Capítulo 12: Bacilos grampositivos aerobios no esporulantes: Corynebacterium, Listeria, Erysipelothrix, Actinomyces y patógenos relacionados

Los bacilos grampositivos no esporulantes constituyen un grupo diverso de bacterias aerobias y anaerobias. En este capítulo se revisan los miembros aerobios de este grupo. Los bacilos grampositivos anaerobios que no forman esporas como especies de Propionibacterium y de Actinomyces se describen en el capítulo 21 dentro de las infecciones anaerobias. Géneros específicos de los dos grupos, es decir, especies del género Corynebacterium y especies del género Propionibacterium, son miembros de la microflora normal de la piel y las mucosas del ser humano y, como tales, a menudo son contaminantes de muestras clínicas que se remiten para valoración diagnóstica. Sin embargo, entre los actinomicetos aerobios se encuentran microorganismos patógenos importantes como Corynebacterium diphtheriae, un microorganismo que produce una potente exotoxina que causa la difteria en el ser humano y Mycobacterium tuberculosis, el microorganismo causante de la tuberculosis. Listeria monocytogenes y Erysipelothrix rhusiopathiae se localizan principalmente en animales y a veces producen enfermedades graves en el ser humano. Las especies de los géneros Nocardia, Gordonia y Tsukamurella, son microorganismos patógenos emergentes en pacientes inmunodeprimidos.

Las especies del género Corynebacterium y bacterias relacionadas por lo común tienen una forma irregular o en palillo de tambor; aunque no todas las cepas tienen las formas irregulares, los términos bacterias corineformes o difteroides son convenientes para designar este grupo amplio. Estas bacterias tienen un alto contenido de guanosina más citosina y comprenden los géneros Corynebacterium, Arcanobacterium, Brevibacte rium, Mycobacterium y otros más (cuadro 12-1). Los géneros Acti nomyces y Propionibacterium se clasifican como anaerobios, pero algunas cepas se desarrollan bien en medios aerobios (aerotolerantes) y se deben diferenciar de las bacterias corineformes aerobias. Otros bacilos grampositivos no esporulantes tienen formas más regulares y un contenido más bajo de guanosina más citosina. Los géneros comprenden Listeria y Erysipelothrix; estas bacterias están relacionadas en forma más estrecha con las especies anaerobias del género Lactobacillus, que a veces se desarrollan bien en aire, y con las especies formadoras de esporas de los géneros Bacillus y Clostridium (y con los cocos grampositivos de las especies de los géneros Staphylococcus y Streptococcus) que con las bacterias corineformes. En el cuadro 12-1 se enumeran los géneros de bacilos grampositivos de importancia médica y comprenden algunos géneros esporulantes y anaerobios. En el capítulo 21 se describen las bacterias anaerobias.

No se tiene un método unificado para identificar los bacilos grampositivos. Algunos laboratorios tienen equipos para cuantificar el contenido de guanosina más citosina. El crecimiento sólo en condiciones anaerobias implica que la cepa es un anaerobio, pero muchas cepas de los géneros Lactobacillus, Actinomyces y Propionibacterium y otras más son aerotolerantes. La mayor parte de las cepas de los géneros Mycobacterium, Nocardia y Rhodococcus, Gordonia y Tsukamurella son acidoresistentes y, por lo tanto, se diferencian con facilidad de las bacterias corineformes. Muchos géneros de Bacillus y Clostri dium producen esporas y la presencia de éstas distingue fácilmente a la cepa aislada de las bacterias corineformes, cuando existen; sin embargo, Clostridium perfringens y otros clostridios filamentosos no producen esporas en los medios de cultivo. Para determinar que una cepa es un Lactobacillus o Propionibacterium puede ser necesaria la cromatografía de gas líquido para medir los productos metabólicos del ácido láctico (o ácido propiónico), pero esto en general no es práctico. Otras pruebas que se utilizan para tratar de identificar una cepa de bacilos grampositivos no esporulantes como miembro de un género o especie son la producción de catalasa, la producción de indol, la reducción de nitrato y la fermentación de carbohidratos, entre otras. En muchos laboratorios clínicos se han desarrollado técnicas de secuenciación dirigidas al gen de rRNA 16S u otros blancos génicos para la identificación de muchos de estos microorganismos, pero sobre todo de especies de los géneros Mycobacterium y Nocardia aisladas de especímenes clínicos. Una tecnología relativamente nueva introducida recientemente en los laboratorios de microbiología comprende la aplicación de la espectroscopia de masas de tiempo de vuelo con ionización-desorción de matriz asistida con láser (MALDI-TOF MS, matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight mass spectroscopy) que permite evaluar a las proteínas ribosomales cuyos patrones espectrales son lo suficientemente singulares como para identificar a los microorganismos a nivel de especie. Esta tecnología funciona bien para las bacterias anaerobias y otros microorganismos, pero existe menos información con los Actinomicetos, aerobios más complejos como las especies de Mycobacterium. Esta tecnología se describe con mayor detalle en el capítulo 47.

