BACTERIAS PRODUCTORAS DE
NEUROTOXINAS
INTRODUCCIÓN
Las Toxinas
microbianas son toxinas producidas por microorganismos, incluyendo bacterias, virus
y hongos. Las toxinas microbianas son determinantes importantes de la virulencia responsable de patogenicidad microbiana y/o evasión de la respuesta inmune del hospedador. Algunas toxinas bacterianas, tales como
neurotoxinas las botulínicas, son las más potentes toxinas naturales conocidas.
Sin embargo, las toxinas microbianas también tienen usos importantes en
envestigación médica e investigación
Se denomina neurotoxina a toda sustancia capaz de alterar el
funcionamiento del sistema nervioso, alejando al individuo de su
estado homeostático y poniendo en riesgo su vida. Las alteraciones pueden ser a
nivel fisiológico, morfológico o manifestarse en cambios de comportamiento.
Las neurotoxinas botulínicas
(BoNTs) son las más potentes toxinas naturales conocidas. La familia de BoNTs
comprende siete serotipos antigenicamente
diferentes (A a G) que son producidos por varias cepas toxigénicas de anaeróbicos
formadores de esporas Clostridium botulinum. Las toxinas actúan como metaloproteasas que entran a los terminales
nerviosos colinérgicos periféricos y clivan proteínas que son componentes
cruciales del aparato neuroexitador, causando una inhibición persistente pero
reversible de la liberación de neurotransmisores que resultan en una parálisis
muscular flácida. Ellas son el agente causante de la mortal enfermedad por
intoxicación alimentaria llamada botulismo, y podrían tener un riesgo
importante en la guerra biológica debido a su extrema toxicidad y facilidad de
producción. Sirven además como poderosas herramientas para tratar una lista de
condiciones médicas.
Bacillus es un género de bacterias en forma de bastón y Gram positiva. El género Bacillus pertenece a la División Firmicutes. Sonaerobios estrictos o anaerobios facultativos. En condiciones estresantes forman una endospora de situación central, que no deforma la estructura de la célula a diferencia de las endoesporas clostridiales. Dicha forma
esporulada es resistente a las altas temperaturas y a los desinfectantes
químicos corrientes.
Bacillus cereus es una bacteria que causa envenenamiento por consumo,
fue descubierta y erradicada por Sumin Lee.
Características
generales
Bacilo Gram positivo, esporulado, aerobio o anaerobio
facultativo, móvil. La espora es ovoidea, central y no deformante. Hidroliza la
lecitina de la yema del huevo y
no fermenta el manitol.
Temperatura óptima 30°C a 37°C, su temperatura de crecimiento 5°C a 55°C y
temperatura de germinación 5°C a 8°C. Su pH óptimo 4.5 a 9.3, Aw 0.95 y su
concentración de sal 7.5%. Produce dos tipos de toxiinfecciones alimentarias:
la forma diarreica y la forma emética.
Patogenicidad
Forma diarreica
Periodo de
incubación de 8 a 16 horas, causa diarrea, dolor abdominal . El proceso dura 24
horas. Los principales alimentos en donde se puede encontrar son carnes y
productos derivados del pollo, sopas deshidratadas, embutidos, especias, en los
productos derivados de la vainilla, cereales, harinas, clara de huevo
deshidratada, y color de durazno y piña.
Forma emética
Periodo de
incubación de 1 a 5 horas, produce vómitos y náuseas, el proceso dura 24 horas.
Poder patógeno Produce dos tipos de entero toxinas: toxinas termoestables y termolabiles lo que permite el
crecimiento a temperaturas extremas y las variaciones de la mismas sin
ocasionar desnaturalizacion de la bacteria.
Epidemiología
La epidemiología se puede aislar
frecuentemente de alimentos naturales e industrializados, cuando se ingiere en cantidades
pequeñas no produce complicaciones aparentes.
Se empezó a asociar a alimentos en los años 50, se recibieron noticias de
gastroenteritis agudas en niños que se adjudicaron a Bacillus cereus en
Virginia, en 1993. La intoxicación se relacionó con el consumo de arroz frito
en dos centros de cuidado de niños.
Laboratorio Clínico
La búsqueda e identificación de B.cereus en el laboratorio clínico en los
coprocultivos no es rutinaria. La
incidencia de portadores sanos asintomáticos, en la población es frecuente, 14%
de los adultos sanos tienen colonización transitoria gastrointestinal por
lo tanto en las investigaciones de un brote los aislamientos cualitativos son
insuficientes. Por este motivo, el análisis del alimento es de fundamental importancia para poder confirmar el agente etiológico. El
aislamiento de un número significativo
de unidades formadoras de colonias en el
alimento y la recuperación de la misma
cepa ( identificada por serovariedad, fagos, plásmidos, etc.) en las muestras clínicas (heces) de los pacientes durante la fase aguda de la
enfermedad dan la confirmación de que
B.cereus está involucrado en el brote.
Prevención.
La principal medida
es el manejo adecuado de los alimentos. Si los alimentos se preparan de
modo que la temperatura se mantenga entre 30 y 50 grados se permite la proliferación vegetativa,
cuando se las deja enfriar de forma lenta, las esporas se multiplican y elaboran la toxina.
Bacillus
anthracis.
El
carbunco (enfermedad de los animales herbívoros, ovinos y bovinos, equinos,
porcinos y caprinos) es causado por el B. anthacis, un bacilo
grampositivo aerobio y formador de esporas. Es un bacilo recto que mide de 3 a
5 micras de largo y de 1 a 1.2 micras de ancho, es inmóvil. Están encapsulados
durante la proliferación en el animal infectado.
Características
de su cultivo.
