tipo específicos neutralizantes que protegen contra la reinfección. Nucleocápside Está constituída por el genoma y la cápside. Cada virión contiene tres nucleocápsides formadas por uno de los segmentos de RNA y la proteína N. Cada segmento se denomina de acuerdo a su tamaño: L, M y S por grande, medio y pequeño. El L codifica la transcriptasa viral o RNA polimerasa RNA dependiente. El M codifica tres proteínas: G1 y G2 y una proteína no estructural denominada NEm. El segmento S por su parte codifica dos: la proteína de la

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Figura 1. a) Modelo de partícula de Hantavirus. b) Microfotografía de Hantavirus

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nucleocápside o N y una segunda proteína no estructural, NES. Las cápsides están constituidas por la proteína N. En base a ella es posible detectar anticuerpos género específicos. CICLO VIRAL

Luego de su adhesión a través de las glicoproteínas G1 y G2, se produce la endocitosis de la partícula viral. Dentro de la vesícula endocítica se produce la fusión de la envoltura viral con la membrana vesicular, lo que posibilita la internalización del virus. El virus se replica en el citoplasma de las células infectadas. Una vez que ocurre la transcripción del RNA genómico se produce la síntesis proteica. Las proteínas son dirigidas al retículo endoplásmico rugoso, donde ocurre la encapsidación. Las nucleocápsides así formadas emigran al aparato de Golgi donde adquieren la envoltura por brotamiento. PROPIEDADES FÍSICAS

El hecho de que Hantavirus sea un virus envuelto, lo hace susceptible a la mayoría de los desinfectantes y detergentes de uso doméstico, incluidas las soluciones diluidas de hipoclorito de sodio y el alcohol etílico al 70 %. Por otra parte, su labilidad a las radiaciones UV ocasiona su rápida inactivación en ambientes ventilados con exposición al sol. El virus es inactivado a temperaturas superiores a 37 ºC, mientras que permanece estable a 4 ºC hasta 12 horas. Igualmente se inactiva en condiciones de pH extremas y con altas concentraciones salinas. PATOGENIA

El estudio histopatológico de autopsias de pulmones de pacientes fallecidos por SPH demuestra: • Neumonitis intersticial, caracterizada por congestión, infiltrado intersticial de células mononucleares agrandadas (inmunoblastos). • Edema intraalveolar, septal y peribronquial. • Membrana hialina focal. • Ausencia o evidencias mínimas de: a) restos celulares, b) neutrófilos, c) injuria epitelial y d) inclusiones virales, hongos o bacterias con tinciones específicas. Estas evidencias sugieren un mecanismo de patogenicidad relacionada a aumento de la permeabilidad vascular, lo que produce edema pulmonar, generando un cuadro clínico similar al conocido como síndrome de distrés respiratorio del adulto. Se produce así insufi-

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ciencia respiratoria, lo que conduce en sus etapas finales a falla cardiovascular, con shock cardiogénico y muerte. Dado que no se producen lesiones tisulares, es sumamente importante mantener las condiciones vitales de los pacientes durante el período de estado de la infección, ya que superada esta etapa se puede producir una recuperación prácticamente completa. Dada la antigüedad del cuadro, es mucho mas conocida la patogenia de la fiebre hemorragípara con síndrome renal, la que se describirá brevemente (el estudiante interesado deberá consultar algún texto especializado). En estos casos la invasión vírica y la formación de inmunocomplejos circulantes producirían lesión renal tubular, vascular y fenómenos hemorragíparos. Así, la lesión tubular conduce a insuficiencia renal aguda mientras que la lesión vascular genera edema retroperitoneal y shock cardiovascular. EPIDEMIOLOGÍA

Distribución geográfica Los Hantavirus están distribuidos por todo el mundo, y probablemente la prevalencia real de la infección producida por ellos supera los casos notificados. Se comunican anualmente un número aproximado de entre 150.000 a 200.000 casos de FHSR en todo el mundo, correspondiendo más de la mitad a China; por otro lado se han reportado más de 1000 casos de SPH en América de 1993 a 2002. Reservorio El principal reservorio son los roedores, ya sean salvajes o aquellos en contacto con seres humanos, incluyendo también animales de experimentación, que portan el virus de forma asintomática, y lo transmiten por vía horizontal. El género Hantaan es el único género de la familia Bunyaviridae que no se transmite a través de mosquitos, moscas u otros artrópodos. Se acepta que cada especie de Hantavirus se mantiene en un tipo particular de roedor (tabla 1) y sería en parte la distribución del vector lo que determina la distribución geográfica de cada virus. Este aspecto complica las medidas de prevención, puesto que cada zona presenta un grupo particular de especies de ratones y éstos a su vez determinados tipos de Hantavirus. En nuestro país se están realizando trabajos de búsqueda de vectores entre el Ministerio de Salud Pública (MSP) y la Facultad de Ciencias. Todos los roedores identificados como portadores pertenecían a la especie Oligoryzomys flavescens y portaban virus del genotipo Andes Central Plata, parecido a virus circulantes en la zona central de la provincia de Buenos Aires, y asociado a la mayoría de los casos estudiados en el sur de nuestro país. Un segundo tipo de virus (Lechiguana), recuperado de una infección humana en la zona del litoral y emparentado con cepas de la costa argentina adyacente, no ha sido todavía identificado en animales. Ecología Los brotes de Hantavirus han sido asociados: 1. a cambios estacionales de año en año debidos por ejemplo a factores climáticos; 2. a cambios a lo largo del tiempo en las dinámicas de poblaciones de roedores, por ejemplo debido a competencia interespecies y a la presencia de depredadores; 3. a intervenciones humanas: dentro de este punto se encuentra la alteración de ecosistemas aumentando el contacto entre los roedores y el hombre. La teoría actual de la extensión de Hantavirus en América es que no emerge como se creyó en 1993 por una mutación viral sino de un trastorno ecológico del tipo de los mencionados.

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La evidencia que avala esta teoría es la detección de anticuerpos específicos anti-virus FC (Four Corners) en sueros congelados provenientes de pacientes fallecidos en 1959 y 1975 con sintomatología compatible con SPH. En nuestro país, la despoblación rural ha modificado la vegetación y acercado a O. flavescens al peridomicilio y los bordes de caminos. MECANISMOS DE TRANSMISIÓN Y FACTORES DE RIESGO

La infección en humanos en general se produce por aspiración de aerosoles contaminados a partir de saliva, orina y materias fecales de roedores contaminados. No obstante, el contagio interhumano ha sido demostrado en Argentina y luego en Chile, en personal de salud o contactos muy estrechos. El riesgo de contagio es máximo sobre el fin del período de incubación. Se comunica también la posibilidad de contagio a través de heridas y mordeduras de ratones infectados. Dentro de los factores de riesgo se encuentran: 1. Trabajos de granja, rurales en general. 2. Actividades de limpieza o ingreso a habitaciones cerradas con alta probabilidad de presencia de ratones, como galpones, cabañas, garajes, graneros, etc. 3. Zonas de alta población de roedores. DIAGNÓSTICO DE SPH

El diagnóstico es clínico, epidemiológico, radiológico y microbiológico. La sospecha basada en datos epidemiológicos es fundamental para lograr un diagnóstico precoz del cual puede depender la sobrevida. La enfermedad se presenta habitualmente en el adulto o el joven. Es menos frecuente en niños, y en éstos suele ser de curso más benigno. Diagnóstico clínico: la infección puede ser asintomática, o con escasas manifestaciones. Cuando tiene expresión clínica, el período de incubación de la enfermedad a partir del contagio es de 2 a 4 semanas: entre 12 y 27 días, habitualmente entre 15 y 20. Los pacientes suelen presentar en la etapa prodrómica fiebre, mialgias y escalofríos, asociándose frecuentemente, náuseas, vómitos, cefaleas, diarreas y malestar general. En ocasiones se acompañan de respiración suspirosa, vértigo, artralgias, dolor precordial o del dorso del tórax, dolor abdominal y lumbar, sudoración y tos. Raramente comienzan con rinorrea. Al examen físico pueden presentar: a nivel pleuropulmonar taquipnea, y estertores crepitantes; en piel y mucosas: inyección conjuntival, petequias cutáneas y microvesículas en el paladar; en lo cardiovascular: taquicardia. El cuadro clínico prodrómico dura entre 3 y 6 días, tras lo cual se alcanza el período de estado que en su forma más grave se presenta con complicaciones cardiorrespiratorias, disnea, hipoventilación, severa inestabilidad hemodinámica y shock, con una duración promedio de 7 a 10 días. Es ésta una etapa crítica para el paciente, debido al alto índice de mortalidad; una vez superada, comienza la etapa de convalecencia. Las manifestaciones hemorragíparas y de afectación renal pueden acompañar en algunos casos al SPH. El examen radiográfico de tórax revela en forma temprana infiltrados bilaterales simétricos intersticiales, que pueden mostrar patrones de líquido intraalveolar. Estas imágenes son compatibles con las observadas en las enfermedades que se acompañan de distrés respiratorio del adulto. Exámenes complementarios de laboratorio: en el hemograma se observa leucocitosis con desviación a la izquierda, neutrofilia con formas inmaduras circulantes (metamielocitos),

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linfocitos atípicos en sangre periférica, hematocrito aumentado y plaquetopenia. Parte del aumento del número de células encontrado se debe a hemoconcentración, debido a la pérdida de líquido extracelular (plasma) al espacio insterticial, fundamentalmente pulmonar. Se debe poner especial atención a este hecho, ya que la principal medida para mejorar esto es la reposición de líquidos, que sin embargo puede aumentar el edema intersticial y alveolar en el SPH o del espacio retroperitoneal en la FHSR, agravando el estado del paciente. También pueden encontrarse hipoproteinemia y aumentos de la dehidrogenasa láctica, transaminasas, CPK, amilasa o creatinina en sangre. En suma, se sugiere el estudio etiológico para Hantavirus a un paciente que estando sano instale los siguientes síntomas y signos: 1. Fiebre y mialgias severas. 2. Síndrome de distrés respiratorio, con disnea, taquipnea, edema pulmonar no cardiogénico, e infiltrados bilaterales sin imágenes de condensación lobar o segmentarias. 3. Hipotensión o shock. 4. Neutrofilia con plaquetopenia. Se excluirán de esta categoría aquellos pacientes inmunodeprimidos, politraumatizados o con sepsis, que de por sí pueden presentar manifestaciones cutáneas o mucosas de tipo hemorrágico, o alteraciones de la función renal por diferentes causas. Ante una situación clínica como la descrita se deberá tomar una muestra de 10 ml de sangre, sin anticoagulante, en tubo seco y estéril y guardarla en la heladera a 4-8 grados centígrados (no congelar) hasta su envío a la división laboratorios del MSP (8 de Octubre 2720, teléfono: 4872616- 4872516). Se debe llenar una ficha con la información clínico-epidemiológica necesaria para efectuar el examen. Los recursos para el diagnóstico son limitados y se debe restringir el uso a aquellos casos que lo justifiquen. DIAGNÓSTICO MICROBIOLÓGICO (DIAGNÓSTICO ETIOLÓGICO)

Los primeros diagnósticos de SPH utilizaban hantavirus adaptados a cultivo, de las especies SEO, PUU, PH, y HTN como antígenos para la detección de anticuerpos contra Hantavirus FC. Estos antígenos heterólogos, si bien fueron útiles, se mostraban subóptimos para la detección de anticuerpos contra dicha especie. La utilización de RT-PCR (ver capítulo 4, Genética bacteriana) se mostró sensible para la detección de FC RNA tanto de autopsia como de células

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Figura 3. Estudio de Western blot para la detección de anticuerpos de tipo IgG en muestras de sangre de pacientes y roedores. Se utilizó una dilución 1:500 de suero frente a un Western Blot que contenía cantidades equimolares de proteína N recombinante de los siguientes Hantavirus: 1) Bayou; 2) Muleshoe; 3) Puumala; 4) Rio Mamoré; 5) Seoul; y 6) Sin Nombre. El resultado de estos sueros fue verificado posteriormente, mediante la realización de RT-PCR y análisis de secuencia: (A) paciente x, positivo para Bayou virus; (B) Suero de Oryzomys palustris positivo para Bayou virus- (C) Suero positivo de ratón para el virus Sin Nombre; (D), Control negativo. Los anticuerpos unidos a los antígenos en fase sólida fueron detectados mediante fosfatasa alkalina conjugada a anti IgG humana en el paciente A y con anti -Peromyscus leucopus IgG en los casos B a D. La flecha indica la migración del antígeno viral completo T7N,~55kDa.

mononucleares de sangre periférica de pacientes vivos. Además, los antígenos virales podían detectarse en secciones de tejido por inmunotinciones, usando anticuerpos monoclonales contra PUU. Para desarrollar un diagnóstico rápido con capacidad para detectar anticuerpos anti-FC se produjeron antígenos recombinantes utilizando las secuencias codificantes de proteína N y la glicoproteína G1. Mientras la detección de la proteína N se muestra inespecífica, ya que existen reacciones cruzadas entre numerosas especies, la proteina G1 es específica, manteniéndose conservada en cada especie. Como técnicas indirectas para el diagnóstico rápido de hantavirus tanto en humanos como en ratones, se cuenta con ELISA y Western Blot que utilizan únicamente la proteína N, y un Western Blot que utiliza ambas proteínas, N y G1. DIAGNÓSTICO PRÁCTICO DE LABORATORIO

El diagnóstico se realiza actualmente por investigación de anticuerpos IgM en suero mediante ELISA de captura, utilizando antígeno N recombinante de virus Andes y de una mezcla de otros virus. El ascenso de los anticuerpos IgM específicos coincide con el comienzo del cuadro clínico, por lo cual el diagnóstico por ELISA es sencillo y eficaz. Como estudios complementarios se puede practicar ELISA para IgG con técnica similar, o ensayo en formato de tiras de Western Blot. El estudio microbiológico se completa habitualmente con la amplificación por RT-PCR del genoma viral en sangre o suero, y la determinación de su secuencia con fines taxonómicos y epidemiológicos.

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Tabla 1. Hantavirus encontrados en el Nuevo Mundo Virusa

Enfermedadb Huesped conocido o Localización sospechado

Sigmodontinae associated Sin Nombre

SPH

Monongahela

SPH

New York

SPH

Blue River Bayou Black Creek Canal Muleshoe

SPH SPH

Caño Delgadito Andes

SPH

Oran

SPH

Lechiguanas Bermejo

SPH

Hu39694 SPH Pergamino Maciel Laguna Negra SPH Juquitiba SPH Rio Mamore El Moro Canyon Rio Segundo Arvicolinae associated Prospect Hill Bloodland Lake Prospect Hill-like Isla Vista

Peromyscus maniculatus (forma de pradera) P. maniculatus (forma de bosque) P. leucopus (haplotipo este) P. leucopus (haplotipo SW/NW) Oryzomys palustris Sigmodon hispidus (forma del este) S. hispidus (forma del oeste) S. alstoni Oligoryzomys longicaudatus O. longicaudatus O. flavescens O. chacoensis Desconocido Akadon azarae Bolomys obscurus Calomys laucha Unknown O. microtis Reithrodontomys megalotis R. mexicanus

Microtus pennsylvanicus M. ochrogaster M. pennsyl./ montanus/ ochrogaster M. californicus

Aislamiento de Virus

Oeste y Centro de U.S.A y Canadá

S

Este de U.S.A y Canadá Este de U.S.A

N

Centro de U.S.A

N

Sudoeste de U.S.A Florida

S S

Sur de U.S.A

N

Venezuela Argentina y Chile

S S

Noroeste de Argentina Central Argentina Noroeste de Argentina Central Argentina Central Argentina Central Argentina Paraguay y Bolivia Brasil Bolivia y Peru Oeste de U.S.A y Mexico Costa Rica

N

S

N N

N N S N S N N

N. America N. America N. America

S N N

Oeste de U.S.A y Mexico

N

Murinae associated Seoul HFRS Rattus norvegicus Todo el mundo S Los tipos o especies principales están en negrita e incluidos debajo de las subfamilias de roedores con las cuales están asociados; las líneas virales definidas y relacionadas genéticamente que pueden representar especies adicionales o subespecies están incluidas debajo de los tipos y especies virales. bHPS = hantavirus pulmonary syndrome; HFRS = hemorrhagic fever with renal syndrome.

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MANEJO DEL PACIENTE CON SÍNDROME PULMONAR POR HANTAVIRUS

Instalación en forma muy temprana de cuidados en terapia intensiva. Evitar episodios de hipoxia, especialmente durante el traslado a la unidad de cuidados intensivos. Ventilación asistida temprana. Monitoreo cuidadoso de la oxigenación, del balance de líquidos y la tensión arterial. Cateterización arterial. Uso de agentes inotrópicos en forma temprana. Como ya fue dicho el manejo cuidadoso de la reposición hídrica es fundamental. Para disminuir los efectos de la infección, se han realizado estudios con ribavirina, con resultados hasta el momento no concluyentes. PREVENCIÓN

Hasta el momento no se cuenta con una vacuna efectiva contra la infección por Hantavirus, y dado que la incidencia mundial de esos procesos es relativamente baja, es difícil que el tema despierte el interés de empresas financiadoras, por lo que las principales medidas de prevención son conductuales y están dirigidas a la eliminación de los factores de riesgo comentados en la sección de epidemiología. Control de la población de roedores Prevenir el acceso de roedores a las viviendas: cierre de grietas y orificios, corte de pasto en un radio de 30 metros, eliminación de acceso a los alimentos, uso de trampas para la captura. Reducción de las poblaciones de roedores, actuando sobre sus parámetros ambientales de vida y reproducción, y sobre sus depredadores. Cuidados en la limpieza de lugares cerrados con evidencias de presencia de roedores Se deberá ventilar ampliamente los lugares cerrados por largo tiempo, y las zonas expuestas deben ser rociadas con desinfectantes de uso general para casas habitación o simplemente con hipoclorito de sodio, evitando en todo momento la aerosolización de las partículas y el polvo depositado en el piso y ambientes. Se deberá tener especial cuidado en la puesta en marcha de ventiladores y de aparatos de aire acondicionado cuyos filtros o conductos puedan haber tenido contacto con polvo contaminado, roedores o excretas de los mismos. Lavado de manos, tapabocas, desinfección de fomites, instrumental, etc. Dada la evidencia epidemiológica presentada por los investigadores regionales acerca de la transmisión interhumana, las personas expuestas a enfermos con HPS, y en especial el personal de salud, debe tomar las precauciones requeridas para evitar la infección cruzada.

AUTOEVALUACIÓN

• Historia 1: E.R, bancario 48 años. Habitante de zona rural en las afueras de Montevideo. Motivo de consulta: cansancio muscular y dolores musculares intensos con fiebre de 39 ºC. Habiendo recibido tratamiento acorde a una gripe intensa el paciente evoluciona desfavorablemente hasta ser internado en CTI a causa de una insuficiencia respiratoria. Tras hacer un paro cardiaco, comienza a evolucionar positivamente hasta restablecerse por completo.

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• Historia 2: Paciente de 25 años que en forma repentina presenta fiebre de 39.6 °C, dolor ocular, inyección conjuntival, mialgias, diarrea y vómitos. Seis días después del inicio de la enfermedad su estado se agrava, presentando un cuadro de fracaso renal agudo, motivo por el que es hospitalizado. El paciente refiere haber trabajado en un granero donde había ratas. Las pruebas de laboratorio demuestran una intensa trombocitopenia, microhematuria, elevación de la creatinina sérica y de las transaminasas. – De los síndromes descritos en el texto ¿Cuáles cree usted que corresponden a estos casos? – Nombre por lo menos dos especies de Hantavirus que causen cada uno de estos síndromes – Describa brevemente las características estructurales de estos virus. – ¿Cuál es el vector de la infección causada por Hantavirus? – ¿Cuáles son las conductas o situaciones de riesgo de adquirir infección por Hantavirus? – Nombre dos métodos de diagnóstico microbiológico de estos virus. – Describa por lo menos tres medidas preventivas de la enfermedad pulmonar por Hantavirus.

Dengue INTRODUCCIÓN

El dengue es hoy día una de las más importantes arbovirosis que afecta al hombre y constituye un serio problema de salud pública en el mundo, especialmente en la mayoría de los países tropicales, donde las condiciones del medio ambiente favorecen el desarrollo y la proliferación de Aedes aegypti, el principal mosquito vector. HISTORIA

Los primeros relatos históricos sobre el dengue mencionan a la isla de Java en 1779 y a Filadelfia (Estados Unidos) en 1780, como los primeros lugares donde se reconocieron brotes de la enfermedad. En América, los relatos sobre esta dolencia datan de más de 200 años. En el siglo pasado ocurrieron grandes epidemias, coincidiendo con la intensificación del transporte comercial entre los puertos de la región del Caribe y el Sur de los Estados Unidos, con el resto del mundo. En 1953, en Trinidad, se aisló por primera vez el agente causal, de tipo 2, a partir de casos no epidémicos. La primera epidemia de Dengue clásico en América comprobada por laboratorio, ocurrió en la región del Caribe y en Venezuela en 1963, y se asoció al serotipo Den-3. En 1977, el serotipo Den-1 fue introducido en América por Jamaica, y se diseminó por la mayoría de las islas del Caribe causando epidemias. El serotipo Den-4 fue introducido en 1981, y desde entonces los tipos 1, 2 y 4 se transmitieron simultáneamente en muchos países donde Aedes aegypti estaba presente. En el Caribe cocirculan actualmente varios serotipos de Dengue, incluyendo el Den-3, reintroducido desde 1994 a partir de Nicaragua, que difundió progresivamente en poblaciones extensamente susceptibles a esta variante. La epidemia de fiebre hemorrágica de Dengue asociada al serotipo Den-2, que afectó a Cuba en 1981, fue la primera ocurrida fuera de las regiones del sudeste asiático y el Pacífico occidental. Este hecho ha sido considerado el evento más importante en la historia del Dengue

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en América. Dicha epidemia fue precedida por otra en el año 1977, con casos clínicos de presentación benigna ocasionados por el serotipo Den-1, que permaneció endémicamente por 4 años. En América del Sur, la enfermedad se ha extendido en Perú, Venezuela, Brasil y en casi todos los países excepto Uruguay. En Brasil se han registrado miles de casos de Dengue 1 desde 1981, de Dengue 2 desde 1990, y de Dengue 3 desde 2001, configurándose un problema serio y creciente de Salud Pública. La incidencia de manifestaciones graves en la epidemia de Dengue y fiebre hemorrágica de Dengue en Río, 1991, no fue muy elevada, pero sí lo ha sido en 2002 y 2003, tras la difusión de Dengue 3. Se han producido extensas epidemias de Dengue hemorrágico en Venezuela, en 1997 de nuevo en Cuba, en Perú, Bolivia y otros países. Se ha observado en los últimos años en América un notorio aumento global de la circulación del virus del Dengue, así como también de la incidencia de casos de fiebre hemorrágica de Dengue. El aumento de esta actividad se atribuye a varios factores: • El Dengue es una enfermedad fundamentalmente urbana, donde el combate del vector (principal medida de control) depende de la mano de obra, y enfrenta serias dificultades operacionales en las grandes ciudades cuando se intenta poner en juego en forma sistemática. • El proceso creciente de urbanización, con aumento de la densidad poblacional en las grandes ciudades, genera mayor posibilidad de transmisión del virus. • La producción cada vez mayor de recipientes descartables provee abundantes criaderos potenciales del vector. • El aumento de los viajes aéreos y del transporte en general en los últimos 20 años proporciona un mecanismo ideal para el traslado del virus entre los centros poblacionales. • La reinfestación de la mayor parte de América tropical por Aedes aegypti, su resistencia a los insecticidas y la ausencia de una vacuna eficaz para el ser humano completan el cuadro favorable a la difusión de la infección. ASPECTOS CLÍNICOS

La infección por Dengue causa una enfermedad cuyo espectro incluye desde formas clínicamente inaparentes hasta cuadros graves de hemorragia y shock, que pueden finalizar con la muerte del paciente. Dengue clásico Las primeras manifestaciones clínicas son de inicio abrupto tras 2-7 días de incubación. Se caracterizan por fiebre elevada (39-40 ºC), cefaleas, mialgias intensas generalizadas y artralgias con dolor cervical y lumbar, anorexia, gran astenia, náuseas, vómitos y dolor abdominal. Los síntomas respiratorios (tos, rinitis, faringitis) son frecuentes. Se puede presentar una erupción cutánea máculopapular, que aparece al comienzo de la fiebre o coincide con un segundo pico febril a los 3-5 días. Pueden observarse poliadenopatías, granulocitopenia, linfocitosis relativa y trombopenia. Algunos de los aspectos clínicos dependen fundamentalmente de la edad del paciente. El dolor abdominal generalizado ha sido observado más frecuentemente en niños. En adultos, al final del período febril se pueden presentar manifestaciones hemorrágicas, como epistaxis, petequias, gingivorragias, y en casos más raros hematemesis, melenas o hematurias. Si bien el Dengue clásico es usualmente benigno y autolimitado, se asocia con gran debilidad física y algunas veces con una convalecencia prolongada, pudiendo estar presentes las manifesta-

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ciones hemorrágicas, que no son exclusivas de la entidad clínica llamada fiebre hemorrágica de Dengue. La enfermedad cursa con viremia precoz y breve (desde un día antes de los síntomas hasta 3-5 días después, aproximadamente) lesiones de engrosamiento endotelial, edema e infiltración mononuclear en torno a los pequeños vasos. Fiebre hemorrágica de dengue Los síntomas iniciales son indistinguibles de los del Dengue clásico, pero evolucionan rápidamente las manifestaciones hemorrágicas, que son leves en la mayoría de los casos (prueba del lazo positiva, petequias, epistaxis), pero pueden llegar a sufusiones hemorrágicas en la piel, el tubo digestivo, el sistema nervioso, el aparato urinario, o incluso las serosas, con derrame pleural. En los casos benignos o moderados, luego del descenso de la fiebre, el resto de los síntomas y signos retroceden. Generalmente los pacientes se recuperan espontáneamente o luego de la terapia de reposición hidroelectrolítica (no hay terapia antiviral cuidadosamente evaluada). En los casos graves, rápidamente, o después de un descenso de la fiebre entre el 3º y el 7º día, el estado del paciente empeora repentinamente, presentándose cianosis, taquipnea, hipotensión, hepatomegalia, hemorragias múltiples y falla circulatoria. La situación es de corta duración, pudiendo llevar a la muerte en 12 a 24 horas (1 a 10% de los casos), o a la rápida recuperación luego del tratamiento antishock. Existe aumento de la permeabilidad vascular, hemoconcentración, trombocitopenia, depleción del fibrinógeno (y del factor VIII, factor XII, etc.) con concentración elevada de sus productos de degradación. Hay ascenso del tiempo de protrombina, tromboplastina y trombina. La albúmina sérica está disminuida, y se presentan albuminuria y leve ascenso de aspartato aminotransferasa (AST) y alanina aminotransferasa (ALT). Las lesiones viscerales son edema, extravasación sanguínea, necrosis e infiltración leucocitaria mononuclear. ).&%##)œ.0/26)253$%.'5% !3).4/-£4)#!

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b) Viropexis

#ELL

FAMILIA FLAVIVIRIDAE. RNA monocatenario de PMNHKIO6. Difieren de ALPHAVIRIDAE en la presencia de una proteína matriz,en la falta de mRNAs intracelulares subgenómicos y en el brotamiento a partir del retículo endoplásmico. Son hemoglutinantes citoplásmicos.

Figura 7 - Virus Dengue : su ingreso a la célula.

3‘ (1)

5‘ +

ntr

ntr AAA

proteínas virales

(2)

Se piensa que este cuadro resulta de una respuesta inmunopatológica a una segunda infección, con un serotipo viral diferente del primero. La infección con un determinado serotipo protege en forma estable contra la reinfección con el serotipo homólogo, y transitoriamente contra otros serotipos. Pero al cabo de algunos meses la acción de esos anticuerpos puede producir un efecto inverso de facilitación del daño. El nuevo serotipo viral forma complejos con anticuerpos preexistentes ya no neutralizantes y vía receptores Fc gana acceso a monocitos, en los cuales se multiplica fácilmente y se disemina ampliamente. AGENTE ETIOLÓGICO

El agente causal es un virus de la familia Flaviviridae: arbovi(4) rus (arthropod-borne) similar + al de la fiebre amarilla. Son virus envueltos, (por tanto, sensibles a la destrucción por Genoma Flaviviral agentes físicos y químicos), ( 10,862nt) de 40-50 nm de diámetro, 5‘ 118nt 10,233NT 511nt 3‘ con cápside icosahédrica y Estructurales no estructurales CAP genoma de RNA monocaProcesamiento cotranslacional tenario, no segmentado, de ? polaridad positiva. Éste opera directamente como mRNA NS5 C prM E NS1 NS2A NS2B NS3 ng4a NS4B COLGI protease? policistrónico. Signalese-like cleavage site El virus adhiere a las célupr M Cleavage after two basic residues las eucariotas, ingresa a ellas Novel cleavage specificity? por viropexis, se replica en el citoplasma y se ensambla en Figura 8 - El genoma Flaviviral y su expresión. el retículo endoplasmático. Su genoma codifica una poliproteína que es luego procesada en 10 polipéptidos: 3 estructurales (una proteína de nucleocápside C, una membranosa prM y una glicoproteína de envoltura E, hemaglutinante, de adherencia) y 7 no estructurales, de los cuales destacamos NS1, que puede inducir, como E, respuesta inmune protectora. +

(3)

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Se reconocen por variación de la proteína E cuatro tipos antigénicos (llamados DEN-1, DEN-2, DEN-3 y DEN-4) sobre la base de ensayos de neutralización del efecto citopático. Existe heterogeneidad de cepas dentro de cada tipo, que se correlaciona con variedad de secuencias de RNA, cuya identificación en prM, E y NS1 tiene utilidad epidemiológica. Las posibilidades de amplia variación y supervivencia de estos virus son, sin embargo, menores que para otros virus RNA, a causa de su estricta adaptación a dos hospederos diferentes. ASPECTOS EPIDEMIOLÓGICOS

Vectores y reservorios Los vectores del Dengue son los mosquitos del género Aedes, y la especie más importante en la transmisión es el Aedes aegypti. Otro vector de importancia epidemiológica es el Aedes albopictus, de gran distribución en Brasil. Es el vector de mantenimiento de la enfermedad en Asia, que ha sido introducido en América y ha difundido en varios países. Ambos vectores pertenecen al subgénero Stegomya. En otras zonas del planeta hay otras especies que actúan como vectores. Aedes aegypti son artrópodos de clase Insecta, orden Diptera, familia Culicidae y subfamilia Culicinae, que incluye los géneros Aedes y Culex. Los huevos de Aedes y Culex no presentan los flotadores característicos de la subfamilia Anophelinae, transmisores de la malaria. Los de Aedes son depositados individualmente, y los de Culex en grupos flotantes. Las larvas de estos géneros cuelgan suspendidas diagonalmente de la superficie del agua, y no paralelas como en los anofelinos. Las larvas de mosquitos se colectan para obtener un registro positivo a falta de especímenes adultos, para realizar una identificación más precisa y sencilla que con éstos, o para realizar estudios de infección y transmisión experimental. El adulto de Aedes aegypti, transmisor del Dengue y la fiebre amarilla, tiene un dorso marcado con bandas de color plateado o amarillo blanquecino sobre fondo oscuro, y un dibujo característico en forma de lira en el dorso del tórax. Las patas están conspicuamente

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bandeadas, y el último artejo de las patas posteriores es blanco. El abdomen de la hembra tiende a ser puntiagudo. Este género está extensamente distribuido dentro de los límites de las latitudes 40°N y 40°S, pero es altamente susceptible a temperaturas extremas y a climas cálidos secos. Los adultos pierden actividad por desecación, o debajo de 12-14 °C. Vuelan pocos metros, y pican de día o de noche en habitaciones de la vivienda junto a la que nacen. Cada hembra deposita relativamente pocos huevos (140 aproximadamente) durante una oviposición (puede haber 2 o más). Lo hace en colecciones de agua naturales o artificiales peridomiciliarias (charcos, tanques, cubiertas, recipientes descartables diversos, preferentemente de color oscuro) o en hoyos y cavidades de árboles y rocas. Los huevos pueden soportar la desecación durante un año, y eclosionar tras unos cuatro días de humedad. El vector fue erradicado de América del Sur a mediados de siglo, pero a partir de 1980 aproximadamente se ha ido reintroduciendo en la mayoría de los países, incluyendo Uruguay (1996-1997), por transporte desde zonas infestadas en recipientes de agua no formales (tanques, cubiertas) que contienen huevos o larvas. Con ellos, se reintrodujeron en la región los virus que transportan y las enfermedades que producen. En Uruguay es posible encontrar el mosquito en varias ciudades, con máxima concentración en Mercedes y Fray Bentos; pero no los virus Dengue ni la enfermedad que generan, a excepción de 20-30 casos donde la infección fue adquirida en el exterior. Aedes aegypti está presente en Argentina, en Bolivia (con índices de infección larvaria de 5%), en Paraguay y en Brasil junto con A. Albopictus, y también en Ecuador, Colombia, Perú, Venezuela y otros. La magnitud actual del problema de Aedes aegypti es mucho mayor que durante la anterior campaña de erradicación, en términos de extensión, urbanización, volumen y unidades de agua almacenada a cielo abierto y contaminada. Todas las poblaciones del mosquito en América son ahora resistentes al DDT, y algunas lo son a temefós, malathión y piretroides. La fuente de infección y el reservorio vertebrado es el hombre. El virus del Dengue persiste en la naturaleza gracias al ciclo de transmisión hombre-Aedes aegypti-hombre. Secundariamente, contribuyen otros fenómenos: • La replicación del virus en el tracto genital del vector hace que aquel pueda incorporarse a los huevos y la progenie. • Se puede producir transmisión sexual de machos infectados a hembras. • Existen ciclos selváticos de infección, que pueden involucrar a monos y contribuir, en menor escala, al mantenimiento y la transmisión del virus, junto con el ciclo horizontal principal hombre-mosquito-hombre. MODO DE TRANSMISIÓN

La transmisión es indirecta, a través de los vectores biológicos mencionados. Se realiza por la picadura del mosquito hembra infectado. Las hembras se infectan cuando se alimentan de sangre contaminada, cuyas proteínas requieren para el desarrollo de los huevos. El insecto pica durante el día, y está muy adaptado al ambiente urbano. No hay transmisión por contacto directo con una persona enferma, o con sus secreciones, ni tampoco por contacto con fuentes de agua o alimentos. PERIODO DE TRANSMISIBILIDAD

El tiempo intrínseco de transmisibilidad corresponde al de la viremia de la persona infectada.