Morfología e identificación

Las corinebacterias tienen un diámetro de 0.5 a 1 mm y varios micrómetros de longitud. Es característico que posean tumefacciones irregulares en un extremo que les da el aspecto de “forma en palillo de tambor” (fig. 12-1). Con una distribución irregular dentro del bacilo (a menudo cerca de los polos) se encuentran los gránulos que se tiñen profundamente con colorantes de anilina (gránulos metacromáticos) que le confieren al bacilo un aspecto de abalorio. Las corinebacterias individuales en frotis teñidos tienden a acomodarse en forma paralela o en ángulos agudos entre sí. Pocas veces se observan verdaderas ramificaciones en los cultivos.

En agar sangre, las colonias de C. diphtheriae son pequeñas, granulosas y grises, con bordes irregulares y pueden tener pequeñas zonas de hemólisis. En telurita de potasio que contiene agar, las colonias son de color pardo a negro con un halo negro pardusco debido a que la telurita se reduce dentro de la célula (estafilococos y estreptococos también producen colonias de color negro). Se han reconocido ampliamente cuatro biotipos de C. diphtheriae: gravis, mitis, intermedius y belfanti. Estas variantes se clasificaron con base en las características de crecimiento tales como: morfología de la colonia, reacciones bioquímicas y gravedad de la enfermedad producida por la infección. Existen muy pocos laboratorios de referencia equipados con los métodos necesarios para ofrecer una clasificación confiable del biotipo. La frecuencia de la difteria ha disminuido considerablemente y ya no es importante la relación entre la gravedad de la enfermedad y la biovariedad para el tratamiento médico ni para el manejo de los casos o brotes por parte de salud pública. Si es necesario en el contexto de un brote epidémico, se pueden utilizar métodos inmunoquímicos y moleculares para tipificar C. diphtheriae.

C. diphtheriae y otras corinebacterias proliferan en medio aerobio en casi todos los medios de laboratorio ordinarios. En el suero de Loeffler, las corinebacterias proliferan con mayor rapidez que otros microorganismos respiratorios, y las características morfológicas de los microorganismos son típicas en los frotis obtenidos de estas colonias.

Las corinebacterias tienden al pleomorfismo en la morfología microscópica y de colonias. Cuando algunos microorganismos de la difteria no toxígenos son infectados con bacteriófago de determinados bacilos de la difteria coccígenos, la progenie de las bacterias expuestas son lisógenas y toxígenas, y este rasgo después se hereda. Cuando los bacilos de difteria toxígenos son subcultivados en serie en antisuero específico contra el bacteriófago moderado que portan, tienden a volverse no toxígenos. Por consiguiente, la adquisición del bacteriófago conduce a la toxigenicidad (conversión lisógena). La producción eficaz de la toxina ocurre tal vez sólo cuando el probacteriófago de C. diphtheriae lisógeno se activa y produce citólisis. Si bien la toxigenicidad está controlada por el gen del bacteriófago, la invasividad está sujeta al control de genes bacterianos.

Patogenia

El principal microorganismo patógeno en el ser humano del género Corynebacterium es C. diphtheriae, el microorganismo que produce la difteria respiratoria o cutánea. En la naturaleza, C. diphtheriae se observa en el sistema respiratorio, en heridas o en la piel de personas infectadas o portadores normales. Se disemina por las gotitas de secreciones respiratorias o por el contacto con individuos susceptibles; los bacilos luego se desarrollan en las mucosas o en abrasiones en la piel, y los que son toxígenos comienzan a producir toxina.

