Rickettsias, Chlamydias y Mycoplasmas

Universidad nacional del Nordeste - Facultad de Medicina – Microbiología e Inmunología
Rickettsias, Chlamydias y Mycoplasmas
Rickettsias
Las Rickettsias son bacterias que se comportan como parásitos intracelulares obligados. Se
consideran un grupo separado de bacterias porque poseen a los artrópodos como vectores. La célula
bacteriana es extremadamente pequeña (0,25 μ de diámetro, de forma bacilar, cocoide o pleomórficas, las cuales poseen la pared bacteriana típica de las bacterias gramnegativas, sin flagelos (excepto Rickettsia prowasekii). Se multiplican por división binaria sólo dentro de la célula huésped.
Se presentan como células únicas, en pares o cadenas. Muchas especies se encuentran sólo
en el citoplasma de las células huésped, pero aquellas que causan la fiebre manchada, se multiplican
tanto en el citoplasma como en el núcleo.
En el laboratorio deben ser cultivadas en tejidos vivos, tales como huevo embrionado de pollo o tejidos celulares de vertebrados.
La familia Rickettsiaceae posee tres géneros:
1. Rickettsia: incluye 11 especies, parásito intracelular obligado, que no se multiplican dentro de
vacuolas ni parasitan células de la serie blanca.
2. Ehrlichia: posee dos especies, parásito intracelular obligado, que no se multiplican dentro de vacuolas pero parasitan células de la serie blanca.
3. Coxiella: posee una sola especie, parásito intracelular obligado, que crece preferentemente dentro de vacuolas de la célula huésped.
Estructura
La estructura de la Rickettsia típica es muy similar a las bacterias gramnegativas. La envoltura consiste de tres capas principales: una membrana citoplasmática más interna, una fina pared celular electrónicamente densa y rígida, y una capa externa. La capa más externa recuerda a las típicas
membranas en su composición química y es trilaminar. La pared celular es químicamente parecida a
la de las bacterias gramnegativas la cual contiene de ácido diaminopimélico y carece ácido teicoico.
Metabolismo
En soluciones salinas diluidas las rickettsias aisladas son inestables perdiendo actividad metabólica e infectividad para células animales, pero si el medio es enriquecido con potasio, seroalbúmina y sacarosa, el microorganismo puede sobrevivir algunas horas. Si se agrega ATP a la solución las
bacterias metabolizan y consumen oxígeno.
La base del parasitismo obligado de estas bacterias es que requieren un citoplasma enriquecido para estabilizar una membrana celular muy permeable.
Las rickettsias tienen algunas de las capacidades metabólicas de las bacterias pero requieren
del agregado de factores exógenos para expresar dicha capacidad. La respuesta a los cofactores
exógenos implica una permeabilidad inusual de la membrana citoplasmática.
Crecimiento y multiplicación
Normalmente se multiplican por división transversal binaria. En condiciones nutricionales pobres, las rickettsias cesan su división y crecen en forma filamentosa pero al agregar nutrientes estas
rápidamente se transforman en formas cocoides o bacilares. Inmediatamente después de la división,
la Rickettsia inicia movimientos intensos a través del citoplasma. La Coxiella burnetti se diferencia de
los demás miembros de la familia en que permanece encerrada dentro de una vacuola durante su
división y crecimiento. De 6 a 10 células hijas se forman dentro de la célula huésped antes de que la
ésta se destruya y las libere.
Patogenicidad
En sus vectores artrópodos, las Rickettsias se multiplican en el epitelio del tracto intestinal,
son excretadas por las heces pero ocasionalmente llegan a las glándulas salivales de los artrópodos.
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Se transmiten al hombre a través de la picadura del artrópodo. En el huésped mamífero, las bacterias
se encuentran en el endotelio de los vasos sanguíneos pequeños, particularmente en los del cerebro,
piel y corazón. La hiperplasia de las células epiteliales y la formación de trombos localizados conducen a la obstrucción del flujo sanguíneo, con escape de hematíes al tejido circundante. Las células
inflamatorias se acumulan alrededor de los segmentos afectados de los vasos sanguíneos. Esta angiítis parece explicar la mayoría de las manifestaciones clínicas tales como petequias, pérdida del
conocimiento y shock terminal. La muerte es atribuida al daño de las células endoteliales, resultando
en pérdida de plasma, disminución del volumen sanguíneo y shock.
Se asume que las manifestaciones clínicas observadas en las infecciones por Rickettsias
pueden deberse a la producción de una endotoxina, bastante diferente en sus efectos fisiológicos a
las toxinas de enterobacterias, que aun no ha sido aislada.