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Comienza un día antes del inicio de la fiebre, y puede extenderse hasta el sexto u octavo día de la enfermedad. En el mosquito hembra infectado, el virus se multiplica en el epitelio intestinal, ganglios nerviosos, cuerpo graso y glándulas salivales del insecto, el cual permanece infectado y asintomático toda su vida, que puede durar semanas o meses en condiciones de hibernación. Luego de 7 a 14 días (tiempo de incubación extrínseco) puede infectar al hombre por nueva picadura. SUSCEPTIBILIDAD E INMUNIDAD

La susceptibilidad es universal. Aunque todos los serotipos pueden estimular la formación de anticuerpos grupo y tipo específicos, la inmunidad inducida por un serotipo es poco protectora contra otro serotipo, mientras que la inmunidad conferida por la infección del virus es permanente para el serotipo que causó la infección. La respuesta inmunológica frente a la infección aguda por dengue puede ser primaria o secundaria. En la respuesta primaria, ocurrida en individuos no expuestos previamente a flavivirus, los títulos se elevan lentamente y no son muy altos. La respuesta secundaria se observa en aquellas personas con una infección aguda por Dengue, pero con experiencia de infección previa con un flavivirus (dengue u otro). En este caso, los títulos de anticuerpos se elevan rápidamente a niveles altos. El origen de la susceptibilidad individual o colectiva referida a la fiebre hemorrágica de Dengue no está totalmente aclarado. Hemos mencionado el planteo que atribuye principalmente el proceso a un fenómeno inmunopatológico. Una hipótesis muy aceptada se refiere a la multicausalidad por varios factores: • Factores individuales: menor de 15 años, lactantes, adultos de sexo femenino, raza blanca, buen estado nutricional, coexistencia de enfermedades crónicas (diabetes, asma, etc.), preexistencia de anticuerpos e intensidad de la respuesta previa. • Factores virales: virulencia de la cepa circulante • Factores epidemiológicos: existencia de una población susceptible, presencia de un vector eficiente, alta densidad del vector, intervalo de tiempo “apropiado” entre dos infecciones por serotipos diferentes (3 meses a 5 años) y amplia circulación del virus. DIAGNÓSTICO

El trabajo diagnóstico de laboratorio en relación al dengue tiene por finalidad: • La confirmación de la enfermedad. • La identificación de los serotipos circulantes. • La determinación de los niveles de transmisión de la infección por medio de encuestas seroepidemiológicas. En las áreas con epidemias estudiadas y en curso, o con elevada endemicidad, no es necesario el estudio de laboratorio de todos los casos, y la actividad de laboratorio se dirige a la vigilancia de la difusión en nuevas áreas o de la aparición de nuevos serotipos, a la confirmación de los casos graves o fatales, y al apoyo a las encuestas seroepidemiológicas. La confirmación de laboratorio de un caso de Dengue se hace por: • Aislamiento del virus o identificación de sus antígenos o ácidos nucleicos a partir del suero del paciente o en muestras de necropsia. • Demostración de seroconversión (aumento 4X o más en los títulos IgG o IgM) en sueros pareados con intervalo de 14 a 21 días, o detección de IgM específica (a partir del séptimo día de enfermedad) en presencia de una situación clínica y epidemiológica compatible.

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El aislamiento viral se realiza a partir de sangre, derivados u otros tejidos en: – Cultivos celulares eucariotas, que pueden ser de mosquito (clona C6/36 de A. albopictus) o de vertebrados. En estos últimos, a diferencia de los primeros, es posible observar efecto citopático a partir de los 5-14 días de inoculación. En cualquier caso, la identificación viral debe completarse sobre los cultivos por inmunofluorescencia, neutralización u otras reacciones. – Ratones recién nacidos o mosquitos susceptibles, no vectores, por vía intratorácica. La muestra de sangre para aislamiento viral debe ser obtenida entre el primero y el quinto día de la enfermedad, período de viremia. La investigación de antígenos o ácidos nucleicos virales por inmunofluorescencia, inmunohistoquímica, sondas marcadas o RT- PCR no se utiliza de rutina. Esta última, que es muy sensible y específica, puede utilizarse para detección precoz. La investigación de IgM específica antiviral es un ensayo que se puede realizar precozmente, aunque no es altamente sensible ni específico. Se realiza por ELISA de captura (MAC-ELISA) y puede ser positiva por 2 a 3 meses. La demostración de seroconversión puede hacerse por inmunofluorescencia, fijación de complemento, neutralización, inhibición de la hemoaglutinación (IH) o ELISA. El método de referencia, sensible y específico, es el de neutralización. En encuestas seroepidemiológicas se utilizan el ELISA o la IH, que es un ensayo barato y sencillo, que detecta anticuerpos de aparición precoz y persistencia prolongada. El MSP ha difundido en 2003 un instructivo para la vigilancia epidemiológica y el diagnóstico del dengue, que es necesario conocer. Vistas la difusión del vector, su ubicuidad, su resistencia, y las facilidades crecientes que provee la organización social actual para su persistencia, es ampliamente discutida la posibilidad de su erradicación. Sin embargo la iniciativa está planteada, a instancias de Brasil, y debe involucrar el compromiso de los estados, la educación y la participación activa de la comunidad. Las acciones deben estar guiadas por encuestas y vigilancia de distribución y prevalencia de los vectores. Es necesario el drenaje de aguas estancadas, la eliminación de colecciones anormales peridomiciliarias, la protección de los depósitos de uso, y el control de las cargas y el transporte regional. El bloqueo del contacto personal y grupal puede favorecerse con mallas, repelentes e insecticidas. El uso de plaguicidas debe hacerse evitando el daño a la vida silvestre y los cultivos. Es posible estimular la presencia de depredadores (artrópodos, peces y otros seres vivos), y regular la vegetación para proteger su acción. Se encuentran en ensayo las técnicas de modificación genética de los mosquitos para orientar la prevalencia de poblaciones incompetentes para la transmisión de los virus. La vigilancia epidemiológica debe incluir: • el seguimiento del vector; • el alerta ante afecciones febriles o exantemas sugestivos, y • la asignación y organización de recursos para estudios de laboratorio. Se investiga sobre posibles preparados inmunizantes (vacunas) basados en proteína NS1 o en combinación de serotipos de cepas atenuadas.

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Cuadro 2. Enfermedad

Síntomas típicos

Vía de adquisición

Distribución

Kuru

Pérdida de coordinación, seguida de demencia

Infección (probablemente por antropofagia)

CreutzfeldtJakob

Demencia, seguida Usualmente descode perdida de nocida (esporádico) coordinación

Conocido solo en Nueva Guinea; 2600 casos desde 1957 Esporádico: 1 caso por millón

Sobrevida con la enfermedad 3 meses a un año

Aproximadamente 1 año

10 a 15% por herenHereditaria: cia del gen mutado que codifica para la han sido idenproteína prionica PrP. tificadas 100 familias

GerstmannStrausslerScheinker Insomnio familiar fatal

Pérdida de la coordinación, seguida de demencia Trastornos del sueño y alteraciones de SNA, seguidos de insomnio y demencia

Infecciosa: han Raramente por infección (iatrogenia) sido identificados 160 casos Herencia de una Han sido De 2 a 6 años mutación en el gen identificadas PrP 50 familias. Herencia de una 9 familias han Aproximadamutación en el gen sido identifimente 1 año PrP cadas

Priones: agentes de encefalopatías transmisibles INTRODUCCIÓN

Quizás la mejor definición de un prión es proteinaeceous infectious particle, es decir partícula proteica infecciosa que carece de ácido nucleico (S. Prusiner, 1997). La resistencia demostrada a los tratamientos químicos y físicos que normalmente inactivan a los virus y las bacterias, asociada a la falta de respuesta inmune humoral o celular detectable ubican a estos agentes en una categoría aparte de estos microorganismos. Se cree que los priones son el resultado de alteraciones en la conformación de la proteína celular priónica normal (PrPc), transmitidas de individuo a individuo o genéticamente; aunque se ha visto que también pueden causar enfermedades esporádicas en las cuales ninguno de los orígenes citados se ven involucrados. Lo que es más, existen indicios de que en las enfermedades priónicas podrían estar involucrados otros agentes. Las formas más comunes de enfermedades priónicas, todas fatales, se agrupan bajo la designación de encefalopatías espongiformes transmisibles (EET). La presencia de múltiples vacuolas en el tejido cerebral se denomina cambio “espongiforme”. Todas las EET que involucran de forma exclusiva al sistema nervioso central (SNC) se caracterizan por un período de incubación prolongado, seguido por un curso clínico progresivo de aproximadamente 1 año cuyo desenlace es fatal. Estas enfermedades están ampliamente difundidas en animales. Otra característica que distingue a este tipo de afecciones es su capacidad de generar un estado de “indiferencia inmunológica”, en el cual no existe reacción inflamatoria ni respuesta

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inmune en los tejidos afectados (SNC). Los cambios histológicos típicos observados en todas las especies afectadas son: vacuolización y pérdida neuronal, proliferación e hipertrofia de los astrocitos y poca respuesta inflamatoria. PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS

Los instrumentos de neurocirugía y los electrodos cerebrales constituyen un medio para la transmisión de estos agentes; sólo los procedimientos más enérgicos de esterilización aseguran la no infecciosidad priónica de los mismos en caso de ser reutilizados. Los agentes causales son resistentes a los procedimientos de desinfección utilizados para destruir los virus, entre ellos el fomaldehído, detergentes y radiaciones ionizantes. El autoclave a 134 ºC, o a 15 libras (1 atm. relativa, 121 ºC) durante 1 hora, en vez de 20 minutos como se usa normalmente, en forma combinada con la solución de hipoclorito al 5% o el NaOH 1,0M se pueden emplear para la descontaminación. ESTRUCTURA

Las enfermedades priónicas resultan de la alteración conformacional de la PrPc, una glicoproteína de la superficie celular expresada en el cerebro, médula espinal y vísceras. Entre las enfermedades animales, la más conocida es la enfermedad de “scrapie” detectada en cabras y ovejas, descripta por primera vez en 1732, caracterizada por pérdida de coordinación, debilidad muscular, irritabilidad y en algunos casos, desarrollo de un intenso prurito que lleva a los animales a perder tanto el pelo como la lana por lesiones de rascado (de ahí su nombre). Se ha utilizado como prototipo de estudio de estos agentes al causante de esta enfermedad. PrPsc (proteína prion del scrapie), es una isoforma de PrPc resistente a la proteasa K. Aun-

Figura 2. Evolución temporal de la epidemia de encefalitis espongiforme bovina en el Reino Unido, 1986-2000, con las fechas de las principales intervenciones preventivas. La prohibición sobre alimentación animal con ración conteniendo carne y huesos de mamíferos (marzo de 1996) extendió una prohibición de 1994 que se refería sólo a algunas especies de granja. SBO ban = specified bovine offals ban (prohibición de consumo de cerebro, médula, timo, bazo, amígdalas e intestinos de ganado mayor de 6 meses).

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que mucho se sabe del rol patogénico de la PrPsc, su fisiopatología es todavía mal conocida, pero algunas líneas de investigación sugieren que tendría participación en el metabolismo del cobre. Estas partículas pueden ser susceptibles a los agentes que desnaturalizan las proteínas, pero son resistentes a los que modifican los ácidos nucleicos, lo que contribuye a confirmar que las proteínas son el componente esencial de las partículas infectantes. Como argumentos a favor de que estas partículas infecciosas no son virus, tenemos que nunca han podido observarse al microscopio electrónico, ni cultivarse en ningún tipo celular, ni se han encontrado rastros de ADN o ARN mediante técnicas de biología molecular. El hombre (en el cromosoma 20) y algunos animales, codifican una proteína PrPc (proteína celular priónica) íntimamente relacionada con la PrPsc en cuanto a la secuencia de aminoácidos, pero diferente en muchas de sus propiedades. Las diferencias en las modificaciones postraducción hacen que las dos proteínas se comporten de modo diferente. La PrPc normal consiste en 4α hélices (regiones en las que el esqueleto proteico está arrollado formando una hélice), mientras que la PrPsc contiene cadenas β (regiones donde el esqueleto está completamente extendido) formando hojas plegadas β. Se han propuesto muchas teorías para explicar la producción de enfermedad por una proteína aberrante. Stanley Prusiner (Premio Nobel 1997) sugirió un modelo actualmente aceptado, según el cual la PrPsc se une a la PrPc normal presente en la superficie celular y hace que sea procesada en PrPsc, que después se agrega para formar placas similares a amiloides en el cerebro. Existen además otras enfermedades por depósitos de proteínas amiloides distintas de la PrPsc (enfermedad de Alzheimer, amiloidosis secundaria y mieloma múltiple), en las cuales existe el mismo proceso de propagación de configuración molecular sin que por ello el nuevo material resulte infeccioso para otros individuos. La célula repone la PrPc consumida y el ciclo continúa. El hecho de que estas placas se compongan de proteínas del húesped explicaría la falta de respuesta inmune frente a estos agentes en los pacientes con encefalopatía espongiforme. Los efectos de la acumulación en el cerebro de esta proteína aberrante (PrPsc) son los responsables, posteriormente, de los síntomas de la enfermedad.

Estructura Resistencia a las proteasas Presencia de fibrillas de scrapie Localización en células Renovación

PrPsc Globular Sí Si Vesículas citoplasmáticas Días

PrPc Extendida No No Membrana plasmática Horas

ENCEFALOPATÍAS ESPONGIFORMES EN HUMANOS

Kuru Es una enfermedad prácticamente extinguida. Sus orígenes se remontan a los habitantes de la tribu Fore en la región montañosa de Papua, Nueva Guinea. Fue la primera enfermedad humana familiar progresiva, degenerativa, que se demostró que era transmisible a animales. La enfermedad fue llamada “kuru”, que en lenguaje nativo significa temblor o miedo asociado al frío. La transmisión guardaba relación con ceremonias y rituales funerarios desarrollados por estas tribus, en las que se vieron predominantemente afectados los niños y las mujeres. Posteriormente, los estudios de Gajdusek y Zigas, en 1957, demostraron que la transmisibilidad

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se relacionaba con la ingestión de fluídos y tejidos corporales humanos, entre ellos el cerebro, conteniendo las concentraciones más elevadas del agente causal. Entre el momento de la infección y la aparición de los síntomas puede existir una latencia de hasta 30 años. El cuadro clínico se caracteriza por su progresividad y corta duración, ya que los pacientes mueren en menos de un año de su inicio. Aparecen bruscamente ataxia cerebelosa, temblor fino característico, y en pocos meses el paciente es incapaz de caminar o estar de pie. Además presenta progresiva dificultad para el habla, llegando a ser ininteligible. En la etapa terminal, el deterioro mental y la dificultad en la deglución, a lo que se agregan la incontinencia esfinteriana y las úlceras de décubito, llevan al paciente a la muerte. ENFERMEDAD DE CREUTZFELDT-JAKOB

Esta enfermedad esta distribuída en todo el mundo, afectado todas las razas así como a ambos sexos. Su edad media de presentación es la sexta década de la vida. El cuadro clínico se caracteriza por trastornos sensitivos, confusión, nerviosismo, alteraciones de la memoria, tensión, trastornos del sueño que progresan en semanas o meses a demencia franca, y finalmente coma. Suelen evidenciarse hallazgos patológicos en el EEG. En etapas avanzadas agrega crisis convulsivas y trastornos neurovegetativos, conduciendo a la muerte en 6 a 12 meses. Los tres tipos epidemiológicos clásicos de ocurrencia de la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob (ECJ) son: la forma esporádica que comprende el 85-90% de los casos, teniendo una incidencia mundial de 1 por 1.000.000 al año y cuya causa podría corresponder a mutaciones somáticas espontáneas (algunas muy bien caracterizadas); la hereditaria, 10-15% de los casos, asociada a mutación en el gen PrP, y finalmente, la iatrogénica, la más rara, cuyo modo de transmisión sería por medio de tejidos transplantados contaminados como por ej. córnea, o por contacto con instrumental quirúrgico como electrodos cerebrales, o bien mediante tratamientos en la década de 1980 con hormona de crecimiento extraída de hipófisis de seres humanos. En los últimos años, se ha descripto una nueva variante de enfermedad de CreutzfeldtJakob (nvECJ) que afecta a individuos más jóvenes, entre 15 y 44 años, la cual se piensa se produce por ingesta de productos cárnicos contaminados con el agente de la encefalopatía espongiforme bovina (EEB). La proteína priónica responsable de esta patología (nvPrPsc) se diferencia de la proteína que se encuentra en la ECJ esporádica o familiar por predominar en forma di-glicosilada, mientras que en los casos esporádicos predomina la forma monoglicosilada. Una joven de 13 años en el Reino Unido fue el caso clínico fatal documentado más precoz de esta enfermedad, que ha afectado a más de 160 personas y que podría estar siendo incubada por muchas más. El diagnóstico se realiza con base en la clínica, la imagenología de resonancia magnética y el electroencefalograma (EEG). La presencia de la proteína llamada 14-3-3 en el líquido cefalorraquídeo (LCR) parece tener valor diagnóstico. Todos los pacientes con nvECJ examinados hasta el momento son homocigóticos para metionina en el codon polimórfico 129 del gen PrP en el cromosoma 20. Las personas con otro genotipo, que son la mayoría, podrían ser más resistentes. La confirmación diagnóstica (en el hombre y animales) se hace sólo por anatomía patológica. ENFERMEDAD DE GERSTMANN-STRAUSSLER-SCHEINKER

Dicha enfermedad tiene la particularidad de ser siempre familiar, siendo su cuadro clínico constituído por trastornos de la marcha e inestabilidad, algunas veces acompañadas de dolores

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y parestesias en miembros inferiores. Lo característico es la ataxia cerebelosa con alteraciones del habla y ausencia de reflejos osteotendinosos, evolucionando a la demencia. Su inicio es habitualmente a los 50 años y la duración entre 2 y 10 años. Se han identificado tres formas que varían en cuanto al sitio de mutación del gen PrP: atáxica (donde existe sustitución de citosina por timina; codificando entonces en vez de prolina, leucina); forma telencefálica o demencial y otra muy similar a la primera. INSOMNIO FATAL FAMILIAR

Esta enfermedad se caracteriza por insomnio progresivo y degeneración neuronal de los núcleos del tálamo, constituyendo la primera enfermedad degenerativa genéticamente limitada a los núcleos del tálamo, la cual fue descripta por primera vez por Elio Lugaresi y colaboradores en Italia en 1986. Al igual que la ECJ podría presentarse bajo forma familiar o esporádica. Esta enfermedad y un subtipo de la ECJ son dos entidades clínicas y patológicamente distintas pero ligadas a una misma mutación en el codón 178 del gen PrP que lleva a la sustitución de ácido aspártico por aspargina. ENCEFALOPATÍAS ESPONGIFORMES EN ANIMALES

En animales han sido descriptas varias encefalopatías espongiformes: enfermedad temblorosa natural o Scrapie, anteriormente mencionada, caracterizada por mostrar en el cerebro ovino fibrillas asociadas a scrapie (FAS), en las que se hallaba el prión; encefalopatía espongiforme del visón (la que se adquiere por el consumo de cadáveres de animales contaminados); enfermedad de debilitamiento de rumiantes salvajes (en ciervos cautivos), encefalitis espongiforme felina, que afecta a los gatos, y finalmente la encefalopatía espongiforme bovina, vulgarmente llamada “mal de las vacas locas” descripta en Inglaterra en 1986, después que comenzó a afectar bovinos en Gran Bretaña que desarrollaban incoordinación, temblores y fotofobia. El prión causante de esta enfermedad puede “saltar” de una especie a otra afectando diferentes mamíferos, a los que se agrega su más reciente conquista: el hombre. La enfermedad, que se convirtió en epidemia, se debió al consumo por el ganado vacuno de suplemento alimentario elaborado con base en harinas de carnes y huesos de ovejas muertas contaminadas con Scrapie, tras un período de incubación estimado en 2 a 8 años. Epidemiología La encefalopatía espongiforme bovina ha adquirido mayor trascendencia en los últimos años debido a la epidemia entre el ganado vacuno detectada en 1986 en Gran Bretaña. Este problema lejos de haber sido resuelto continúa generando controversias en cuanto a las políticas de control sanitario por parte de las autoridades y las pérdidas económicas que implican a los países involucrados. Sin dudas, Gran Bretaña es el país más gravemente afectado, con cifras que estiman que entre 200 y 300 terneros infectados con EEB llegan a las carnicerías para ser consumidos cada año, a pesar de las medidas adoptadas a partir de junio de 1989 en que se eliminó del mercado la ración compuesta de desechos de ganado ovino y, por ley, sólo se destinan para consumo humano los terneros menores de 30 meses de edad. En ese mismo año, la Unión Europea prohibió al Reino Unido las exportaciones de ganado vacuno nacido antes de julio de 1988 y recién 7 años más tarde se prohibieron mundialmente las exportaciones de carne del Reino Unido, incluyendo otros productos como semen, embriones y materia prima usada en la manufactura de productos médicos, cosméticos y farmacéuticos.

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La descripción de un grupo de casos de nvECJ en el Reino Unido relacionados en tiempo y espacio con una epidemia de EEB en bovinos se considera como el primer ejemplo de un brote epidémico de EET en seres humanos, y apunta a una clara posibilidad de transmisión interespecífica de priones, de bovinos al hombre. En las islas británicas se informaron hasta el año 2000 más de 180.000 casos bovinos. En Suiza, Portugal y Francia, cientos. En América se han informado casos en Canadá, Estados Unidos e islas Malvinas. No hay casos reconocidos de enfermedad animal en el subcontinente sudamericano, ni en Uruguay. Los casos humanos de nvECJ informados en todo el mundo son hasta el momento más de 160, localizados principalmente en el Reino Unido. El riesgo de adquirir esta enfermedad a partir de alimentos contaminados parece ser bajo, probablemente por existencia de una “barrera entre especies” que provee protección importante aunque incompleta. En países como Nueva Zelandia, Canadá y Estados Unidos se han adoptado medidas preventivas drásticas, excluyendo como donantes de sangre aquellos individuos que vivieron por períodos mayores a seis meses en Gran Bretaña entre los años 1980 y 1996, debido a la vinculación de la nvECJ con los linfocitos B1, ya que los procesos de filtración no son 100% seguros. Se podría pensar que como en nuestro país la alimentación del ganado bovino y ovino es predominantemente en base a pastoreo y no con raciones de origen animal, no existirá este tipo de enfermedad. Sin embargo la vigilancia podría fallar como en Europa, el diagnóstico puede omitirse o los animales podrían ser faenados en etapas más tempranas, todo lo cual contribuiría a subestimar el número de casos. Precisamente porque la enfermedad pudiera ser no tan ajena al Uruguay como se pretende, sería conveniente alertar contra el consumo de órganos del SNC de bovinos, ovinos o cualquier otro mamífero (debido a la extrema resistencia de los priones al calor, por los métodos de cocción convencionales). En conclusión, estas patologías pertenecen a un grupo de afecciones del SNC del ser humano y algunos animales que los científicos denominan enfermedades neurodegenerativas transmisibles. Todas comparten un período de incubación prolongado, la aparición en el cerebro de proteínas amiloides y vacuolas, dando el característico aspecto esponjoso, la producción de temblores incontrolados y el mecanismo de transmisión potencial entre individuos.

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SECCIÓN

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IV

Control de poblaciones microbianas 32. Inmunoprofilaxis. Vacunas 33. Esterilización, desinfección y antisepsia 34. Principales grupos de antibióticos 35. Principales mecanismos de resistencia antibiótica 36. Métodos de estudio de la sensibilidad antibiótica 37. Antivirales

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Inmunoprofilaxis Vacunas P. Barrios

Reseña histórica e introducción Las enfermedades infecciosas continúan siendo un importante problema para la salud. Históricamente, la inmunización profiláctica contra las enfermedades infecciosas es el punto de arranque de la inmunología, y constituye uno de los más eficaces y espectaculares logros de la medicina. Enfermedades que fueron en otro tiempo verdaderos azotes de la humanidad, han quedado reducidas a casos esporádicos e incluso uno de ellos, la viruela, se considera oficialmente erradicada del planeta. No se conoce con certeza cuándo tuvieron lugar los primeros intentos de inmunización activa, pero se sabe que en el año 1.000 a.C., en la India, se inoculaba a sujetos sanos material de las pústulas de enfermos con viruela, con objeto de obtener protección frente a la enfermedad. La infección transmitida con esta práctica, llamada variolización, era más leve y con menor mortalidad que la infección adquirida de forma natural. El primer intento científico de vacunación contra la viruela lo realizó en 1796 Edward Jenner, a quien puede considerarse el padre de la vacunología, junto con Pasteur. El término vacunación surge de los primeros intentos en desarrollar protección frente a patógenos para los cuales se utilizó el virus variola vaccinae. Jenner inoculó a seres humanos el material de las vesículas de la “variola vaccinae”, una enfermedad del ganado vacuno producida por un Orthopoxvirus similar al virus de la viruela, y obtuvo protección de los inoculados frente a la viruela. Esto se llevó a cabo en una época en que se desconocía totalmente la naturaleza de las enfermedades infecciosas y de los procesos inmunológicos. 100 años más tarde (1885) Pasteur enunció el principio general en que se basa la vacunación. Las médulas espinales desecadas de conejos infectados con el virus de la rabia y los bacilos de carbunco sometidos a calentamiento que preparó Pasteur, fueron los verdaderos predecesores de las vacunas actuales. Con todos estos logros, Pasteur demostró que era posible inmunizar frente a una enfermedad utilizando el microorganismo causante de la misma atenuado por varios procedimientos, a diferencia de Jenner, que había utilizado un virus parecido pero distinto al de la enfermedad frente a la cual quería lograr protección. Pasteur tampoco tenía un conocimiento claro de la memoria inmunitaria, ni de las funciones de los linfocitos, y tendría que transcurrir otro siglo más para que estos fenómenos se conocieran. En al año 1950 Hilary Koprowski administró una cepa atenuada de poliovirus a varias personas. En el año 1954 comenzó a administrarse la vacuna de poliovirus muertos creada por

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Salk, y en 1957 se dispuso de la vacuna oral de poliovirus atenuados creada por Sabin, que había continuado las investigaciones de Koprowski. El mecanismo de la vacunación se aclaró con Burnet cuando enunció la teoría de la selección clonal (1957) y cuando se descubrieron los linfocitos T y B (1965). Sin embargo, a pesar de los grandes avances que hemos logrado en la historia de la humanidad, estamos lejos de contar con una inmunoprofilaxis activa contra todas las enfermedades infecciosas trasmisibles existentes, debido a que no conocemos en muchos casos los determinantes antigénicos y sus vías de inoculación adecuadas para lograr una respuesta protectora, eficaz y duradera. El objetivo final de la inmunización es la erradicación de la enfermedad; el objetivo inmediato es prevenir la enfermedad en los individuos o en los grupos. La erradicación global de la viruela en 1977 y la eliminación en América desde 1991 de la poliomielitis causada por poliovirus salvajes, sirven como modelos de control de las enfermedades a través de la inmunización. Ambos logros se obtuvieron gracias a la combinación de un programa de inmunización eficaz con una vigilancia intensa y medidas eficaces de control de salud pública en todo el mundo.

Tipos de inmunización La inmunización o adquisición de protección contra una enfermedad se puede lograr por medios pasivos y activos. Inmunización pasiva: consiste en la administración de anticuerpos preformados, con actividad protectora. Puede ser adquirida natural o artificialmente. La inmunización pasiva natural es el caso de la transferencia de inmunoglobulinas desde la madre al feto a través de la placenta (IgG) o de la leche materna (IgA). La inmunidad pasiva puede también ser adquirida artificialmente con la administración de un suero rico en anticuerpos con actividad protectora conocida frente a determinado microorganismo o sus productos (por ejemplo suero con anticuerpos neutralizantes de una toxina bacteriana). La inmunización pasiva está indicada en personas con deficiencias en la síntesis de anticuerpos como resultado de defectos adquiridos o congénitos de los linfocitos B; también cuando una persona susceptible a una enfermedad está expuesta a ella, especialmente cuando corre un riesgo elevado de complicaciones por la enfermedad o cuando el tiempo no permite una protección suficiente por inmunización activa. También es utilizada en terapéutica, cuando ya existe la enfermedad y los anticuerpos podrían mejorarla, o ayudar a suprimir los efectos de una toxina, o a suprimir la respuesta inflamatoria. Inmunización activa: al igual que la inmunización pasiva, esta puede ser adquirida natural o artificialmente. Lo primero ocurre por exposición a diferentes patógenos que conducen a la infección clínica o subclínica, desarrollando una respuesta inmune protectora contra estos patógenos; lo segundo es lo que denominamos vacunación. La vacunación consiste en la administración de un inmunógeno, es decir un preparado antigénico, capaz de estimular al sistema inmune produciendo una respuesta que resulta protectora frente al encuentro posterior con el agente patógeno contra el que se desea inmunizar. Estos preparados antigénicos pueden estar compuestos de microorganismos enteros inactivados o atenuados, subunidades microbianas o productos modificados (por ejemplo un toxoide, un antígeno purificado o un antígeno producido por ingeniería genética). Una vacuna entonces debe ser capaz de conferir en el individuo receptor un estado de inmunidad protectora (similarmente a lo que ocurre en la infección natural), sin producir enfermedad. La inmunización puede dar como resultado una actividad antitoxina, antiinvasora, neutra-

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lizante u otros tipos de respuesta humoral o celular protectora en el receptor. Algunas vacunas inducen alto grado de protección contra la enfermedad durante toda la vida, mientras que otras brindan protección parcial, siendo muy frecuente que deban administrarse varias dosis de refuerzo para permitir mantener la inmunidad adecuada.

Componentes de una vacuna Una vacuna está compuesta en primer lugar por los antígenos inmunizantes activos, que en algunos casos consisten en un único antígeno bien definido (por ejemplo polisacárido capsular neumocócico o toxoide tetánico o diftérico), y en otros casos constituyen mezclas antigénicas complejas (por ejemplo vacunas a virus vivos o a bacterias inactivadas). Los microorganismos presentan una estructura antigénica más o menos compleja en función de su propia complejidad estructural. No todos los antígenos participan de la misma forma en la inducción de la respuesta inmune, y aunque la induzcan no todos provocan una respuesta de carácter protector. Aquellos antígenos microbianos que inducen respuestas que neutralizan el efecto patogénico del microorganismo se denominan antígenos protectores. Muchas veces las vacunas contienen no solamente estos antígenos sino otros que provocan una serie de respuestas irrelevantes desde el punto de vista de la protección, pero que pueden ser responsables de reacciones adversas de la vacunación (es el caso de las vacunas a microorganismos enteros). Los antígenos pueden encontrarse puros en suspensión acuosa pero también pueden formar parte de mezclas más complejas, conteniendo componentes derivados del sistema biológico en el cual se produce la vacuna (medio de cultivo, productos metabólicos secretados, etc.). Estos componentes secundarios muchas veces contribuyen a que existan reacciones no deseadas, producto de la vacunación. Muchas veces los preparados vacunales contienen además conservadores, estabilizadores, antibióticos y adyuvantes. Los adyuvantes son sustancias que aumentan la respuesta inmune frente a un antígeno dado, sin estar antigénicamente relacionados con él. Las sales de aluminio constituyen el adyuvante permitido para vacunas de uso humano. Se utilizan mezcladas (en forma de hidróxido o de fosfato) con los preparados antigénicos en la formulación de vacunas. Este es el caso de las vacunas a toxoides (diftérico, tetánico), en las que las sales de aluminio transforman el toxoide soluble en un precipitado particulado de mayor inmunogenicidad. La búsqueda de nuevos adyuvantes potentes y seguros es un gran área de investigación en los laboratorios de desarrollo de vacunas de todo el mundo.

Principios de la vacunación Para inmunizar activamente a un individuo o una población frente a un agente debemos elegir el inmunógeno adecuado a administrar. Para ello es necesario conocer el agente infeccioso y su estructura, conocer sus mecanismos patogénicos, determinar cual o cuales son los determinantes antigénicos que confieren una respuesta protectora, determinar tipo y localización de la respuesta protectora, desarrollar una vacuna segura y efectiva, conocer la población o los individuos que van a ser vacunados (si ya han estado expuestos, si ya fueron vacunados, si tienen anticuerpos séricos). El logro de una resistencia efectiva contra una infección o enfermedad, dependerá de que la vacuna posea ciertas propiedades. Algunos principios importantes son: • Deben inducir el tipo de inmunidad que es relevante para proteger contra el patógeno en particular; por ejemplo la inmunidad a la tuberculosis requiere de una efectiva respuesta

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de células T, mientras que la inmunidad frente a la poliomielitis requiere una respuesta apropiada de tipo humoral. Debe inducir una respuesta inmune en el sitio adecuado: por ejemplo, para obtener protección contra Influenza o contra el cólera es deseable la inducción de anticuerpos secretados de tipo IgA a nivel de las superficies mucosas. Debe inducir una respuesta inmune frente a los antígenos apropiados. Los microorganismos poseen muchos antígenos distintos. Durante la infección natural se desarrolla respuesta contra varios de estos antígenos, aunque la resistencia posterior a la infección depende de un pequeño número de epítopes, en general presentes en la superficie del microorganismo. Antígenos de superficie relevantes han sido caracterizados para muchas bacterias y virus, pero aún queda mucho por conocer. La resistencia a algunas enfermedades infecciosas no depende de la inmunidad ante el agente infeccioso. Como en el caso del tétanos o de la difteria, la enfermedad es debida a la acción de toxinas. En estos casos la vacuna efectiva consistirá en un preparado de toxina modificada de modo que pierda su actividad tóxica manteniendo su antigenicidad. Otras veces, la enfermedad natural no confiere inmunidad (debido a mecanismos de evasión del sistema inmune por parte del patógeno) como es el caso de varias infecciones parasitarias. La enfermedad debe justificar la vacunación. Muchas enfermedades infecciosas producen en general cuadros leves que no representan un riesgo para la salud. Sin embargo, en ciertos individuos especialmente susceptibles pueden causar complicaciones graves. Es así que varias vacunas están indicadas especialmente para ciertos grupos de riesgo. Es el caso de la vacuna contra Influenza para pacientes añosos o con enfermedad respiratoria crónica. Debe conferir protección a largo plazo. Muchas veces la duración del efecto protector depende del tipo de infección. En el caso de infecciones sistémicas con períodos de incubación prolongados, son suficientes niveles residuales de inmunidad para que la respuesta pueda ser amplificada en este período, permitiendo el control de la infección previo al cuadro clínico. Por el contrario en infecciones de incubación breve (como es el caso de muchas infecciones de la superficie cutaneomucosa) si existe un bajo nivel de inmunidad frente a una exposición al agente, este puede ser capaz de producir la enfermedad antes de que haya suficiente tiempo para montar una respuesta amplificada que controle la infección. Es así que es difícil inducir inmunidad de larga duración contra Influenza virus, pero es más fácil contra sarampión.