Proliferan
bien en placas con agar sangre. La proliferación máxima se obtiene con un pH de
7-7.4 en condiciones aerobias, pero se produce desarrollo en ausencia de oxígeno.
Identificación
de laboratorio.
Ni
los aspectos morfológicos ni las características de cultivo habituales permiten
diferenciar al B. anthracis de las cepas inmóviles de B.
cereus, el microorganismo con el que más fácilmente se confunde. Sin
embargo, las cepas virulentas de B. anthracis son los únicos
microorganismos que producen colonias rugosas cuando proliferan en ausencia de
un mayor nivel de CO2 y colonias mucoides cuando proliferan en un medio con
bicarbonato de sodio en una atmósfera con un 5% de
CO2.
Resistencia.
Debido
a su capacidad para producir esporas, el bacilo del carbunco es sumamente
resistente a los ambientes químicos y físicos adversos. Una temperatura de 120oC durante 15 min puede inactivar a las
esporas. Las esporas permanecen viables durante años en las pasturas
contaminadas.
Determinantes
de la patogenicidad.
La
patogenia del B. anthracis depende de dos factores de
virulencia importantes: una cápsula poli (ácido D-glutámico) y una exotoxina.
La cápsula interfiere en la fagocitosis. Los efectos letales se deben a una
exotoxina que consiste en tres proteínas características
y serológivamente activas: el antígenos protector (PA), el factor de edema (EF) y el factor
letal (LF).
Epidemiología.
La
incidencia del carbunco en el hombre es baja.
En la actualidad casi todos los casos ocurren en personas no vacunadas que
trabajan en las hilanderías y en lugares donde se trabaja con fieltro.
Patogenia.
Los
seres humanos se infectan de una de tres formas:
1.
2. La
vía cutánea. Los microorganismos acceden a través de pequeñas abrasiones o
cortes y se multiplican.
3. Inhalación.
Los microorganismos son inhalados, se multiplican en los pulmones y son
barridos hacia los ganglios linfáticos hiliares de drenaje, donde se rpoduce
una necrosis hemorrágica.
4. Ingestión.
Rara vez los microorganismos son ingeridos en carne infectada, con ella
resultante invasión y ulceración de la mucosa gastrointestinal.
Diagnóstico.
La
historia clínica, que incluya la profesión del paciente y el
contacto con posibles animales enfermos, es fundamental. En el
carbunco cutáneo la lesión descrita es altamente sospechosa del
cuadro. Se debe obtener una muestra a partir de la serosidad o del líquido de
las vesículas y someterla a una tinción para observar los típicos
bacilos antes descritos.
Puede emplearse una tinción de Gram con anticuerpos fluorescentes.
Profilaxis.
Las mejores medidas para la
prevención de la enfermedad en los individuos expuestos son
la protección de
piel y mucosas y la vacunación. Es importante el uso de guantes y
mascarillas, para lo cual se requiere una educación sanitaria.
Clostridium.
Los clostridios son bacilos
grandes móviles, grampositivos y anaerobios, muchos descomponen proteínas,
forman toxinas o ambas cosas. Su hábitat
natural es el suelo o el intestino de los animales y el hombre, donde viven como saprófitos.
Entre los patógenos se encuentran los causantes del botulismo, tétanos,
gangrena gaseosa y colitis seudomembranosa.
Morfología e identificación.
Las esporas de clostridios tienen
un diámetro mayor al de los bastoncillos en los cuales se forman. Casi todos
los clostridios son móviles y poseen flagelos perítricos.
Cultivo.
Crecen solamente en condiciones de
anaerobios, mediante el método de Gaspack o mediante medios líquidos en tubos de ensaye con tejidos de animales (carne picada).
Forma de las colonias.
Algunos microorganismos producen
colonias grandes, elevadas, con bordes enteros, otros producen colonias más
pequeñas, cuyos bordes se extienden en forma de red de
finos filamentos. Muchos clostridios producen una zona de hemólisis en agar de
sangre.
Características del crecimiento.
Los bacilos anaerobios son
incapaces de utilizar el oxígeno como aceptor final de hidrógeno; carecen de citocromo y de
citocromoooxidasa y son incapaces de destruir el peróxido de hidrógeno porque
carecen de catalasa y peroxidasa. Pueden fermentar una variedad de azúcares;
muchos digieren proteínas.
Características antigénicas.
Comparten antígenos, pero también
poseen antígenos específicos solubles que permiten agruparlos por medio de pruebas de precipitación.
Clostridium
botulinum
Se le encuentra en el suelo y
ocasionalmente en heces de animales. Es causante del botulismo. Sus esporas son
resistentes al calor.
Toxina.
Conforme se va desarrollando y
durante la autólisis de la bacteria, la toxina se libera al medio. Se conocen
siete variedades antigénicas de toxina. Estas toxinas se encuentran entre las
sustancias más tóxicas que son conocidas. Su producción está bajo el control de un gen viral.
Patogenia.
El botulismo es una intoxicación
resultante de la ingestión de alimentos en los cuales C. botulinum se ha desarrollado y ha producido
toxina. Los alimentos causantes más comunes, son los alimentos empacados al
vacío o los ahumados. Las esporas germinan en tales alimentos, La toxina
bloquea la producción o la liberación de acetilcolina en las uniones sinápticas
y neuromusculares.
Datos clínicos.
Síntomas: trastornos visuales,
incapacidad para deglutir y dificultad para hablar, parálisis bulbar, muerte debida a parálisis respiratoria o parocardiaco.
Pruebas diagnósticas de
laboratorio.
La toxina se puede demostrar con frecuencia
en el suero de los pacientes y ésta se encuentra en los restos de comida no
ingerida. Puede identificarse el tipo antigénico de la toxina por
neutralización con antitoxina específica. También se puede
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