Enfermedades
Las enfermedades rickettsiales del hombre están relacionadas con el tipo de vector, tal como
se ve en la siguiente tabla:.
Agente
R. rickettsii
Vector
Reservorio
Transmisión
Patología
Garrapatas
Picadura
del artrópodo
Fiebre
manchada
Heces
del artrópodo
Tifus
epidémico
R. prowazekii
Piojos
Roedores,
perros,
zorros
Hombre
R. typhi
Pulgas
Roedores
Heces
del artrópodo
Tifus
endémico
Garrapatas
Animales
salvajes
Picadura
del artrópodo
Erlichiosis
Garrapatas
(sólo en
los animales)
Animales
salvajes y
domésticos
Inhalación de
polvo contaminado
Fiebre Q
E. chaffeensis
C. burnetii
Diagnóstico de laboratorio
El diagnóstico presuntivo de laboratorio se basa en el hallazgo de organismos compatibles
con Rickettsias en tejido o sangre, aunque el microorganismo es gramnegativo, ellos toman débilmente la safranina, es por ello que se usan coloraciones especiales como las de:
1. Coloración de Maquiavelo con la que se ven las bacterias coloreadas de color rojo brillante sobre
un fondo azul.
2. Coloración de Castañeda con la que las bacterias se ven azules sobre un fondo rojo.
3. Coloración de Giemsa que colorea a las bacterias de un púrpura azulado.
El diagnóstico confirmatorio de las rickettsiosis se realiza mediante los métodos siguientes:
o
o
o
o
o
o
o
Suero: Inmunofluorescencia Indirecta (IFI)
Sangre con EDTA: Reacción en cadena de la Polimerasa (PCR)
Sangre nitratada: PCR, Cultivo
Sangre heparinizada: Cultivo
LCR: PCR
Biopsia cutánea (Muestra de la escara de inoculación): Microscopía, PCR
Contenido de pápulas/máculas: PCR
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Chlamydias
Características generales
Antiguamente se denominaban Bedsonias o virus basofílicos y virus filtrables ya que eran incapaces de crecer en medios de cultivo sintéticos y eran retenidos por los filtros que se utilizaban
para esterilizar medios de cultivo.
Su nombre deriva del griego klamys = capa, ya que aparecen dentro de las células infectadas
como un cuerpo de inclusión cubriendo al núcleo celular (Figura 1). Son parásitos intracelulares obligados de animales superiores como mamíferos y aves. Los miembros de este grupo poseen un ciclo
único de desarrollo, una morfología común y un antígeno familiar común. No son transmitidos por
artrópodos, son inmóviles y se multiplican en el citoplasma de la célula huésped. Estas bacterias generalmente parasitan células del epitelio cilíndrico simple.
Núcleo
celular
Cuerpo de
inclusión
Fig. 1: inclusiones celulares
Las clamidias incluyen dos géneros y tres especies patógenas para el hombre:
1. Chlamydia trachomatis: Agente productor de tracoma, conjuntivitis de inclusión, infecciones genitales (uretritis, endocervicitis) y sus complicaciones y linfogranuloma venéreo que infecta solamente al hombre.
2. Chlamydiophila psittaci: Agentes productores de psitacosis, una zoonosis cuyos reservorios son
los loros, cacatúas y otras aves.
3. Chlamydiophila pneumoniae: Agente productor de neumonía atípica transmitida de hombre a
hombre.
Morfología
La célula bacteriana es esférica que mide entre 0,3 y 1 μ de diámetro de acuerdo a su estadío
de evolución. Poseen estructura de pared de bacterias gramnegativas pero por su pequeño tamaño
no pueden visualizarse con la coloración de Gram. Bajo la pared celular se encuentra la membrana
citoplasmática la cual contiene una gran cantidad de lípidos. El ADN se encuentra como una masa
irregular en el citoplasma, no hay membrana nuclear. Las células no poseen ni cápsula ni flagelo.
Metabolismo
La base del parasitismo intracelular obligado se debe a la incapacidad de generar ATP o a su
incapacidad para almacenarlo por lo cual necesita desarrollar dentro de la célula huésped. La bacteria
puede sintetizar ADN, ARN y proteínas.