Clasificación de las vacunas Existen dos categorías generales de vacunas: las basadas en microorganismos vivos y aquellas compuestas por microorganismos inactivados o subunidades de los mismos. Las vacunas a microorganismos vivos consisten en preparados conteniendo bacterias o virus capaces de producir una infección y replicarse en los tejidos del receptor sin causar enfermedad actuando como inmunógenos, es decir induciendo una respuesta inmune específica contra el patógeno. Una vacuna inactivada consiste en un inmunógeno que no es capaz de establecer una infección y por lo tanto no es mantenido o replicado en el individuo receptor. La decisión estratégica para el uso de una vacuna viva o una inactivada debe realizarse

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considerando la epidemiología y la inmunobiología de la infección natural, y por supuesto considerando también la factibilidad técnica de las distintas aproximaciones. VACUNAS INACTIVADAS

Existen distintos medios, tanto físicos como químicos, por los cuales se logra inactivar los microorganismos para evitar los efectos de la infección, pero se preserva su estructura antigénica. Este tipo de vacunas tiene como principal ventaja la seguridad, ya que no implica riesgo de infección. Esto es una característica que las hace idóneas para su administración en pacientes inmunodeprimidos. Algunas de sus desventajas son: necesitan una masa antigénica mayor para estimular la respuesta adecuada; requieren la administración periódica de dosis de refuerzo para mantener una inmunidad duradera; generalmente solo son capaces de producir una respuesta de tipo humoral, por lo que no son apropiadas para proteger contra aquellas enfermedades infecciosas para las cuales los mecanismos inmunes protectores son esencialmente mediados por células. Vacunas a microorganismos enteros inactivados Son preparados que se administran con el propósito de inducir la formación de anticuerpos frente a muchos antígenos distintos, algunos de los cuales resultarán protectores. Las vacunas a bacterias enteras inactivadas fueron desarrolladas hace varias décadas. Como ejemplo se encuentra la vacuna para prevenir la tos convulsa, que consiste en una suspensión de bacterias en fase I de Bordetella pertussis que fueron inactivadas por procedimientos químicos (tratamiento con fenol o thimerosal). Estas primeras vacunas no eran sujetas a purificaciones muy estrictas, por lo que producían un nivel elevado de reactogenicidad. A medida que se fueron desarrrollando técnicas bioquímicas de separación y purificación, este tipo de vacunas se fueron perfeccionando. Actualmente, la vacuna contra la tos convulsa es administrada a niños entre dos meses y cinco años aunque está contraindicada en niños con enfermedad neurológica evolutiva, reacciones de hipersensibilidad a la vacuna y convulsiones luego de recibir alguna dosis de la vacuna. Existen vacunas acelulares (compuestas por subunidades bacterianas purificadas) de B. pertussis que en nuestro país no forman parte del esquema nacional de vacunación pero están disponibles en algunos laboratorios. En Japón y Estados Unidos hay estudios que demuestran disminución de convulsiones asociadas a la vacuna pertussis con el uso de la vacuna acelular. Las vacunas a virus inactivados son en general muy bien toleradas, ya que el tipo de medios de cultivo utilizado para la propagación viral, una vez libre de células resulta muy poco reactogénico. Las partículas virales son inactivadas químicamente (tipicamente con formalina), purificadas y administradas como vacunas con sales de aluminio como adyuvante. Esta estrategia clásica para las vacunas virales ha posibilitado la producción de muchas vacunas eficaces y continúa siendo la tecnología de elección para la mayoría de las vacunas virales. Vacuna de Salk contra el virus de la polio (agente de la poliomielitis)

Existen tres poliovirus, tipos 1, 2 y 3. La poliomielitis es una enfermedad que puede cursar asintomática o producir una meningitis aséptica o una parálisis flácida asimétrica. Comienza con una infección a nivel de faringe e intestino que puede pasar desapercibida o paucisintomática, pero que se puede diseminar por vía hematógena para producir las formas más graves. La inmunidad contra esta enfermedad se logra por inmunización o luego de la infección natural, pero la infección por poliovirus genera inmunidad de por vida solo contra el tipo de

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poliovirus causal (tipo 1, 2, o 3). Desde el año 1991, América está libre de la enfermedad paralítica causada por el virus salvaje. Continúa siendo endémica en muchos países de África Central y sudeste asiático. Existen dos tipos de vacunas contra la poliomielitis: vacuna oral viva atenuada (OPV) desarrollada por el Dr. Albert Sabin en 1961 y que analizaremos con las vacunas a virus vivos atenuados, y la vacuna inactivada (IPV) desarrollada por el Dr .Jonas Salk en 1955. Ambas son altamente efectivas (eficacia de 90% a 100%) contra los tres tipos de poliovirus, pero existen diferencias significativas entre las dos. La vacuna de Salk es obtenida por inactivación de los virus con formaldehído; al ser inactivada y administrarse por inoculación, no se replica a nivel gastrointestinal y no genera una respuesta de IgA secretoria local. Otras desventajas son su administración parenteral y el costo mayor de la misma. Las ventajas son que se puede aplicar a pacientes inmunodeprimidos, permite (como las atenuadas) una protección de poblaciones (herd inmunity), tiene buena termoestabilidad, no genera poliomielitis paralítica por el virus vacunal como la de Sabin, que luego analizaremos. Vacuna contra la influenza

La influenza es una enfermedad respiratoria aguda causada por un Myxovirus, virus Influenza, que provoca además fiebre y síntomas sistémicos como artromialgias y cefaleas. En algunos casos (ancianos, enfermos cardiorrespiratorios) presenta un alto riesgo de complicaciones que se tratarán en el capítulo correspondiente. La red de vigilancia epidemiológica mundial de la Influenza fue establecida en 1952. La red comprende cuatro centros de colaboración con la OMS (Atlanta, Londres, Melbourne, Tokio) y 112 instituciones en 83 países, que están reconocidas por la OMS como Centro Nacional de Influenza. En nuestro país existe un Centro Nacional de Influenza que se encuentra localizado en los Laboratorios de Virología del MSP, donde existe colaboración de docentes del Depto. de Bacteriología y Virología del Instituto de Higiene, Facultad de Medicina. Los Centros Nacionales de Influenza reciben muestras de todo el país, realizan el aislamiento del virus y estudios preliminares de caracterización antigénica. Las cepas nuevas aisladas se envían a uno de los cuatro centros de colaboración de la OMS para un estudio mayor de caracterización antigénica y análisis genético. Según sus resultados se realizan las recomendaciones anuales sobre composición de la vacuna de Influenza para los hemisferios sur y norte. Las recomendaciones sobre composición de la vacuna se realizan cada año debido a que algunas cepas de virus Influenza que circulan en el hombre sufren permanentemente cambios antigénicos que requieren la adaptación de la fórmula de la vacuna. Las vacunas contra la influenza son producidas en huevos embrionados. Son inmunogénicas y seguras, y se asocian con efectos colaterales mínimos. Estas vacunas multivalentes contienen más de un subtipo viral (de influenza A y B) y su composición se modifica periódicamente teniendo en cuenta la expectativa de prevalencia de las cepas de virus Influenza. Existen vacunas a virus inactivados enteros, de subunidades y de virus fraccionados (split o subvirión), en la segunda modalidad los componentes del virus se pueden encontrar purificados. La vacuna utilizada en 2003 estaba constituida por las cepas recomendada por la OMS, e incluía tres cepas virales inactivadas: A/New Caledonia/20/99 (H1N1), A/Panama/2007/99 (H3N2) y B/Hong Kong/330/2001. La OMS recomienda para el invierno 2004 en el hemisferio sur las siguientes cepas en la vacuna de influenza: • A/New Caledonia/20/99(H1N1)-like virus • A/Fujian/411/2002(H3N2)-like virus* • B/Hong Kong/330/2001-like virus** * A/Kumamoto/102/2002 and A/Wyoming/3/2003 are egg-grown A/Fujian/411/2002-like viruses. **Currently used vaccine viruses include B/Shandong/7/97, B/Hong Kong/330/2001, B/Hong Kong/1434/2002. B/ Brisbane/32/2002 is also available as a vaccine virus.

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La vacuna está indicada en individuos mayores de seis meses de edad, pero dirigida especialmente a personas con alto riesgo de complicaciones causadas por la gripe: • Personas de más de 60 años. • Pensionados en geriátricos y otros establecimientos de cuidados prolongados, con condiciones médicas crónicas, cualquiera sea su edad. • Adultos y niños mayores de seis meses que presenten enfermedades cardíacas o pulmonares crónicas, incluyendo niños con asma. • Adultos y niños que requieran atención médica continua u hospitalización a causa de enfermedades metabólicas crónicas (incluyendo la diabetes mellitus), insuficiencia renal, hemoglobinopatías o inmunosupresión por otras causas. • Niños y adolescentes (6 meses a 18 años) con un tratamiento prolongado con ácido acetilsalicílico. Este tratamiento puede aumentar el riesgo de síndrome de Reye luego de la gripe. • Médicos, enfermeras u otras personas que pueden trasmitir la gripe a personas susceptibles o de alto riesgo. No hay acuerdo general sobre la administración de la vacuna durante el embarazo. En embarazadas, la gripe implica un riesgo de complicaciones o muerte dos veces mayor que en mujeres de igual edad no gestantes. Está contraindicada en personas alérgicas al huevo o productos a base del mismo, desorden neurológico activo y personas cursando enfermedad respiratoria aguda u otras enfermedades activas. Debido al surgimiento actual de la gripe aviar se están ensayando vacunas contra la misma con reasociaciones de virus derivados de los virus influenza aviares. Vacuna contra la hepatitis A

La hepatitis A es causada por un virus de la familia Picornaviridae que tiene la característica de trasmitirse por la vía fecal-oral, contaminando agua y alimentos; el virus persiste viable en bajas temperaturas por largo tiempo y es viable en materia fecal seca por semanas. La mayoría de las infecciones en menores de cinco años son asintomáticas, pero al eliminar el virus por materia fecal diseminan el virus por la comunidad. En cambio los niños mayores, adolescentes y adultos, padecen la enfermedad en su forma sintomática en más del 75% de los casos. Hay cuatro vacunas disponibles, todas ellas de virus inactivados por formol y obtenidas en cultivos de tejidos; son altamente inmunógenicas y confieren protección de larga duración. Se recomienda la vacunación a personas que viajan a zonas endémicas, homosexuales, pacientes con hepatopatía crónica, drogadictos, trabajadores de la salud, manipuladores de alimentos. Vacunas a subunidades microbianas Vacunas basadas en proteínas purificadas

Para los patógenos que poseen epítopes protectores contenidos en polipéptidos, el desarrollo de vacunas basadas en proteínas purificadas puede ser la estrategia de elección, sobre todo en el caso de vacunas bacterianas, debido a la elevada reactogenicidad de estas vacunas a microorganismos enteros. Esta estrategia es posible gracias al avance en técnicas inmunológicas, genéticas y bioquímicas que permitieron conocer la especificidad antigénica para la producción de anticuerpos protectores. Un ejemplo son las ya mencionadas vacunas acelulares contra la tos convulsa, que consisten en mezclas de dos, tres o cuatro antígenos proteicos diferentes. Muchas bacterias producen toxinas proteicas que son responsables de gran parte de la patogénesis de la infección, por lo que en estos casos las toxinas bacterianas pueden ser utilizadas como vacunas. Las exotoxinas bacterianas al someterse al calor pierden su capacidad

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toxigénica pero no su antigenicidad, denominándose toxoides. Ejemplos de vacunas basadas en toxoides son la vacuna contra la difteria (agente Corynebacterium diphteriae) y la vacuna contra el tétanos (agente Clostridium tetani). Actualmente se administran como parte de la vacuna pentavalente en cuatro dosis en el primer año de vida. Se hacen refuerzos periódicos cada 10 años con toxoide tetánico y diftérico combinados, para proteger contra el tétanos y minimizar el reservorio del agente de la difteria en la población adulta. Es fundamental controlar que la embarazada esté vacunada para prevenir el tétanos neonatal por transferencia pasiva trasplacentaria. La tecnología del DNA recombinante permite actualmente producir proteínas puras en gran cantidad para ser utilizadas como inmunógenos; son las llamadas vacunas recombinantes. La primera vacuna recombinante aprobada para uso humano fue la vacuna contra la hepatitis B, que fue producida a fines de la década de los 70, cuando se logra clonar y secuenciar el genoma viral identificando el gen para el antígeno de superficie (HBsAg) y expresar este gen en una célula bacteriana. La estrategia para lograr esta expresión, implica construir un plásmido conteniendo un casette de expresión que sea capaz de replicarse con alto número de copias en una célula hospedadora, la cual expresará el polipéptido de interés. En el caso de HBsAg, esto fue logrado clonando el gen en un plásmido portado por una levadura, obteniendo antígeno purificado que es administrado junto con sales de aluminio como adyuvante. La vacuna contra la hepatitis B, contiene dos polipéptidos inmunizantes de HBsAg; integra el programa oficial de vacunaciones desde 1999, como componente de la vacuna pentavalente para niños. La vacuna monovalente está especialmente indicada en personal de salud, homosexuales, drogadictos, politransfundidos, dializados, convivientes con portadores de hepatitis B, portadores de enfermedad hepática crónica. Se recomienda a todos los adolescentes o preadolescentes alrededor de los 11 a 12 años. Existen actualmente inmumerables actividades de investigación y desarrollo en nuevas vacunas recombinantes para producir antígenos proteicos de calidad. Algunos de los logros obtenidos han permitido por ejemplo la producción de toxoides estables altamente inmunogénicos y purificados al punto de evitar reacciones adversas. Este es el caso del toxoide diftérico que se utiliza actualmente en la vacuna contra Haemophilus influenzae tipo b o del toxoide de B. pertrusis, componente de las nuevas vacunas acelulares contra la tos convulsa. Vacunas a polisacáridos capsulares

Muchas bacterias patógenas poseen una cápsula de naturaleza polisacarídica que constituye un importante factor de virulencia. En la mayoría de las infecciones causadas por este tipo de bacterias los anticuerpos dirigidos contra los polisacáridos capsulares resultan protectores, lo cual los hace buenos candidatos a vacunas. Estos polisacáridos están costituidos por muchas unidades repetidas que varían entre las especies y subtipos antigénicos dentro de una misma especie. El polisacárido que es sintetizado por la bacteria durante su crecimiento puede ser concentrado a partir del medio de cultivo. Estas preparaciones son en general inmunogénicas en adultos y niños mayores de dos años. La dificultad principal con este tipo de vacunas radica en que por ser los polisacáridos antígenos independientes de células T, son muy pobres inmunógenos en los niños pequeños y no son capaces de inducir memoria inmunológica aún en los adultos. Este inconveniente puede superarse conjugando los polisacáridos de interés a una proteína carrier. De esta manera los epítopes polisacarídicos podrán ser reconocidos en un contexto de células T e inducir memoria inmunológica. Esta es la estrategia utilizada para producir varias vacunas muy efectivas contra diversas enfermedades causadas por bacterias capsuladas. Algunos ejemplos son los siguientes.

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Vacuna anti Haemophilus influenzae tipo b: obtenida por la conjugación de una proteína con el antígeno capsular (PRP, poliribitolfosfato). H. influenzae causa meningitis, otitis media, sinusitis, epìglotitis, artritis séptica, bacteriemia febril oculta, celulitis, neumonia, empiema y sepsis. Antes de la introducción de esta vacuna conjugada H. influenza tipo b era el agente principal de meningitis en los niños menores de cinco años, y causaba con frecuencia otras enfermedades invasivas como neumonias. Vacuna antineumocócica: Streptococcus pneumoniae es la causa más frecuente de otitis media aguda y de infecciones bacterianas invasivas en niños. Es también el principal agente de neumonia en el adulto, y de otras afecciones invasivas como meningitis y sepsis. Luego de la introducción de la vacuna conjugada anti H. influenzae tipo b, S. pneumoniae y N. meningitidis son las causas más frecuentes de meningitis bacteriana en lactantes y niños pequeños. Se han identificado 90 serotipos capsulares de neumococo. La vacuna tradicional está compuesta por los antígenos capsulares purificados de 23 serotipos neumocócicos. Estos antígenos capsulares son los de los serotipos que producen el 88% de los casos de bacteriemia y meningitis en adultos, casi el 100% de los casos de bacteriemia y meningitis en niños y el 85% de los casos de otitis media aguda. Se recomienda a niños de dos años o mayores con drepanocitosis, asplenia funcional o anatómica, síndrome nefrótico o insuficiencia renal crónica, cuadros asociados con inmunosupresión como trasplante de órganos, tratamiento con fármacos o terapia citorreductora, infección por VIH, derrames de LCR. En adultos está indicada en los que padecen drepanocitosis, enfermedad pulmonar obstructiva crónica, insuficiencia cardíaca, diabetes, alcoholismo, cirrosis, y a mayores de 65 años e inmunodeprimidos. En Estados Unidos se licenció una vacuna conjugada neumocócica heptavalente compuesta por siete polisacáridos u oligosácaridos capsulares de los serotipos más frecuentes que causan infecciones invasivas en los habitantes de Estados Unidos. Los serotipos vacunales son (4, 6 B, 9V, 14, 19 F, 18 C y 23 F) químicamente conjugados al toxoide diftérico producido en forma recombinante. Esta vacuna resulta inmunogénica en niños menores de dos años. La investigación epidemiológica de los serotipos de neumococo circulantes en nuestra región revela que una vacuna de este tipo protegería contra buena parte de las infecciones graves en nuestro medio, pero indica que lo más apropiado sería una vacuna diseñada con los serotipos de circulación local. Vacuna antimeningocócica: la enfermedad invasiva meningocócica ocurre en forma endémica o epidémica en todo el mundo. Los serogrupos B y C son los más frecuentes. Alrededor del 10% de los pacientes, en general niños o adultos jóvenes, mueren. Desde 1960 se dispone de vacunas preparadas con polisacáridos capsulares de Neisseria meningitidis de los serogrupos A y C para controlar los brotes o las epidemias. Más adelante se dispuso de una vacuna cuatrivalente para los serogrupos A, C ,W-135 e Y. Estas vacunas son efectivas en mayores de dos años. La vacuna bivalente A y C ha sido usada extensamente. Para N. meningitidis serogrupo B se han desarrollado vacunas con proteínas de membrana externa, ya que el polisácarido capsular serogrupo B es poco inmunogénico y además presenta similitud con una glicoproteína neural humana. La más utilizada para el control de epidemias en América Latina es la preparada con la cepa B:4 P1:15. Su efectividad es de aproximadamente 80% en mayores de cuatro años, y depende en buena parte de los tipos bacterianos circulantes (es máximamente efectiva para prevenir la infección con el tipo homólogo al de la vacuna). En edades menores su efectividad es variable según los estudios. En nuestro país se han utilizado en diversas oportunidades vacunas antimeningocócicas. En 1996, en la última epidemia por N. meningitidis serogrupo C se llevó a cabo una campaña de vacunación con la vacuna bivalente A + C. Debido a un aumento progresivo en los últimos 4 años de los casos por serogrupo B y a la difusión del tipo B:4 P1:15, se decidió vacunar a la población de 4 a 19 años con la

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vacuna antimeningocócica B-C desarrollada en el Instituto Finlay. Esta contiene la proteína de membrana externa de la cepa B:4 P1:15, cerca de 1% de lipopolisácarido y fosfolípidos, adicionada con polisacárido capsular del serogrupo C e hidróxido de aluminio. No presenta efectos adversos graves. VACUNAS A GÉRMENES VIVOS ATENUADOS

La atenuación de una cepa, implica lograr que esta haya perdido totalmente la capacidad para causar enfermedad pero mantenga su capacidad infectiva e inmunogénica. Este tipo de vacunas tiene la ventaja de que puede ser administrado por la vía natural de la infección de manera de reproducir su ciclo. En general no requieren adyuvantes y es suficiente una pequeña cantidad de antígeno para estimular tanto una respuesta de anticuerpos como mediada por células lo cual permite que confieran protección duradera. Tienen la desventaja de estar contraindicadas en individuos inmunodeprimidos y ser menos estables a través del tiempo o requerir condiciones de almacenamiento más exigentes. Para obtener cepas atenuadas es necesario reducir o anular la patogenicidad del microorganismo. Para esto un procedimiento empírico consiste en propagarlo repetidas veces en medios artificiales, tendiendo a seleccionar aquellas variantes mejor adaptadas para crecer en ese medio y no en los tejidos del huésped natural. De esta manera, la atenuación es un procedimiento “a ciegas” y debe ser probada posteriormente (ya sea en modelos animales cuando es posible o en voluntarios humanos). Hoy día, la atenuación puede ser realizada de una forma más racional. Por ejemplo se han producido mutantes del Virus Respiratorio Sincicial que crecen pobremente a 37° C pero son capaces de replicarse adecuadamente a 33° C (la temperatura del tracto respiratorio superior). Estos mutantes sensibles a la temperatura se multiplican en la mucosa nasal e inducen inmunidad, pero son incapaces de reproducirse en el tracto respiratorio inferior. Otra aproximación radica en identificar los genes responsables de la virulencia y modificarlos por manipulación genética. Este es el caso de la vacuna contra herpes virus, que consiste en una cepa a la cual se ha eliminado el gen que codifica la glicoproteína H, que es esencial para la maduración viral. En ausencia de este gen, la cepa vacunal solo puede establecer una infección abortiva que si bien no le permite replicarse en el huésped, es suficiente para producir una respuesta inmune eficiente. Vacunas a virus vivo El requerimiento clave para la factibilidad de este tipo de vacunas es la capacidad del virus de propagarse eficientemente, de preferencia in vitro. El desarrollo de vacunas a virus vivos fue posible a partir de los años 40, con el advenimiento de la tecnología para cultivos celulares que permiten la propagación viral in vitro. La estrategia clásica consiste en el pasaje del virus salvaje, obtenido de su huésped natural a uno o más tipos de líneas celulares, con el objeto de que pierda su potencial patógeno. Esta estrategia ha sido aplicada exitosamente para el desarrollo de un gran número de vacunas actualmente en uso. Algunos ejemplos son los siguientes. Vacuna antipoliomielítica de Sabin: es una vacuna trivalente que contiene los poliovirus I, II y III. Forma parte del esquema nacional de vacunación administrándose a los dos, cuatro y seis meses con un refuerzo al año. Vacuna triple viral: está constituída por los virus vivos superatenuados de sarampión, rubéola y paperas. También forma parte del esquema nacional de vacunación y se administra al año de vida y a los cinco años se da una dosis de refuerzo.

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Vacuna antivaricela: es una vacuna a virus vivos atenuados cepa Oka. Desde 1999 se administra entre los 12 meses y 13 años de edad a todo niño que no haya tenido varicela, y se recomienda, como la del sarampión, para el personal de salud. Otra alternativa para la obtención de cepas virales atenuadas consiste en el aislamiento y cultivo de virus animales relacionados que causan una enfermedad similar a la humana en especies animales, pero que resulten inocuos para el hombre. El prototipo de este tipo de vacunas lo constituye la cepa vacunal de Vaccinia virus, agente de la viruela en el ganado, que fuera utilizado por Jenner para inmunizar contra la viruela humana causada por Variola virus. El programa de vacunación contra la viruela que fue aplicado en todo el mundo, utilizó lotes de Vaccinia propagado en su mayor parte in vivo, conduciendo a la completa erradicación de la enfermedad a mediados de los años 70. Una estrategia más moderna, aplicable a la atenuación de virus de genoma segmentado, consiste en el desarrollo de cepas vacunales reordenadas que contengan los segmentos génicos codificantes de las proteínas de superficie inmunogénicas, pero no los genes de virulencia responsables de la enfermedad humana. Esto puede lograrse coinfectando una línea celular con dos o más tipos virales y seleccionando las variantes de interés. Este es el caso de una vacuna desarrollada contra la infección por Rotavirus (cepas reordenadas de virus humanos y animales). La misma estrategia ha sido aplicada para la producción de vacunas contra Influenza virus. Se encuentra disponible una vacuna contra la influenza A y B de aplicación intranasal a virus vivos atenuados; se administra a niños y adolescentes entre 5 y 17 años y adultos sanos entre 18 y 49 años (Flumist). Presenta las mismas contraindicaciones que cualquier vacuna a virus vivos atenuados. Está además contraindicada en asmáticos, menores de 5 años y mayores de 50 años. Vacunas a bacterias vivas atenuadas No ha sido efectivo el desarrollo de vacunas a bacterias vivas atenuadas por medio de estrategias clásicas análogas a la del pasaje repetido de virus en cultivos celulares, partiendo de cepas patógenas para el hombre. La única vacuna a bacterias vivas en uso, obtenida por pasajes en cultivo, es la antituberculosa, que consiste en una cepa atenuada de Mycobacterium bovis (bacilo de Calmette y Guerin, BCG). Esta cepa fue obtenida a principios del siglo XX luego de 231 pasajes repetidos in vitro durante 13 años. Actualmente, hay varias cepas de BCG disponibles (todas derivadas de la original) que son variables en cuanto a su tolerabilidad, inmunogenicidad y eficacia protectora en los ensayos clínicos, aunque han demostrado tener niveles aceptables de eficiencia luego de la administración a mas de un billón de personas en todo el mundo. La vacunación con BCG previene las formas graves de la tuberculosis pero no siempre la infección (ver capítulo 22). Se administra en forma obligatoria a todos los niños al nacer y a los cinco años, con excepción de pacientes hijos de madres VIH positivas y niños con otras inmunodeficiencias; tampoco se administra a recién nacidos con peso inferior a 2500g. Con poca frecuencia (1% a 2% de los vacunados) la BCG puede provocar reacciones adversas locales como abscesos subcutáneos y linfadenopatías que generalmente no son graves. Una complicación rara es la osteítis que afecta la epifísis de los huesos largos; puede producirse hasta varios años después de la vacunación. La enfermedad fatal diseminada se presenta rara vez en personas con sistemas inmunes gravemente deteriorados, por eso la vacuna está contraindicada en personas con inmunodeficiencias. Otra aproximación para el desarrollo de vacunas a bacterias atenuadas, consiste en la obtención de mutantes atenuadas por procedimientos químicos o luz ultravioleta. Estos métodos introducen mutaciones múltiples indefinidas, y permiten la selección de variantes atenuadas en

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la virulencia. La principal desventaja de esta aproximación, consiste en el riesgo de reversión a la virulencia. Un ejemplo exitoso de este tipo de inmunógenos es la vacuna contra la fiebre tifoidea, que consiste en una cepa de Salmonella typhi (Ty21a), que se administra oralmente y puede conservarse en forma liofilizada, siendo muy estable. Sin lugar a dudas, la aplicación de tecnología del DNA recombinante para la obtención de cepas bacterianas atenuadas para su uso como vacunas es un área de gran desarrollo. Esta estrategia implica identificar genes responsables de la virulencia bacteriana y eliminarlos. Muchas bacterias han sido modificadas de esta manera y han sido o están siendo evaluadas como vacunas. Se ha volcado especial interés sobre los patógenos entéricos (Salmonella, EPEC, Vibrio cholerae, Shigella y otros) para los cuales no se dispone en la mayoría de los casos de vacunas efectivas, ya que el uso de cepas atenuadas permite la administración oral induciendo respuestas locales en el tracto digestivo que resultan determinantes en la obtención de protección. OTROS TIPOS DE VACUNAS

En algunos casos es posible identificar epítopes peptídicos dentro de una proteína que induzcan la producción de anticuerpos neutralizantes. Estos epítopes pueden ser hoy día secuenciados y sintetizados químicamente dando lugar a péptidos sintéticos que pueden ser utilizados como vacunas. Este tipo de inmunógenos han sido definidos para varios patógenos y están siendo evaluados para su uso. Existen distintas maneras de utilizar péptidos como vacunas, ya sea administrando multímeros construídos con el péptido de interés de manera repetida, o conjugando o fusionando el péptido a una proteína carrier. Preparados experimentales de este tipo, han demostrado que la presentación inmunogénica mejora sustancialmente los títulos de anticuerpos neutralizantes en comparación con el mismo epítope presentado en el contexto de la proteína que lo contiene naturalmente. Una posibilidad que ofrece la disponibilidad de vacunas a microorganismos vivos atenuados, es la de utilizar estas cepas como vectores para la expresión de antígenos heterólogos, es decir antígenos de otros microorganismos, obteniendo así las llamadas vacunas multivalentes. Uno de los vectores en que más se ha investigado para el desarrollo de este tipo de vacunas es la cepa vacunal de Vaccinia virus. Esta estrategia prometedora puede permitir el desarrollo de una vacuna que pueda ser efectiva para la prevención de enfrermedades producidas por varios agentes infecciosos en un solo vector seguro, barato y relativamente estable. No podemos dejar de mencionar un nuevo campo de experimentación que son las vacunas basadas en ácidos nucleicos. Estas consisten en moléculas de ADN recombinante que contienen uno o varios genes codificantes de antígenos específicos del virus o la bacteria correspondiente. Estas moléculas se obtienen mediante la recombinación de un plásmido con genes microbianos estructurales, colocando estos genes bajo el control de expresión de un promotor eucariota. El hecho de constituir ADN plasmídico, permite su producción a gran escala a través de la multiplicación bacteriana in vitro y posterior purificación de sus plásmidos. Una vez que el ADN purificado es administrado puede introducirse en las células de un tejido blanco, siendo capaz a través de un proceso de replicación normal, de expresar en la superficie celular proteínas específicas del microorganismo. Este tipo de vacunas aún no ha sido aprobado para su uso, ya que implica cuestionamientos éticos relativos a la seguridad a largo plazo del uso de ADN recombinante. Esiste la posibilidad de que el ácido nucleico sea captado por tejidos diferentes al deseado, o de que pueda ser incorporado al genoma celular, teniendo consecuencias oncogénicas. Cada vez existen más variedades de vacunas; a medida que avanza la tecnología y que más

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Certificado esquema de vacunación Edad en meses 0

2

4

6

Edad en años 12

5

12

Cada 10

BCG Penta Polio SRP Varicela DPT DT SRP= sarampión, rubéola, paperas; DPT= difteria, pertussis, tétanos; DT= difteria, tétanos; Pentavalente: DPT + hepatitis B + H. influenzae Vacunas bacterianas disponibles Enfermedad - agente Difteria Corynebacterium diphteriae

Tipo de vacuna

Indicaciones

Toxoide

2, 4, 6 meses

Vía de administración i.m.

Tétanos Clostridium tetanii

Toxoide

2, 4, 6 meses

i.m.

12 meses, 5, 12 años y luego cada 10 años

Tos ferina Bordetella pertussis Haemophilus influenzae tipo b

Bacterias inactivadas

2, 4, 6 meses

i.m.

12 meses y 5 años

i.m.

12 meses

s.c.

5 años

Tuberculosis Mycobacterium tuberculosis Streptococcus pneumoniae Neisseria meningitidis A y C Neisseria meningitidis B y C

Cólera Vibrio cholerae Fiebre tifoidea Salmonella typhi

Conjugada, 2, 4, 6 meses polisacárido capsular + proteína Bacterias vivas Recién nacido atenuadas Polisacárido capsular

Individuos en i.m. o s.c. riesgo (ver texto)

Polisacárido capsular Proteínas de membrana externa + polisacárido capsular Bacterias muertas inactivadas Bacterias muertas

Individuos en s.c. riesgo (ver texto) Ver texto

Viajeros a zonas endémicas Viajeros a zonas endémicas

Revacunación 12 meses, 5 y 12 años

i.m. o s.c. i.m.

se conoce de los mecanismos patogénicos de los microorganismos, así como de los mecanismos inmunes determinantes de la resistencia a las enfermedades infecciosas, se abren nuevas posibilidades. Tradicionalmente las vacunas fueron planteadas con el objetivo de prevenir las

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enfermedades infecciosas. Sin embargo, existe un nuevo concepto sobre la vacunación, que tiene como objetivo la modulación de la respuesta inmune, es decir que una vacuna sería un preparado que interviene de alguna manera modificando las funciones del sistema inmune, ya sea generando memoria inmunológica para prevenir enfermedades o actuando sobre una patología existente. Este nuevo concepto abre la posibilidad de utilizar vacunas no solo como medida profiláctica de varios tipos de enfermedades sino también como terapéutica. Un área de gran interés y desarrollo lo constituye el de las vacunas aplicadas al tratamiento de las enfermedades malignas y autoinmunes. Vacunas virales disponibles Enfermedad

Tipo de vacuna

Indicaciones

Sarampión

Virus vivos atenuados Virus vivos atenuados

12 meses

Rubéola

Parotiditis Poliomielitis Poliomielitis Hepatitis B

Influenza

Varicela Hepatitis A

Rotavirus

Fiebre amarilla

Virus vivos atenuados Virus inactivados Virus vivos atenuados Antígeno recombinante

Vía de adminis- Revacunación tración s.c. 5 años

12 meses Mujeres seronegativas en edad fértil 12 meses

s.c.

5 años

s.c.

5 años

2, 4, 6 meses 2,4, 6 meses

i.m. v.o.

12 meses 12 meses

2, 4, 6, 12 meses i.m. Personal de salud y grupos de riesgo (ver texto) Virus inactivados Toda persona mayor s.c. de 6 meses con riesgo aumentado de morbimortalidad por infección respiratoria Virus vivos 12 meses s.c. atenuados Virus inactivados Viajeros a zonas de alto i.m. riesgo, homosexuales, drogadictos, riesgo ocupacional, hepatopatía. 2 dosis Recombinante 3 dosis separadas por 4 v.o. semanas empezando a las 6 semanas de vida Virus vivos Viajeros a zonas de s.c. atenuados riesgo 1 sola dosis

En discusión

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Esterilización, desinfección y antisepsia R. Vignoli

no aprendes lo que te enseñan sino lo que quieres aprender, pero...