Todos los microorganismos de la especie C. diphtheriae toxígena son capaces de elaborar la misma exotoxina productora de la enfermedad. La producción in vitro de esta toxina depende en gran parte de la concentración de hierro. La producción de toxina es óptima a 0.14 mg de hierro por mililitro de medio pero prácticamente se suprime a una concentración de 0.5 mg/ml. Otros factores que influyen en la producción de toxina in vitro son presión osmótica, concentración de aminoácidos, pH y disponibilidad de fuentes adecuadas de carbono y nitrógeno. Los factores que controlan la producción de toxina in vitro no se comprenden bien.

La toxina de la difteria es un polipéptido termolábil (peso molecular [MW, molecular weight] 62,000) que puede ser mortal a dosis de 0.1 μg/kg. Si se rompen los puentes de disulfuro, la molécula puede dividirse en dos fragmentos. El fragmento B (MW = 38 000), que no tiene actividad independiente, se divide funcionalmente en un dominio de receptor y un dominio de translocación. La unión del dominio de receptor a las proteínas de membrana de la célula hospedadora CD-9 y al precursor parecido al factor de crecimiento epidérmico fijador de heparina (HBEGF, heparin-binding epidermal growth factor), desencadena la entrada de la toxina en la célula a través de la endocitosis mediada por el receptor. La acidificación del dominio de translocación dentro de un endosoma en desarrollo conduce a la creación de un canal de proteína que facilita el desplazamiento del fragmento A hacia el citoplasma de la célula hospedadora. El fragmento A inhibe la elongación de la cadena polipéptidica, siempre y cuando halla presente dinucleótido de nicotinamida y adenina (NAD, nicotinamide–adenine dinucleotide), al inactivar el factor de elongación EF-2. Este factor es necesario para la translocación del RNA de transporte de polipeptidil desde el sitio aceptador al donador en el ribosoma eucariótico. El fragmento A de la toxina inactiva EF-2 al catalizar una reacción que produce nicotinamida libre más complejo de adenosina difosfato-ribosa-EF-2 inactivo (ADP-ribosilación). Se cree que el cese brusco de la síntesis de proteína es la causa de los efectos necrosantes y neurotóxicos de la toxina de la difteria. Cepas de Pseudomonas aeruginosa pueden producir una exotoxina mediante un mecanismo de acción similar.

Anatomía patológica

La toxina de la difteria se absorbe hacia las mucosas y produce destrucción del epitelio y una respuesta inflamatoria superficial. El epitelio necrótico queda embebido en la fibrina exudativa y los eritrocitos y leucocitos, de manera que se forma una “seudomembrana” grisácea, por lo general sobre amígdalas, faringe o laringe. Cualquier tentativa de eliminar la seudomembrana expone y desgarra los capilares y, por lo tanto, produce hemorragia. Los ganglios linfáticos del cuello aumentan de tamaño y algunas veces se produce edema acentuado en todo el cuello con distorsión de las vías respiratorias, a menudo llamado “cuello proconsular”. Los bacilos de la difteria en la membrana continúan produciendo toxina en forma activa. Ésta se absorbe y el resultado es una lesión tóxica a distancia, principalmente degeneración parenquimatosa, infiltración grasa y necrosis en el músculo cardiaco (miocarditis), hígado, riñones (necrosis tubular) y glándulas suprarrenales, acompañada en ocasiones de hemorragia macroscópica. La toxina además provoca lesión de los nervios (desmielinización), cuyo resultado es a menudo parálisis del paladar blando, músculos oculares o extremidades.

La difteria cutánea o de heridas es más frecuente en los trópicos, aunque también se han descrito algunos casos en climas templados entre alcohólicos, indigentes y otros grupos empobrecidos. Se forma una membrana sobre una herida infectada que no logra cicatrizar. Sin embargo, la absorción de toxina suele ser leve y los efectos sistémicos insignificantes. La pequeña cantidad de toxina que se absorbe durante la infección cutánea favorece el desarrollo de anticuerpos antitoxina. La “virulencia” de los bacilos diftéricos se debe a su capacidad para establecer la infección, su proliferación rápida y luego su pronta elaboración de toxina que se absorbe de manera eficaz. C. diphtheriae no tiene que ser toxígeno para establecer una infección localizada (p. ej., en la nasofaringe o la piel) pero las cepas antitoxígenas no producen efectos tóxicos localizados o sistémicos. C. diphtheriae no invade activamente tejidos profundos y prácticamente nunca entra en la circulación sanguínea, aunque se han descrito casos raros de endocarditis.