Crecimiento y multiplicación
Las Chlamydias pasan a través de una serie de formas, mientras se multiplican por división
binaria, esto es conocido como ciclo de desarrollo (Figura 2). Se reconocen dos formas diferentes con
estadíos intermedios entre ambos:
1. Cuerpo elemental (CE), infectivo, no replicante.
2. Cuerpo reticular (CR), no infectivo, replicante.
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EI ciclo replicativo comienza con la absorción del cuerpo elemental (CE) a receptores de la
membrana del epitelio cilíndrico simple. Los CE representan las formas infectivas de la bacteria y son
metabólicamente inertes; presentan una pared densa y genoma condensado.
El CE penetra a la célula por fagocitosis a través de un mecanismo que dependería más de la
bacteria que de la célula infectada. Dentro de los fagosomas los CE se transforman en cuerpos reticulares (CR). Los CR representan las formas replicativas, no infectivas y metabólicamente activas, poseen una pared poco densa y genoma laxo. Durante este periodo el germen sintetiza su propio DNA, RNA y proteínas. Este proceso da lugar a formación de inclusiones citoplasmáticas cuyas
características varían de una especie a otra (Figura 2). A las 24 hs de la infección algunos CR maduran transformándose en CE mientras que otros siguen replicándose. Este proceso duraría unas 72 hs.
Finalmente como consecuencia de la liberación de enzimas contenidas en los lisosomas y consecuente lisis celular se produce la salida de los CE para reiniciar el ciclo infectando células vecinas.
C u e r p o e le m e n ta l in fe c ta n te
I n g r e s o p o r e n d o c ito s is
L is o s o m a s
L is o s o m a s
E n d o so so m a
N ú c le o
T r a n s fo r m a c ió n e n c u e r p o r e tic u la d o
E lim in a c ió n d e la p r o g e n ie
F o r m a c ió n d e l c u e r p o d e in c lu s ió n
M u ltip lic a c ió n d e l C R
Fig. 2: ciclo vital de las chlamydias
Patogenicidad
Los cuadros clínicos que producen varían según la especie considerada:
1. C. trachomatis es un patógeno casi exclusivamente humano y es el principal agente de enfermedad de transmisión sexual, principalmente en países desarrollados. Dentro de las especies, las
serovariedades A, B, Ba y C se asocian con tracoma endémico (la forma más común de ceguera
prevenible) mientras que los serovaress L1, L2 y L3 se asocian con linfogranuloma venéreo. Los
serovars D y K son los que se asocian más frecuentemente con uretritis no gonocócicas en hombres, pudiendo causar epididimitis e inducir el síndrome de Reiter. Proctitis y conjuntivitis se
describen tanto en hombres como en mujeres. En las mujeres, estas serovariedadess producen cervicitis, uretritis, endometritis, salpingitis y perihepatitis. La esterilidad tubaria y el embarazo
ectópico tras una salpingitis son las principales complicaciones. La bacteria puede ser transmitida al
recién nacido al pasar por el canal del parto y éste puede desarrollar conjuntivitis de inclusión o
neumonía. La mayoría de las infecciones genitales en la mujer son inaparentes, por lo que generalmente se realiza tratamiento cuando se detecta infección en la pareja sexual.
2. La psitacosis en una zoonosis producida por C. psittaci, muy ubicua entre especies de
aves, donde afecta el tracto intestinal. La infección humana deriva de la exposición a heces de aves
domésticas. En el hombre se manifiesta como una neumonía atípica.
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3. C. pneumoniae produce sólo infección en humanos sin que se conozcan reservorios animales. La infección es muy común en todo el mundo y se manifiesta con faringitis, bronquitis y
neumonía moderada (neumonía atípica), siendo más frecuente en la segunda infancia, adolescencia y ancianos. En estudios epidemiológicos, se encontró a este germen asociado con enfermedad
coronaria y otras afecciones vasculares, hallándose partículas similares a C. pneumoniae en ateromas, y se pudo demostrar la presencia de sus antígenos y material genómico mediante PCR, pero
no se pudo recuperar a la bacteria en cultivos a partir de esas localizaciones.
Diagnóstico de laboratorio
El diagnóstico de las infecciones por Chlamydias puede realizarse mediante diferentes técnicas, las cuales varían en sensibilidad y especificidad según la especie involucrada, la localización de
la infección y la etapa de la enfermedad. En la tabla V se enumeran las diferentes metodologías a
emplear. En cualquier situación, deberá consultarse con el laboratorio acerca de los métodos de diagnóstico que puede aplicar y la forma correcta de toma, conservación y remisión de las muestras.
Las muestras a utilizar para el diagnóstico de infección por C. trachomatis podrán ser, de
acuerdo con el sitio de la infección:
1.
2.
3.
4.
5.