Introducción Los procesos de esterilización o desinfección son diariamente llevados a cabo, no solamente en el laboratorio, donde son fundamentales para evitar la contaminación de medios, cultivos, placas etc., sino también en otros ámbitos tales como los hospitales, donde fallas en estos procedimientos aumentan la morbimortalidad de los pacientes. Pensemos lo que sucede en los quirófanos donde se deben desinfectar pisos, paredes y techos, esterilizar instrumental quirúrgico e indumentaria del personal, y descontaminar el aire del ambiente. O en contraposición, lo que sucedería si materiales como catéteres, agujas, jeringas, empleados en maniobras médicas diarias (extracción de sangre, vías venosas, punciones lumbares, toracocentesis, etc.) fueran utilizados aunque fuera con niveles mínimos de contaminación. Un ejemplo cotidiano donde debe prevalecer el mismo concepto de esterilidad es en la utilización de agujas para la realización de tatuajes. ¿Conoce alguna enfermedad que se contagie por este medio? El estudiante de medicina en este momento debe rápidamente familiarizarse e interiorizarse con ciertos procesos de desinfección y antisepsia como la cutánea, previa a la administración de un inyectable o durante la cura de una herida, la desinfección de un termómetro clínico o el lavado de manos. Parece imprescindible entonces, que el estudiante que se apresta a ingresar a la clínica en breve y que en este momento ya está en contacto con distintas poblaciones bacterianas, debe saber manejar en forma fluída la información que le permita discernir cuando es necesario desinfectar o esterilizar, y llevar a cabo el proceso correspondiente en forma satisfactoria con el conocimiento de los fundamentos de lo realizado. Comencemos por definir algunos términos que utilizaremos. Esterilización: es el proceso mediante el cual se alcanza la muerte de todas las formas de vida microbianas, incluyendo bacterias y sus formas esporuladas altamente resistentes, hongos y sus esporos, y virus. Se entiende por muerte, la pérdida irreversible de la capacidad reproductiva del microorganismo. ¿Deberían estar incluídos dentro de esta definición la eliminación de estructuras como los priones? Se trata de un término absoluto, donde un objeto está estéril o no lo está, sin rangos intermedios. Desinfección: es un término relativo, existen diversos niveles de desinfección, desde una

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esterilización química a una mínima reducción del número de microorganismos contaminantes. Estos procedimientos se aplican únicamente a objetos inanimados. Antisepsia: es el proceso que por su baja toxicidad, se utiliza para la destrucción de microorganismos presentes sobre la superficie cutaneomucosa. Este término tampoco implica la destrucción de todas las formas de vida. Existen agentes como los alcoholes que son antisépticos y desinfectantes a la vez. Dado que el tema que se está abordando son los métodos para controlar o destruir distintas poblaciones bacterianas, es necesario saber previamente la cinética de dicha destrucción, es decir de que modo muere una población y que parámetros inciden sobre este efecto.

Cinética de destrucción de las poblaciones bacterianas Cuando una población bacteriana es expuesta a un agente letal físico o químico, se produce una progresiva reducción del número de sobrevivientes, de modo que la curva que representa el número de sobrevivientes en función del tiempo, tiene forma exponencial decreciente. (Figura 1a) Si graficamos la curva en una escala semilogarítmica, obtenemos una recta como la de la Figura 1b. En la misma, la pendiente (negativa) representa la velocidad de muerte de la población. Resulta claro que cuanto mayor sea el valor absoluto de la pendiente, los microorganismos morirán más rápido. Este comportamiento debe tenerse presente siempre, más aún en las técnicas de esterilización, donde el tiempo de exposición al agente es fundamental para alcanzar el objetivo buscado. El efecto letal de un agente (como el fenol) cambia en relación a las distintas cepas, incluso dentro de una misma especie bacteriana. Figura 1. Representación del número de sobrevivientes de una población bacteriana en función del tiempo

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Existen también un conjunto de condiciones fundamentalmente ambientales que afectan la cinética de destrucción, dentro de las que se destacan: la concentración del agente, el tiempo de exposición, el pH del medio, la temperatura, la presencia de materiales extraños, la resistencia propia del microorganismo y el número inicial de la población. CONCENTRACIÓN DEL AGENTE

Si bien este aspecto varía según el desinfectante y el microorganismo, existe una relación inversamente proporcional entre concentración y tiempo de exposición. A mayores concentraciones de desinfectante, menor es el tiempo de exposición para conseguir el mismo efecto. También se modifica la cinética de muerte, como lo muestra el cambio de forma en la curva de sobrevivientes en función del tiempo, que se transforma muchas veces de exponencial a altas concentraciones (Figura 1a) en sigmoide para concentraciones intermedias (Figura 2). En estos casos existe un tiempo inicial de muerte muy lento que luego se acelera para volver a decaer al final. Este factor es tan crítico, que se sabe que concentraciones mínimas de casi cualquier desinfectante no solo no eliminan los microorganismos sino que permiten su desarrollo. TIEMPO DE EXPOSICIÓN

Dada una concentración de desinfectante, existe un tiempo mínimo de acción que hay que respetar para conseguir el efecto buscado. Para dar una idea gráfica de esto, en la Figura 3 se representa el porcentaje de reducción de la flora bacteriana residente en piel de brazos y manos en función del tiempo, para diferentes antisépticos de uso más o menos común. pH

Entre otras cosas determina el grado de ionización del agente, siendo en general la forma no disociada la que atraviesa mejor las paredes del microorganismo.

Figura 2. Representación del comportamiento sigmoide de la cinética de destrucción para concentraciones intermedias de desinfectantes

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Figura 3. Representación del número de sobrevivientes de la flora normal de manos y antebrazos en función del tiempo, para diferentes antisépticos de uso común.

TEMPERATURA

El aumento de la temperatura aumenta el poder bactericida del agente, siempre que no lo desnaturalice. Así para temperaturas bajas, por lo general, por cada 10º C de incremento de esta, la tasa de mortalidad se duplica. PRESENCIA DE MATERIALES EXTRAÑOS

La presencia de materia orgánica como mucus, pus, sangre, heces, etc., influye negativamente en la actividad de muchos desinfectantes, incluso llegando a inactivarlos. Por lo general forman cubiertas que impiden el contacto microorganismo-desinfectante, o se combinan con el agente formando compuestos inertes o menos activos. Por esto es esencial un buen lavado de la superficie, antes de intentar un proceso de desinfección o esterilización. Además el lavado y arrastre también disminuye la población de microorganismos sobre la cual actúa el agente, contribuyendo a una más rápida destrucción. RESISTENCIA DE LOS MICROORGANISMOS

La eficacia de cada agente depende también de las propiedades características de cada microorganismo contra el cual se lo está aplicando. Así, el tipo de pared, la presencia de esporos, la fase de desarrollo, etc., modifican la resistencia. Dentro de las formas vegetativas, es el género Mycobacterium spp. el más resistente. Luego dentro de los grampositivos se destacan Staphylococcus y Enterococcus. Dentro de los gramnegativos Pseudomonas, Klebsiella, Enterobacter, y Serratia son los más resistentes. Son estos microorganismos (cocos grampositivos y bacilos gramnegativos), los más frecuentes causantes de epidemias intrahospitalarias. Esto se

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debe en primer lugar a no practicar el lavado de manos tantas veces como sea necesario, y en segundo lugar (por lejos) a la mala utilización de desinfectantes y antisépticos. NÚMERO INICIAL DE LA POBLACIÓN

Finalmente el número de la población bacteriana inicial es importante, porque a mayor número de microorganismos, mayor deberá ser la concentración del agente y su tiempo de exposición al mismo. En este punto, al igual que en la remoción de materiales extraños, toma fundamental relevancia el lavado de manos, donde por arrastre se consigue una disminución importante de la flora normal transitoria, mejorando así las condiciones de utilización del agente. A continuación iremos viendo progresivamente el lavado de manos, la utilización de antisépticos, desinfectantes, hasta llegar finalmente a la esterilización, química y física.

Las "cruzadas" bacterianas Como se recordará, las bacterias tienen un “aparato locomotor” constituido fundamentalmente por flagelos, que les permiten movilizarse en medios líquidos pero no a través de superficies sólidas o vías aéreas. Por lo tanto, para que estos microorganismos “ávidos de colonización y conquista” puedan trasladarse de un lugar (o una persona) a otro/a necesitan de un vehículo, de un transportador, de un “vector mecánico”. Algunas veces (pero no la mayoría) las gotitas de pflugge cumplen con este cometido. Sin embargo, a nivel mundial los hospitales universitarios presentan un índice de morbimortalidad superior (sobre todo causado por infecciones intrahospitalarias) que los hospitales no universitarios. (Ver capítulo 15) Cuando los estudiantes arriban al hospital, ya sea durante el pasaje por las clínicas, o las guardias, su avidez por tocar, palpar y tactar, unido en ocasiones a la mala distribución de las canillas o lo inapropiado de los jabones, y en el peor de los casos a la falta de ejemplo del médico responsable del servicio, se les ofrece a los microorganismos un muy efectivo transportador: nuestras manos. De esta forma estos microorganismos (que muchas veces han adquirido resistencia tanto a desinfectantes como a antibióticos), pueden llegar por intermedio del estudiante a otros pacientes, que en general presentan distinto grado de inmunocompromiso y nivel más alto de exposición. Este fenómeno recibe el nombre de colonización cruzada y es responsable de la aparición de múltiples brotes de infecciones hospitalarias por agentes como Klebsiella pneumoniae y Pseudomonas aeruginosa multirresistentes, Staphylococcus aureus meticilino-aminoglucósidos resistentes (SAMAR) o Enterococcus vancomicinorresistentes, entre otros. Existe una medida sencilla, rápida y barata para evitar esta diseminación de microorganismos: el lavado de manos. Para fundamentar la efectividad de tan simple medida, recordaremos algunos conceptos de flora normal. Existen dos tipos de flora: • La flora residente, compuesta por microorganismos adaptados a cada nicho ecológico en particular, capaz de unirse a los receptores cutaneomucosos de la zona, instalarse y multiplicarse en los mismos, permaneciendo allí por largo tiempo y desarrollando una relación de comensalismo o mutualismo con el huésped. No es sobre esta que actúa fundamentalmente el lavado de manos rutinario, ni es la gran responsable de colonizaciones cruzadas dentro del hospital. • La flora transitoria, incluye microorganismos que llegan adheridos a deshechos orgánicos, que se depositan sobre la superficie cutaneomucosa pero no están necesariamente adaptados a las condiciones ambientales zonales, no se unen a los receptores ni son capaces de sobrevivir en el lugar en forma prolongada.

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Estos son los principales causantes de dichas infecciones intrahospitalarias y el blanco fundamental del lavado de manos, que por el arrastre del agua y la acción del jabón reduce eficientemente esta flora. Pero no todos los procedimientos requieren las mismas exigencias con respecto a las técnicas de lavado. Así, para un contacto rutinario como tomar la presión, auscultar, etc., basta con un lavado vigoroso durante 10 segundos con agua y jabón. En otros casos deberá agregarse el uso de algún antiséptico, como ser: • Antes de realizar procedimientos invasivos (aunque se utilicen guantes estériles) • Antes y después del contacto con heridas quirúrgicas o traumáticas • Antes del contacto con pacientes especialmente susceptibles (inmunodeprimidos, recién nacidos, etc.) • Luego de entrar en contacto con una fuente contaminada, como puede ser un paciente infectado o sus secreciones • Antes y después del contacto con un paciente de CTI • Antes de cualquier procedimiento quirúrgico

Técnica del lavado de manos 1. Remoción de alhajas (anillos, pulseras, etc.) 2. Lavado vigoroso con agua y jabón durante 10 segundos y enjuagado con agua corriente. Para un contacto rutinario basta con estos dos pasos. Tras secarse con papel, se cierra la canilla con el mismo. Para un procedimiento invasivo o quirúrgico se agrega además: 3. Cepillado de uñas (reservorio importante de microorganismos) 4. Cepillado de piel de manos y antebrazos (se remueve así la flora transitoria y parte de la residente) 5. Enjuague abundante con agua corriente (tener precaución con los restos de jabón, que de quedar pueden inactivar los antisépticos). 6. Aplicación de un antiséptico (los más utilizados son alcohol al 70%, iodóforos, alcohol iodado al 0.5% y clorohexidina al 4%) Corresponde ahora ingresar en el estudio de las propiedades de los antisépticos y desinfectantes más comúnmente utilizados.

Clasificación de los desinfectantes y antisépticos Para este ordenamiento no nos basaremos en su composición química sino en dos criterios diferentes: el rango de actividad y efectividad sobre los microorganismos (nivel de desinfectante) y su mecanismo de acción. Trataremos de jerarquizar el primer punto, ya que en la práctica es el criterio fundamental para escoger un desinfectante. AGENTES ANTIMICROBIANOS QUÍMICOS (DESINFECTANTES Y ANTISÉPTICOS)

Introducción Los desinfectantes (que los separamos de los antisépticos por no utilizarse en piel y mucosas), también se diferencian de los antibióticos (ver cuadro 1). Nivel de los desinfectantes Estos son clasificados en tres niveles (alto, mediano y bajo), según la intensidad de su actividad sobre bacterias y esporos, virus (lipídicos y no lipídicos), hongos y sus esporos, etc. a) Desinfectantes de alto nivel: se caracterizan por actuar inclusive sobre los esporos bacterianos

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Tabla 1. Características diferenciales entre desinfectantes y antisépticos contra los antibióticos Antibióticos 1) Pueden aplicarse sobre piel, mucosa y el medio interno 2) Tienden a ser selectivos para las células procariotas no actuando sobre eucariotas 3) Actúan sobre microorganismos en multiplicación activa, ya que interfieren con algún paso metabólico.

Desinfectantes y Antisépticos 1) No pueden utilizarse en el medio interno y los desinfectantes ni siquiera sobre piel o mucosas 2) No poseen selectividad, actuando sobre células procariotas y eucariotas, razón por la cual no pueden usarse sobre el medio interno. 3) Actúan sobre microorganismos en cualquier estadío metabólico (en multiplicación o no).

4) Se necesitan pequeñas cantidades para obtener el efecto deseado. 5) Actúan específicamente sobre bacterias y no sobre hongos, virus u otros microorganismos

4) Se necesitan mayores concentraciones que los ATB para conseguir el efecto. 5) Son tóxicos para muchos tipos e microorganismos, por ej.: hongos, virus, etc.

(forma más resistentes dentro de los microorganismos), produciendo una esterilización química si el tiempo de acción es el adecuado. Se utilizan sobre instrumentos médicos o quirúrgicos termosensibles. Son rápidamente efectivos sobre bacterias no esporuladas. Por lo general el número de esporos en el material a desinfectar es insignificante, por lo que la esterilización es rápida. Dentro de este grupo se encuentran óxido de etileno, formaldehído al 8% en alcohol al 70%, glutaraldehído al 2%, peróxido de hidrógeno. Todos estos son desinfectantes estrictos, no pudiéndose usar como antisépticos. b) Desinfectantes de mediano nivel: si bien no destruyen esporos, sí lo hacen con gérmenes tipo M. tuberculosis, hongos y virus no lipídicos. Algunos agentes son compuestos clorados (hipoclorito de sodio), compuestos iodados (iodóforos y alcohol iodado), compuestos fenólicos, alcoholes, clorohexidina. La mayoría de estos son utilizados como desinfectantes y antisépticos. c) Desinfectantes de bajo nivel: son aquellos que, actuando durante un tiempo razonable, no destruyen esporos, ni Mycobacterium, ni virus no lipídicos. Se incluyen compuestos de amonio cuaternario y compuestos mercuriales. En la práctica estos compuestos se utilizan para la limpieza doméstica, mientras que están prácticamente en desuso en los hospitales y laboratorios debido al empleo de tácticas más agresivas para la desinfección. Por ese motivo, llegado el momento no se los describirá sino que simplemente serán nombrados, de manera que el estudiante pueda tomar sus precauciones cuando se enfrente a ellos. La selección del agente o el procedimiento a utilizar depende en gran parte de las características del objeto, y de la probabilidad que tiene este de producir una infección si es utilizado estando contaminado. Se clasifican así en elementos crítico, semicrítico y no crítico. El nivel y tipo de desinfección que deberá lograrse, va a depender de la categoría a la que pertenezca el objeto, su naturaleza y su forma de uso. Elementos críticos: son los que se introducen directamente en el cuerpo, la sangre, o cualquier área del organismo que suele ser estéril (catéteres, agujas hipodérmicas, equipos de hemodiálisis, etc.). Evidentemente existe un altísimo riesgo de producir una infección si estos objetos se encuentran contaminados en el momento de su uso. El tratamiento para estos elementos deberá ser esterilización, en lo posible por métodos térmicos, radiaciones, o de lo contrario con un desinfectante de alto nivel, como óxido de etileno, glutaraldehído, ácido peracético, etc., como sucede con los materiales descartables. Elementos semicríticos: están en contacto con las mucosas intactas (que normalmente

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están colonizadas por la flora normal) pero no la atraviesan. Encontramos en este grupo: termómetros (de uso rectal y oral), fibroscopios, tubos endotraqueales, broncoscopios, etc. También la esterilización es lo más aconsejable, pero se acepta una desinfección con agentes de alto o mediano nivel, siempre posterior a un cuidadoso lavado con agua y detergente. Elementos no críticos: se encuentran en contacto con la piel sana pero no con las mucosas. En condiciones normales poseen poca posibilidad de producir infecciones. Sin embargo, pueden funcionar como vectores mecánicos que transfieren gérmenes de un paciente a otro, lo que favorece la aparición de infecciones mediadas por colonización cruzada, más graves en el caso de pacientes inmunodeprimidos. Estetoscopios, máscaras faciales y humidificadores, entre otros, son los objetos que se agrupan aquí. Se considera suficiente el lavado con agua y detergente, seguido de la aplicación de un desinfectante de mediano nivel. Mecanismo de acción La mayoría de los desinfectantes se los agrupa en tres categorías: los que lesionan la membrana celular, los inactivadores irreversibles de proteínas y los que lesionan los ácidos nucleicos. No obstante, algunos desinfectantes comparten más de uno de estos mecanismos. Desinfectantes de alto nivel Por su mecanismo de acción, todos los que veremos aquí actúan modificando en forma irreversible grupos funcionales de proteínas o ácidos nucleicos. Entre otros efectos, esto provoca inhibición enzimática, lo que lleva a la muerte celular. Los agentes que predominan en este grupo son los alquilantes (óxido de etileno, formaldehído, glutaraldehído). Estos producen la alquilación de proteínas que contienen hidrógenos lábiles, los que se encuentran en los grupos carboxilo, hidroxilo, sulfhidrilo, amino y fenol. Óxido de etileno (ETO GAS) Este gas actúa además de lo dicho, a nivel de los ácidos nucleicos, produciendo mutaciones tanto en bacterias como en tejidos humanos. Se utiliza ampliamente para la esterilización de instrumentos termolábiles como ser tubuladuras de polietileno (catéteres, sondas), equipos electrónicos medicoquirúrgicos, materiales biológicos, drogas, etc. El equipo de esterilización, si bien es similar al autoclave que funciona por gravedad, es más complejo y de manejo dificultoso. Es necesario controlar ciertos parámetros para asegurar un buen resultado. Estos son: a) composición del gas se debe usar mezclas con freón o CO2 (12% óxido de etileno 88% freón o CO2) ya que puro es altamente inflamable; b) grado de humedad (entre 40% y 80%); c) temperatura (52ºC a 58ºC); d) tiempo de exposición (entre 3 y 6 hs). Cada ciclo de esterilización debe ser sometido a controles biológicos con esporos de B. subtilis. Principales desventajas: es altamente tóxico, mutagénico y carcinogénico para los tejidos; irrita los ojos y las mucosas. Por lo tanto, una vez finalizado el ciclo de esterilización, el gas debe evacuarse del equipo y eliminar por arrastre con aire filtrando los residuos que puedan haber quedado. Glutaraldehído Se utiliza a temperatura ambiente en solución al 2%. Es esporicida para tiempos de acción de 6 a 10 hs. Es el desinfectante más utilizado en la esterilización de equipos de endoscopia y de tratamiento respiratorio, ya que no corroe metales y gomas, ni deteriora lentes. Desven-

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tajas: es tóxico para piel, mucosas y ojos; también desprende vapores tóxicos para el aparato respiratorio. Formaldehído (formol) Se utiliza en forma gaseosa o líquida. En su estado gaseoso se usa para desinfectar ambientes, muebles y artículos termolábiles. En estado líquido (formalina), se obtiene comercialmente en solución al 37%, y se utiliza para conservar tejidos frescos y para inactivar virus en la preparación de vacunas, ya que interfiere poco en la actividad antigénica microbiana. Desventajas: produce vapores altamente irritantes, tóxicos y carcinogénicos, además de tener escaso poder de penetración. Por todo esto no se utiliza en el laboratorio como un desinfectante común. Utilizado en concentraciones elevadas (37%) tiene acción esporicida; para la preparación de vacunas se utiliza formalina al 0.2% o 0.4%. Además de los agentes alquilantes, dentro de este grupo se encuentra el peróxido de hidrógeno, que es un agente oxidante. Peróxido de hidrógeno Además de su mecanismo de acción como agente oxidante (ver más adelante) este compuesto produce la formación de radicales libres hidroxilos, que contribuyen a desestabilizar las moléculas celulares. Utilizado en solución al 3% es de escasa y breve actividad como antiséptico, ya que es rápidamente inactivado por las enzimas catalasa, tanto de los microorganismos como tisulares. En soluciones estabilizadas al 10% actúa como desinfectante de alto nivel. Se utiliza sobre dispositivos medicoquirúrgicos, lentes de contacto de plástico blando, etc. Otra forma de utilización es en combinación con ácido peracético para esterilizar maquinarias (equipos de pasteurización). El peróxido de hidrógeno en solución al 30% y luego vaporizado, se utiliza para esterilizar superficies como cabinas de seguridad. DESINFECTANTES DE MEDIANO NIVEL

Se destacan los que actúan a nivel de proteínas y ácidos nucleicos (agentes oxidantes) y los que actúan a nivel de la membrana citoplásmica; dentro de estos se encuentran compuestos fenólicos y los alcoholes. Agentes oxidantes Mecanismo de acción: oxidan los grupos sulfhidrilos (SH) a disulfuro (SS), lo que inactiva las enzimas que los poseen. Ya hablamos del peróxido de hidrógeno, aquí hablaremos de los halógenos. Halógenos Dentro de estos elementos se encuentran el iodo y el cloro. Compuestos clorados Son los desinfectantes de mediano nivel más económicos, efectivos e inocuos para el hombre. Pueden presentarse como cloro puro, combinado con una sulfonamida (Cloramida T) o en sus formas más utilizadas: hipoclorito de sodio (en solución acuosa) o de calcio (en tabletas). El principio activo de todos es el mismo: la liberación de cloro molecular, que en presencia de agua se combina con esta para formar ácido hipocloroso, el cual es un fuerte agente oxidante a pH neutro o ácido.

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Cl2 + H2O --- HClO + Cl- + HSi bien es de mediano nivel, el hipoclorito tiene una débil acción esporicida. Además es tuberculicida, bactericida para todas las formas vegetativas, destruye los virus envueltos (por ejemplo VIH) e incluso algunos desnudos (VHB). La estabilidad de estos productos depende entre otras cosas de: • El pH: si bien actúa mejor a pH neutro o ácido, es más estable a pH 8 • La presencia de materia orgánica: es uno de los desinfectantes de mediano nivel que se inactiva más drásticamente ante la presencia de sustancias como pus, sangre, heces, etc. • La exposición a la luz: las diluciones acuosas se degradan más rápidamente que las soluciones concentradas. Por lo tanto, para conservar productos clorados, es necesario mantenerlos en recipientes opacos, sin materia orgánica, lo más puro posible y a pH 8. Aun con todas estas precauciones, los productos así preparados deben renovarse al menos una vez al mes. La concentración de cloro activo se mide en partes por millón (PPM) o gramos por litro (g/l), de modo que 1000 PPM=1 g/l, o lo que es lo mismo 1PPM = 1 mg/l. Las formas comerciales más comunes tienen concentraciones de 40.000 PPM (Agua Jane, Sello Rojo, etc.) o 5.000 PPM (Electrón). Según la cantidad de cloro activo y el uso que le vamos a dar, es la dilución que debemos hacer: • Chatas, violines o heridas muy sucias 5.000 PPM • Bocales con pipetas contaminadas 2.500 PPM • Mamaderas o heridas en general 1.000 PPM • Frutas, verduras, vajilla, ropa blanca 250 PPM • Potabilización del agua 2 PPM Para hacer la dilución de una solución concentrada de hipoclorito de sodio utilizamos la ecuación V1 . C1 = V2 . C2 Ejemplo: se necesita preparar 1 l de solución de hipoclorito de sodio que contenga 2.500 PPM de cloro activo para preparar un bocal. C1= 40.000 PPM V1= x C2= 2.500 PPM V2= 1.000 ml Entonces tenemos: 50.000 PPM . V1 = 2.500 PPM . 1.000 ml Despejando: V1 = 2.500 PPM . 1.000 ml / 50.000 PPM= 50 ml. Se deben tomar 50 ml de solución concentrada y agregarle agua hasta completar 1 lt. Algunas equivalencias útiles son: • 1 cucharada de sopa = 25 ml • 1 cucharadita de te = 5 ml • 1 gota = 0.05 ml Precauciones: las diluciones en agua tibia actúan más rápida e intensamente que en agua fría, pero se degradan pronto. No es recomendable combinar estas soluciones con detergentes, los cuales pueden inactivarlas (sobre todo los catiónicos). No obstante, es aconsejable limpiar previamente con un detergente las superficies a desinfectar, para eliminar restos orgánicos.

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Compuestos de iodo En medicina se los utiliza en soluciones, tinturas o iodóforos, como desinfectantes pero sobre todo como antisépticos. Usos: preparación preoperatoria, antisepsia quirúrgica de manos, así como también de piel previo a inyecciones, parto, transfusiones, extracción de sangre, etc. Como desinfectante se utiliza sobre termómetros clínicos, ampollas de dosis múltiples, sobre superficies, etc. Tanto las tinturas (2% de iodo + 2.4% de ioduro de sodio en solución acuosa y alcohol), como las soluciones fuertes (5% de iodo + 10% de ioduro de potasio en solución alcohólica), son inestables en presencia de materia orgánica y calor, manchan la ropa, tiñen piel y mucosas, desencadenan reacciones alérgicas y tienen mal olor; además su uso prolongado corroe metales y altera plásticos. Por todo esto se prefiere la utilización de iodóforos que son menos tóxicos e irritantes. Iodóforos: esta forma de desinfectantes está constituida funcionalmente por tres componentes, un transportador o portador de iodo, el iodo disponible y el iodo libre. Transportador (carrier): es un solubilizante que actúa como reservorio de iodo. Generalmente se utilizan para esto detergentes, de modo de limpiar la piel a la vez de liberar el halógeno. También se utilizan otro tipo de agentes activos de superficie, como compuestos de amonio cuaternarios, polyvinylpyrrolidona (povidona), etc. Iodo disponible: es el iodo en solución, generalmente al 1%. Conforma el reservorio de complejos de iodo, el que liberado en pequeñas cantidades asegura una concentración constante de iodo libre. No es el iodo que actúa en la destrucción de los microorganismos. Iodo libre: es el activo, el de acción microbicida, se cuantifica en PPM y es el que le da el nivel de potencia a este desinfectante. Así, los iodóforos son capaces de destruir bacterias (incluída M. tuberculosis), hongos y virus desnudos, no así los no lipídicos (Polio y Rotavirus). Si bien tienen cierta actividad esporicida, el tiempo de exposición debe ser demasiado largo para darle esta utilidad. Ventajas (sobre otros compuestos iodados): mayor poder de penetración, mayor tiempo de acción, menor producción de reacciones adversas debido a la baja concentración de iodo disponible (1%). Precauciones: dado que el iodo libre es muy difícil de medir, cuando sea necesario preparar un iodóforo a partir de un compuesto concentrado, se deberá seguir las instrucciones del fabricante estrictamente, ya que si producimos diluciones mayores o menores a las estipuladas, estaremos disminuyendo la cantidad de iodo libre. Alcohol iodado (iodo al 0.5% en alcohol etílico al 70%): posee un buen nivel antiséptico, se utiliza para preparación quirúrgica de piel, sitios de punción, desinfección de superficies. Reduce efectivamente la flora cutánea en un minuto. Agentes que lesionan la membrana citoplasmática Hablaremos aquí de los compuestos fenólicos y los alcoholes, que se integran a los desinfectantes de mediano nivel. Mecanismo de acción: a nivel general, estos compuestos producen un desordenamiento estructural de la membrana citoplásmica, que interfiere con su funcionamiento normal. Esto provoca la pérdida de pequeños metabolitos del medio intracelular y dificulta tanto el transporte activo como el metabolismo energético. Compuestos fenólicos Agregan a la acción ya descrita, la activación en forma irreversible de las oxidasas y deshidro-

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genasas que se encuentran unidas a la membrana. El fenol (ácido carbólico) como tal, ya no es utilizado más que como patrón para comparar otros desinfectantes. Esto es debido a su alta toxicidad, carcinogenicidad y su poder corrosivo. La sustitución de uno de los hidrógenos del núcleo fenólico por grupos funcionales tales como alquilo, difenilo, fenil y cloro, disminuye notablemente los efectos adversos y aumenta la actividad antibacteriana de estos compuestos. La unión de estos fenoles modificados a jabones aumenta aún más su acción, a la vez que los hidrosolubiliza. Dentro de las sustituciones más utilizadas se encuentran los alquilo fenoles (cresoles) y los compuestos difenílicos (hexaclorofenol). Los compuestos fenólicos utilizados en las concentraciones adecuadas y con el tiempo suficiente son bactericidas, virucidas y fungicidas. El VIH es inactivado por una solución fenólica al 0.5%, mientras que se necesita una solución al 2% para inactivar hongos. Por lo general la concentración utilizada oscila entre 2% y 5%. Cresoles Se los divide en tres grupos: orto, meta y paracresol, aunque suele utilizarse una mezcla de los tres denominada tricresol. Son derivados de la destilación del alquitrán de hulla, son mezclados con jabón y se comercializan por ejemplo como Creolina. Esta se utiliza para desinfección ambiental (paredes, pisos, etc.). Hexaclorofenol Es un derivado halogenado con gran acción bactericida, fundamentalmente sobre bacterias grampositivas, sobre todo estreptococos y estafilococos. Posee acción persistente, hasta el punto que su máxima acción bactericida se manifiesta luego de varios días de uso consecutivo. Alcoholes (alcohol etílico) Se utilizan como desinfectantes y como antisépticos. Mecanismo de acción: producen precipitación y desnaturalización de proteínas, también lesionan la membrana citoplásmica. La precipitación y desnaturalización de proteínas depende de la presencia de agua y materia orgánica. El alcohol etílico rectificado (95%) provoca gran deshidratación en los microorganismos, de manera que impide su penetración en los mismos. Por lo tanto, las concentraciones más efectivas son las que oscilan entre el 60% y 80% en agua destilada, siendo la preparación más efectiva al 70%. Concentraciones por debajo del 50% no causan ningún efecto. La materia orgánica inactiva los alcoholes, por lo que se recomienda limpiar la superficie antes de desinfectar con alcohol. Las lesiones en la membrana citoplásmica se deben a que el alcohol penetra en la región hidrocarbonada, desorganizando la estructura lipídica. El alcohol 70% es rápidamente bactericida sobre las formas vegetativas bacterianas tanto grampositivas como gramnegativas, es tuberculicida, fungicida y viricida, incluyendo a CMV, VIH, y VHB. No actúa sobre esporos. Principales características: no tiene buena penetración sobre materia orgánica, no esteriliza sino que desinfecta, se utiliza fundamentalmente para desinfectar materiales semicríticos y no críticos (termómetros clínicos, pinzas, limpieza de mesadas, etc.) y antisepsia de piel. A nivel de piel se utiliza para antisepsia de manos, previo a inyecciones, punciones venosas, etc. Los alcoholes se evaporan rápidamente, sin dejar residuos sobre las superficies tratadas. Esto es ventajoso cuando se aplica sobre la piel, ya que no mancha ni deja mal olor, pero es inconveniente cuando se aplica a objetos inanimados, ya que no se consiguen largos períodos de contacto entre el desinfectante y el objeto. Para esto deben ponerse los objetos en inmersión en un recipiente tapado.