Manifestaciones clínicas

Cuando la inflamación diftérica empieza en el aparato respiratorio, casi siempre se acompaña de dolor de garganta y febrícula. La postración y la disnea se presentan poco después por la obstrucción causada por la membrana. Esta obstrucción puede incluso ocasionar asfixia si no se trata con rapidez mediante intubación o traqueostomía. Las irregularidades del ritmo cardiaco indican lesión del corazón. Más tarde, puede haber dificultades visuales, de lenguaje, de la deglución o del movimiento de los brazos o las piernas. Todas estas manifestaciones tienden a desaparecer en forma espontánea.

En general, la variedad gravis tiende a producir una enfermedad más grave que la variedad mitis, pero todos los tipos pueden producir enfermedad similar.

Pruebas diagnósticas de laboratorio

Son útiles para confirmar la impresión clínica y tienen importancia epidemiológica. Nota: El tratamiento específico nunca debe demorarse por los resultados de laboratorio si el cuadro clínico es muy sugestivo de difteria. Los médicos deben notificar al laboratorio clínico antes de obtener o remitir muestras para cultivo.

Antes de la administración de fármacos antimicrobianos deben obtenerse frotis de dacrón de la nariz, la faringe o de otras lesiones sospechosas (por debajo de cualquier membrana visible). El frotis luego debe colocarse en medios de transporte semisólidos como Amies. Los frotis teñidos con azul de metileno alcalino o con tinción de Gram muestran bacilos en abalorios con una disposición característica.

Las muestras deben ser inoculadas en una placa de agar sangre (para descartar la posibilidad de estreptococo hemolítico), y un medio selectivo como placa de telurita (p. ej., agar sangre y cistina-telurita [CTBA, cystine-tellurite blood agar] o un medio modificado de Tinsdale) e incubado a 37°C en CO₂ al 5%. Las placas se examinan de 18 a 24 h. En 36 a 48 h, las colonias en medio de telurita son lo suficientemente definidas para el reconocimiento de C. diphtheriae. En el agar de cistina con telurita, las colonias son negras con un halo café.

Una cepa presuntiva de C. diphtheriae debe someterse a pruebas de toxigenicidad. Tales pruebas se realizan sólo en laboratorios de salud pública de referencia. Existen varios métodos, a saber:

1. Un disco de papel de filtro que contiene antitoxina (10 UI/disco) se coloca en una placa de agar. Los cultivos en los que se debe comprobar la toxigenicidad se inoculan (cuando menos se eligen 10 colonias) de 7 a 9 mm del disco. Después de 48 h de incubación, la antitoxina que se difunde desde el disco de papel ha precipitado la toxina que se difunde desde los cultivos toxígenos y ha producido bandas de precipitina entre el disco y el crecimiento bacteriano. Este es el método de Elek modificado descrito por la Unidad de Referencia de Difteria de la OMS.

2. Se han descrito los métodos con base en la reacción en cadena de la polimerasa (PCR, polymerase chain reaction) para la detección del gen de la toxina diftérica (tox). Los análisis de PCR para tox también se pueden utilizar directamente en los especímenes de los pacientes antes que se disponga de los resultados de cultivo. Un cultivo positivo confirma un análisis de PCR positivo. Un cultivo negativo después de la antibioticoterapia junto con un análisis de PCR positivo indica que el paciente probablemente tiene difteria.

3. Se pueden emplear enzimoinmunoanálisis de adsorción (ELISA, enzyme–linked immunosorbent assay) para detectar toxina diftérica de cepas de C. diphtheriae clínicas.

4. Un análisis de tira inmunocromográfica permite detectar toxinas de la difteria en cuestión de horas. Este análisis es muy sensible.

Los últimos dos estudios no se llevan a cabo en todos los lugares.

Resistencia e inmunidad

Puesto que la difteria es principalmente resultado de la acción de la toxina formada por el microorganismo más que de la invasión por el mismo, la resistencia a la enfermedad depende en gran parte de la disponibilidad de la antitoxina neutralizante específica en la circulación sanguínea y en los tejidos. En general, es verdad que la difteria ocurre sólo en las personas que no poseen antitoxina (o menos de 0.01 unidades Lf [límite de floculación]/ml). La mejor manera de valorar la inmunidad a la toxina de la difteria en pacientes individuales es mediante el análisis de las inmunizaciones con toxoide diftérico documentadas y si es necesaria la inmunización primaria o de refuerzo.