Exudado uretral
Exudado endocervical
Exudado conjuntival
Lavado bronquial
Hisopado nasofaríngeo
El diagnóstico de infecciones por C. psittaci o C. pneumoniae se puede realizar actualmente
solamente detectando anticuerpos en el suero del paciente mediante técnicas de ELISA o Inmunofluorescencia Indirecta.
En la tabla II se mencionan las diferentes técnicas que pueden aplicarse para el diagnóstico
de laboratorio de las infecciones por Chlamydias.
Tabla II: Métodos para diagnóstico de infecciones por Chlamydias
1.
Métodos directos a ser aplicados en la muestra
1.1. Tinciones
1.1.1. Giemsa (útil en conjuntivitis de inclusión)
1.1.2. Lugol (útil en conjuntivitis de inclusión)
1.1.3. Inmunofluorescencia directa (rápido y específico)
1.2. Cultivo (es el método de referencia para C. trachomatis)
1.3. Enzimoinmunoensayo (aplicable para C. trachomatis)
1.4. P.C.R. (no diferencia entra bacterias muertas y viables)
2.
Métodos indirectos a ser aplicados con el suero del paciente
2.1. Inmunofluorescencia indirecta (Detecta IgG o IgM)
2.2. Fijación del complemento (Para C. psittaci preferentemente)
Mycoplasmas
Características generales
Estas bacterias pertenecen a la Clase Mollicutes, Familia Mycoplasmataceae, la cual incluye los Géneros Mycoplasma y Ureaplasma, siendo las especies más importantes desde el punto de
vista médico M. pneumoniae, M. hominis y U. urealyticum.
Los micoplasmas son bacterias carentes de pared celular ya que no pueden sintetizar precursores de péptidoglicano. Debido a que sólo están limitados por la membrana plasmática varían de
forma desde esféricos o piriformes hasta filamentos ramificados o helicoidales (Figura 3). Son las
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bacterias de menor tamaño capaces de reproducirse por sí
solas. Aunque la mayoría de ellos son inmóviles, algunos
pueden deslizarse en medios líquidos por movimientos ameboides. La mayoría de las especies requieren esteroles para
su crecimiento, los cuales son incorporados a la membrana
celular. Son anaerobios facultativos pero otros son anaerobios estrictos.
Son ubicuos en todo el mundo como saprófitos y parásitos de plantas, animales y seres humanos.
Fig. 3: Células filamentosas de
micoplasmas
Las enfermedades que producen pueden dividirse en dos grandes grupos:
‰
‰
Enfermedades genitourinarias y
Neumonía atípica primaria.
Enfermedades genitourinarias
M. hominis y U. urealyticum frecuentemente pueden encontrarse como flora saprófita del aparato genital y su transmisión guarda relación con la actividad sexual. Su determinante de patogenicidad es la producción de amoníaco a partir de la urea (U. urealyticum) y de la arginina (M. hominis).
Ambos pueden producir inflamación oportunista de los órganos del hombre y la mujer.
Los síntomas y los datos epidemiológicos contribuyen mucho al diagnóstico etiológico. Pueden realizarse cultivos a partir de secreciones genitales, lo cual no es muy utilizado pues se necesitan medios especiales, muy enriquecidos y con inhibidores para otras bacterias y detección de
anticuerpos en el suero del paciente mediante técnicas de ELISA o inmunofluorescencia indirecta
(IFI).
La PCR aparece como una prueba promisoria en la detección de estas bacterias en diferentes muestras clínicas.
Neumonía atípica primaria
M. pneumoniae es uno de los tres más importantes agentes etiológicos de neumonía atípica
primaria. La propagación requiere de un contacto estrecho y a veces a través de gotitas transmitidas
por el aire. La enfermedad es bastante frecuente en lactantes y niños pequeños, puede ser grave en
niños mayores y adultos jóvenes.
M. pneumoniae suele colonizar las vías respiratorias superiores y propagarse hacia las inferiores donde se adhiere a las células de la mucosa respiratoria, allí produce peróxido de hidrógeno
que puede ser tóxico.
El diagnóstico de infecciones por M. pneumoniae puede realizarse mediante cultivo a partir
de secreciones respiratorias lo cual no es muy utilizado pues se necesitan medios especiales, muy
enriquecidos y con inhibidores para otras bacterias y mediante detección de anticuerpos en el suero del paciente por técnicas de ELISA, aglutinación de látex o inmunofluorescencia indirecta (IFI).
Mediante PCR puede detectarse la presencia de la bacteria en muestras respiratorias. Los síntomas y
los datos epidemiológicos contribuyen mucho al diagnóstico etiológico.
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