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Para preparar las diluciones (por ejemplo de alcohol 70%) a partir de alcohol rectificado (95%), podemos utilizar la fórmula: C1 . V1 = C2 . V2, de igual manera que para el hipoclorito de sodio. Así, para preparar 100 ml de alcohol 70% tenemos: 95% . V1 = 70% . 100 ml Despejando V1 tenemos: V1 = 70% . 100 ml / 95% = 73.6 ml A esta cantidad se le agrega agua destilada hasta completar los 100 ml. Clorohexidina Se encuentra dentro de los antisépticos más utilizados a nivel hospitalario. Se trata de un compuesto fuertemente básico, que en este estado es insoluble en agua y poco soluble en la mayoría de los solventes orgánicos. Para solubilizarla se preparan distintas sales (la más utilizada es el gluconato), donde se obtiene una concentración de clorohexidina de hasta el 20%. Las preparaciones más utilizadas contienen entre 0.5% y 4% de producto. Su pH óptimo de acción se encuentra entre 5.5 y 7. A pH 5 y 6 actúa fundamentalmente sobre gramnegativos, mientras que a pH mayores actúa también sobre grampositivos. Como el estudiante recordará, la flora normal de la piel está constituída fundamentalmente por microorganismos grampositivos, por lo tanto a pH neutro la clorohexidina se transforma en un excelente antiséptico cutáneo. Su espectro es bastante amplio, abarcando bacterias grampositivas y gramnegativas, hongos y levaduras. Es bacteriostático (detiene el crecimiento pero no mata) para M. tuberculosis, mas no tiene actividad sobre esporos. Mecanismo de acción: su acción se debería a su unión a grupos negativamente cargados de las moléculas celulares. Esto produciría precipitación de proteínas y ácidos nucleicos, inactivación enzimática y pérdida irreversible del contenido citoplásmico. La clorohexidina no presenta absorción cutánea significativa, por lo que prácticamente no tiene efectos adversos por esta vía. Ocasionalmente produce sensibilización cutánea a nivel genital, las soluciones concentradas pueden producir hematurias cuando son utilizadas para lavado vesical; también puede producir ototoxicidad y causar irritación de las conjuntivas y otros tejidos sensibles. Principales características: • Actúa en forma más lenta que los alcoholes pero su efecto persiste más tiempo • Tiene efecto acumulativo • Buena acción sobre bacterias grampositivas, gramnegativas y virus • Baja toxicidad e irritabilidad • Sus diluciones mantienen más que los iodóforos la actividad bactericida • Al 4% es ideal para el lavado quirúrgico de manos y preparación prequirúrgica de piel Esto último se debe a las siguientes propiesdades: • Actúa rápidamente, reduciendo la flora transitoria en un 99% en 15 segundos y la residente en un 99.9% en 30 segundos (se recomiendan lavados de 2 minutos) • Si bien tiene efecto inmediato con una sola aplicación, presenta efecto acumulativo con el uso regular, de manera que va aumentando su acción bactericida de un lavado de manos a otro • Tiene acción persistente: tanto las manos del cirujano como la piel que circunda la cisura deben mantenerse libres de gérmenes durante la intervención. El sobrecrecimiento de la flora normal en ambas partes es un hecho frecuente, por su gran afinidad por la piel (a la cual se adhiere), la clorohexidina evita esto, manteniendo por varias horas su acción. Las preparaciones más utilizadas son las siguientes. Jabón quirúrgico: constituído por gluconato de clorohexidina al 4%, se utiliza en lavado

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quirúrgico de manos, preparación quirúrgica de piel, antisepsia general de piel, lavado y antisepsia de heridas, preparación de piel para procedimientos invasivos, etc. Solución alcohólica: constituída por gluconato de clorohexidina al 0.5% en alcohol etílico al 70%, se utiliza en antisepsia general de piel, preparación de piel para procedimientos invasivos, etc. DESINFECTANTES DE BAJO NIVEL

Se encuentran aquí los compuestos de amonio cuaternarios y los compuestos mercuriales. Este tipo de agentes no deben usarse como antisépticos, ni para desinfectar elementos semicríticos; tampoco deben utilizarse dentro de recipientes (vocales) para desinfectar por inmersión, puesto que muchos microorganismos (por ejemplo Pseudomonas spp.) son capaces de multiplicarse en estas condiciones; han habido incluso epidemias intrahospitalarias a partir del mal manejo de estos desinfectantes. Compuestos de amonio cuaternario (cloruro de benzalconio, Rocal, Zephiran, Tritón k12, etc.) Son agentes catiónicos y actúan a nivel de la membrana celular (agentes activos de superficie). Las principales aplicaciones se dan para la desinfección de ítems no críticos y desinfección ambiental doméstica. Compuestos mercuriales (Mertiolate, Mercuriocromo, Metafen, etc.) Son bacteriostáticos, necesitando grandes concentraciones para alcanzar efectos bactericidas. Inhiben la actividad enzimática por unión del mercurio con los grupos sulfhidrilo de las mismas. Estas sustancias están fuera de uso debido a: • Aumento por parte de los microorganismos de la resistencia al mercurio • Poseen efectos tóxicos sobre tejidos y corrosivos sobre metales • Son poco activos al pH de los líquidos corporales • Se inactivan drásticamente con la presencia de materia orgánica Técnicas de esterilización Para esto contamos con procedimientos físicos y químicos. Estos últimos ya han sido vistos al considerar los desinfectantes de alto nivel. Los procedimientos físicos se dividen en energéticos y mecánicos. Dentro de los primeros se encuentran el calor y las radiaciones; dentro de los segundos, la filtración. Destrucción de microorganismos mediante calor La energía térmica es la forma más efectiva de esterilización. Esta puede utilizarse como calor húmedo o seco (ver cuadro 2). Calor húmedo Mecanismo de acción: al igual que los procesos de desinfección, la esterilización térmica destruye a los microorganismos en forma gradual; es por esto que no hay un único mecanismo de acción, sino más bien la suma de distintos eventos complejos que se van sucediendo a medida que aumenta la temperatura. Así, aunque el efecto final de la esterilización por calor húmedo a 121ºC es la desnaturalización y coagulación de las proteínas, son importantes otros

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mecanismos de destrucción que justifican la utilización de calor húmedo a temperaturas inferiores, como veremos más adelante. El primer efecto letal sería la producción de rupturas de cadena única en el ADN que provocarían la muerte celular por activación o liberación de enzimas con actividad de endonucleasas. El punto crítico aquí, para la supervivencia de la célula sería su capacidad para reparar la lesión, función que depende del estado genético y fisiológico de la bacteria. A medida que aumenta la temperatura se agregaría la pérdida de la integridad funcional de la membrana citoplásmica, lo que produciría interferencias en el intercambio con el medio externo, los procesos respiratorios y la síntesis proteica. Por último, las temperaturas más elevadas activarían ribonucleasas, que degradando el ARNr producen la pérdida de viabilidad de las células expuestas. Las temperaturas a las cuales puede usarse el calor húmedo son: • Por debajo de 100ºC Pasteurización Tabla 2. Principales características de los métodos de esterilización por autoclavado y Poupinell

Temp. requerida Tiempo Mec. de acción

Modo de acción Materiales esterilizables Materiales no esterilizables

Figura 4. Autoclave

Autoclave 121ºC 15-20 min Coagulación y desnaturalización de proteínas. Por difusión de vapor de agua. Vidrios, medios de cultivo, gomas, telas, algodón, guantes, algunos plásticos, etc. Medios con ciertos ATBs, azúcares o proteínas; polvos; vaselinas y aceites; metales oxidables; instrumentos médicos termosensibles como broncoscopio, etc.

Poupinell 160ºC 2 hs. Desnat. proteica, lesiones por oxidación y toxicidad por producir aumento de electrolitos. Calentamiento por contigüidad. Vidrios, instrumentos metálicos, polvos, aceites y vaselinas, etc. Gomas; plásticos; instrumentos termosensibles; medios con ATB, azúcares y proteínas; guantes; algodón; papeles.

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• A 100ºC Ebullición y tindalización • Por encima de 100ºC Autoclavado Pasteurización: se utiliza para la destrucción de gérmenes patógenos con resistencia térmica similar o inferior a M. tuberculosis, Brucella y Salmonella. Este no es un método de esterilización sino de desinfección, donde no se destruyen ni esporos ni virus no lipídicos (como el VHA). Existen dos métodos de pasteurización: o se calienta a 65ºC durante 30 minutos o a 72ºC durante 15 segundos. Luego ambas se enfrían rápidamente a 10ºC. Esta técnica se utiliza fundamentalmente en la descontaminación de la leche. Ebullición: consiste en mantener un objeto o sustancia en un baño a 100ºC durante 30 minutos. Aplicado así destruye la mayoría de las formas vegetativas bacterianas, hongos y virus lipídicos (Herpesvirus y VIH). En cambio no es efectivo para la destrucción de esporos y virus no envueltos. La repetición de este proceso durante tres días consecutivos, constituye la tindalización. Su fundamento teórico está dado por la destrucción de las formas vegetetivas durante los períodos de ebullición, permitiendo que los esporos germinen durante el reposo volviéndose susceptibles al próximo calentamiento. Tampoco aquí se esteriliza. Autoclavado: utiliza vapor de agua a 121ºC durante 15 o 20 minutos. Esta temperatura se logra si se obtiene una presión de una atmósfera relativa (dos atmósferas absolutas), ya que el aumento de la presión provoca aumentos proporcionales en el punto de ebullición del agua. Es el mecanismo de destrucción microbiana más efectivo, y bien utilizado asegura la esterilización. El equipo que se utiliza es el autoclave, del cual existen distintos tipos, como ser: vertical de manejo manual, que opera por gravedad, de esterilización rápida. Autoclave vertical de manejo manual (figura 4): consta de dos recipientes cilíndricos, uno externo con tapa de cierre hermético que se asegura por múltiples tornillos, y uno interno donde se pone el material a esterilizar. El recipiente externo contiene además una válvula de seguridad, un manómetro o termómetro y una llave de salida o escape. La fuente de calor puede venir incluída en el equipo, como una resistencia eléctrica o se le suministra aparte, desde abajo, generalmente mediante gas. Dentro del recipiente externo se coloca agua destilada, la cual al llegar al punto de ebullición producirá el vapor que al entrar en contacto con los microorganismos, actuará como agente esterilizante. Los materiales se cargan dentro del recipiente interno, que al no tener tapa, permite una fluída entrada de vapor, pero evita el contacto de estos con el agua. El aire es mal conductor del calor, lo que impide llegar a las temperaturas necesarias, por lo que una vez cargado y cerrado el autoclave debe purgarse. Esto se consigue dejando la llave de escape abierta hasta que el vapor, por arrastre, elimine el aire contenido en el equipo. Se cierra la llave, se deja que la presión llegue a una atmósfera relativa (15 lbs.) y luego se cuenta el tiempo. Terminado el ciclo, se apaga la fuente de calor y se deja descender la temperatura. No debe abrirse la tapa hasta que la presión del sistema se iguale a la atmosférica. Tampoco se debe provocar una liberación brusca del vapor (abriendo la llave de escape), ya que si hay líquidos dentro del autoclave, alcanzarán rápidamente el estado de ebullición y se derramarán, debido a que disminuye la presión pero no la temperatura. Existen también otros tipos de autoclaves, denominados equipos de esterilizacion rápida, que son automáticos y consiguen un ciclo de esterilización en 20 minutos. Estos poseen una bomba de vacío que extrae rápidamente el aire del equipo reduciendo la presión. Cuando esta llega a 15 o 20 mmHg, se libera el vapor, que en estas condiciones se distribuye en forma homogénea por todo el espacio en breves minutos. En estos autoclaves, se puede reducir el tiempo de esterilización a tres minutos, ya que se puede llevar la presión a 3 atmósferas absolutas (134ºC). La descompresión se logra permitiendo el ingreso de aire filtrado y precalentado. Algunos equipos permiten además el secado final mediante vacío y reentrada de aire caliente.

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Mediante el autoclavado se pueden esterilizar una gran variedad de objetos y líquidos, siempre que no contengan antibióticos que pueden perder actividad, proteínas que coagulen, azúcares que se caramelicen, etc. Así se esterilizan guantes, telas, algodón, papel, líquidos, filtros, algunos plásticos y gomas. Los líquidos a esterilizar deben estar fraccionados en frascos cerrados pero con la tapa de rosca floja, de modo que pueda salir el aire y entrar el vapor. Aquellos materiales que no se encuentren dentro de algún recipiente que los proteja de la recontaminación al sacarlos del autoclave, deberán ser envueltos con una doble capa de papel, de manera de formar pequeños paquetes; entre estos objetos se encuentran guantes, ropa, placas de Petri, pipetas, tubos de ensayo, etc. Se debe de tener cuidado de no sobrecargar el autoclave, de manera tal que los paquetes y frascos impidan el flujo libre del vapor. No se deben esterilizar por este método equipos que resulten corroídos por el agua, como instrumentos metálicos. Tampoco polvos o aceites, ya que son impermeables al vapor. Calor seco Mecanismo de acción: es diferente al del calor húmedo. El calor seco (o desecación en general) provoca desnaturalización de proteínas, lesiones por oxidación y efectos tóxicos por niveles elevados de electrolitos. La acción letal es el resultado del calor trasmitido desde el material con el cual los microorganismos están en contacto, y no desde el aire caliente que los rodea. Existen tres formas principales de esterilización por calor seco: flambeado, incineración y mediante la utilización del horno Pasteur. Hablaremos solamente de esta última. Se necesita alcanzar mayor tiempo y temperatura que en el autoclave, debiéndose mantener un objeto a 160ºC durante 2 hs. El motivo de estos incrementos estaría dado porque la ausencia de agua disminuiría el número de grupos polares de las cadenas peptídicas, lo que daría mayor estabilidad a las moléculas bacterianas, por lo que se requeriría mayor energía para abrirlas. Horno Pasteur o Poupinell Consiste en un recinto metálico de doble pared con aislante entre ambas (para evitar la pérdida de calor) y una puerta. La fuente de calor suele ser eléctrica y está incorporada. Posee un ventilador que facilita la circulación del aire caliente, para homogeneizar la temperatura. Un termómetro (con alcance mínimo de 200ºC) visible desde afuera, registra la temperatura del interior del recinto. Por calor seco se pueden esterilizar materiales de inyectables, vidrios, instrumentos quirúrgicos y objetos metálicos, así como aceites, vaselinas y polvos, que como ya se ha dicho son impermeables al vapor. Precauciones: colocar paquetes pequeños y espaciados, para no interferir con la difusión del calor. La recarga del horno debe hacerse cuando este se encuentre frío, de lo contrario su interior alcanzará la temperatura antes que el material a esterilizar, por lo que se medirá mal el tiempo. Controles de esterilización: existen tres tipos, físicos, químicos y biológicos. Los controles físicos están relacionados al operario que realiza el procedimiento y la vigilancia de ciertos parámetros como presión, tiempo, temperatura, etc. Los controles químicos consisten en tiras de papel con una sustancia que cambia de color al ser expuesta a la temperatura correspondiente. La ventaja de este método es la rapidez con que se sabe el resultado, ya que es inmediato. La gran desventaja es que dice poco sobre el tiempo de exposición, por lo que no asegura un procedimiento correcto. Estos controles deben utilizarse en todos los ciclos de esterilización. Los controles biológicos consisten en exponer esporos bacterianos al ciclo de

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Figura 5. Trayectoria ondulante de un fotón. Lo comprendido dentro de la llave, corresponde a su longitud de onda

esterilización y luego verificar su viabilidad. Son los más seguros. Dentro de una ampolla se encuentra un medio de cultivo apropiado para el desarrollo de las bacterias en estudio. Por fuera de esta, un tubo plástico, contiene una cinta de papel marcador de pH, impregnado con esporos de bacterias capaces de resistir temperaturas cercanas a los procesos realizados. Se utilizan esporos de Bacillus estearothermophilus en el autoclave y de B. subtilis en la poupinell. Este sistema se coloca dentro del paquete menos accesible, ya sea para el calor o el vapor. Finalizado el ciclo de esterilización, se rompe la ampolla (por presión manual sobre el tubo), esto pone en contacto el medio con los esporos y se incuba en un baño (a 60ºC para Bacillus estearothermophilus y a 37ºC para B. subtilis) durante más de 48 hs. Si existen microorganismos viables, su metabolismo provocará un cambio de pH que hará virar el color del marcador, revelando el fallo del procedimiento, por lo que deberá volverse a esterilizar todo. Este tipo de controles debe realizarse periódicamente, o cuando se dude de la efectividad del procedimiento. Esterilización por radiaciones Con este fin pueden utilizarse tanto las radiaciones ultravioletas (UV) como las ionizantes y rayos infrarrojos. Como el estudiante recordará, con respecto a la naturaleza de la luz se acepta una combinación entre la teoría cuántica y la electromagnética. Es decir, que existe una partícula indivisible (denominada cuanto) constituída por un fotón que se desplaza a través del espacio describiendo una trayectoria ondulatoria (figura 5). La energía de un fotón es inversamente proporcional a la longitud de onda de la radiación, sabiendo que longitud de onda es la distancia que existe entre dos puntos correspondientes de la trayectoria ondulante. Parte de esta energía es absorbida por los sistemas biológicos cuando estos son expuestos a las radiaciones. La fracción de energía absorbida es directamente proporcional a la intensidad de la radiación, al tiempo de exposición a la misma y a un coeficiente de absorción que es característico de cada material. Veremos que sucede a nivel molecular cuando las radiaciones interactúan con la materia. Cuando la radiación incidente tiene energía suficiente puede elevar el nivel energético de los electrones, hasta el punto de arrancarlos de su orbital (produciéndose ionizaciones). Si la energía es menor, los electrones aumentan su nivel de energía pero solo temporalmente, volviendo a su estado inicial luego de un período de tiempo. Este estado elevado de energía

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se denomina estado excitado. La molécula excitada podrá transferir ese exceso de energía a otras, en forma de energía vibratoria (produciéndose calor); o disiparla en forma de radiación electromagnética. Debido a la relativamente baja cantidad de energía que son capaces de transmitir los rayos UV, solo afectan a los electrones de los átomos periféricos de las moléculas, produciéndose solo estados de excitación. Las radiaciones ionizantes son las que pueden extraer electrones de sus orbitales. Los rayos infrarrojos solo pueden provocar energía vibratoria, por lo que solo generan calor. Hablaremos a continuación solamente de las radiaciones UV, ya que son las más utilizadas en nuestros laboratorios. No obstante, el estudiante debe saber que las radiaciones ionizantes son cada vez más utilizadas en los laboratorios como técnicas de esterilización de rutina, ya que los adelantos tecnológicos han simplificado estos equipos y su manipulación. Se utilizan para la esterilización de materiales descartables como jeringas, agujas, materiales para vías, etc. Radiaciones UV Mecanismo de acción: el principal mecanismo del efecto letal de la luz UV sobre las bacterias, se atribuye a su absorción por el ADN y el resultante daño de este. Así, provocan la formación de uniones covalentes entre los residuos de pirimidina adyacentes pertenecientes a la misma cadena, lo que provoca la formación de dímeros de pirimidina de tipo ciclobutano (figura 6). Esto produce distorsiones en la forma del ADN e interfiere en el apareamiento normal de las bases. El resultado final es la inhibición de la síntesis de ADN y secundario a esto, inhibición del crecimiento y la respiración. Aplicaciones: estas radiaciones pueden producirse artificialmente con lámparas de vapor de mercurio. Son igualmente efectivas para grampositivos y gramnegativos. Su principal uso es para esterilizar el aire y superficies, ya que no penetran en sólidos y lo hacen pobremente en líquidos. Esterilización por métodos mecánicos: filtración Es el método usado en el laboratorio para esterilizar líquidos termolábiles. Existen distintos tipos de filtros: de asbesto-celulosa, de vidrio, de cerámica y de ésteres de celulosa o membranas. Las membranas están compuestas por ésteres de celulosa biológicamente inertes. Los poros varían desde 0.025 µm a 25 µm de diámetro, siendo los de 0.22 µm los más utilizados ya que son lo suficientemente pequeños para detener a todas las bacterias. Con este método se esterilizan azúcares, urea, sueros, antibióticos, etc. Los filtros de membrana también se utilizan en microbiología para otros propósitos. Dado que son inertes, proporcionan un buen medio para recoger microorganismos, por ejemplo para cultivar bacterias que se encuentran en bajas concentraciones en un gran volumen de líquido. El mecanismo de acción es bastante simple: detienen todas las partículas que posean un tamaño mayor que los poros. En realidad los poros quedan formados por los espacios que resultan de la superposisión de las fibras de las distintas capas que forman la membrana. Así, algunas partículas de menor tamaño son retenidas por otros mecanismos como las fuerzas de Van der Waals o por suma de partículas retenidas previamente, por lo cual el tamaño del poro es un valor virtual definido por el tamaño de la partícula retenida, más que por un diámetro real y medible.

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Figura 6. Estructura de dos moléculas de pirimidina (timina-timina) adyacentes de la misma cadena. A. Organización normal; B. organización luego de exposición a rayos UV donde se puede ver el ciclo butano que se forma entre los carbonos 5 y 6 de ambas moléculas.

Algunas recomendaciones al final del capítulo • •

• •

El mecanismo de esterilización más efectivo es el autoclavado; siempre que sea posible, este debe ser el procedimiento a elegir. La etapa de purgado debe hacerse a temperaturas moderadas, ya que a altas temperaturas el vapor comienza a salir sin arrastrar al aire, lo que nos lleva a cerrar la llave de escape antes de tiempo. Los materiales que vienen esterilizados de origen y que son de un único uso nunca deberán ser reesterilizados ni reusados. En caso de tener que manejar material contaminado como ser instrumental y ropa luego de un acto quirúrgico, este debe ser manejado con guantes y pasado por un proceso de autoclavado previo a la limpieza de restos orgánicos (con el fin de eliminar todos los microorganismos, salvo los que puedan estar protegidos por elementos como sangre, secreciones, restos necróticos, etc.); luego sí, esterilizarlos definitivamente.

Ciclo decontaminación–limpieza-esterilización • Cuando se use un antiséptico deberán tenerse algunas precauciones:

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•

•

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– lavar la región previamente para eliminar restos orgánicos; – retirar con abundante agua cualquier residuo de jabón; – secar la superficie, ya que se pueden provocar diluciones excesivas del producto (fundamentalmente en el caso de los iodóforos y alcoholes), disminuyendo su actividad; – dejarlo actuar un tiempo apropiado, se recomiendan dos minutos antes de realizar cualquier procedimiento. Con respecto al uso de jabones: estos deberán quedar en lugares secos, ya que de estar sumergidos en agua, pueden transformarse en un reservorio de gérmenes (sobre todo gramnegativos). Las jaboneras deberán lavarse con frecuencia y los recipientes para jabón líquido deberán removerse aproximadamente cada 15 días, tirando el contenido que les quede, limpiándolos y agregándoles soluciones nuevas. Por último pero no menos importante, la salud de los pacientes y del personal en cualquier servicio médico dependerá en gran parte de la medida en que todos los integrantes del grupo de salud, incluyendo los estudiantes, trabajen siempre medularmente con el criterio de asepsia.

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Principales grupos de antibióticos V. Seija, R. Vignoli

Introducción Dos descubrimientos importantes señalaron el comienzo de una nueva era en la quimioterapia y revolucionaron el tratamiento de las enfermedades infecciosas. El primero fue el descubrimiento en 1935 de los efectos curativos del colorante rojo de Prontosil en las infecciones por estreptococos. Este fue el precursor de las sulfonamidas. El segundo descubrimiento fue el que dio inicio a la edad de oro de la antibioticoterapia, nos referimos al descubrimiento de la penicilina y su posterior desarrollo. Esta fue descubierta por Fleming en 1929 y en 1940 Florey, Chain y colaboradores demostraron y publicaron un informe acerca de su enorme potencia y la posibilidad de su extracción de los sobrenadantes del cultivo del hongo Penicilium notatum. El conocimiento actual sobre los mecanismos de duplicación de la bacteria y sobre los mecanismos de resistencia, hace esperar que cada vez más los nuevos antimicrobianos sean sustancias puramente sintéticas con gran especificidad por un sitio de acción previamente elegido y con una adecuada resistencia a la inactivación por los mecanismos de resistencia antibiótica. Este capítulo se concentrará en algunas generalidades de los antibióticos y luego en las principales características de los grupos de antibióticos más utilizados en la práctica clínica. No es nuestro objetivo sustituir los textos de farmacología, complemento imprescindible para el conocimiento del tema antibióticos.

Definiciones Antimicrobiano: molécula natural (producida por un organismo vivo, hongo o bacteria), sintética o semisintética, capaz de inducir la muerte o la detención del crecimiento de bacterias, virus u hongos. Hoy en día no se utilizan moléculas de origen natural, por lo cual no se establece más la diferenciación con quimioterápicos, término usado para referirse a las moléculas de origen sintético y sus derivados. Utilizaremos el término antibiótico para referirnos al subgrupo de antimicrobianos con actividad antibacteriana. Los antibióticos constituyen un grupo heterogéneo de sustancias con diferente comportamiento farmacocinético y farmacodinámico, ejercen una acción especifica sobre alguna estructura o función del microorganismo, tienen elevada potencia biológica actuando a bajas concentraciones y la toxicidad es selectiva, con una mínima toxicidad para las células de nuestro organismo. El objetivo de la antibioticoterapia es controlar y disminuir el número

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de microorganismos viables, de modo que el sistema inmunológico sea capaz de eliminar la totalidad de los mismos. De acuerdo a la interacción germen-antibiótico, estos fármacos pueden dividirse en: a) bactericidas: su acción es letal, llevando a la lisis bacteriana; b) bacteriostáticos: a las concentraciones que alcanzan en el suero o tejidos impiden el desarrollo y multiplicación bacteriana pero sin llegar a destruir las células. De hecho, cuando se retira el antibiótico, el microorganismo se puede multiplicar de nuevo.

Clasificación según el espectro de acción Amplio: aquellos antibióticos que son activos sobre un amplio número de especies y géneros diferentes. Reducido: antibióticos solo activos sobre un grupo reducido de especies.

Clasificación según el mecanismo de acción Es el mecanismo por el cual un antibiótico es capaz de inhibir el crecimiento o destruir una célula bacteriana (ver figura 1). Se dividen en inhibidores de la formación de la pared bacteriana, inhibidores de la síntesis proteica, inhibidores de la duplicación del ADN, inhibidores de la membrana citoplasmática, inhibidores de vías metabólicas.

Clasificación según farmacocinética y farmacodinamia Por muchos años la susceptibilidad bacteriana se ha medido a través de pruebas in vitro, como la determinación de la concentración inhibitoria mínima (CIM). Este número luego era comparado con las concentraciones séricas o plasmáticas del antibiótico, alcanzadas con las dosis habituales del mismo. Esto no tiene en cuenta la farmacocinética o la farmacodinamia de cada antibiótico en particular. Cada clase de antibiótico es metabolizada en forma diferente por nuestro organismo. No es lo mismo un betalactámico, con escasa penetración celular, que un macrólido que se concentra a nivel intracelular. Esto es lo que llamamos farmacocinética: absorción, distribución, eliminación. Por otro lado está la farmacodinamia que intenta comprender las relaciones entre las drogas y sus efectos, tanto deseables (muerte bacteriana en nuestro caso) como indeseables. Los antibióticos pueden clasificarse de acuerdo a la forma en que producen la muerte o inhibición bacteriana en antibióticos tiempo dependientes y concentración dependientes. En el caso de los tiempo dependientes (betalactámicos y macrólidos) el éxito de la terapéutica viene dado por mantener concentraciones por encima de la CIM por el mayor tiempo posible interdosis (T por encima de CIM). En el caso de los concentración dependientes el éxito terapéutico viene dado por lograr un buen pico sérico de concentración (Pico/CIM) o un buen área bajo la curva (AUC/CIM), dependiendo de cada droga. (Ver figura 2)

Betalactámicos Definición: los betalactámicos son un grupo de antibióticos de origen natural o semisintético que se caracterizan por poseer en su estructura un anillo betalactámico. Actúan inhibiendo la última etapa de la síntesis de la pared celular bacteriana. Constituyen la familia más numerosa

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Figura 1. Sitio de acción de los antimicrobianos

Figura 2. Parámetros farmacodinámicos AUC-área bajo la curva. MIC-concentración inhibitoria mínima. Serum concentration-concentración sérica. Time-tiempo. Cmax-concentración sérica máxima. Time above MIC-tiempo por encima de la CIM. Half-life-vida media

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de antimicrobianos y la más utilizada en la práctica clínica. Se trata de compuestos de acción bactericida lenta, relativamente independiente de la concentración plasmática, que presentan escasa toxicidad y poseen un amplio margen terapéutico. Su espectro se ha ido ampliando a lo largo de los años por la incorporación de nuevas moléculas con mayor actividad frente a los bacilos gramnegativos; pero la progresiva aparición de resistencias adquiridas ha limitado su uso empírico y su eficacia en determinadas situaciones. Clasificación: el espectro de los betalactámicos incluye bacterias grampositivas, gramnegativas y espiroquetas. No son activos sobre los micoplasmas porque estos carecen de pared celular, ni sobre bacterias intracelulares como Chlamydia y Rickettsia. La resistencia natural de las micobacterias se debe a la producción de betalactamasas, probablemente unida a una lenta penetración por las características de la pared. Se pueden clasificar en cuatro grupos diferentes: penicilinas, cefalosporinas, monobactámicos y carbapenemes. PENICILINAS

Son un grupo de antibióticos de origen natural y semisintético que contienen el núcleo de ácido 6-aminopenicilánico, que consiste en un anillo betalactámico unido a un anillo tiazolidínico. Los compuestos de origen natural son producidos por diferentes especies de Penicillum spp. Las penicilinas difieren unas de otras por sustituciones en la posición 6 del anillo, donde cambios en la cadena lateral pueden inducir modificaciones en la actividad antibacteriana y en las propiedades farmacocinéticas. De acuerdo a su origen y espectro de acción pueden clasificarse en (ver tabla 1): penicilinas naturales (G y V), penicilinas resistentes a las penicilinasas estafilocócicas (oxacilina, meticilina, dicloxacilina), aminopenicilinas (ampicilina, amoxicilina), carboxipenicilinas (carbenicilina, ticarcilina), ureidopenicilinas (piperacilina). El espectro antimicrobiano de la penicilina G abarca cocos grampositivos, cocos gramnegativos (Neisseria meningitidis) y bacilos grampositivos, tanto facultativos como anaerobios, así como espiroquetas y algunos bacilos gramnegativos anaerobios. La producción de derivados semisintéticos del ácido 6-aminopenicilánico permitió disponer de preparados activos por vía oral, con mayor resistencia a las betalactamasas y mayor capacidad de penetración en las bacterias gramnegativas, como las aminopenicilinas y las penicilinas antiestafilocócicas. Las penicilinas antipseudomonas (carboxi y ureidopenicilinas) son estables frente a las betalactamasas cromosómicas propias de Pseudomonas pero no ante la presencia de betalactamasas plasmídicas. (Ver tabla 2) Farmacología: la absorción oral difiere en las diferentes penicilinas. La penicilina G no se absorbe bien mientras que la V resiste la inactivación gástrica y se absorbe mucho mejor. La amoxicilina se absorbe mejor que la ampicilina (95% contra 40%). Las penicilinas antiestafilocócicas, oxacilina y dicloxacilina, son estables al ácido gástrico y se absorben adecuadamente. La penicilina G benzatínica tiene una absorción lenta desde su depósito intramuscular. Esto determina que los niveles séricos alcanzados sean bajos y por tanto solo es adecuada para el tratamiento de infecciones por gérmenes extremadamente sensibles como Streptococcus pyogenes, y para el tratamiento de la sífilis. Las penicilinas se distribuyen en muchos compartimentos como pulmones, hígado, músculo, hueso y placenta. La penetración en ojo, cerebro, LCR y próstata es pobre en ausencia de inflamación. En la sangre los betalactámicos circulan como sustancias libres o unidas a las proteínas plasmáticas, relacionándose esta unión con la semivida del antibiótico; solo la fracción libre de la droga es activa y capaz de penetrar al espacio extracelular. Los betalactámicos son sustancias poco lipofílicas, su penetración intra-

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Tabla 1. Vías de utilización

Espectro antimicrobiano Streptococcus pneumoniae

IM

Streptococcus beta hemolíticos

IV

Streptococcus bovis

VO

Streptococcus grupo viridans

Penicilinas naturales Penicilina G

Penicilina V

Pasteurella multocida Neisseria meningitidis Clostridium spp Treponema pallidum Actinomyces Igual que anterior más

Aminopenicilinas Ampicilina

IM, IV

Enterococcus

Amoxicilina

VO

Listeria monocytogenes Haemophilus influenzae no productor de beta lactamasa Salmonella spp E.coli no productor de beta lactmasas Proteus mirabilis Staphylococcus spp meticilino sensibles

Penicilinas antiestafilocóccicas Cloxacilina Oxacilina Dicloxacilina

VO VO, IM, IV VO

Carboxipenicilinas Ticarcilina Ureidopenicilinas

IM, IV

Piperacilina

IM, IV

Más activas contra la hidrólisis por beta lactamasas producidas por enterobacterias y Pseudomonas aeruginosa

celular es escasa, no alcanzando casi nunca concentraciones mayores del 25% al 50% de las concentraciones plasmáticas. La excreción es renal. Puede ser bloqueada con la administración de probenecid, lo que prolongada la vida media sérica. CEFALOSPORINAS

Son productos de origen natural derivados de productos de la fermentación del Cephalosporium acremonium. Contienen un núcleo constituído por ácido 7-aminocefalosporánico formado por un anillo betalactámico unido a un anillo de dihidrotiazino. Modificaciones en la posición 7 del ácido 7-aminocefalosporánico están asociadas con la alteración en su actividad antibacteriana y sustituciones en la posición 3 están asociadas a alteraciones en la farmacocinética y en los parámetros metabólicos del agente. Se definen cuatro generaciones de cefalosporinas.

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Tabla 2.

