Tema 17 Géneros Brucella y Legionella PDF

17. Géneros Brucella y Legionella Género Brucella Da lugar a la fiebre de Malta, también conocida como mediterránea u ondulante. Descubrimiento: o Descubrimiento de Brucella tiene que ver con el ejército, en el S. XIX en los conflictos de la II G...

17. Géneros Brucella y Legionella Género Brucella Da lugar a la fiebre de Malta, también conocida como mediterránea u ondulante. Descubrimiento: o Descubrimiento de Brucella tiene que ver con el ejército, en el S. XIX en los conflictos de la II Guerra Mundial en Crimea y medio oriente. o En Malta se concentraron miles de soldados británicos, que fueron diezmados por una enfermedad conocida como la fiebre de Malta. o Se estudiaron estas fiebres, llamadas también ondulantes → aparecían al atardecer, subiendo y bajando durante varios días, en semanas alterantes (una semana sí y otra no). o 1859: Marston describe la enfermedad; 1887: D. Bruce aísla la bacteria. o Se transmite por leche de cabra (vía gastrointestinal). o Se desarrolla el primer arma biológica con cepa de Brucella suis Características generales α-Proteobacterias Cocobacilos Gram negativos. Inmóviles, pequeños (0.5-0.7 μm x 0.5-1.5 μm) Ureasa muy intensa: o Importante: test de ureasa normalmente se lee al día siguiente, pero en el caso de Brucella y Helicobacter es tan potente que puede dar + a los pocos minutos. o Esta enzima produce amonio que contrarresta el pH del estómago. Pueden requerir CO2. Dos cromosomas circulares (2,1 y 1,2 Mb) → inicialmente eran dos cromosomas y un megaplásmido (que pasó a cromosoma por transferencia de genes esenciales). Es una zoonosis. NO se transmite de humano a humano, salvo en el parto. Infectan a humanos (en orden de más patológica a menos): 1. B. melitensis → Cabras, ovejas. 2. B. suis → Cerdos. 3. B. abortus → Vacuno. 4. B. canis → Perros. Prácticamente no hay casos. No infectan a humanos (muy rara vez pueden dar lugar a infectados en humanos): o B. ovis → Ovejas. o B. neotomae → Roedores. o Otras especies... CRITERIOS de CLASIFICACIÓN Antes se hacía según: o Hospedador. o Bio-variedades. o Pruebas de resistencia a azucares. o Reacción de Ac a la cadena O del LPS. Actualmente: o PCR. o Multiplex con patrones de bandas para ver el tipo de Brucella y las cepas vacunales (puede ser importante porque p.e. un veterinario se puede haber infectado con alguna de estas cepas al inyectar a un animal). Es lo que se utiliza de rutina para identificar Brucella por métodos moleculares; en el caso de la Brucelosis, la identificación casi siempre es inmunológica. DETERMINANTES de PATOGENICIDAD LPS: o Funciones: ▪ Resistencia al complemento. ▪ Interacción con balsas lipídicas. ▪ Resistencia a péptidos catiónicos por su estructura→ Resiste lisozima, polimixinas, colistina. ▪ Evasión del reconocimiento de PAMPs. o Estructura: ▪ Ag inmunodominante (A, M, R, C..) Las infecciosas tienen AgO (cepas lisas) con distinta reactogenicidad (A, M, R…), excepto B. ovis (es rugosa). ▪ Cadena O con N-formil-perosamina ▪ Lípido A no canónico, con Diamino glucosa (DAG) y ácidos grasos de cadena larga (esto cambia su interacción con sistema Toll: TLR4/MD2). ▪ Núcleo con pocas cargas negativas (estabilidad) Las enterobacterias tienen cargas negativas (-) en el core que se repelen, perdiendo permeabilidad. o Necesitan cationes divalentes para estabilizar la membrana. o Debido a esto, se pueden tratar con quelantes de cationes. ▪ En cambio, Brucella tiene cargas (+) y (-)→ más impermeable y resistente a agentes antimicrobianos policatiónicos (lisozima, derivados de péptidos pequeños, colistina o polimixina). cβG (beta-glucanos cíclicos): interacción con las balsas lipídicas (uniéndose al colesterol), produciendo fusogenicidad limitada → función coordinada con LPS para entrar en la célula.  