Patógenos y defensa del huésped: Bacillus cereus, Arizona State University

PATÓGENOS Y DEFENSA DEL HUÉSPED

Género Bacillus

Dra. Silvia Dolores Lugo Heredia
slugo@edu.uag.mx

Introducción

Género Bacillus consta de más de 400 especies y subespecies, dos son
las más importantes: B. anthracis y B. cereus.
B. anthracis, microorganismo responsable del carbunco es uno de los
más temidos como agente para la guerra biológica por lo que es un
peligro latente en caso de bioterrorismo.
B. cereus es responsable de gastroenteritis, infecciones oculares
traumáticas, sepsis asociadas a catéteres y en menos ocasiones a
neumonías graves.

Objetivo de la clase

Analizar las características morfológicas y fisiológicas de B.
antrhacis y B. cereus, los factores de patogenicidad, patogenia
y fisiopatología, relacionándolo con el cuadro clínico, seleccionar
e interpretar los análisis clínicos, exámenes de gabinete e
imagenología para establecer el diagnóstico etiológico y justificar
las medidas de prevención, control y tratamiento.

Criterios de desempeño

• Analiza la morfología y propiedades tintoriales como base para su
  identificación, el diagnóstico y el tratamiento.
• Analiza las características fisiológicas: tiempo de generación,
  atmósfera de crecimiento y movilidad para seleccionar e interpretar
  los estudios de laboratorio.
• Relaciona los factores de patogenici dad con el cuadro clínico:
  presencia de cápsula, flagelos, componentes de la pared celular
  (endotoxina), producción de exotoxinas y enzimas.
• Relaciona el mecanismo de transmisión con el hábitat del
  microorganismo en el ser humano y las manifestaciones clínicas.

Criterios de desempeño del paciente

• Relaciona las manifestaciones clínicas con las características propias
  del paciente (edad, sexo, condiciones socio-económicas, embarazo y
  patologías agregadas).
• Establece diagnóstico de laboratorio y diferencial a partir de las
  manifestaciones clínicas y variables epidemiológicas.
• Fundamenta las medidas preventivas y de control.

Importancia clínica

Bacillus anthracis

• Agente causal del carbunco
• Bacilo más importante de este género.
• Especie más temida como agente para la guerra biológica.

Bacillus anthracis Morfología y Fisiología

• Bacilo grande, grampositivo, formador
  de esporas, inmóvil y no hemolítico.
• Cápsula polipeptídica (Ac. poli D glutámico).
• Se dispone en forma aislada, en parejas o cadenas largas en
  forma de serpentina.
• Las esporas se observan en los cultivos

Bacillus anthracis Cepas virulentas

Presentan genes que codifican tres componentes tóxicos en
un plásmido, pXO1.

• Antígeno protector (PA)
• Factor del edema
  (EF)
• Factor letal
  (LF)

Bacillus anthracis Toxinas

Forma potentes toxinas cuando se combinan con el PA

• PA + EF = Toxina del edema
• PA + LF = Toxina letal
  PA
  se une a un receptor en células de cerebro, corazón,
  83kd
  intestino etc.
  1
  Furina proteasa degrada al antígeno liberando un fragmento.

Bacillus anthracis Complejo y poro

Los fragmentos PA63 se asocia a superficie celular formando un complejo o
anillo o preporo para unirse a tres moléculas de LF y/o EF .
El complejo crea un poro transmembranario y
libera LF y EF al citoplasma celular.
LF (proteasa de Zinc) provoca la muerte celular.
EF (adenilciclasa de calmodulina) aumenta las concentraciones intracelulares de
AMPc originando edema.

Bacillus anthracis Patogenia e inmunidad

• EI FE y FL inhiben el sistema inmunitario
• Cápsula
  Síntesis de la cápsula por tres genes:

- Cap A
- Cap B
Plásmido PXO2
- Cap C

Bacillus anthracis Patogenia e inmunidad

Toxina del edema
Acumulación de líquidos (adenilciclasa)
Toxina letal
Actividad de metaloproteasa de Zinc, liberación de FNTa e IL-
13.