Cefalosporinas de primera generación

Antibióticos Cefadroxil Cefazolina Cefalexina Cefradina

Espectro antimicrobiano Staphylococcus spp meticilino sensibles Streptococcus pyogenes E. coli Proteus mirabilis

Cefalosporinas de segunda generación

Cefuroxime

Klebsiella spp Agregan actividad sobre Haemophilus influenzae

Cefalosporinas de tercera generación

Cefotaxime

Moraxella catarrhalis Enterobacterias

Ceftriaxona

N. gonorrhoeae, N. meningitidis

Ceftazidime

Streptococcus pneumoniae Agrega cobertura sobre Pseudomonas aeruginosa

Cefoperazona Cefalosporinas de cuarta generación

Cefepime Cefpirome

Estable frente a beta lactamasas cromosómicas de clase 1

Las cefalosporinas de primera generación son muy activas frente a los cocos grampositivos; en líneas generales, las sucesivas generaciones han perdido parte de esa actividad, en beneficio de una mayor actividad frente a bacilos gramnegativos, con algunas excepciones. Todas las cefalosporinas son inactivas frente a enterococos, estafilococos resistentes a la meticilina y Listeria monocytogenes. (Ver tabla 2) Farmacología: la mayoría de las cefalosporinas son de administración parenteral, aunque existe un número creciente de formulaciones para vía oral como la cefalexina, cefradina, cefadroxil, cefuroxime axetil y otras. La absorción gastrointestinal de estos compuestos es buena. Se obtienen buenas concentraciones en líquidos biológicos y suero. No se obtienen buenas concentraciones intracelulares. Cefotaxime, ceftriaxona, cefoperazona y cefepime entran en el LCR alcanzando altas concentraciones. Todas las cefalosporinas, excepto cefoperazona de excreción biliar, se excretan primariamente por el riñón. Ceftriaxona tiene la vida media más larga (8 horas) lo que permite su administración 1 o 2 veces al día, mientras las demás tienen un esquema de dosificación cada 6 u 8 horas. MONOBACTÁMICOS

Aztreonam, el único monobactámico disponible para uso clínico, posee una excelente actividad sobre bacterias gramnegativas aerobias y facultativas. Por el contrario, carece de actividad frente a grampositivos y bacterias anaerobias. CARBAPENEMES

Son una clase única de betalactámicos que presentan el mayor espectro de actividad conocido dentro de este grupo de antibióticos. Imipenem es el primer carbapenem desarrollado para uso clínico. Es un derivado semisintético producido por Steptomyces spp. Otros compuestos

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más modernos son meropenem y ertapenem. Su actividad bactericida se extiende a cocos grampositivos incluyendo Staphylococcus spp. sensibles a meticilina, S. pneumoniae y otros Streptococcus. Solo carecen de actividad frente a los estafilococos resistentes a meticilina, enterococos resistentes a betalactámicos, algunas especies de Pseudomonas y Stenotrophomonas maltophilia. Es activo sobre la mayoría de aislamientos de enterobacterias y Haemophilus spp., incluyendo las cepas productoras de betalactamasas. Tiene una muy buena actividad anaerobicida, con excepción de Clostridium difficille. En el caso de ertapenem, este no es activo sobre Pseudomonas aeruginosa. Farmacología: estos compuestos son de administración parenteral. Mediante la administración intravenosa suelen alcanzarse con rapidez concentraciones plasmáticas elevadas. Se distribuyen ampliamente. El imipenem sufre inactivación por las hidroxipeptidasas renales, por ello se combina con cilastatina (inhibidor de hidroxipeptidasas) de manera de lograr concentraciones séricas adecuadas. Mecanismo de acción de betalactámicos: los antibióticos betalactámicos son agentes bactericidas que inhiben la síntesis de la pared celular bacteriana e inducen además un efecto autolítico. La destrucción de la pared celular bacteriana se produce como consecuencia de la inhibición de la última etapa de la síntesis del peptidoglicano. El peptidoglicano está constituido por largas cadenas de glúcidos, formadas por la repetición de moléculas de ácido N-acetilmurámico y N-acetilglucosamina. El ácido murámico fija cadenas de tetrapéptidos que se unen entre sí para formar una malla, directamente (gramnegativos) o mediante un pentapéptido (grampositivos). Los betalactámicos inhiben precisamente esta unión o transpeptidación, última etapa de la síntesis de la pared celular. De este modo, la pared queda debilitada y puede romperse por la presión osmótica intracelular. Para que actúen los betalactámicos es necesario que la bacteria se halle en fase de multiplicación, ya que es cuando se sintetiza la pared celular. Los betalactámicos también actúan activando una autolisina bacteriana endógena que destruye el peptidoglicano. La lisis se produce con concentraciones que superan entre 4 y 10 veces la CIM de un determinado microorganismo. Las bacterias que carecen de autolisina son inhibidas pero no destruídas, por lo que se dice que son tolerantes. Se define el fenómeno de tolerancia como la necesidad de una concentración al menos 32 veces mayor a la CIM para que un antimicrobiano destruya una cepa bacteriana. Farmacodinamia: los betalactámicos son antibióticos de actividad bactericida lenta, relativamente independiente de la concentración plasmática alcanzada, siempre que esta exceda la CIM del agente causal. La actividad bactericida y probablemente la eficacia clínica, se relacionan mejor con el tiempo durante el cual dicha concentración excede la CIM (T por encima de CIM). Para la mayoría de las infecciones se considera adecuado que el tiempo que supera la CIM sea como mínimo del 40% del intervalo entre dosis; pero en pacientes neutropénicos o con meningitis es probable que sea mejor estar todo el tiempo por encima de la CIM. Estos parámetros indican que alargar los intervalos entre dosis puede llevar a fracasos terapéuticos. Obviamente estas consideraciones no son válidas en el caso de betalactámicos con semivida muy prolongada, que se administran cada 24 hs, como la ceftriaxona. La actividad bactericida de los betalactámicos disminuye cuanto mayor es el tamaño del inóculo bacteriano; este hecho es especialmente relevante en el tratamiento de los abscesos, donde además las poblaciones bacterianas pueden hallarse en fase estacionaria. El efecto postantibiótico (EPA) consiste en la acción residual del antibiótico sobre la bacteria después de descender las concentraciones terapéuticas en la sangre y los tejidos por debajo de la CIM. En el caso de los antibióticos betalactámicos, el EPA es de corta duración, con la

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excepción de los carbapenemes, que presentan un EPA apreciable, tanto sobre grampositivos como sobre gramnegativos. BETALACTÁMICOS ASOCIADOS A INHIBIDORES DE LAS BETALACTAMASAS

Los llamados inhibidores de las betalactamasas son moléculas que contienen en su estructura un anillo betalactámico. No tienen casi ninguna acción antibiótica, con la excepción de sulbactam frente a Acinetobacter baumannii, pero presentan una gran afinidad por las betalactamasas. Estas son enzimas producidas por las bacterias que destruyen la actividad de determinados betalactámicos, de acuerdo al tipo de enzima. Los inhibidores son conocidos como inhibidores suicidas, debido a que una vez que se unen a la enzima la destruyen pero también son destruídos por esta. Hay tres en uso clínico: ácido clavulánico, sulbactam y tazobactam. Estos inhibidores unidos a penicilinas o cefalosporinas recuperan la actividad perdida por estas como consecuencia de la producción de betalactamasas. Estas betalactamasas deben ser susceptibles al inhibidor para que la combinación sea efectiva. Por ejemplo, la beta lactamasa producida por Bacteroides fragilis es susceptible al sulbactam, por lo tanto la combinación ampicilina/sulbactam es adecuada para tratar infecciones por este microorganismo. En cambio la betalactamasa cromosómica de Enterobacter cloacae no es susceptible a los inhibidores, por lo cual las combinaciones con inhibidores para tratar microorganismos productores de este tipo de enzimas no son útiles. En nuestro país se encuentran disponibles: ampicilina/sulbactam, amoxicilina/clavulánico, piperacilina/tazobactam y cefoperazona/sulbactam. Esta última es una cefalosporina asociada a un inhibidor. Efectos adversos de betalactámicos: los efectos adversos son poco frecuentes y generalmente de poca importancia clínica, ya que estos fármacos actúan sobre sustratos enzimáticos no presentes en las células eucariotas del hombre o de los animales. Poseen una cierta acción irritativa directa sobre el aparato digestivo y sobre el músculo o la vena, dependiendo de la vía por la que se administran, pudiendo causar flebitis o miositis. Además su estructura favorece la aparición de manifestaciones de hipersensibilidad: exantemas, edemas, hemólisis y con muy baja frecuencia pueden producir shock anafiláctico. La hipersensibilidad puede ser cruzada entre los betalactámicos, particularmente entre las penicilinas con carbapenemes y cefalosporinas (5% a 15%). Pueden causar acciones adversas por disbacteriosis, con colonización y superinfección por bacterias endógenas resistentes u hongos. Las disbacteriosis están en relación directa con la amplitud del espectro antibiótico, con la dosis y con la concentración del antibiótico en las mucosas y la piel, colonizadas por flora normal. Por ejemplo, está muy bien estudiado que el uso de cefalosporinas de tercera generación favorece la colonización intestinal por Enterococcus y enterobacterias multirresistentes. Pueden aparecer convulsiones y crisis mioclónicas si se utilizan dosis elevadas, sobre todo en pacientes con alteración de la función renal. En este sentido, el imipenem posee una mayor capacidad irritativa sobre el sistema nervioso central que el resto de los betalactámicos. Indicaciones clínicas de betalactámicos: nos centraremos en las indicaciones de este tipo de antibióticos en infecciones comunitarias. Infección de piel y partes blandas: la penicilina V y amoxicilina pueden ser una opción para las infecciones producidas por S. pyogenes (celulitis, erisipela, impétigo). En infecciones invasivas debe utilizarse penicilina G y en presencia de un síndrome de sepsis o shock tóxico debe añadirse clindamicina por el mecanismo de acción que tiene esta droga frente a poblaciones no replicativas e inhibe la síntesis proteica y por lo tanto la síntesis de toxinas.

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En el caso de las celulitis estafilocócicas pueden tratarse con una cefalosporina de primera generación o una penicilina antiestafilocócica. Infecciones de las vías respiratorias: la penicilina benzatínica por vía intramuscular en dosis única o la amoxicilina vía oral constituyen el tratamiento de elección de la faringitis estreptocócica. La amoxicilina además, es un buen tratamiento empírico en casos de otitis media aguda. Otra opción es amoxicilina/clavulánico cuando se trata de Moraxella catarralis o Haemophilus influenzae productor de betalactamasa. Amoxicilina/clavulánico es una opción para el tratamiento empírico de los episodios de exacerbación aguda de la bronquitis crónica, en el caso de ser necesario su tratamiento antibiótico. La penicilina G o la amoxicilina por vía oral son los antibióticos de elección para el tratamiento de la neumonia neumocócica producida por cepas con CIM inferior o igual a 4 µg/ml, que son la inmensa mayoría en nuestro país. Endocarditis bacteriana: la penicilina es el antibiótico de elección en la endocarditis causada por Streptococcus viridans. En general se asocia a gentamicina durante la primera fase del tratamiento. En la endocarditis enterocócica se administra ampicilina más gentamicina empíricamente, y luego de conocer la sensibilidad se debe ajustar el tratamiento. Infecciones del sistema nervioso central: en la actualidad, la ceftriaxona y el cefotaxime son los antibióticos de elección en el tratamiento de la mayoría de pacientes con meningitis bacteriana de la comunidad. Para meningitis producidas por neumococos con sensibilidad disminuída o resistentes a las cefalosporinas de tercera generación, debe emplearse dosis elevadas de cefotaxime (300 mg/kg/día), asociada a vancomicina. Infección intraabdominal: el cefotaxime es una buena opción para el tratamiento de la peritonitis bacteriana espontánea, que suele presentarse en pacientes cirróticos con ascitis. La peritonitis secundaria es una infección polimicrobiana que suele incluir anaerobios y aerobios facultativos. La monoterapia con ampicilina/sulbactam constituye una opción terapéutica razonable en los casos de inicio en la comunidad. Infección urinaria: el uso de betalactámicos en este tipo de infecciones se reserva para pacientes embarazadas o en el caso de resistencia a otros antibióticos. También se puede usar cefalosporinas de tercera generación para el tratamiento empírico de los casos de pielonefritis, aunque en nuestro país hay tendencia a usar quinolonas en este caso. Infecciones osteoarticulares: los betalactámicos son el tratamiento de elección de un buen número de artritis sépticas; cefalosporinas de primera generación en las artritis estafilocócicas, penicilina en las estreptocócicas y ceftriaxona en las gonocócicas. Así, la oxacilina o las cefalosporinas de primera generación son el tratamiento de elección en la osteomielitis estafilocócica.

Glicopéptidos Definición y espectro de acción: se trata de antibióticos que actúan sobre la pared bacteriana. Actualmente hay dos drogas en uso clínico: vancomicina y teicoplanina. La vancomicina es un antibiótico bactericida de espectro reducido (solo actúa sobre bacterias grampositivas), que se obtiene de Streptomyces orientales. Fue introducida en 1956 pero debido a su toxicidad fue relegada. Hoy en día es una opción terapéutica importante contra Staphylococcus meticilinorresistente de perfil hospitalario (SAMAR), Staphylococcus coagulasanegativos meticilinorresistentes, Corynebacterium JK (multirresistente) y Enterococcus resistente a los betalactámicos o a aminoglucósidos. La teicoplanina tiene una estructura similar a la vancomicina y un perfil de actividad también similar. Los glicopéptidos son activos además

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sobre Streptococcus, corinebacterias, Bacillus spp., algunos actinomicetales y Clostridium spp., incluído Clostridium difficile. Mecanismo de acción: los glicopéptidos inhiben la síntesis y el ensamblado de la segunda etapa del peptidoglicano de la pared celular mediante la formación de un complejo con la porción D-alanina-D-alanina del pentapéptido precursor (Ver capítulo 35). Además daña los protoplastos alterando la permeabilidad de la membrana citoplasmática y altera la síntesis de ARN. Sus múltiples mecanismos de acción contribuyen a la baja frecuencia de desarrollo de resistencia. Se une rápida y firmemente a las bacterias y ejerce su efecto bactericida sin un período de inducción, pero solo sobre microorganismos en multiplicación activa. Farmacocinética y farmacodinamia: la vancomicina se absorbe poco si se administra por vía oral. No se administra por vía intramuscular por el intenso dolor que causa en el sitio de inyección. La vancomicina tiene un gran volumen de distribución, alcanzando buenos niveles en fluídos biológicos como líquido pleural, ascitis y sinovial. Tiene una escasa penetración intracelular. Tiene una penetración variable a nivel del sistema central, aunque mejora cuando las meninges están inflamadas. Sin embargo, no se recomienda como tratamiento único para las meningitis bacterianas. Se puede administrar en forma intratecal en caso de ser necesario. La penetración ósea es similar en ambos compuestos (15% a 20%) pero los niveles de teicoplanina alcanzados en hueso son superiores a los de vancomicina. En las infecciones osteoarticulares que requieran tratamiento prolongado es preferible utilizar teicoplanina debido también a su menor toxicidad. Ambos glicopéptidos se eliminan por vía renal, por lo que debe ajustarse la dosis en el caso de insuficiencia renal. Efectos colaterales: la infusión rápida de vancomicina puede dar lugar a una reacción caracterizada por eritema y prurito en cuello y parte alta del tronco. Esto puede evitarse administrando la droga por perfusión lenta. La aparición de flebitis es frecuente cuando se administra por vía periférica. La nefrotoxidad de la vancomicina ha disminuído debido al uso de preparados más purificados y a la monitorización del tratamiento. La vancomicina puede producir trombopenia o neutropenia que desaparece al suspender el tratamiento. La teicoplanina tiene efectos colaterales similares a la vancomicina pero de frecuencia mucho menor. Indicaciones clínicas: los glicopéptidos deben ser fármacos de uso restringido, reservados para el ámbito hospitalario. Se usarán en caso de sospecha o confirmación de infecciones causadas por los gérmenes multirresistentes antes mencionados.

Aminoglucósidos Definición: está definida por la presencia de dos o más aminoazúcares unidos por enlaces glucosídicos a un anillo aminociclitol. Según los aminoazúcares se clasifican en familias (ver tabla 4). En nuestro país los aminoglucósidos disponibles son: gentamicina, amikacina y estreptomicina para uso parenteral. La tobramicina se encuentra disponible en presentación para uso oftalmológico. La espectinomicina no tiene aminoazúcares, y a pesar de ser considerada muchas veces en el grupo, no es un verdadero aminoglucósido. Son altamente polares, policationes solubles en agua y generalmente estables al calor y cambios de pH entre 5 y 8. Espectro de acción: los aminoglucósidos generalmente son activos frente a los estafilococos, si bien Staphylococcus aureus y los estafilococos coagulasa negativos resistentes a la meticilina también lo suelen ser a los aminoglucósidos. Los enterococos son moderadamente resistentes a la gentamicina y la estreptomicina. La combinación con penicilina, ampicilina o un glicopéptido actúa de forma sinérgica, excepto cuando las cepas son altamente resistentes a los aminoglucósidos. Los aminoglucósidos son activos frente a la mayoría de especies de

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Tabla 3. Familia Estreptomicina Kanamicina

Miembros Estreptomicina Kanamicina Amicacina Tobramicina

Gentamicina

Dibekacina Gentamicina

Neomicina

Netilmicina Neomicina

Enterobacteriaceae y Pseudomonadaceae. La gentamicina, la tobramicina, la amikacina y la netilmicina tienen una actividad similar, con excepciones: la tobramicina es más activa frente a P. aeruginosa, la gentamicina lo es frente a especies de Serratia y la netilmicina muestra menos actividad frente a P. aeruginosa. Burkholderia cepacia y Stenotrophomonas maltophilia suelen ser resistentes a los aminoglucósidos. Los aminoglucósidos son inactivos frente a las bacterias anaerobias. Mecanismo de acción: los aminoglucósidos se unen de forma irreversible a la subunidad 30S del ribosoma, interfiriendo la lectura correcta del código genético con el consiguiente bloqueo de la síntesis proteica de la bacteria. La incorporación de los aminoglucósidos en el interior de la bacteria, especialmente en los cocos grampositivos, es mayor al coadministrarse con antibióticos que inhiben la síntesis de la pared bacteriana, como son los betalactámicos y los glicopéptidos. A pesar de los avances en el conocimiento de la forma de actuar de estos antibióticos, el mecanismo último de la muerte de la bacteria (efecto bactericida) se desconoce, ya que no puede explicarse por la simple inhibición de la síntesis de las proteínas. Puede que el prolongado efecto postantibiótico que presentan los aminoglucósidos refuerce su capacidad bactericida. Farmacocinética y farmacodinamia: la farmacocinética de los aminoglucósidos se caracteriza por su variabilidad entre un paciente y otro. Todos los aminoglucósidos comparten unos aspectos farmacocinéticos similares, excepto en la dosis (la de amikacina es cuatro veces superior a la de gentamicina, tobramicina y netilmicina). Los aminoglucósidos presentan una escasa absorción oral y necesitan administrarse por vía parenteral. En general, los aminoglucósidos se administran por vía intravenosa en perfusión durante 30 minutos. Cuando se emplea la vía intramuscular, la concentración plasmática máxima tarda más tiempo en alcanzarse y depende de la zona de inyección. Los aminoglucósidos en aerosol llegan mínimamente al torrente circulatorio. Los aminoglucósidos se distribuyen en el volumen extracelular. La alteración del mismo, como sucede en caso de insuficiencia cardíaca, ascitis, quemados o insuficiencia renal, obliga a modificar la dosis. La unión de los aminoglucósidos a las proteínas plasmáticas es escasa, por lo que su concentración en los líquidos intersticiales se aproxima a la plasmática. La vida media es de aproximadamente dos horas, pero puede sobrepasar las 24 horas en caso de alteración de la función renal. Los aminoglucósidos son filtrados durante la hemodiálisis, especialmente con los nuevos aparatos, por lo cual se deben administrar después de la sesión de diálisis. Debido a su estructura polar, los aminoglucósidos penetran en pequeña cantidad en el interior de las células, excepto en las del túbulo proximal renal, donde estos antibióticos alcanzan una concentración superior a la plasmática. Los amino-

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glucósidos atraviesan escasamente la barrera hematoencefálica. Las concentraciones en las secreciones bronquiales tras su administración parenteral son bajas. La concentración en el humor acuoso es similar a la plasmática, si bien en el humor vítreo es menor, por lo que en el tratamiento de la vitritis por bacilos gramnegativos se recomienda la administración intravítrea del aminoglucósido. Las concentraciones logradas en la bilis y la próstata son inferiores a la plasmática. Las concentraciones alcanzadas en el hueso, el líquido sinovial y el líquido peritoneal son satisfactorias, pero en los líquidos purulentos son bajas, como consecuencia de la acidosis y la anaerobiosis local. Los aminoglucósidos se excretan sin metabolizar fundamentalmente por vía renal (por filtrado glomerular), y en mínimas cantidades por la bilis. Tras la filtración, estos fármacos se reabsorben en pequeña cantidad en el túbulo proximal de la corteza renal, concentrándose en las células tubulares (la gentamicina en mayor medida que la amikacina y la tobramicina). La concentración alcanzada en orina es 25 a 100 veces superior a la plasmática y puede detectarse hasta semanas después de completar el tratamiento. El efecto antibacteriano de los aminoglucósidos depende de la concentración alcanzada, puesto que la capacidad bactericida está en relación con la concentración plasmática, o lo que es lo mismo, a mayor concentración, mayor poder bactericida. En este caso, el tiempo de exposición de la bacteria al antibiótico es poco importante para la muerte del microorganismo. La concentración plasmática máxima óptima necesaria para conseguir una actividad bactericida sobre los microorganismos debe ser al menos diez veces superior a la CIM, si bien otros autores prefieren emplear como parámetro farmacodinámico para explicar la actividad antibacteriana, el cociente del área bajo la curva y la CIM. El efecto postantibiótico consiste en la capacidad que tienen ciertos antibióticos, como los betalactámicos y los aminoglucósidos, de parar el crecimiento bacteriano después de caer la concentración sérica del antibiótico por debajo de la CIM. El efecto postantibiótico de los aminoglucósidos ocurre tanto para los cocos grampositivos como para los bacilos gramnegativos y depende de los microorganismos, de la concentración y de la duración de la exposición al aminoglucósido. Para los bacilos gramnegativos el efecto postantibiótico oscila entre dos y cuatro horas, siendo más prolongado in vivo que in vitro. Estas dos propiedades farmacodinámicas son las que permiten administrar el aminoglucósido a dosis elevadas e intervalos prolongados sin alterar su eficacia antibacteriana, y constituyen el sustento sobre el que se basa la administración de los aminoglucósidos en una dosis única diaria. Efectos adversos: los aminoglucósidos pueden causar nefrotoxicidad, ototoxicidad y bloqueo neuromuscular, y en menor medida exantemas cutáneos, fiebre por antibióticos, depresión medular, anemia hemolítica y antagonismo del factor V de la coagulación. La toxicidad renal ocurre en un 5% a 25% de los pacientes tratados con la pauta convencional. Todos los aminoglucósidos inducen nefrotoxicidad; el que más la produce es la neomicina y el que menos la estreptomicina. En algunos estudios la tobramicina y la netilmicina se comportan con menos nefrotoxicidad respecto a la gentamicina, nunca con una diferencia clínicamente significativa. La nefrotoxicidad se debe a la inhibición de las fosfolipasas de los lisosomas del túbulo proximal, lo que ocasiona una fosfolipoidosis con posterior disfunción celular, necrosis y pérdida de las enzimas epiteliales. La nefrotoxicidad aparece a los varios días de tratamiento y consiste en una disminución del filtrado glomerular, cursando como fallo renal no oligúrico leve a moderado y en ocasiones grave. Generalmente es reversible, si bien es la primera causa de morbilidad de los aminoglucósidos, con una prolongación de la estancia hospitalaria y un aumento del coste del tratamiento. Los factores que contribuyen a la nefrotoxicidad son la hipotensión, la duración prolongada del tratamiento, una enfermedad hepática asociada, concentraciones séricas elevadas y administración conjunta de fármacos

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nefrotóxicos, como glucopéptidos, diuréticos, amfotericina B y contrastes radiológicos. La ototoxicidad es irreversible y puede afectar al nervio vestibular con alteraciones del equilibrio, síndrome vertiginoso y nistagmo, o al nervio auditivo con hipoacusia. La clínica de la ototoxicidad depende del aminoglucósido empleado: la gentamicina tiende a causar daño vestibular, la amikacina lesión auditiva y la tobramicina afecta a ambas estructuras de forma similar. La ototoxicidad se debe a la lenta eliminación de los aminoglucósidos en el órgano de Corti coclear, puede ser unilateral o bilateral y puede suceder días o semanas después de finalizar el tratamiento. La incidencia de ototoxicidad varía en los diferentes estudios (oscila entre el 3% y el 14%) debido a la dificultad para medirla. El bloqueo neuromuscular cursa con parálisis flácida, debilidad de la musculatura respiratoria y midriasis. Es una complicación rara, pero supone un riesgo cuando la concentración sérica es muy elevada, como sucede tras la instilación peritoneal o tras la administración intravenosa rápida. Indicaciones clínicas: los aminoglucósidos son efectivos en el tratamiento de infecciones donde se sospecha la presencia de bacilos gramnegativos aerobios, incluyendo P. aeruginosa. En general este grupo de antibióticos se utiliza en combinación con un betalactámico o un glicopéptido ya que estas combinaciones son sinérgicas. Se ha demostrado en pacientes neutropénicos febriles falla terapéutica con los aminoglucósidos en monoterapia, por lo cual se recomienda su uso combinado con betalactámicos o glicopéptidos.

Macrólidos Definición: los macrólidos (eritromicina, claritromicina, azitromicina), las lincosaminas (lincomicina y clindamicina), los cetólidos y las estreptograminas son antibióticos que comparten un mecanismo de acción similar pero tienen estructura diferente (Ver figura 3). Nosotros nos centraremos exclusivamente a los macrólidos que son antibióticos semisintéticos derivados de la eritromicina producida por Streptomyces eritreus. Clasificación: los macrólidos se clasifican de acuerdo al número de carbonos: 14 carbonos (eritromicina y claritromicina), 15 carbonos (azitromicina) y 16 carbonos (espiramicina). Figura 3.

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Mecanismo de acción: se unen a la subunidad 50S del ARN ribosómico en forma reversible. La unión se realiza mediante la formación de puentes de hidrógeno entre diferentes radicales hidroxilo del macrólido y determinadas bases del ARNr. Esto provoca un bloqueo en las reacciones de transpeptidación y traslocación. Farmacocinética y farmacodinamia: el comportamiento farmacocinético es muy parecido entre los diferentes macrólidos. La eritromicina está disponible en preparaciones tópicas, intravenosas y por vía oral. La claritromicina y azitromicina vienen en presentaciones vía oral e intravenosa. La absorción intestinal de eritromicina y azitromicina se ve disminuida en presencia de comida, por lo que su administración debe ser alejada de las mismas. Con excepción de azitromicina, todos se metabolizan en el hígado y sufren un efecto de primer paso que puede disminuir de manera significativa su biodisponibilidad. Los macrólidos con anillo de 14 átomos, pero no los de 15 y 16 átomos, emplean la vía metabólica del sistema enzimático del citocromo P450, cuya actividad inhiben en mayor o menor grado. La vida media y el pico sérico tienden a incrementarse si se administran dosis altas o múltiples, probablemente por saturación del metabolismo hepático. Difunden a través de la membrana debido a su carácter lipofílico y probablemente por la existencia de un transporte activo dependiente del calcio. La concentración en el citoplasma celular es varias veces superior a la sérica. Esto determina que no sean antibióticos adecuados cuando se sospecha una bacteriemia. La mayor parte del antibiótico se acumula en los fagolisosomas debido al carácter ácido de estos organelos. En medio ácido el macrólido se ioniza (protonación), la forma ionizada no difunde a través de la membrana lipídica y queda atrapada en el fagolisosoma. La concentración intracelular de azitromicina es particularmente elevada y persistente, en parte debido a que posee dos grupos básicos en lugar de uno, como ocurre con el resto de macrólidos. Además, a diferencia de otros macrólidos en los que la concentración intracelular varía prácticamente de inmediato en relación con las variaciones de concentración extracelular, azitromicina mantiene concentraciones intracelulares elevadas durante más de siete días después de la última dosis, con una concentración sérica simultánea indetectable. Los macrólidos difunden escasamente a través de las meninges, por lo cual no son adecuados para el tratamiento de meningitis. En general pasan a la saliva, a las secreciones bronquiales y a la leche materna, donde alcanzan concentraciones superiores al 50% de la sérica, pero no difunden a los tejidos fetales. Se eliminan por vía biliar en forma de metabolitos y de producto activo. La concentración biliar es superior a la sérica. No son adecuados para infecciones urinarias. Los macrólidos desarrollan una actividad antibacteriana lenta, predominantemente tiempo dependiente y con efecto EPA. La actividad se considera bacteriostática frente a la mayoría de microorganismos. Sin embargo, a concentraciones elevadas, en medio alcalino o frente a determinados microorganismos como S. pyogenes y S. pneumoniae, especialmente cuando se hallan en fase de crecimiento logarítmico, pueden comportarse como bactericidas. Las CIM son sensiblemente inferiores a pH alcalino (=8) porque la forma no ionizada difunde mejor a través de la membrana citoplasmática. La adición de suero reduce la CIM (aumenta la actividad) de algunos macrólidos, particularmente la de azitromicina y espiramicina y, en menor grado, la de claritromicina. Espectro de acción: la eritromicina presenta buena actividad sobre Streptococcus, Staphylococcus aureus, Corynebacterium spp., Listeria monocytogenes, Bordetella pertussis y Actinomyces. La claritromicina es más activa que los demás macrólidos, mientras la azitromicina es menos activa sobre bacterias grampositivas. Claritromicina y azitromicina son activas además sobre Moraxella catarrhalis y Haemophilus influenzae. Los macrólidos tienen buena actividad sobre Mycoplasma pneumoniae, Chlamydia spp. y ricketsias. Claritromicina y azitromicina tienen actividad sobre Mycobacterium avium.

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Efectos adversos: los efectos secundarios más frecuentes de los macrólidos, y especialmente de eritromicina, son las molestias gastrointestinales (dolor abdominal, náuseas y vómitos) debidas a la actividad procinética de la misma eritromicina, y en especial de sus metabolitos formados en el medio ácido del estómago. Se observan con mayor frecuencia en la población menor de 40 años, especialmente cuando el antibiótico se administra por vía intravenosa en perfusión rápida. La tolerancia digestiva del resto de macrólidos es superior a la de eritromicina. La administración de eritromicina a recién nacidos puede producir estenosis hipertrófica del píloro (revierte al retirar la medicación). Se han descrito casos de pancreatitis con el empleo de eritromicina y se ha sugerido una posible relación con la producción de un espasmo del esfínter de Oddi. Eritromicina por vía intravenosa puede producir flebitis. Debe perfundirse a través de una vena de gran calibre, lentamente (en 1 h) y diluída (250 ml de solución salina). Una complicación rara del uso de eritromicina es la hepatotoxicidad. Se observa en adultos, especialmente en la mujer embarazada y se manifiesta hacia la segunda semana de tratamiento en forma de hepatitis colestásica con fiebre, dolor abdominal, náuseas, vómitos y a veces eosinofilia. El cuadro cede al retirar el tratamiento. Puede presentarse con el empleo de cualquier formulación de eritromicina, aunque parece más frecuente con el estolato. Se ha observado ototoxicidad en forma de sordera y acufenos con el empleo de dosis altas de eritromicina, especialmente en la población anciana o con insuficiencia renal o hepática, o con la administración concomitante de otros fármacos potencialmente ototóxicos. Se han descrito asimismo casos de ototoxicidad con el empleo de dosis altas de claritromicina y de azitromicina en el tratamiento de la infección por M. avium en pacientes con SIDA. Eritromicina (especialmente cuando se administra por vía intravenosa) y en menor grado claritromicina, pueden ocasionar un alargamiento del intervalo QT. Indicaciones clínicas: los macrólidos están indicados en pautas de tratamiento empírico de infecciones respiratorias y de piel y partes blandas adquiridas en la comunidad. En muchas de estas situaciones constituyen el tratamiento de elección como es el caso de la B. pertussis, mientras en otros casos constituyen el tratamiento de alternativa en pacientes alérgicos a la penicilina. Las recomendaciones para el tratamiento de la neumonia adquirida en la comunidad incluyen la claritromicina en el caso de neumonias que no requieren internación, y la asociación de un macrólido a un betalactámico en el caso de neumonias que requieren internación con sospecha de gérmenes atípicos. La claritromicina forma parte de los esquemas terapéuticos de las infecciones por M. avium y Helicobacter pylori. La azitromicna en monodosis se ha mostrado eficaz en el tratamiento de la uretritis y cervicitis.

Quinolonas Definición: se trata de un grupo de antimicrobianos que derivan de una molécula básica formada por una doble estructura de anillo que contiene un residuo N en la posición 1. Diferentes sustituciones, incluyendo la inclusión de residuos de flúor, han derivado desde el ácido nalidíxico hasta las quinolonas fluoradas. Las quinolonas son antibióticos bactericidas y actúan inhibiendo la ADN girasa, enzima que cataliza el superenrollamiento del ADN cromosómico, que asegura una adecuada división celular. Clasificación y espectro de actividad: al igual que las cefalosporinas, las quinolonas se clasifican en generaciones. Si se leen diferentes libros o artículos se encuentran clasificaciones diferentes. Nosotros adoptaremos la más simple. Las quinolonas de primera generación (ácido nalidíxico y ácido pipemídico) tienen actividad sobre enterobacterias y son inactivas

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sobre grampositivos y anaerobios. Alcanzan concentraciones muy bajas en suero, su distribución sistémica es baja y solo se usan para casos de infecciones urinarias bajas por su buena concentración urinaria. Las de segunda generación (norfloxacina y ciprofloxacina) son llamadas fluoradas, ya que incorporan un átomo de flúor y presentan mucho mayor actividad sobre gramnegativos. La ciprofloxacina es la quinolona con mejor actividad sobre Pseudomonas aeruginosa. Tienen una moderada actividad sobre grampositivos, son activas sobre gérmenes atípicos y no presentan actividad sobre anaerobios. En el caso de norfloxacina, las concentraciones en suero y tejidos son bajas, por lo que no se usa en infecciones sistémicas, siendo una buenea opción en el caso de infecciones urinarias no complicadas. Las de tercera generación (levofloxacina, gatifloxacina) retienen la actividad sobre gramnegativos y mejoran la actividad sobre grampositivos. Es importante su actividad sobre Streptococcus y especialmente sobre S. pneumoniae. Además tienen una muy buena actividad sobre gérmenes atípicos. Las de cuarta generación (moxifloxacina, trovafloxacina) retienen actividad sobre gramnegativos y aumentan la actividad sobre grampositivos, especialmente S. aureus y Enterococcus. Además agregan actividad sobre microorganismos anaerobios. Mecanismo de acción: las quinolonas interactúan con dos sitios diferentes pero relacionados, dentro de la célula bacteriana: la ADN girasa y la topoisomerasa IV. La primera es más sensible a la acción de las quinolonas en caso de gérmenes gramnegativos, mientras en grampositivos la más sensible es la topoisomerasa IV. Las quinolonas inhiben la síntesis de ADN y a concentraciones altas también la de ARN. Cuando interacciona con la ADN girasa, la inhibición ocurre rápidamente, mientras que cuando interacciona con la topoisomera IV la inhibición ocurre más lentamente. Este efecto es debido a la habilidad de las quinolonas de estabilizar los complejos de ADN y topoisomeras II. Farmacocinética y farmacodinamia: las quinolonas son bien absorbidas luego de la administración por vía oral, mostrando una biodisponibilidad muy buena. Las concentraciones séricas alcanzadas con la administración vía oral son similares a las alcanzadas por vía intravenosa. La comida no afecta la absorción. Sin embargo, pueden interaccionar con cationes (calcio, aluminio, magnesio, etc.), lo que disminuye significativamente la absorción. Las concentraciones séricas máximas son bajas en el caso del ácido nalidíxico, pipemídico y norfloxacina. La unión a proteínas plasmáticas es baja y la vida media plasmática varía de 1,5 a 16 horas. La ciprofloxacina y quinolonas de tercera y cuarta generaciones se distribuyen ampliamente por el organismo, siendo el volumen de distribución alto, lo que supone que alcanzan concentraciones intracelulares altas. Su concentración en tejido prostático, bilis, pulmón, riñón y neutrófilos es superior a la sérica. La eliminación es mayoritariamente renal en ácido pipemídico y levofloxacina, otras tienen eliminación no renal (moxifloxacina) y otras presentan eliminación por ambas vías (ciprofloxacina y norfloxacina). Las quinolonas exhiben actividad bactericida concentración dependiente. El cociente entre concentración inhibitoria máxima y CIM debe ser mayor a 10 para obtener la mayor eficacia clínica y evitar la aparición de mutantes resistentes. Otro parámetro farmacodinámico utilizado es el área bajo la curva sobre la CIM, que debe ser mayor a 125. Efectos adversos: los más frecuentes son los gastrointestinales, que incluyen náuseas, anorexia, vómitos y dolor abdominal. Se han reportado en segundo lugar alteraciones a nivel del sistema nervioso central como cefaleas, insomnio y alteraciones del humor. Artropatía y erosiones de los cartílagos en animales jóvenes han determinado su uso restringido en niños.