Tratamiento

El tratamiento de la difteria se basa en gran parte en la supresión rápida de las bacterias productoras de toxina por los fármacos antimicrobianos y la administración inicial de la antitoxina específica contra la toxina formada por los microorganismos en su lugar de entrada y multiplicación. La antitoxina de la difteria se produce en diversos animales (caballos, corderos, cabras y conejos) mediante la inyección repetida de toxoide purificado y concentrado. El tratamiento con antitoxina es indispensable cuando hay sospecha clínica importante de difteria. Se inyectan entre 20 000 y 120 000 unidades por vía intramuscular o intravenosa, dependiendo de la duración de los síntomas y la gravedad de la enfermedad, después de haber tomado las precauciones correspondientes (prueba cutánea) para descartar hipersensibilidad al suero animal. La antitoxina se administra por vía intravenosa el día que se establece el diagnóstico clínico de difteria y no es necesario repetirla. En los casos leves es posible utilizar la inyección intramuscular.

Los fármacos antimicrobianos (penicilina, eritromicina) inhiben la proliferación de los bacilos de la difteria. Aunque estos fármacos prácticamente no tienen ningún efecto sobre el proceso patológico, detienen la producción de toxina. También ayudan a eliminar estreptococos y C. diphtheriae concomitantes del sistema respiratorio de pacientes o portadores.

Epidemiología, prevención y control

Antes de la inmunización artificial, la difteria era principalmente una enfermedad de niños pequeños. La infección ocurría en forma sintomática o asintomática en una etapa inicial y producía la propagación de la antitoxina en la población. Una infección asintomática durante la adolescencia y la edad adulta servía de estímulo para el mantenimiento de altas concentraciones de antitoxina. Por consiguiente, casi todos los miembros de la población, excepto los niños, eran inmunes.

Casi 75% de los niños entre seis y ocho años que viven en países en vías de desarrollo donde las infecciones cutáneas por C. diphtheriae son frecuentes tienen concentraciones séricas de antitoxina protectoras. La absorción de pequeñas cantidades de toxina de la difteria de la infección en la piel al parecer proporciona el estímulo antigénico para la respuesta inmunitaria; la cantidad de toxina que se absorbe no produce enfermedad.

La inmunización activa en la infancia con toxoide de la difteria genera concentraciones de antitoxina que por lo general son adecuadas hasta la edad adulta. Los adultos jóvenes deben recibir refuerzos del toxoide, porque los bacilos de la difteria toxígenos no tienen suficiente prevalencia en la población de muchos países desarrollados para proporcionar el estímulo de la infección asintomática con la estimulación de la resistencia. Las concentraciones de antitoxina disminuyen con el tiempo, y muchas personas de edad avanzada tienen cantidades insuficientes de antitoxina circulante para protegerlas contra la difteria.

Los principales objetivos de la prevención son limitar la distribución de los bacilos diftéricos toxígenos en la población y mantener un alto grado de inmunización activa posible.

Para limitar el contacto con los bacilos diftéricos a un mínimo, se debe aislar a los pacientes con difteria. Sin tratamiento, un gran porcentaje de las personas infectadas continúa eliminando los bacilos de la difteria durante semanas o meses después del restablecimiento (portadores convalecientes). Este peligro puede reducirse bastante mediante el tratamiento activo inicial con antibióticos.

Un filtrado de caldo de cultivo de una cepa toxígena se trata con formalina al 0.3% e incubada a una temperatura de 37°C hasta que haya desaparecido la toxicidad. Este toxoide líquido es purificado y estandarizado en unidades floculantes (dosis de LF). Los toxoides líquidos preparados según se mencionó se adsorben al hidróxido de aluminio o al fosfato de aluminio. Este material permanece por más tiempo en un reservorio después de la inyección y es un mejor antígeno. Tales toxoides suelen combinarse con toxoide tetánico (Td) y a veces con la vacuna contra la tos ferina (DPT o DaPT) como una sola inyección que se utiliza en la inmunización inicial de los niños. Para la inyección de refuerzo en los adultos, sólo se utiliza toxoides Td o toxoides Td combinados con vacuna contra la tos ferina acelular (Tdap) (para una inyección única en las personas que recibieron la vacuna contra la tos ferina de célula entera durante la infancia); éstas combinan una dosis completa del toxoide tetánico con una dosis más pequeña diez veces mayor del toxoide de la difteria a fin de disminuir la posibilidad de reacciones adversas.