o Ambos interaccionan con balsas lipídicas que tienen menor reactogenicidad dentro de la célula (se fusionan menos con endosomas tempranos). Ureasa: supervivencia al tránsito estomacal. SST4 (complejo de secreción anclado en membrana externa)→ para el establecimiento del nicho intracelular, donde está protegida y nutrida. PATOGÉNESIS Brucella cursa como un patógeno silencioso y es menos inmunogénica que Salmonella, ya que produce una menor dimerización del TLR4 y consecuentemente una menor señal. El LPS se une a la LBP → interaccionan con el CD14, que transloca el complejo TLR4/MD2, induciendo su dimerización. o MD2 (cofactor) tiene unos bolsillos para la glucosamina y ácidos grasos, permitiendo la dimerización de TLR4 y activación de NF-kβ. o En Brucella y Legionella, todo el proceso es igual, sólo que en Brucella la señalización por NFkB es mucho menos intensa. ENTRADA a la CÉLULA: o Puede infectar céls fagocíticas y no fagocíticas, porque interacciona con las balsas lipídicas mediante LPS y cβG. o Entrada es poco fusogénica, evitando fusión con endosomas tempranos y tardíos. o El fagosoma se acidifica más lentamente → la acidificación desencadena la expresión del SST4. o Va a producir 15 efectores que van a ir reclutando zonas relacionadas con el RER para formar un nicho → 1/10 bacterias consiguen formar el nicho intracelular en el RER (muy infectiva; no obstante, el 90% de las bacterias mueren en el proceso). Al final, se forman vesículas replicativas individuales. (cuando se divide la bacteria, se divide la vesícula también). o De esta manera la bacteria se replica sigilosamente en el interior de la célula porque la célula infectada puede continuar con su función normal. o Cuando se llega a un cierto número de bacterias se cambia el patrón de expresión y bacteria sale. o El mutante que no tiene SST4 (puede cumplir solo con la fase independiente de SST4) morirá por la fusión con lisosomas. En ausencia de tratamiento, la infección puede cronificarse por esta infección intracelular. Por todo lo anterio, Brucella es una bacteria intracelular facultativa (bien adaptada) que infecta y se replica en diversos tipos celulares a partir de vacuolas derivadas del RER. Dosis infectiva muy baja → armas biológicas (aerosoles). EPIDEMIOLOGÍA Hay un problema en USA con los bisontes contagiados que lo transmiten al ganado. Tipos de infección:  o Ingestión de alimento (leche) contaminado o Exposición a animales infectados Patrones de infección: o Patrón rural-laboral → ganaderos, veterinarios, pastores, laboratorio (primera infección de adquisición en laboratorio) … o Patrón urbano-alimentario → por consumo de lácteos (NO carne), debido a la afectación del aparato reproductor de los animales. Países como Irán (que no tratan la leche) tienen alta brucelosis, llegando a alcanzar el 99% de los quesos frescos. MUCHO CUIDADO CUANDO VIAJEMOS. 500 mil casos anuales en el mundo reportados (infraestimados, pues hay muchos asintomáticos). Enfermedad de declaración obligatoria (= legioneliosis). o Casos anuales: ▪ Brucelosis: pocas decenas. ▪ Legionelosis: 1000-2000 casos. TRANSMISIÓN y PATOGÉNESIS Comienza con un animal infectado, donde la bacteria atacará a su aparato reproductor debido a la presencia de eritritol (azúcar) en los órganos reproductivos de rumiantes y perros (NO en humanos). Permite un rápido crecimiento de la infección (abortos, orquitis). En un aborto explosivo (1011 bacterias) es cuando se produce la transmisión a los profesionales que no han tomado leche infectada. Además, las vacas se comen las placentas propagando la infección. Siempre está relacionada con el aparato reproductor (B. ovis solo se transmite por vía genital). En humanos, entran por las mucosas y sobreviven en el tracto digestivo, excepto B. ovis, que no tiene ureasa (está perdiendo genes). Va a ser fagocitada por céls presentadoras de antígenos y se va a diseminar por el sistema linfático hasta el resto del organismo. En el hombre: o Vías de transmisión: ▪ Inoculación conjuntival ▪ Inhalación ▪ Cutánea ▪ Digestiva o Patogenia: ▪ Fiebre aguda e intermitente ▪ Adenopatías ▪ Hepatoesplenomegalia ▪ Complicaciones osteoarticulares ▪ En animales todas las manifestaciones están relacionadas con el aparato  reproductor: produce esterilidad, abortos (eritritol) ▪ En humanos es una zoonosis. ▪ Infección aguda o crónica sin síntomas definidos, complicaciones articulares, neurológicos (neurobrucelosis es lo + peligroso). Muy infrecuente en nuestro medio, muy común en Palestina. DIAGNÓSTICO Clínico: o Fiebre, sudoración excesiva y algias (triada de la brucelosis). o Historia clínica (viajes, consumición de queso fresco…) Microbiológico: o Microscopía. o Hemocultivo (en desuso) o Métodos moleculares (PCR) Inmunológico: Rosa de Bengala: es una prueba sencilla de aglutinación en suero. Es el método + utilizado. o Se mezcla suero del paciente con Brucelas inactivadas teñidas con un colorante (RB). Si el suero del paciente tiene anticuerpos produce la reacción de aglutinación.Test del anillo: la o misma reacción que el RB se puede hacer con leche de vaca en campañas de búsqueda de vacas infectadas, utilizando pools de hasta 25 vacas (se pueden detectar hasta 25 vacas en un mismo tubo). Se mezcla la leche con Brucelas inactivadas con un colorante, produciéndose redes de aglutinación que forman anillos en la parte superior del tubo (color azul). o Fenómeno de PROZONA: cuando hay una alta concentración de Ac, puede ocurrir que no se detecten porque no son precipitantes. Esto ocurre porque en presencia de mucho anticuerpo, el Ac rodea demasiado al Ag de Brucella y no forma las redes que precipitan. ▪ En la fase aguda de la enfermedad encontramos una IgM alta, lo cual puede ser detectado fácilmente por el RB. ▪ El problema es que en la fase subaguda y crónica, la IgM baja, pero aumenta muchísimo la IgA e IgG, lo cual da este fenómeno de prozona (Ac no aglutinantes). Por esta razón, en estas fases se utiliza el test de Coombs, aunque también podríamos intentar un tto ácido para romper los complejos y permitir que precipiten con el RB (no se suele hacer). o Test de Coombs para casos crónicos (Brucellacapt). ▪ Se basa en que hay una concentración óptima de Ac y Ag para que se produzca la precipitación, evitando el fenómeno de prozona. ▪ En los primeros títulos no se ve precipitación (tenemos muy poco Ac); pero tras varias diluciones sí que se ve precipitación (concentración óptima) y luego dejas de verla (prozona: demasiado Ac).  ▪ El método Coombs normal utiliza eritrocitos, pero lo que se utiliza en el Coombs adaptado a Brucella son Brucellas inactivadas, que serán “decoradas” por los anticuerpos. Luego se añade el reactivo de Coombs: En sueros humanos: Ig frente a inmunoglobulina humana para ver la inmunoprecipitación. En las vacas se usaría anti-Ig bovina. ▪ Con el método de Coombs sí que podemos determinar bien los títulos de Ac en infecciones crónicas. o Aglutinación en tubo: se utiliza para ver qué cantidad de Ac hay en el suero (diluimos el suero y añadimos una gota de Ag a cada dilución). Es muy importante valorar el título en el que encontramos aglutinación, porque en zonas en que la enfermedad es endémica o en el personal expuesto (laboratorio, veterinarios, pastores), tendremos niveles básicos de Ac frente a Brucella, por lo que podremos encontrar títulos de 1:20 o 1:40 en pacientes sin la enfermedad, sólo por la exposición al Ag. Cuando encontramos aglutinación en títulos altos (diluciones de 1:640 o 1:1280), ya tenemos una infección. o ELISA para Ig específicas (poco utilizado). TRATAMIENTO ▪ Terapia combinada durante al menos un mes: Tetraciclina (doxiciclina) + Gentamicina (+ común), Estreptomicina (como es inyectada, no se suele utilizar, a pesar de ser la más recomendada) o Rifampicina. ▪ Niños y embarazadas: trimetoprim, estreptomicina o quinolonas. En principio el tratamiento no da problemas. PREVENCIÓN y CONTROL Muy infecciosa por aerosoles Riesgo laboral (laboratorios de nivel de riesgo 3 (NCB3)) Posible agente para guerra bacteriológica o bioterrorismo Control de la infección en animales: Diagnóstico serológico + vacunación (está prohibida en Europa, solo para prevenir brotes específicos) + sacrificio (común al haber pocos casos). Vacunas atenuadas vivas: o B. abortus: B19, RB51 o B. melitensis: Rev-1 ONE HEALTH: no se conseguirá la inmunidad en humanos si no se consigue en animales y el medio ambiente. Tienen buena pinta las vacunas en prueba que quitan las cargas positivas de la bacteria para tener una cepa atenuada. Género Legionella Características generales Descrito en 1976 tras una convención de legionarios de veteranos en USA, donde casi todos cogieron fiebres y neumonías que fueron tratadas como brotes separados (alta mortalidad por el desconocimiento). γ-Proteobacteria Bacilos Gram negativos, pleomórficos y ubicuos (en ambientes acuáticos, suelos y estructuras humanas, como balsas de riego, aire acondicionado, sistemas de conducción de agua). Producen pili y un flagelo polar. Se han descrito + de 100 especies (y subiendo). L. pneumophila ≈ 90% de las infecciones. Presenta 16 serogrupos (serogrupo 1 ≈ 80%) Fastidiosos: o Requieren pH de 6,8-7,0 (muy restrictivo) o L-cisteína, a-KG y Fe3+ o Crecimiento en medio BCYE (carbón activo - extracto de levadura) (suplementado con cisteína en la mitad de la placa). o Atmósfera de CO₂ o 35º C CLASIFICACIÓN Ya no se usan los lugares en los que se aislaron las bacterias para denominarlas, pero muchas Legionellas fueron clasificadas de acuerdo a este criterio. Las blue-white legionellas producen un pigmento fluorescente a la luz UV y no son infectivas. ESTRUCTURA ANTIGÉNICA y PATOGENICIDAD LPS: o Bajo reconocimiento por el SI. o AgO específico → Ácido legionamínico. o Core sustituido por grupos acil (muy hidrofóbico) → Afinidad por o superficies plásticas formando biofilms. o Interacción con membranas y tráfico intracelular. o Lípido A inusual: tb con ácidos grasos muy largos, pero no DAG. ▪ Baja toxicidad o Ventajas: ▪ Es secretado en orina fácilmente, lo que facilita el diagnóstico (muestra muy accesible).  SST4 (icm/dot): o ≈ 25 proteínas forman parte del aparato de eyección. o >300 efectores (+ que Brucella), muchos de ellos duplicados. o Hasta el 10% del genoma. o 18.000 efectores totales (pangenoma muy grande y variable). INFECCIÓN por L. pneumophila Inhalación de aerosoles acuosos contaminados (no transmisión persona-persona) Depósito de C3b y fagocitosis coiled por macrófagos alveolares. Evita la acidificación y fusión con lisosomas (fusogenicidad limitada por el LPS) →posteriormente forma su nicho mediante el SST4. Fase replicativa (exponencial) o En presencia de nutrientes. o Forma vacuolas relacionadas con la ruta autofágica. Fase transmisiva: cuando agota los nutrientes cambia su patrón de expresión: o Enzimas proteolíticas o Flagelo EFECTORES del SST4 dot/icm Se van expresando e interactuando con las rutas de señalización de la célula. Tiene efectores que hacen funciones opuestas (uno anula el otro) y efectores redundantes. Los efectores tienen dominios estructurales eucariotas (NO memorizar): o Repeticiones de Ankyrina o Repeticiones ricas en Leu o Estructuras Coiled coils Los efectores también tienen dominios con actividades eucariotas (NO memorizar): o Quinasas o Fosfolipasas o Ubiquitin ligasas o Esfingosina. o 1-P liasa o Metiltransferasas o Acetiltransferasas o Factores de intercambio de Guanidina Lo que importa es que tanto las estructuras de estos efectores como sus actividades son de origen eucariota. Estos efectores permiten a la bacteria: o Formar biofilms.  