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Sin embargo, se han utilizado en niños con fibrosis quística donde raramente se han observado estos efectos, y cuando se han observado han sido reversibles. Otros efectos son mucho menos frecuentes. No ha sido establecido el uso seguro de las quinolonas durante el embarazo. No deben ser utilizadas durante la lactancia. Indicaciones clínicas: es importante que al utilizar una quinolona se recuerde que existe una relación inversa entre la concentración de quinolona y la selección de mutantes resistentes, por lo que al usar este tipo de antibióticos no se debería infradosificar para evitar la selección de resistencia. Infecciones urinarias: se utilizan para el tratamiento de las infecciones urinarias tanto bajas como altas. En las cistitis se utilizan quinolonas de primera generación o norfloxacina. La ciprofloxacina o levofloxacina se reservan para el tratamiento de pielonefritis. Las fluorquinolonas se concentran en tejido prostático, por lo cual son de elección en el tratamiento de las prostatitis. Enfermedades de transmisión sexual: la ciprofloxacina en monodosis es una opción en el tratamiento de infecciones por Neisseria gonorrhoeae, pero no se ha mostrado eficaz en el tratamiento de infecciones por C. trachomatis, para las cuales se necesitan tratamientos de siete días. Enfermedades gastrointestinales: la ciprofloxacina tiene buena actividad sobre patógenos causantes de gastroenteritis (Salmonella, Shigella y otros), y en aquella minoría de casos que requiere tratamiento se ha mostrado eficaz. Infecciones óseas: las fluorquinolonas constituyen una opción válida en el tratamiento de las osteomielitis crónicas por su buena penetración ósea. En las causadas por S. aureus o P. aeruginosa puede aparecer resistencia intratratamiento, lo que lleva a la persistencia de la infección. Infecciones respiratorias: las quinolonas de tercera y cuarta generaciones son las que tienen buena actividad sobre S. pneumoniae y otros patógenos respiratorios de origen comunitario. Sin embargo, en nuestro país su uso se desaconseja, ya que existen otras opciones antes de recurrir a estos fármacos caros y con un espectro tan amplio.

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Principales mecanismos de resistencia antibiótica R. Vignoli, V. Seija

La resistencia bacteriana a los antibióticos es un tema amplio, que puede ser considerado desde distintos ángulos. Queremos resaltar tres perspectivas fundamentales, pues consideramos que el futuro médico debe saber en todo momento a que nos estamos refiriendo en cada uno de ellos, para darle la interpretación correcta a la información que habitualmente le llega a las manos, ya sea a través de las comunicaciones científicas, como de los informes del laboratorio. De este modo podemos referirnos a mecanismos de resistencia individuales, resistencia poblacional y resitencia poblacional en microorganismos que están produciendo una infección. Resistencia individual: se refiere a la interacción molecular entre una célula bacteriana con todo su arsenal genético y metabólico, y un antibiótico determinado. Se estudian aquí las distintas herramientas con que cuenta una bacteria para evitar la acción del antibiótico en cuestión. Al referirnos a arsenal genético y metabólico queremos señalar que no siempre es suficiente con que el microorganismo posea un gen que codifica un mecanismo de resistencia en particular. Ese gen o esos genes deben ser expresados en cantidad y calidad suficiente, y muchas veces deben interactuar distintos mecanismos de resistencia para alcanzar la sobrevida bacteriana. Como ejemplo se puede destacar la expresión en E. coli de su betalactamasa de clase C (tipo Amp-C). El gen que codifica para esta enzima capaz de romper distintos antibióticos betalactámicos (ver más adelante) se encuentra naturalmente codificado en el cromosoma de dicha bacteria, sin embargo la expresión de esta enzima es mínima debido a que este microorganismo carece del promotor natural (Amp-R ). De este modo, si bien E. coli posee un gen capaz de producir un efectivo mecanismo de resistencia, su escasa expresión (asociada a la acción residual de algún promotor que se encuentre corriente arriba en el cromosoma bacteriano) hace que el microorganismo pueda comportarse como sensible a ampicilina. Resistencia poblacional: representa el comportamiento in vitro de un inóculo bacteriano preestablecido (una población bacteriana) enfrentado a determinada concentración de un antibiótico, por un período de tiempo determinado. Estos son los tipos de estudios que en general se realizan en el laboratorio clínico. Los resultados finales de estos estudios darán un informe de sensibilidad o resistencia, que son muy importantes para la orientación terapéutica del paciente, pero que no siempre coinciden con el éxito terapéutico. Así, en un paciente que presenta una infección urinaria baja (cistitis) producida por una cepa de E. coli, en ocasiones puede obtenerse un tratamiento eficaz con ampicilina, pese a que los estudios in vitro muestran que es resistente a la misma. Esto es debido a que los betalactámicos se concentran

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más de 100 veces en la vejiga que en el plasma, por lo que alcanzan niveles que exceden las posibilidades de resistencia bacteriana. En el otro extremo, un coco grampositivo como S. aureus o S. pneumoniae, que in vitro es sensible a eritromicina, no puede ser combatido con este antibiótico si se encuentra produciendo una bacteriemia, debido a que los macrólidos alcanzan una concentración plasmática insuficiente. Resistencia poblacional en microorganismos que están produciendo una infección: en este caso hablamos de eficacia terapéutica y juegan otros factores, como el sitio de infección, las propiedades farmacocinéticas del antibiótico (donde se encuentran incluídas la dosis y el fraccionamiento diario del mismo), el estado inmunológico del paciente, el tamaño del inóculo bacteriano, etc. La recuperación del estado de salud del paciente, es el parámetro que determina la efectividad del tratamiento. Estos tres conceptos forman peldaños de una escalera que se debe transitar para alcanzar el objetivo final, que es la erradicación de una enfermedad infecciosa de origen bacteriano, en un paciente en particular. Dado que los antibióticos van a actuar directamente sobre el microorganismo productor de la infección (y por defecto también contra la flora normal), parece lógico pretender que el estudiante de medicina deba entender las bases de la interacción antibiótico-microorganismo, para que más adelante en la carrera pueda diseñar planes terapéuticos con el menor costo posible. Solo por este capítulo vamos a considerar que el único costo en cuestión es la aparición de resistencia bacteriana. Precisamente la interacción antibiótico-bacteria se refiere al juego entre los mecanismos de acción de los antibióticos y los mecanismos de resistencia bacterianos. El primer componente de este binomio ya fue analizado en el capítulo 34, por lo que en esta instancia nos referiremos a los mecanismos de resistencia bacterianos a los antibióticos.

Tipos de resistencia La resistencia antibiótica puede ser natural (intrínseca) o adquirida. La resistencia natural es propia de cada familia, especie o grupo bacteriano. Por ejemplo, todos los gérmenes gramnegativos son resistentes a la vancomicina, y esta situación no es variable. La resistencia adquirida es variable y es adquirida por una cepa de una especie bacteriana. Así, existen cepas de neumococo que han adquirido resistencia a la penicilina, cepas de Escherichia coli resistentes a la ampicilina, cepas de estafilococos resistentes a la meticilina. Esta resistencia adquirida es la que estudiamos en el laboratorio e informamos al clínico. La resistencia adquirida es la que puede llevar a un fracaso terapéutico cuando se utiliza un antibiótico supuestamente activo sobre el germen que produce la infección.

Genética de la resistencia Las bacterias son capaces de adquirir resistencia en función de su variabilidad genética. Nuevos mecanismos de resistencia pueden ser adquiridos mediante mutación o mediante transferencia de material genético entre células bacterianas de especies relacionadas o diferentes. Estos genes de resistencia pueden estar codificados en el material genético cromosómico o extracromosómico (plásmidos). Tener presente estos elementos tiene implicancias epidemiológicas e incluso en algunos casos terapéuticas, como se verá más adelante. SISTEMATIZACIÓN

La gran mayoría de los mecanismos de resistencia pueden agruparse en tres categorías.

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Inactivación enzimática: el principal mecanismo de inactivación es la hidrólisis, como sucede con las betalactamasas y los betalactámicos, pero también pueden ocurrir modificaciones no hidrolíticas tales como las acetilaciones, adenilaciones o fosforilaciones inactivantes de aminoglucósidos. • Modificaciones en el sitio blanco: existen diversas estrategias para alcanzar este objetivo. Destacaremos algunas como ser: modificaciones en el gen que codifica el propio blanco del antibiótico, como por ejemplo las alteraciones en las PBP de Streptococcus pneumoniae que confiere resistencia a penicilina e incluso a ceftriaxona; la adquisición de genes que codifiquen para sustitutos de los blancos originales, como PBP2’ en Staphylococcus spp. meticilinorresistentes o la dihidrofolato reductasa alternativa en las cepas resistentes a trimetoprim. • Alteraciones de la permeabilidad: se pueden incluir aquí tres tipos. 1. Alteraciones de las membranas bacterianas: se ve fundamentalmente en gramnegativos, donde la membrana externa de la envoltura celular rica en lípidos es impermeable a las sustancias hidrofílicas. De este modo dichas sustancias quedan confinadas a la penetración a través de proteínas transmembrana con función de porinas. Existen algunas moléculas de antibiótico, como penicilina y vancomicina, que por su tamaño son incapaces de pasar a través de las porinas de bacilos gramnegativos. La disminución de la expresión de dichas porinas puede disminuir el flujo de llegada del antibiótico al espacio periplásmico. Se considera que en este caso los niveles de resistencia alcanzados no suelen ser suficientes como para conferir resistencia absoluta a un antibiótico. La ocurrencia simultánea de este mecanismo unido a otro, por ejemplo hidrólisis enzimática (aún en niveles discretos), sí puede conferir altos niveles de resistencia y ocasionar fallos terapéuticos. 2. Alteraciones en la entrada de antibióticos dependiente de energía, como ocurre en la primera etapa de ingreso de los aminoglucósidos. (Ver más adelante) 3. Aumento de la salida de antibióticos: la resistencia por eflujo es un mecanismo inespecífico, que afecta a diferentes grupos de antibióticos como betalactámicos, quinolonas, tetraciclinas y cloranfenicol. En gramnegativos estos sistemas en general se encuentran constituídos por tres proteínas: una de alto peso molecular asociada a la membrana citoplasmática, una con función de fusión de ambas membranas y una porina asociada a la membrana externa. Dentro de los múltiples sistemas de eflujo, los más conocidos son Mex AB-Opr M, Mex CD-Opr J y Mex EF-OprN. Siendo Mex A, Mex C y Mex E proteínas homólogas de aproximadamente 110 kD asociadas a la membrana citoplasmática; Mex B, Mex D y Mex F proteínas de aproximadamente 40 kD, responsables de la fusión de ambas membranas y por último Opr M, J y N porinas de membrana externa de aproximadamente 50 kD. Estos sistemas así constituídos exportan moléculas desde el citoplasma hacia fuera de la membrana externa. En grampositivos se trata de una proteína transmembrana con función ATPasa que actúa como bomba de eflujo. A continuación se considerarán los mecanismos de resistencia de los grupos de antibióticos más utilizados a nivel clínico. MECANISMOS DE RESISTENCIA A LOS ANTIBIÓTICOS QUE ACTÚAN SOBRE LA PARED BACTERIANA

La pared bacteriana presenta la doble característica de ser una estructura vital para los microorganismos que la poseen y exclusiva de estos. De manera que el diseño o hallazgo de moléculas

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de antibióticos que actúan a este nivel, constituye una herramienta poderosa y segura para el combate de las infecciones bacterianas. Su principal función es de protección osmótica, permitiendo la sobrevida bacteriana en diversas condiciones de osmolaridad, incluyendo los cambios bruscos de un medio a otro. Esta función se lleva a cabo merced al peptidoglicano, que actúa como una armadura o malla envolviendo la bacteria, ofreciéndole rigidez y estabilidad. Sin embargo, para entender tanto el mecanismo de acción de los betalactámicos como sus mecanismos de resistencia, es necesario considerar no solo la estructura del peptidoglicán, sino también todo el mecanismo biosintético del mismo, el cual se encuentra acoplado al crecimiento bacteriano y a la regulación de diversos mecanismos de resistencia. Peptidoglican o mureína Estructura: el peptidoglicán se puede dividir en dos regiones. 1. Un polímero de aminoazúcares orientado en sentido transversal, compuesto por la unión cíclica y repetitiva de un dímero de N acetilglucosamina (NacGlc) y ácido N acetilmurámico (NacMur), mediado por uniones ß1-4. 2. Una fracción peptídica que está formada por un pentapéptido que se encuentra unido covalentemente a la molécula del NacMur y que clásicamente se constituye por L-alanina (Lala)-D-glutámico-(Dglu) Ac mesodi aminopimélico(mDAP) (en bacilos gramnegativos) o L- Lysina(L-Lys) en grampositivos y un dipéptido terminal D alanil-D-alanina (Dala-Dala). La estructura compuesta como NacGlc-NacMur pentapéptido constituye el peptidoglicán precursor. (Figura 1) Entre las unidades peptídicas se produce el entrecruzamiento longitudinal que le otorga funcionalidad al polímero. Este entrecruzamiento se da de modo tal, que en bacilos gramnegativos se realiza mayoritariamente entre la Dala ubicada en la posición cuatro y el mDAP. Mientras que los grampositivos utilizan un pentapéptido de glicina, para unir Dala a Lys. Este entrecruzamiento tridimencional, le da la rigidez a la molécula de peptidoglicán, le permite Figura 1. Esquema de los Componentes del Peptidoglican

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cumplir con sus funciones principales (mantenimiento de la presión osmótica, determinación de la forma bacteriana y participación en la elongación y división celular). Biosíntesis: la síntesis de esta estructura, se puede dividir en tres grandes pasos. 1. Intracitoplasmático, dependiente de ATP donde se constituye el precursor NacGlc- NacMur pentapéptido unido a UDP (uridin di fosfato). 2. La segunda etapa es intramembranal y consiste en la unión mediante un enlace de pirofosfato del precursor, a un lípido transportador (bactoprenol) y la transposición hacia el espacio periplásmico. 3. La tercer y última etapa es periplásmica y consiste básicamente en dos pasos, la elongación del peptidoglicán preexistente y el entrecruzamiento de las cadenas peptídicas. Etapa citoplasmática: una vez sintetizado el UDP-Nac-Mur como producto derivado de la reducción del UDP-Nac-Glc, comienza la fase del ensamblaje del componente peptídico. Esto se produce mediante uniones secuenciales y consecutivas, mediadas por ligasas, que van agregando la L-alanina, luego el D-glutámico y como tercer paso el ácido mesodiaminopimélico o la L-lisina respectivamente, si se trata de gramnegativos o grampositivos (figura 2). El último dipéptido (D-alanil-D-alanina) se introduce ya preformado. Si bien esto parece un detalle insignificante, es este dipéptido el que interactúa con las transpeptidasas o proteínas de unión a penicilina (PBP) permitiendo el entrecruzamiento del peptidoglicán, es la estructura que simulan los betalactámicos para ejercer su efecto y es el sitio blanco de acción de los glicopéptidos, como vancomicina. (Ver figura 2) El ingreso de alanina a la célula bacteriana se produce a través de porinas específicas para dicho aminoácido, que permiten el ingreso tanto de las formas D como L alanina. Una vez

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Figura 3. Esquema de los Componentes del Peptidoglican

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en el interior de la célula, una racemasa, convierte parte de las formas L en D, y finalmente una ligasa específica produce los dipéptidos D-ala-D-ala que completan el pentapéptido. Este compuesto (UDP-Nac-Mur-pentapéptido) que es hidrosoluble, se une a la cara interna de la membrana citoplasmática, y mediante una unión dependiente de energía mediada por una translocasa I, se relaciona al lípido transportador denominado bactoprenol, dando comienzo a la etapa transmembrana (figura 3). Etapa transmembrana: de esta manera se genera el lípido I (que es la unión del bactoprenol a través de un enlace de pirofosfato al Nac-Mur-penta). Con esta unión se consigue enmascarar la hidrosolubilidad del peptidoglicán, de manera que pueda atravesar la bicapa lipídica. La translocasa II es responsable del agregado del Nac-Glc, constituyéndose así el lípido II (figura 3). La trasposición del lípido II ocurre entonces de un modo aún no dilucidado, promoviendo la colocación del precursor del peptidoglicano, ahora asomando hacia el espacio periplásmico. Etapa periplásmica: fundamentalmente se producen tres pasos, la transglicosilación, la separación del lípido transportador y el entrecruzamiento peptídico (transpeptidación). La

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primera y la última la realizan enzimas con actividad transglicosilasa y transpeptidasa (más conocidas como PBP de Penicilin Binding Protein), que se encuentran ubicadas en la membrana citoplasmática con su sitio activo hacia el espacio periplásmico. Las principales PBP denominadas en general PBP I, II y III (debido a que son las de mayor peso molecular), tienen en sus extremos carboxi y amino terminal las funciones transpeptidasas y transglicosilasas. Sin embargo, solo la función de transpeptidasa es inhibible por betalactámicos. La separación del lípido II se produce por acción de una pirofosfatasa que rompe el enlace pirofosfato, dejando al bactoprenol libre para comenzar otra vez el ciclo (figura 3). Las transpeptidasas reconocen la estructura estereoquímica del dipéptido Dala-Dala, y mediante clivaje de la última alanina liberan la energía necesaria para realizar el entrecruzamiento con el mDAP en gramnegativos o el puente peptídico intermediario de los grampositivos. La regulación de este mecanismo de síntesis es de modo tal, que la inhibición de la transpeptidación inhibe todo el mecanismo de síntesis de pared. MECANISMOS DE RESISTENCIA A BETALACTÁMICOS

Los tres grandes mecanismos ya descritos pueden ponerse en juego; trastornos en la permeabilidad, alteración del sitio blanco de acción e hidrólisis enzimática. Los trastornos de permeabilidad se corresponden fundamentalmente con la disminución de la expresión de porinas. Como ya se ha dicho, no es un mecanismo que por sí mismo promueva altos niveles de resistencia, pero puede ser muy importante en conjunción con distintos tipos de betalactamasas. Modificación del sitio blanco de acción: como ya fue dicho, el sitio blanco de los betalactámicos son las diferentes PBP. La información genética de estas proteínas se encuentra codificada en el genoma bacteriano y no en plásmidos. Sin embargo, elementos que regulan la expresión de esos genes sí puede ser codificada en un plásmido. Pueden distinguirse distintas alternativas para que se produzca una PBP que presente menor afinidad por los antibióticos. La expresión de un gen alternativo, que codifique una PBP básicamente distinta a la existente, es el caso de S. aureus meticilinorresistente, donde la expresión del gen mecA produce una PBP alternativa PBP2´ que es menos afin a la totalidad de los betalactámicos. Con esto se quiere decir que la expresión del gen mecA genera la resistencia a la totalidad de los betalactámicos, independientemente de los resultados in vitro. Este sería el típico caso donde la regulación es mediada por plásmidos. Formación de genes mosaico, por incorporación de fragmentos de material genético de otro microorganismo: este proceso generado por transformación y recombinación homóloga, genera genes en parches, cuya secuencia queda constituída en parte por la información preexistente, y en parte por la recientemente adquirida. Ejemplos de esto son algunas de las PBP de S. pneumoniae resistente a penicilina y las PBP modificadas de Neisseria gonorrhoeae, donde se han detectado fragmentos con secuencias de alta homología con las PBP de N. lactámica. Hidrólisis enzimática: este mecanismo implica la inactivación de los betalactámicos como consecuencia de la acción de enzimas que reciben el nombre de betalactamasas, y es el principal mecanismo de resistencia a betalactámicos. Estas enzimas son un claro ejemplo de la plasticidad de la genética bacteriana. Probablemente originadas de un reducido grupo de enzimas cromosómicas, constituyen hoy una familia de proteínas de gran disimilitud, que ha requerido numerosas clasificaciones con el intento de poderlas agrupar. Las evidencias disponibles tienden a asignarle en un comienzo, alguna función particular en la síntesis de pared, sobre todo en bacterias gramnegativas. Estas hipótesis surgen de experimentos realizados en Salmonella, la cual no codifica en su cromosoma betalactamasas de clase C. Cuando se

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introduce en una Salmonella un plásmido que codifica una betalactamasa de clase C (típicamente cromosómica), se observan en el microorganismo alteraciónes morfológicas, retardo en la velocidad de crecimiento y disminución de su virulencia. Estas enzimas destruyen por hidrólisis, penicilinas, cefalosporinas y carbapenemes. La mayoría de estas enzimas actúan a través de la formación de un complejo acilpenicilina (merced a la presencia de una serina en la posición 70) que se hidroliza rápidamente, regenerando la enzima. Estas enzimas forman parte de un amplio grupo de proteínas denominadas serinproteasas.

Clasificación de las betalactamasas Basándose en datos de secuencia parcial del ADN de las betalactamasas, Ambler en 1980 propone clasificarlas en cuatro clases: A, B, C y D. Las enzimas de clase A, cuyo prototipo es la enzima TEM-1, (actualmente presente en más del 50% de los aislamientos de enterobacterias en general), están codificadas en plásmidos y su peso molecular oscila entre 25 y 30 kD, al igual que las de clase B y D. Las enzimas de clase C, están generalmente codificadas en el cromosoma bacteriano y son típicamente inducibles por betalactámicos. Se trata de proteínas que presentan unos 100 aminoácidos más que la de los otros grupos, por lo que su peso molecular suele rondar los 40 kD o más. En algunas especies, la región reguladora del gen ha desaparecido, y en consecuencia la enzima se expresa constitutivamente. Las enzimas de clase B requieren zinc para su actividad y son consideradas por ello metalo betalactamasas. En general son plasmídicas, inhibibles por EDTA, incluyéndose aquí las enzimas que confieren resistencia a los carbapenemes. Las enzimas de clase D constituyen un grupo reducido de enzimas plasmídicas, con actividad incrementada sobre oxacilina (OXA-1), inhibibles por iones cloruros y de forma variable por inhibidores del tipo ácido clavulánico o sulbactam. Estas enzimas, al igual que lo observado en las enzimas de clase A, han ampliado su espectro de acción mediado por mutaciones puntuales a partir de enzimas con actividad reducida a penicilinas como es el caso de las OXA derivadas. En 1995 Bush, Jacob y Medeiros proponen una clasificación funcional para las betalactamasas. Esta se basa en el peso molecular de la enzima, su punto isoeléctrico (pI), el perfil de sustrato y la propiedad de ser inhibidas por la presencia de ácido clavulánico o EDTA. En base a este esquema surgen cuatro grupos funcionales que se correlacionan bien con la clasificación de Ambler, denominándose: 1, 2, 3 y 4. Las del grupo 1 corresponden a enzimas con acción cefalosporinasa, no inhibibles ni por ácido clavulánico ni por EDTA, y que se correlacionan con las enzimas cromosómicas de bacilos gramnegativos de tipo AmpC. Las del grupo 2 están constituídas por penicilinasas y cefalosporinasas inhibibles por ácido clavulánico, y coinciden mayoritariamente con el tipo A de Ambler. Las del grupo 3 son inhibibles por EDTA pero no por ácido clavulánico, se corresponden con las metaloenzimas de tipo B. Por último, un grupo poco importante no descrito por Ambler, las del grupo 4, que incluye penicilinasas no inhibibles por ácido clavulánico encontradas en Pseudomonas cepacia. Las betalactamasas son proteínas globulares que presentan una masa 100 veces superior a su substrato. En este contexto, una vez que el antibiótico ingresa al sitio activo, son muchas las interacciones químicas que se producen entre ambas moléculas. Así, en las serin betalactamasas, el oxígeno con carga negativa del grupo carbonilo de los betalactámicos es atacado por los grupos amino (de carga positiva) de la serina 70 y una alanina que se encuentra

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Figura 4. Esquematización de Funcionamiento de las Serin ß-lactamasas. Se esquematiza la interacción ß-lactamasa- ß-lactámico. La enzima esta representada por los extremos amino de la alanina 273 y la serina 70, así como el grupo hidroxilo de esta última. La primera interacción E S es todavía reversible y se representa por K+1 y K-1. Una vez que se produce la acilación representado por K+2 la reacción es irreversible. Cuando la enzima es activa sobre el sustrato, la reacción culmina con la deacilación (k+3), con la consiguiente liberación del antibiótico hidrolizado y la recuperación de la actividad enzimática. Sin embargo cuando la enzima no es capaz de hidrolizar al sustrato, la reacción se detiene a este nivel, produciéndose la inactivación de la misma. Esto es lo que ocurre con los inhibidores del tipo del Sulbactam o ácido clavulánico

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próxima. Se forma así mediante un enlace covalente irreversible, un complejo acilpenicilina (acilación). Estas interacciones generan un efecto de “tensión” sobre el grupo carbonilo, que tiende a romper el grupo amida del anillo betalactámico. La íntima proximidad que se genera entre el grupo hidroxilo de la serina 70 y el grupo amida del anillo culmina la acción, generando la hidrólisis del betalactámico. La presencia de una molécula de agua en el sitio activo de estas enzimas produce la liberación del antibiótico (deacilación), devolviendo la actividad enzimática (figura 4).

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METALO BETALACTAMASAS (DE CLASE B)

Se trata de una familia de enzimas de gran diversidad genética, con porcentajes de identidad de secuencia de entre el 20% y 40%. Sin embargo, se encuentra un motivo conservado dado por cuatro residuos de histidina (H), una aspargina (D) y una cisteína (C), que se ubican según una secuencia consenso HXHXD(X)55-74H(X)18-24C(X)37-41H, lo cual se corresponde a los ligandos con dos átomos de Zinc ++. El mecanismo de acción de estas enzimas difiere de las serin proteasas, ya que en este caso no se producen uniones covalentes entre la enzima y el sustrato. Aquí cada átomo de Zn++ actúa polarizando distintas estructuras del anillo betalactámico. Así el Zn++(1) actúa polarizando el grupo carbonil de dicho anillo, produciendo un hueco oxianiónico que favorece la hidrólisis. El Zn++(2) queda dispuesto próximo al N del anillo, lo que sugiere que interactuaría con el grupo amida de modo de estabilizar el sustrato durante el ataque nucleofílico y favorecer luego el recambio de sustrato de la enzima. Desde el punto de vista médico, existen dos aspectos importantes para clasificar las betalactamasas; ellos son la ubicación de los genes (cromosómicos o plasmídicos) y el espectro de acción. En base a esta información se pueden realizar ciertas generalizaciones. Al referirnos a betalactamasas plasmídicas nos referiremos fundamentalmente a las de clase A, que son las serin enzimas que clásicamente se encuentran en plásmidos, mientras que las cromosómicas serán las de clase C. De todas maneras debe saberse que desde hace unos años atrás no es infrecuente la detección de betalactamasas de clase C en plásmidos. Principales betalñactamasas plasmídicas En los grampositivos son fundamentalmente penicilinasas, sin incluir acción sobre cefalosporinas. Las betalactamasas en bacilos gramnegativos, originalmente poseían un espectro más reducido de acción que las cromosómicas, pero eran más eficaces. La presencia de una estructura a manera de compuerta (denominado bucle omega) relacionada con el óptimo enfrentamiento entre el anillo betalactámico y la molécula de agua ya mencionada, restringía a su vez la llegada al sitio activo de moléculas más grandes. Estas primeras enzimas denominadas betalactamasas de espectro ampliado (BLEA), tienen acción sobre penicilinas y cefalosporinas de primera generación. El agregado de cadenas laterales grandes a nivel del carbono 7 del anillo cefalosporánico, evita la entrada de estos antibióticos al sitio activo de las (BLEA) y define a las cefalosporinas de tercera generación. Mutaciones generalmente en dos pasos, generaron la aparición de betalactamasas de espectro expandido (BLEE), con acción sobre cefalosporinas de tercera generación. (Ver figura 5) Para la generación de una BLEE a partir de una BLEA, una primer mutación implica la apertura del bucle omega, con la consiguiente pérdida de la eficacia (disminución de Vmax). Una segunda mutación reajusta la molécula de agua al anillo betalactámico. La sustitución de dos aminoácidos es suficiente para producir estos cambios. Por lo dicho, las betalactamasas plasmídicas ofrecen al menos dos motivos de alerta: su fácil diseminación inter e intraespecie, y su alta variabilidad con el consiguiente aumento del espectro de acción. La mayoría de las transformaciones se dan a nivel intrahospitalario, donde las cepas pasan de paciente en paciente y las enzimas de germen en germen, hasta que las mutaciones ocurren. Otro elemento importante de las betalactamasas plasmídicas es su capacidad de interactuar con los inhibidores de betalactamasas tipo sulbactam. Estas moléculas con anillo betalactámico pero casi sin actividad antibiótica, tienen la capacidad de una vez acilados, interactuar con residuos enzimáticos (arginina 244) que generan un total desenfoque entre la molécula de agua y el anillo betalactámico. El resultado es una actividad suicida donde se impide la

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Figura 5. Representación esquemática de la estructura de diferentes tipos de ß-lactamasas. A, B y C muestran una de las etapas evolutivas de una ß-lactamasa de clase A desde una BLEA a una BLEE en dos eventos de mutaciones puntuales. D: ß-lactamasa de clase C. La ausencia de bucle omega y de la estructura que contiene la arg 244, determinan su espectro de acción: cefalosporinasas no inhibibles por sulbactam, ácido clavulánico o tazobactam. B) Primer paso de mutación.

A) BLEA

ARG 244

ARG 244

Bucle omega

ARG 244

C) Segundo paso de mutación. ( BLEE )

D) β- Lactamasa de clase C

deacilación. La estructura con la que actúan los inhibidores no se encuentra presente en las betalactamasas cromosómicas. Betalactamasas cromosómicas: como ya se dijo no son inhibibles. La ausencia de bucle omega sella su perfil de actividad. No restringen la llegada de cefalosporinas, por lo tanto son cefalosporinasas, pero por la misma razón no son altamente eficientes. Confieren resistencia a cefalosporinas de segunda generación, y dependiendo de su cantidad, también son capaces de conferir resistencia a cefalosporinas de tercera generación. Su mecanismo de expresión está estrechamente relacionado a la síntesis y reciclaje del peptidoglicán, que actúa a través de un promotor que en condiciones normales se encuentra inhibido. La ausencia de dicho promotor, impide la expresión de la betalactamasa y es lo que sucede con E. coli, donde aún teniendo el gen que la codifica, no es posible provocar su inducción. Resistencia a glicopéptidos Se trata de mecanismos complejos que involucran por lo menos cinco genes, algunos de ellos sobrepuestos parcialmente. El efecto final es la síntesis de un peptidoglican que presenta un pentapéptido que culmina en Dala-Dlactato (Dlac) o Dala-Dserina (Dser). Este producto no se une a vancomicina. Si bien las resistencias a vancomicina y teicoplanina pueden estar relacionadas, no se comprende tan bien la resistencia a este último. Se describirá por lo tanto la resistencia a vancomicina. Se trata de un mecanismo inducible, que requiere la presencia de este antibiótico. Hasta el momento se conocen cinco fenotipos de resistencia, correspondientes a cinco

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grupos de genes distintos, denominados VanA a la E. Se explicará brevemente el funcionamiento del sisytema vanA, por ser el más estudiado. Los otros fenotipos involucran algunas variantes menores. El mecanismo se pone en funcionamiento mediante un sistema de traducción de señales de dos componentes: un péptido transmembrana denominado vanS y un segundo mensajero llamado vanR. vanS consiste en una histidinproteinquinasa, que contiene un residuo de histidina autofosforilable bajo un estímulo ambiental. No se sabe cual es el estímulo exacto, pero podría estar relacionado a la inactivación de las transpeptidasas y transglicosilasas. Por lo tanto la vancomicina actuaría de forma indirecta. Una vez fosforilada vanS, el grupo fosfato es traspasado a un residuo aspartato presente en vanR. VanR fosforilada posee un dominio de unión a ADN, donde actúa como promotor del conjunto completo de genes del fenotipo VanA (figura 6). Además de vanR y vanS, son necesarias tres proteínas más relacionadas con otros tantos genes. Estos son vanA, vanH y vanX. El gen vanA codifica una ligasa alternativa a la que normalmente genera el dipéptido Dala-Dala. Esta nueva ligasa une Dala a un ligando inespecífico. Precisamente el gen vanH codifica una proteína con actividad deshidrogenasa que suministra el ligando para vanA. VanH genera D lactato a partir de piruvato. Para que la sustitución del dipéptido sea efectiva, deben eliminarse los dipéptidos Dala-Dala que continúen formandose por vía normal. VanX codifica una dd dipeptidasa que cliva los dipéptidos Dala-Dala antes que se incorporen al precursor del peptidoglicán, pero no Dala-Dlactato. Estos cinco genes vanS, vanR, vanA, vanH y vanX, son imprescindibles para la producción de la resistencia a vancomicina. Pueden encontrarse dos genes adicionales, vanY y vanZ. VanY codifica una ddcarboxipeptidasa que separa la última Dalanina del precursor ya formado, por lo que complementaría la acción de vanX.