Todos los niños deben recibir un ciclo inicial de inmunizaciones y refuerzos. Los refuerzos periódicos con Td son muy importantes en los adultos que viajan a los países en vías de desarrollo, donde la frecuencia de la difteria clínica puede ser 1 000 veces mayor que en los países desarrollados, donde la inmunización es general.

Muchas otras especies del género Corynebacterium se han relacionado con enfermedades en el ser humano. Las bacterias corineformes se clasifican en no lipófilas o lipófilas según su crecimiento al agregar lípidos al medio de cultivo. Las corinebacterias lipófilas crecen lentamente en agar sangre de oveja, generando colonias menores de 0.5 mm de diámetro después de 24 h de incubación. Las reacciones clave adicionales para la clasificación de las bacterias corineformes comprenden, pero no están limitadas, a las siguientes pruebas: metabolismo fermentativo u oxidativo, producción de catalasa, motilidad, reducción de nitrato, producción de ureasa e hidrólisis en esculina. Las especies del género Corynebacterium suelen ser inmóviles y productoras de catalasa. Las bacterias corineiformes son residentes normales de las mucosas de la piel, las vías respiratorias, el sistema urinario y las conjuntivas.

Corinebacterias no lipófilas

El grupo de corinebacterias no lipófilas comprende múltiples especies que pueden diferenciarse con base en el metabolismo fermentativo u oxidativo. Corynebacterium ulcerans y Corynebacterium pseudotuberculosis están relacionados en forma estrecha con C. diphtheriae y pueden portar el gen tox de la difteria. Mientras C. ulcerans toxigénica produce una enfermedad similar a la difteria, C. tuberculosis rara vez es patógena para el ser humano. Otras especies del grupo fermentativo no lipófilo comprenden Corynebacterium xerosis, Corynebacterium striatum, Corynebacterium minutissimum y Corynebacterium amy-colatum. Éstas se encuentran entre las bacterias corineformes que con más frecuencia se aíslan en el material clínico. Muchas cepas previamente identificadas como C. xerosis pueden haberse identificado de manera errónea y en realidad eran C. amycolatum. Hay pocos casos bien documentados de enfermedad causada por C. minutissimum, aunque el microorganismo a menudo se aísla de especimenes clínicos. Históricamente, C. xerosis y C. striatum han causado una variedad de infecciones en seres humanos. C. striatum se ha vinculado con infecciones hospitalarias del aparato respiratorio y de otro tipo.

Las infecciones hospitalarias a menudo se relacionan con tres corinebacterias no fermentativas. Corynebacterium auris se ha relacionado con infecciones óticas en los niños y Corynebacterium pseudodiphtheriticum se ha relacionado con infecciones de las vías respiratorias. Corynebacterium glucuronolyticum a menudo es productor de ureasa y es un microorganismo patógeno del aparato urinario.

Corinebacterias lipófilas

Corynebacterium jeikeium es una de las bacterias corineiformes que más suelen aislarse en pacientes graves. Puede causar enfermedad en personas inmunodeprimidas y es importante porque produce infecciones, incluida la bacteriemia, que tiene una elevada tasa de mortalidad y porque es resistente a muchos antimicrobianos de uso común. Corynebacterium urealyticum es una especie de desarrollo lento que es multirresistente a antibióticos. Como lo implica su nombre, es ureasa-positivo. Se ha relacionado con infecciones agudas del aparato urinario o crónicas manifestadas por un pH urinario alcalino y formación de cristales.

Otros géneros corineformes

Existen muchos otros géneros y especies de bacterias corineformes. Arcanobacterium haemolyticum produce hemólisis β en el agar sangre. A veces produce faringitis y puede cultivarse en medios selectivos para estreptococos. A. haemolyticum no produce catalasa, al igual que los estreptococos del grupo A y se debe diferenciar por la morfología en la tinción de Gram (bastones frente a cocos) y las características bioquímicas. La mayoría de las bacterias corineformes en los otros géneros son causas poco comunes de enfermedad y no suelen identificarse en el laboratorio clínico.

Rothia dentocariosa es un bacilo grampositivo que forma filamentos ramificantes. Se ha relacionado con abscesos y endocarditis, posiblemente después de entrar en la sangre desde la boca. El coco grampositivo, Stomatococcus mucilaginosus, se ha cambiado al género Rothia (Rothia mucilaginosa); es un residente frecuente de la cavidad bucal y se ha relacionado con bacteriemia en hospedadores graves y endocarditis en usuarios de drogas intravenosas.