• Antígeno protector (AP), proteína más inmunógena.

Bacillus anthracis Epidemiología

• El carbunco afecta
  fundamentalmente a
  herbívoros.
• El ser humano se infecta
  como consecuencia de la
  exposición a animales o a sus
  productos contaminados.
• Problema grave en países que
  no llevan a cabo la
  vacunación.

El Bacillus anthracis suele
infectar los animales de
granja y diseminarse a los
humanos a través de
rasgaduras de la piel
#ADAM.

Bacillus anthracis Epidemiología

• Mayor riesgo en países industrializados, es utilizado como
  agente de terrorismo biológico.
• La infección en humanos se adquiere por inoculación,
  ingestión e inhalación.
• El 95% de los casos se adquieren por inoculación de
  esporas a través de piel expuesta.

Bacillus anthracis Epidemiología

• Ingestión del bacilo infrecuente en el humano.
• El carbunco por inhalación se conoce como
  Enfermedad de los cardadores de lana.
• La inhalación es la vía más probable en
  caso de guerra biológica.
• No se transmite de persona a persona.

Bacillus anthracis Enfermedades clínicas

Carbunco cutáneo

Presentación más común

• Pápula indolora, úlcera y escara
  necrótica.
• Signos sistémicos: linfadenopatía
  dolorosa, edema.

Bacillus anthracis Enfermedades clínicas

Carbunco digestivo

Porción superior: Úlceras en boca o
esófago; linfadenopatía.
Porción inferior: Ciego, íleon
terminal.
Náuseas, vómito, malestar general.

Bacillus anthracis Enfermedades clínicas

Carbunco por inhalación

• Período de latencia prolongado: asintomático
• Esporas en fosas nasales o vías respiratorias
  inferiores
  mediastínicos.
  macrófagos alveolares
  ganglios

· Fiebre, mialgias, tos no productiva y malestar.
· Agudización del cuadro clínico, adenopatía mediastínica, signos
meníngeos (50%).

Bacillus anthracis Diagnóstico de laboratorio

• Frotis de sangre periférica con tinción de Gram.
• Esporas crecen en medios de cultivo, se
  observan con tinción verde malaquita.
• Cápsula se observa con tinción de tinta china,
  azul de metileno (M'Fadyean) o Ac. Fluores.(DFA).
• Medio de cultivo: agar sangre, no hemolítica
• PCR.

Bacillus anthracis Tratamiento, prevención y control

Tratamiento

• Empírico: ciprofloxacino o doxiciclina combinado con uno o dos
  antibióticos(rifampicina, penicilina etc.).
• Carbunco cutáneo de adquisición natural: amoxicilina

Prevención y control

• Vacunación del ganado, incineración y enterramiento
  de animales muertos por enfermedad.

Bacillus cereus Importancia médica

• Patógeno oportunista, capacidad de virulencia baja.
• Causa de gastroenteritis, infecciones oculares, septicemias
  relacionadas con catéter y casos infrecuentes de neumonía
  grave.

Bacillus cereus Patogenia

Gastroenteritis

• Enterotoxina termoestable, forma emética
• Enterotoxina termolábil, forma diarreica.
  Enterotoxina termolábil. Estimula la adenil
  ciclasa-adenosina monofosfato cíclico

Bacillus cereus Patogenia

Infecciones Oculares

. Toxina necrótica: enterotoxina termolabil.
· Cereolisina: hemolisina
· Fosfolipasa C: lecitinasa
En presencia de cuerpo extraño intravascular, responsables de
bacteriemia y septicemia.

Bacillus cereus Epidemiología

• Ubicuo
• Las infecciones se originan de una fuente ambiental: tierra.
• Su aislamiento en muestras de pacientes sin
  sintomatología carece de relevancia médica.

Bacillus cereus Enfermedades clínicas

Intoxicación alimentaria

Forma emética (P.I. 1-6 horas)

• Consumo de arroz (enterotoxina)
• Vómitos náuseas y espasmos abdominales.
  Forma diarreica
• Consumo de carne, verduras o salsas
• Diarrea, náuseas y espasmos abdominales