Figura 7. Organización de los genes responsables del genotipo Van A y funciones de las proteínas correspondientes

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Por último vanZ confiere resistencia a teicoplanina, por un mecanismo no dependiente de la modificación del pentapéptido, aún desconocido. La codificación de estos genes esta asociada a un trasposón, y se la encuentra tanto en el cromosoma como en plásmidos. Este tipo de resistencia se corresponde con cambios en el sitio blanco. QUINOLONAS E INHIBICIÓN DE LA REPLICACIÓN DEL ADN

Mecanismo de resistencia: básicamente son de dos tipos, por alteración del sitio blanco y por alteración de la permeabilidad. En los últimos años se ha descrito un mecanismo de resistencia plasmídico y trasmisible, que consiste en la acción de una proteína producto del gen qnr, que actuaría bloqueando el sitio blanco de acción. Las alteraciónes del sitio blanco se producen por mutación espontánea a nivel cromosómico por alteración de una de las subunidaddes de la enzima denominada A (la ADN girasa está constituída por dos subunidades A y dos subunidades B). Estas enzimas mutadas tienen menor afinidad por el antibiótico. La aparición de una mutación puntual tiene una probabilidad de ocurrencia de 1x10-6 a 1x10-9 y es en sí un fenómeno estocástico, independiente de la presencia de antibióticos. La presión de selección que ejercen estos, favorecen la diseminación y prevalencia de aquellas cepas más adaptadas a las condiciones que le impone el fármaco. Las alteraciones de premeabilidad incluyen la modificación de expresión de porinas y un sistema de bombas de eflujo que promueve la excreción del fármaco hacia el medio extracelular. Estas bombas descritas primero para grampositivos, también se hallan en gramnegativos asociadas a porinas de la membrana externa, lo que genera un canal directo entre el citoplasma y el exterior, evitando el espacio periplásmico. La energía de activación depende de un contratransporte de protones, y como ya se ha dicho, constituyen un mecanismo inespecífico de multirresistencia, que incluye resistencia a tetraciclinas, eritromicina, cloranfenicol y quinolonas. Este sistema es habitualmente utilizado por las bactrerias para la exportación de diversas sustancias como toxinas (por ejemplo hemolisinas) y sideróforos. AMINOGLUCÓSIDOS

Mecanismos de resistencia: los tres grandes mecanismos de resistencia ya nombrados son encontrados contra estos antibióticos. El más importante es la inactivación enzimática, seguido por alteración de la permeabilidad y lejos en tercer lugar, limitado a la estreptomicina y la espectinomicina, puede observarse una mutación puntual en el sitio de acción de estos agentes, la proteína de la subunidad 30s denominada proteína S12. Inactivación enzimática: diversas enzimas pueden inactivar estos antibióticos por acción a distintos niveles. Así, pueden acetilar, adenilar o fosforilar, por intermedio de acetiltransferasas, adeniltransferasas y fosfotransferasas. Estas enzimas tienen un perfil diferente de aminoglucósidos sobre los que actúan, pero la presencia de más de una enzima dificulta este análisis, incluyendo la aparición de enzimas bifuncionales como las presentes en enterococos que poseen actividad de acetil y fosforiltransferasas. Las enzimas pueden ser cromosómicas o plasmídicas y se expresan constitutivamente, independientemente de la presencia de antibiótico. La inactivacion enzimática se produce en el proceso de transporte del antibiótico hacia el interior de la célula para alcanzar el ribosoma. La resistencia a cada aminoglucósido es el resultado del balance entre dos velocidades: la de captación intracelular y la de inactivación enzimática. La velocidad de inactivación depende de la afinidad de la enzima por el antibiótico. La resistencia a los aminoglucósidos tiene una incidencia variable a nivel mundial, debido al predominio diferente de las enzimas inactivantes como consecuencia de la presión

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de selección ejercida por el uso de determinados aminoglucósidos. El predominio de enzimas que inactivan la estreptomicina y kanamicina ha llevado a desplazar el uso de estos fármacos. En general la mayor incidencia de resistencia se da en enterobacterias. Alteraciones de la permeabilidad: los aminoglucósidos entran a la célula bacteriana por un mecanismo complejo que implica la adherencia a moléculas de carga negativa, como residuos del LPS, cabezas polares de fosfolípidos y proteínas aniónicas de membrana externa. Luego de esta adherencia por rearreglo del LPS se produce la entrada al espacio periplásmico del agente. Al llegar a la membrana citoplásmica se produce el ingreso al citoplasma, por un sistema de trasporte acoplado al gradiente protónico. Dicho gradiente depende de la actividad de las cadenas respiratorias aerobias, lo cual explica la inactividad de estos agentes frente a anaerobios. Precisamente las modificaciones de este gradiente electroquímico, dificultan la entrada del agente a la célula. Mutaciones cromosómicas espontáneas, generan alteraciones de este potencial o de la cadena de electrones. MACRÓLIDOS

Mecanismos de resistencia: básicamente implican los grandes mecanismos ya mencionados. En bacilos gramnegativos donde el fármaco no es muy activo, se observan trastornos en la permeabilidad. El mecanismo de eflujo activo ya ha sido mencionado y es mediado por plásmidos. Dos tipos de alteraciones del sitio blanco pueden producir resistencia a macrólidos: a) mutaciones puntuales a nivel cromosómico de la proteína L15; b) inducción de una enzima metilante que metila el ARNr 23s de la subunidad mayor, lo que altera la afinidad del receptor no solo por los macrólidos, sino también por lincomicinas y estreptograminas. Estos antibióticos son químicamente diferentes pero comparten mecanismos de acción y de resistencia, así como cierto espectro de acción. Este mecanismo puede encontrarse asociado a plásmidos y trasposones. Por último, se ha detectado inactivación enzimática por esterasas o fosfotransferasas fundamentalmente en enterobacterias, aunque se desconoce su importancia clínica.

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Métodos de estudio de la sensibilidad antibiótica R. Taroco, V. Seija, R. Vignoli

El estudio de la sensibilidad bacteriana a los antibióticos es una de las funciones más importantes de los laboratorios de microbiología clínica. Dentro de los beneficios que presenta se encuentran: • Dirigir la terapéutica una vez que el germen es conocido • Generar una base de datos que permita seleccionar los antibióticos a utilizar en un tratamiento empírico (aquel en que no conocemos el agente causal) • Desarrollar políticas de uso de antimicrobianos • Vigilar la aparición de nuevos mecanismos de resistencia • Detectar precozmente la diseminación epidémica de una cepa, tanto a nivel hospitalario como comunitario Pero la determinación de la sensibilidad a antimicrobianos no implica solo realizar un conjunto de técnicas y medir los resultados. Es necesario saber interpretar los mismos y darles el significado que realmente tienen. Entre el médico clínico que tiene en sus manos un paciente, y el microbiólogo que entre las suyas tiene las placas con el microorganismo responsable de una infección, debe haber buena comunicación, lo cual implica hablar el mismo idioma. Los parámetros que determinan los resultados de sensibilidad o resistencia, cada vez más involucran información proveniente de ambos lados: el paciente y el microorganismo. En el capítulo 34 se consideraron las características farmacocinéticas y farmacodinámicas para los principales grupos de antibióticos, y en el 35, las diferentes estrategias bacterianas de supervivencia. En este capítulo intentaremos desarrollar los diferentes métodos de estudio y las bases de la interpretación de los resultados obtenidos in vitro.

Clasificación Estos métodos pueden clasificarse en métodos cuantitativos y cualitativos. Métodos cuantitativos son aquellos procedimientos que permiten determinar la concentración inhibitoria mínima (CIM) y la concentración bactericida mínima (CBM). Se define CIM como la mínima concentración de antibiótico que en un período de tiempo predeterminado, es capaz de inhibir el crecimiento in vitro de un inóculo bacteriano previamente estandarizado (concentración conocida de gérmenes). Se define como CBM la la mínima concentración de un antibiótico que en un período de tiempo predeterminado, es capaz de inducir la muerte in vitro del 99.9% de una población bacteriana previamente

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estandarizada. La determinación de la CIM puede realizarse por micro o macro dilución en caldo, dilución en agar o E-test (marca comercial). Métodos cualitativos (disco difusión) son aquellos procedimientos que permiten clasificar directamente a un microorganismo como sensible o resistente. Este es uno de los métodos más utilizados en la práctica diaria y es el que los estudiantes podrán realizar durante el curso del CEFA.

Estandarización Todos los métodos de estudio por nosotros utilizados, están estandarizados por el National Commitee for Clinical Laboratory Standars (NCCLS), de manera que los resultados sean reproducibles y comparables. La realización de estos procedimientos requiere la utilización de cepas de control de calidad con resultados conocidos, de manera de saber si nuestra metodología se realizó en forma correcta. Dentro de los parámetros a estandarizar se encuentran lo siguientes: a) El tipo de bacterias a estudiar, ya que no es lo mismo un microorganismo de crecimiento rápido que lento, exigente o no exigente, aerobio o anaerobio. Describiremos aquí los métodos para el estudio de microorganismos no exigentes, de crecimiento rápido, capaces de crecer en aerobiosis. b) Los medios de cultivo para realizar las pruebas. De los medios disponibles se considera que tanto el agar como el caldo Mueller Hinton (MH) son los más apropiados para las pruebas de sensibilidad de rutina dado que muestran buena reproducibilidad entre los diferentes lotes comerciales, son baratos, contienen bajo nivel de inhibidores de sulfonamidas, trimetoprim y tetraciclinas, son adecuados para la mayoría de las bacterias patógenas en lo que a requerimientos nutricionales se refiere y existen suficientes datos recopilados que avalan su uso en las pruebas de sensibilidad. A pesar de estas cualidades, algunos parámetros del medio se deben controlar en cada lote de uso, como ser: • pH: para cada lote debe ser controlado cuando se prepara el medio. El agar debe tener un pH 7,2-7,4 a temperatura ambiente. Si el pH es demasiado bajo ciertas drogas como aminoglucósidos, quinolonas y macrólidos parecerán menos activas, mientras otras como las tetraciclinas parecerán tener mayor actividad. Si el pH es más alto se podrán esperar los resultados opuestos. • Humedad: si existe un exceso de humedad en la superficie del agar las placas deben ser incubadas a 35°C durante 10 a 30 minutos antes de utilizarse. Las placas deberán estar húmedas pero no mostrar gotas de agua en la superficie. • Efecto de la timina o timidina: los medios que contienen un exceso de timina o timidina pueden revertir los efectos inhibitorios de las sulfonamidas y triometoprim, produciendo alteraciones en las zonas de inhibición del crecimiento bacteriano en la placa. • Cantidad de cationes divalentes: la variación de los cationes divalentes principalmente de Ca++ y Mg++, también afecta los resultados de antibióticos como tetraciclinas, aminoglucósidos, etc. El medio debe ser preparado según las indicaciones del fabricante. Luego de preparado debe esterilizarse y cuando llega a una temperatura aproximada de 50° C debe ser repartido en las placas de Petri. El espesor del mismo debe oscilar entre 3 y 5 mm. Para esto se considera que aquellas placas de 150 mm de diámetro deben llevar 60 a 70 ml del medio, y las que

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tienen 100 mm de diámetro deben llevar 25 a 30 ml. Las placas que no se usan en el día pueden mantenerse en el refrigerador; aquellas con más de siete días de preparación no son adecuadas, salvo que sean envueltas en bolsas de plástico para evitar la desecación, de lo contrario deben controlarse con los organismos de referencia. Debemos controlar la esterilidad de cada lote incubando al menos una de sus placas 24 hs o más a 35°C, verificando si hay o no crecimiento de algún microorganismo contaminante. c) El tiempo de incubación: la mayoría de los resultados deben leerse entre 18 y 20 horas, aunque para la lectura de la meticilinorresistencia en S. aureus debe incubarse 24 horas completas. d) La temperatura de incubación, lo cual altera la velocidad de crecimiento bacteriano y su viabilidad. e) El estado de los antibióticos, su fecha de vencimiento si se trata de discos, o su potencia si se trata de antibiótico como droga. Si bien estos parámetros pueden ser controlados físicamente, es decir el operario puede controlar temperaturas, tiempos, estados de los medios, etc., los controles de calidad se realizan utilizando cepas conocidas. A continuación destacaremos algunos de los métodos antes mencionados.

Método de disco difusión Este es un método cualitativo, que se caracteriza por ser fácilmente estandarizable y que está indicado para microorganismos no exigentes de crecimiento rápido. Partiendo de una muestra clínica siempre se debe realizar un cultivo puro para poder comenzar el estudio de la sensibilidad antibiótica. Para esto se utiliza la técnica de aislamiento en placas que contengan un medio adecuado para la cepa en estudio (al cual además se le deben otorgar las condiciones atmosféricas específicas de esa cepa). El antibiograma por disco difusión basado en el trabajo de Bauer, Kirby y colaboradores, es uno de los métodos que el NCCLS recomienda para la determinación de la sensibilidad bacteriana a los antibióticos. Indicaciones: el antibiograma está indicado en las siguientes situaciones: • Se aísla una bacteria responsable de un proceso infeccioso y no puede predecirse su sensibilidad, especialmente si se sabe que este tipo de bacteria puede presentar resistencia a los antimicrobianos más habituales. • En estudios epidemiológicos, aunque hasta el momento no se halla descrito mecanismos de resistencia para dicho organismo. • Cuando a pesar de conocerse la sensibilidad del germen a drogas altamente efectivas, el paciente no puede recibir dicha medicación ( sensibilidad de S. pyogenes a eritromicina en pacientes alérgicos a la penicilina). • En el estudio de nuevos antibióticos. Fundamento: el método de disco difusión consiste en depositar en la superficie de una placa de agar MH previamente inoculada con el microorganismo, discos de papel de filtro impregnados con los diferentes antibióticos. Tan pronto el disco impregnado en antibiótico se pone en contacto con la superficie húmeda del agar, el filtro absorbe agua y el antibiótico difunde por el agar, formándose un gradiente de concentración. Transcurridas 18 a 24 horas de incubación, los discos pueden o no aparecer rodeados por una zona de inhibición de crecimiento bacteriano. Materiales: suero fisiológico estéril o caldo de cultivo estéril, hisopos estériles, pinzas estériles o dispensador, gradillas, descartador, ansa bacteriológica, estufa de 35°C.

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Discos de antibióticos: los discos deben mantenerse en el freezer o en el refrigerador para mantener la actividad del antibiótico. Deben ser sacados una o dos horas antes de su uso. Debemos fijarnos siempre en la fecha de vencimiento antes de usarlos. Patrón de turbidez: para estandarizar la densidad del inóculo se usa una suspensión de sulfato de bario como estándar de turbidez que corresponde a un 0,5 del nefelómetro de Mc Farland. La densidad se corrobora con un espectrofotómetro. Luego de preparado el patrón de turbidez se distribuye en tubos de ensayo (4 a 6 ml por cada tubo). Estos deben ser guardados a temperatura ambiente y protegidos de la luz. Esta turbidez corresponde a 1.5 x 108 UFC/ml. Medio: placas de agar MH. Procedimiento (como preparar el inóculo): existen dos formas básicamente de como preparar el inóculo. 1. Método del medio de cultivo líquido o de Kirby-Bauer: con un asa bacteriológica se tocan cuatro o cinco colonias bien aisladas del mismo tipo morfológico y se inocula en 4 a 5 ml de caldo apropiado, como caldo MH. Los cultivos de caldo se dejan incubar a 35°C hasta que aparece una turbidez ligeramente visible (generalmente 2 a 5 hs). La turbidez se ajusta con suero fisiológico estéril o caldo para obtener una turbidez visualmente comparable a la de un estándar preparado previamente (llamado 0.5 de Mc Farland). Este estándar debe agitarse antes de usar y ser comparado en forma visual con el inóculo preparado. Para ello se miran ambos tubos al mismo tiempo contra un fondo blanco con una línea negra como contraste Este método es recomendado cuando el cultivo tiene más de 24 hs de incubación. 2. Método de suspensión directa de colonias o Kirby-Bauer modificado: se colocan entre 4 y 5 ml de suero fisiológico estéril en un tubo de ensayo. Se toma con un asa bacteriológica tres o cuatro colonias morfológicamente similares y se suspenden en el tubo hasta alcanzar una turbidez comparable a la solución de Mc Farland 0.5. Luego de preparado el inóculo bacteriano con la cepa en estudio se deben seguir los siguientes pasos: • Introducir el hisopo estéril en el inóculo bacteriano preparado, de manera de embeberlo completamente. Antes de retirarlo se debe escurrir sobre las paredes del tubo para retirar el exceso de líquido del mismo. • Sembrar la placa de MH de manera de obtener un crecimiento confluente, para lo cual se estría con el hisopo en forma paralela y bien compacta abarcando toda la superficie de la misma. Luego se repite el procedimiento rotando la placa 60° en dos oportunidades más. Deben extremarse los cuidados en sembrar las placas de borde a borde, porque de lo contrario pueden haber problemas en la realización de las lecturas. • Dejar secar 3 a 5 minutos antes de colocar los discos. • Colocar los discos. Estos deben ser colocados con dispensador o pinza estéril. Luego de estar sobre el agar se debe presionar los discos levemente para que queden adheridos al mismo. Deben estar a más de 15 mm del borde de la placa y deben distribuírse de manera de que no haya superposición de los halos de inhibición. En las placas de 150 mm no se colocarán más de 12 discos, y en las placas de 100 mm no es aconsejable colocar más de 6. • Luego de colocados los discos las placas deben incubarse a 35ºC a 37°C en grupos no mayores a cinco placas durante 18 hs. Para detectar la meticilinorresistencia las placas deben incubarse 24 hs completas. Las placas deben colocarse en forma invertida para que el agua condensada no caiga sobre el agar, lo que cambiaría las condiciones del medio y por lo tanto no serviría para la lectura de los halos.

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Ventajas: es un método sencillo, barato y de fácil control y estandarización. Una ventaja adicional del método y específicamente del medio, es que se le pueden realizar algunas modificaciones en cuanto a los requerimientos nutricionales para poder llevar a cabo el antibiograma con microorganismos exigentes o muy exigentes que necesitan más nutrientes que los que este medio les puede ofrecer. Un ejemplo claro es S. pneumoniae, microorganismo exigente para el cual se puede hacer un agregado de sangre de oveja desfibrinada en una concentración al 5%. Muchas veces estos agregados generan cambios conocidos en los halos de inhibición del crecimiento bacteriano.

Control de calidad Para proceder a la lectura de los antibiogramas debemos previamente asegurarnos que se cumpla un estricto control de calidad para supervisar la exactitud y fiabilidad de la metodología. Esto se realiza debido a que existe un gran número de variables que pueden afectar los resultados dentro de las que se destacan: a) actividad de los discos (cuidar que no estén vencidos o que pierdan su carga por almacenamiento incorrecto); b) inadecuada composición y espesor del medio; c) alteraciones en más o en menos en el inóculo (patrón de turbidez 0.5 de la escala de Mc Farland); d) problemas con el tiempo o temperatura de incubación, etc. Para llevar a cabo eficientemente este control de calidad al mismo tiempo que se realiza el procedimiento para la cepa en estudio, se realiza para una cepa control. Las cepas control utilizadas serán las recomendadas por la NCCLS. Estas cepas son denominadas ATCC, una marca registrada (American Type Culture Collection). Estas son cepas conocidas, de las cuales se sabe su patrón de resistencia o sensibilidad. Se conocen y se han establecido los rangos de diámetros en el que debe estar la zona de inhibición de crecimiento bacteriano si las condiciones del procedimiento son las adecuadas. Estos datos se encuentran en tablas de la NCCLS. Se debe verificar que los diámetros de inhibición del crecimiento bacteriano de los discos de antibióticos entren dentro de los establecidos en las tablas, de lo contrario podremos concluir que existe alguna variable que está cambiando las condiciones en que debe ser realizado el procedimiento. MEDICIÓN DE LOS HALOS E INTERPRETACIÓN DE LOS MISMOS

Luego de corroborar que las cepas ATCC se encuentran en rango procedemos a realizar la lectura de los antibiogramas. La lectura se realiza a través de la medición de los halos de inhibición. Al igual que para las ATCC, existen tablas proporcionadas por la NCCLS que según el diámetro del halo de inhibición de crecimiento bacteriano, definen categorías de resistencia, sensibilidad y sensibilidad intermedia. MÉTODO DE GRADIENTE ANTIBIÓTICO (E-TEST)

Este es un método cuantitativo. El principio de este método es una expansión de la técnica de difusión en disco. En el método E-test podemos, mediante lectura directa, determinar la CIM. Consiste en una tira de plástico no poroso de 6 cm de largo por 5 mm de ancho que incorpora un gradiente predefinido de antimicrobiano equivalente a 15 diluciones. El protocolo para preparar el inóculo es el mismo que para la difusión en disco. Siguiendo el método de difusión, una vez inoculado la placa de agar con el microorganismo, se coloca la tira de E-test sobre su

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superficie, produciéndose de forma inmediata una difusión del antibiótico desde el soporte hasta el agar, creándose de este modo a lo largo de la tira un gradiente exponencial de las concentraciones del antimicrobiano. Tras la incubación de las placas, se puede observar una zona de inhibición elipsoidal y simétrica. Después de la incubación la CIM será el valor donde la elipse corta la tira. Las tiras deben conservarse a menos de 20°C y deben estar protegidas de la humedad. Antes de usarse se deben atemperar a temperatura ambiente durante por lo menos 30 minutos. Las placas de Petri con el medio de MH y la forma de sembrado es la misma que en el método de disco difusión. Luego se colocan las tiras sobre la superficie del agar. Se debe dejar absorber el inóculo de 10 a 15 min para asegurar que la superficie del agar esté completamente seca antes de aplicar las tiras. Debemos asegurarnos que la tira contacte completamente con la superficie del agar. No se deben mover las tiras una vez que han sido colocadas, ya que el antibiótico empieza a difundir rápidamente. Cuando se usa una placa de Petri de 100 mm depositar solo una tira por placa y poner la tira en el centro de la placa, si se usa una de 150 mm no se deben colocar más de 6 tiras. Se incuba durante 16 a 20 hs a 37°C o según los requerimientos óptimos de la cepa bacteriana en estudio. Si colocamos la tira al revés no se observa elipse de inhibición, ya que el gradiente de concentraciones se sitúa solo sobre una de las caras de la tira. Se considera como un método alternativo para el estudio cuantitativo de la sensibilidad antimicrobiana del que cabe destacar su sencillez y buena correlación con la técnica estándar de dilución en agar para el estudio de la CIM, que se detalla más adelante.

Métodos de dilución Las primeras determinaciones se realizaron empleando una cantidad considerable de tubos con caldo de cultivo, a los cuales se le colocaban diluciones crecientes de antibióticos con el mismo fundamento que el descrito para el método de dilución en agar. Este procedimiento se denominó macrodilución en caldo. Esta metodología es muy engorrosa, por la cantidad de material y de manipulaciones necesarias para su realización. La aparición de un sistema de inoculación múltiple para placas de agar popularizó el método de dilución en agar, en el que cada placa, con una cierta concentración de antimicrobiano, permite inocular simultáneamente un gran número de microorganismos. La utilización de micropipetas y de placas de microtitulación facilitó la utilización del método de microdilución en caldo; en la actualidad se han popularizado los métodos automatizados comerciales de microdilución en caldo, fácilmente integrables en sistemas semiautomáticos de lectura e interpretación de resultados, pero con el grave inconveniente del incremento de su costo. Dentro de estos describiremos la macrodilución en caldo. MACRODILUCIÓN EN CALDO

Las pruebas de dilución han sido utilizadas durante años. Los procedimientos iniciales eran realizados en tubos de ensayo grandes (13 por 100 mm) con volúmenes de caldo de por lo menos 1 ml. Este método fue estandarizado en la década de los años 70 por el Estudio Cooperativo Internacional y luego la NCCLS publicó un estándar del método. Este método es llamado macrodilución en caldo. A partir de los años 60 se comenzaron a utilizar dispositivos serológicos para dispensar y diluir. Esta miniaturización simple de la técnica se conoció como microdilución en caldo. Fundamentos: consiste en exponer a las cepas a estudiar a diferentes concentraciones de

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Figura 1. Determinación de la Concentración inhibitoria mínima (CIM) y de la Concentración Bactericida Mínima (CBM)

antimicrobianos, en diluciones a la mitad y observar el crecimiento de los microorganismos para luego definir la CIM (ver figura 1). Materiales y métodos: en el método de macrodilución se emplea por cada combinación de microorganismo con antimicrobiano, un juego de tubos. Habitualmente se prepara el juego de tubos con 1ml de caldo MH suplementado con Ca++ y Mg++ estéril sin antimicrobiano. Para un pequeño número de pruebas se preparan diluciones al doble directamente en los tubos, del modo siguiente. Se colocan 2 ml de solución de antibiótico en el primer tubo de la serie de diluciones. En cada uno de los tubos restantes se añade 1 ml de caldo MH. Con una pipeta estéril se transfiere 1 ml del primer tubo al segundo. Después de mezclar el contenido del segundo tubo, se transfiere 1 ml con una pipeta diferente (en esta transferencia y en todas las sucesivas) al tercer tubo. El proceso continúa hasta el penúltimo tubo, al que se le quita 1 ml, que se descarta. El último tubo no recibe solución de antibiótico y sirve de control de crecimiento. Las concentraciones finales de antibióticos en esta prueba son iguales a la mitad

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de la serie inicial de dilución, debido al agregado de una concentración igual de inóculo en el caldo. Se prepara un inóculo bacteriano que contenga 105 a 106 UFC/ml ajustando la turbidez de un caldo de cultivo al estándar y diluyendo luego a 1:200 en caldo. Añadir a cada tubo 1 ml del inóculo ajustado. Incubar los tubos a 35°C entre 16 y 20 horas. LECTURA E INTERPRETACIÓN DE LA CIM

La CIM corresponde a la mínima concentración de antibiótico en donde no se observa desarrollo (turbidez). La CIM se expresa en µg/ml. Luego se debe recurrir, teniendo en cuenta el valor de CIM obtenido para esa cepa, a las tablas para definir según los valores de CIM que en ellas aparecen si las cepas en estudio son sensibles o resistentes a un determinado antibiótico.

Interpretación de los estudios de sensibilidad antibiótica Los resultados de sensibilidad serán interpretados de acuerdo a las tablas de la NCCLS. Se definen tres categorías: resistente, intermedio y sensible. El resultado sensible significa que hay una alta probabilidad de que el paciente responda al tratamiento con el antibiótico testado. El resultado resistente implica alta chance de falla terapéutica. La categoría intermedia puede tener varios significados. Con agentes que se puede administrar a altas dosis, puede significar que se deben utilizar altas dosis para que el tratamiento sea eficaz o que el agente puede ser eficaz si se concentra en el sitio de infección. También puede representar una zona buffer que impide que cepas con sensibilidad borderline sean categorizadas como resistentes. Los breakpoints o puntos de quiebre son los valores de concentración que permiten la categorización en sensible, resistente o intermedio. Para establecer el valor de estos breakpoints se utilizan cuatro fuentes: 1. La observación de la distribución de CIM que indica como se comportan la mayoría de las cepas y si hay distribuciones anormales que pueden marcar la presencia de un mecanismo de resistencia. 2. Los parámetros farmacocinéticos y farmacodinámicos que ya mencionamos en el capítulo de antibióticos. 3. La respuesta clínica y bacteriológica a la utilización del antibiótico en cuestión. Se espera una tasa de respuesta favorable del 80% para que el organismo sea clasificado como sensible. 4. Una vez se establecen los breakpoints para CIM se deben elegir los breakpoints para la disco difusión. Esto se obtiene mediante una regresión lineal (ver figura 1).

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Antivirales S. Mateos

El número de fármacos antivirales ha aumentado en forma extraordinaria en los últimos 10 a 15 años como una reacción a la pandemia de la infección por VIH. Muchos antivirales por su mecanismo de acción interfieren en alguna de las fases de la infección y la replicación; otros, como interferones y citoquinas, incitan acciones inmunomoduladoras y antiproliferativas en la célula huésped. La clasificación de los antivirales se puede realizar por su mecanismo de acción o su perfil de actividad, que es la forma en que lo trataremos. Todos interfieren en distintas etapas de la replicación viral: • Son análogos de los ácidos nucleicos: zidovudina, ganciclovir, vidaravina, aciclovir. • Bloqueo de la adhesión y penetración: amantadina, oseltamivir. • Inhibición de la síntesis de ADN: aciclovir, foscarnet. • Inhibición de la síntesis proteica: interferones. • Alteración de la fase de maduración proteica: inhibidores de proteasa, inhibidores de glicosilación.

Conceptos generales Muchos compuestos muestran actividad antiviral in vitro pero tienen efectos tóxicos para la célula huésped. Característicamente los fármacos más eficaces actúan inhibiendo la acción de alguna enzima viral específica (polimerasa, transcriptasa). Los cambios en un ácido nucleico pueden ser suficientes para ocasionar resistencia al producto antiviral, indicando que el fármaco posee un mecanismo de acción específico. Los fármacos hasta ahora descritos inhiben la replicación activa de manera que puede reanudarse la proliferación de los virus después de dejar de usar el fármaco; las respuestas inmunitarias y eficaces del huésped son esenciales para la eliminación o control de la infección. Puede surgir ineficacia clínica con antivirales en caso de virus farmacosensibles en pacientes fuertemente inmunodeficientes, por otro lado se ha visto que las variantes virales farmacorresistentes se observan con mayor frecuencia en pacientes inmunodeficientes con gran número de partículas virales en replicación y que han recibido ciclos duraderos o repetidos de tratamiento antiviral, aunque los VIH son una excepción. Los fármacos habitualmente no eliminan al virus latente o que no está en fase de replicación. La eficacia clínica depende, entre otras cosas, de obtener concentraciones inhibitorias en el sitio de la infección. No se han estandarizado aún los métodos para medir la sensibilidad

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in vitro a compuestos antivirales y los resultados dependen del sistema de cuantificación, del tipo celular, del inóculo viral y del laboratorio. Por lo tanto, de casi todos los antivirales no se han definido relaciones nítidas entre concentraciones medicamentosas activas in vitro, las que se logran en sangre u otros líquidos corporales, y la respuesta clínica

Antirretrovirales Los fármacos antirretrovirales no son curativos, al no erradicar la infección, pero pueden disminuir la carga viral y retrasar la depresión inmunológica, para convertir la infección por VIH en una enfermedad crónica controlada, para lo cual el tratamiento debería ser potente e iniciarse de forma precoz. Básicamente pueden diferenciarse dos grupos de fármacos antirretrovirales, según su mecanismo de acción sobre el ciclo evolutivo del VIH: 1. Inhibidores de la transcriptasa inversa: evitan la síntesis de la cadena de ADN provírico. 2. Inhibidores de la proteasa: evitan la formación de las proteínas estructurales del VIH, necesarias para la formación de la partícula vírica madura. INHIBIDORES DE LA TRANSCRIPTASA REVERSA (TR) ANÁLOGOS DE LOS NUCLEÓSIDOS

El lugar donde actúan estos fármacos es la TR, la cual resulta esencial en el ciclo replicativo del virus y es característica de la familia Retroviridae. Cuando el virus penetra a la célula la TR produce una copia complementaria de ADN a expensas del ARN genómico viral, y luego cataliza una segunda copia positiva haciendo así que la información genética vírica quede codificada en una doble hebra de ADN. Fueron los primeros fármacos utilizados en el tratamiento del VIH: zidovudina (AZT), didanosina (ddI), lamivudina (3TC), abacavir (ABC). Todos ellos necesitan para ser activos, sufrir tres fosforilaciones enzimáticas por quinasas intracelulares. Su mecanismo de acción reside en su actividad como inhibidores competitivos de los nucleósidos trifosforilados intracelulares. Por un lado compiten por el lugar de unión de los nucleótidos a la TR, por el otro al incorporarse a la cadena de ADN naciente, actúan como terminadores de la misma, al impedir la unión de nuevos nucleósidos. La ADN polimerasa (alfa) de la célula de los mamíferos requiere concentraciones mucho más elevadas para inhibirse (2000 veces más) que la TR, lo que explica en parte el efecto selectivo de los ITIAN sobre la enzima viral. No obstante, la ADN polimerasa (gama) presente en las mitocondrias pueden inhibirse a las concentraciones alcanzadas en las células, lo que justifica gran parte de la toxicidad de estos fármacos. Efectos adversos (AZT): anemia, neutropenia, cefalea, astenia e intolerancia digestiva. También se han relacionado con la lipodistrofia. Inhibidores de la TR análogos de nucleótidos: nuevos fármacos que también inhiben la TR como terminadores de cadena, a diferencia de los anteriores, al estar monofosforilados sufrirían una conversión mucho más rápida a la forma activa y mostrarían mayor potencia antivírica, dado que el paso limitante en la trifosforilación de un nucleósido es típicamente la adición del primer fosfato. Actualmente el único fármaco disponible de este grupo es Tenofovir. INHIBIDORES DE LA TR NO ANÁLOGOS DE NUCLEÓSIDOS (EFAVIRENZ, NEVIRAPINA)

Inhiben la TR de forma no competitiva y altamente eficaz mediante su unión a un lugar diferente al sitio de unión del ácido nucleico, producen una disminución de la actividad catalítica de la enzima dependiente de magnesio. El efecto adverso más frecuente es el exantema cutáneo.

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INHIBIDORES DE LA PROTEASA (IP)

Los IP revolucionaron con su aparición en 1996 el tratamiento de la infección por VIH, provocando una disminución espectacular de la morbimortalidad. En nuestro país existen saquinavir (SQV), indinavir (IDV), ritonavir (RTV), etc. Son un grupo de fármacos con actividad sobre la aspartilo proteasa codificada por el virus. Tienen una estructura complementaria del sitio activo de la enzima y actúan como inhibidores competitivos de la enzima. El principal inconveniente que tuvieron estos fármacos fue su baja biodisponibilidad (mala absorción vía oral, rápida excreción o ambas), las interacciones farmacocinéticas y su toxicidad. Durante el proceso de replicación del VIH, los precursores generados a partir de los genes gag y pol son procesados para dar lugar a proteínas funcionales más pequeñas como la TR, proteasa, integrasa, ARNasa y las proteínas de la cápside. Por lo que su inhibición da lugar a la formación de viriones inmaduros, no infecciosos. Efectos adversos: son un grupo de fármacos relativamente mal tolerados. A corto plazo producen nefrolitiasis e intolerancia digestiva. A mediano y largo plazo producen intolerancia a la glucosa, osteonecrosis avascular e hiperlipidemia. PAUTAS TERAPÉUTICAS

La meta principal del tratamiento es prolongar la vida del paciente y su calidad de vida. Esto se consigue idealmente a través de distintos objetivos: • Reducción de la carga viral al nivel mínimo (