Verificación de conceptos:

• El grupo de bacilos aerobios grampositivos comprende un gran número de especies que van desde microbiota normal hasta microorganismos patógenos virulentos.

• El género Corynebacterium incluye al microorganismo patógeno C. diphtheriae, que es patógeno puesto que elabora una exotoxina potente, la toxina diftérica, que inhibe la síntesis de proteínas.

• La toxina diftérica se encuentra codificada en un bacteriófago lisógeno y es la causa de las manifestaciones tanto circunscritas (por lo general faringitis membranosa) como generalizadas de la enfermedad, como miocarditis e insuficiencia renal.

• En los países desarrollados la difteria es rara porque se previene por medio de programas constantes de vacunación primaria y de refuerzo.

Existen varias especies del género Listeria. De éstas, L. monocytogenes es importante como causa de un amplio espectro de enfermedades en animales y seres humanos. L. monocytogenes es capaz de crecer y sobrevivir en una amplia gama de condiciones ambientales. Puede sobrevivir a temperaturas de refrigerador (4°C), bajo condiciones de pH bajo y condiciones de alto contenido de sal. Por lo tanto, puede superar la preservación de alimentos y las barreras de seguridad de manera que es un microorganismo patógeno importante transmitido en los alimentos. La información más reciente de los Centers for Disease Control and Prevention (CDC) indica que la listeriosis transmitida por alimentos va en descenso. No obstante, uno de los brotes más grandes y mortales de listeriosis en Estados Unidos (84 casos en 19 estados y más de 15 muertes) se encontró hace poco en melones contaminados provenientes de una empacadora en Colorado. Este brote subraya la naturaleza universal de este microorganismo y su potencial para contaminar con facilidad gran variedad de alimentos durante cualquier etapa de su producción.

Características morfológicas e identificación

L. monocytogenes es un bacilo corto, grampositivo, no formador de esporas (fig. 12-2). Produce catalasa y tiene una motilidad de extremo a extremo tambaleante a una temperatura de 22 a 28°C pero no de 37°C; la prueba de motilidad rápidamente diferencia a Listeria de los difteroides que son miembros de la microflora normal de la piel.

Características de cultivo y crecimiento

Listeria crece bien en medios como agar sangre de cordero al 5% en el cual muestra la pequeña zona característica de hemólisis alrededor de las colonias y por debajo de las mismas. El microorganismo es un anaerobio facultativo y produce catalasa, hidrólisis de esculina, y es móvil. Listeria produce ácido pero no gas por la utilización de diversos carbohidratos.

La motilidad a una temperatura ambiental y la producción de hemolisina son características primordiales que ayudan a diferenciar Listeria de las bacterias corineformes.

Clasificación antigénica

La clasificación serológica se lleva a cabo sólo en los laboratorios de referencia y se utiliza principalmente para los estudios epidemiológicos. Existen 13 serovariantes conocidas basadas en antígenos O (somáticos) y H (flagelares). Los serotipos 1/2a, 1/2b y 4b constituyen más del 95% de las cepas de seres humanos. El serotipo 4b produce la mayor parte de los brotes epidémicos transmitidos en los alimentos.

Patogenia e inmunidad

L. monocytogenes entra en el cuerpo a través del aparato digestivo tras la ingestión de alimentos contaminados como quesos o verduras. El microorganismo tiene varias proteínas de adhesina (Ami, Fbp A y flagelina) que facilitan la fijación de las bacterias a las células hospedadoras y que contribuyen a la virulencia. Posee proteínas de superficie de la pared celular llamadas internalinas A y B que actúan de manera recíproca con la cadherina E, receptor de las células epiteliales, fomentando su fagocitosis en las células epiteliales. Después de la fagocitosis, la bacteria es envuelta en un fagolisosoma, donde es activada por el pH bajo para producir listeriolisina O. Esta enzima produce lisis de la membrana del fagolisosoma y permite que las listerias escapen hacia el citoplasma de la célula epitelial. Los microorganismos proliferan y ActA, otra proteína de superficie de la listeria, activa la polimerización de la actina de la célula anfitriona, lo cual las impulsa hacia la membrana celular. Al empujar la membrana de la célula hospedadora, produce la formación de protrusiones elongadas denominadas filópodos, que son ingeridos por células epiteliales adyacentes, macrófagos y hepatocitos, las listerias son liberadas y el ciclo comienza de nuevo. L. monocytogenes se puede mover de una célula a otra sin estar expuesta a anticuerpos, complemento o células polimorfonucleares. Shigella flexneri y rickettsias también usurpan la actina y el sistema contráctil de las células hospedadoras para diseminar sus infecciones.