o Migrar a otros sitios (expresión de flagelo). o Ser ingerida por amebas. Entonces, realmente Legionella tiene este SST4 no para humanos sino para sobrevivir en su huésped natural (amebas). Se han ido transfiriendo genes eucariotas desde estas amebas, que luego se han transmitido por transferencia horizontal. En realidad, la Legionela sería una infección moderna adquirida por generar un hábitat favorable a esta bacteria. Secreción de sRNAs Producen vesículas con sRNAs que interaccionan directamente con factores de transcripción, como IFN-β. EPIDEMIOLOGÍA Bacteria ubicua en el suelo y agua. Históricamente ha existido en fuentes de agua naturales. Ahora desarrollan BF en tuberías, bañeras de hidromasaje, aires acondicionados... que permiten aerosolización y llegada al ser humano. Afecta más a personas inmunoD. Tendremos personas: o Asintomáticas (mayoría). o Enfermedad pulmonar (legionelosis). o Presentación febril (fiebre de Pontiac). MANIFESTACIONES CLÍNICAS LEGIONELOSIS Fiebre de Pontiac* Neumonía relativamente grave. La tenemos Leve malestar, fiebre, dolor de cabeza. que tratar. Enfermedad muy leve y autolimitada. Mortalidad 15-30% (algo más baja hoy en Raramente es fatal (˂ 1%). día, 10-15%). Personas mayores o inmunoD Afectación más generalizada (no rango de personas específico) Incubación 2-10 días (infección) Incubación 1-2 días (no parece que se trate de una infección, sino de una reacción alérgica) Baja tasa de ataque (30%), ya que sólo las Alta tasa de ataque (˃90%): casi todo el personas inmunoD o mayores van a mundo expuesto en un brote da síntomas. desarrollar la enfermedad. Finales de verano-otoño (relacionado con Sin estacionalidad aire acondicionado)  Se ha relacionado con la presencia de hipersensibilidad a la endoTX (alergia). Puede estar causada por L. pneumophila u otras bacterias. * muy pocos casos y poca literatura En España → 50 brotes / 1500 afectados anuales. Brote típico: hasta media docena de personas afectadas, 1 o 2 muertos. DIAGNÓSTICO Hablamos principalmente de neumonías (las que causan Pontiac no están en nuestro medio): Cultivo: o BCYE agar: lleva carbón activo y un lado lleva cisteína y el otro no. ▪ Crece solo en el lado de cisteína. Microscopía (lavado alveolar, biopsias, esputo). No se hace habitualmente. Gram no nos revela nada. Necesitamos tinciones específicas: o Tinción de plata o Inmunofluorescencia Inmunodiagnóstico (90%): inmunocromatografía (ICM) de flujo lateral: o El Ag que se utiliza es el LPS de Legionella que aparece en orina rápidamente, a los 2-3 días de infección. ▪ Muestra muy accesible y test muy rápido (15 mins) y fácil. ▪ El problema es que el Ag que se utiliza es el LPS del serotipo I de Legionella, que es el más prevalente (solo detecta este serotipo). o Anticuerpos en suero: menos utilizado. Molecular: o PCR: buena especificidad, sensibilidad regular. Se puede hacer sobre un esputo. o FISH: solo tiene utilidad en investigación o para acelerar el diagnóstico en cultivo. Podemos detectar formación de microcolonias en 24 h. No se hace habitualmente en clínica. TRATAMIENTO Mucha información a partir del primer brote: cada persona fue tratada de manera distinta (penicilinas, cefalosporinas vs aminoglicósidos). Se vio que BL se asociaba con mal pronóstico (50% más mortalidad respecto a la eritromicina o tetraciclina). Macrólidos: claritromicina, azitromicina Fluoroquinolonas: levofloxacino, ciprofloxacino No hay problemas de resistencia. No usar β-lactámicos o Baja penetración intracelular o Presencia de β-lactamasas PREVENCIÓN Como el tto funciona muy bien, hay poca investigación sobre vacunas. No hay ninguna vacuna disponible. Además, afecta a un rango de población reducido. Mala relación coste-efecto. Se sigue investigando alguna, pero la cosa va muy lenta. Sí tiene utilidad controlar por legislación sistemas de refrigeración, productores de aerosoles urbanos y sistemas de conducción de agua caliente → se hacen estudios de puntos críticos en hospitales, centros de investigación, hoteles... cada 3 meses. Se toman muestras de por ejemplo depósitos que juntan agua caliente y fría a 25ºC, y se analiza mediante PCR. Si hay colonización se hace tto con agua muy caliente (80º) + hipoclorito sódico (en algunos casos) para matar a la bacteria.