El hierro es un factor de virulencia importante. Las difterias producen sideróforos y pueden obtener hierro de la transferrina.

La inmunidad para L. monocytogenes es mediada principalmente por células, según se demuestra por la ubicación intracelular de la infección y por la notable relación de la infección con los estados que cursan con alteración de la inmunidad mediada por células como el embarazo, sida, linfoma y trasplante de órganos. La inmunidad puede ser transferida por los linfocitos sensibilizados, pero no por los anticuerpos.

Manifestaciones clínicas

Existen dos formas de listeriosis humana perinatal. El síndrome de instauración inicial (granulomatosis infantiséptica) es el resultado de la infección in utero y es una forma diseminada de la enfermedad que se caracteriza por septicemia neonatal, lesiones pustulosas y granulomas que contienen L. monocytogenes en múltiples órganos. La defunción puede ocurrir antes o después del parto. El síndrome de inicio tardío produce la aparición de meningitis entre el nacimiento y la tercera semana de vida; a menudo es causada por el serotipo 4b y tiene una tasa de mortalidad importante.

Los adultos pueden presentar meningoencefalitis por Listeria, bacteriemia y pocas veces infecciones focales. La meningoencefalitis y la bacteriemia ocurren más a menudo en pacientes inmunodeprimidos en quienes Listeria es una de las causas más frecuentes de meningitis. La presentación clínica de la meningitis listeriósica en estos pacientes varía de insidiosa a fulminante y no es específica. En las personas con buena respuesta inmunitaria, la enfermedad puede no ocurrir tras la ingestión del alimento contaminado o los pacientes pueden presentar una gastroenteritis febril sintomática. Ésta aparece tras un período de incubación de 6 a 48 h. Los síntomas consisten en fiebre, escalofríos, cefalea, mialgias, dolor abdominal y diarrea. La enfermedad suele autolimitarse en una a tres días; por lo común, los laboratorios clínicos no efectúan un cultivo sistemático de Listeria a partir de muestras fecales y sistemáticas. El diagnóstico de listeriosis se basa en el aislamiento del microorganismo en hemocultivos y líquido cefalorraquídeo.

La infección espontánea ocurre en muchos animales domésticos y salvajes. En los rumiantes (p. ej., las ovejas) Listeria puede causar meningoencefalitis con o sin bacteriemia. En animales más pequeños (p. ej., conejos y gallinas) ocurre septicemia con abscesos focales en el hígado y en músculo cardiaco, así como una monocitosis intensa.

Muchos fármacos antimicrobianos inhiben a Listeria in vitro. Se han obtenido curaciones clínicas con ampicilina, eritromicina o con trimetoprim-sulfametoxazol administrado por vía intravenosa. Las cefalosporinas y las fluoroquinolonas no son activas contra L. monocytogenes. La ampicilina más la gentamicina suele recomendarse para el tratamiento, pero la gentamicina no entra en las células anfitrionas y puede no ser útil para tratar la infección por Listeria. El fármaco de elección para las infecciones del sistema nervioso central en pacientes que son alérgicos a la penicilina es el trimetoprim-sulfametoxazol.

Erysipelothrix rhusiopathiae es un bacilo grampositivo que produce pequeñas colonias transparentes de aspecto brillante. Puede ser hemolítico a en agar sangre. En las tinciones de Gram a veces muestran aspecto gramnegativo porque se decolora con facilidad. Las bacterias pueden aparecer en forma individual, en cadenas cortas, distribuidas en forma fortuita o en filamentos largos no ramificantes. La morfología de la colonia y el aspecto en la tinción de Gram varían dependiendo del medio de crecimiento, la temperatura de incubación y el pH. Erysipelothrix no produce catalasa, oxidasa ni indol. Cuando se cultiva Erysipelothrix en agar con hierro y triple glúcido, se produce sulfuro de hidrógeno, y hace que adopte un color negro el medio de agar con hierro y glúcido triple (TSI, triple sugar iron).

E. rhusiopathie debe diferenciarse de L. monocytogenes, Arcanobacterium pyogenes y A. haemolyticum, pero estas tres especies son hemolíticas β y no producen sulfuro de hidrógeno cuando se cultivan en medio de TSI. Es más difícil diferenciar E. rhusiopathie de lactobacilos aerotolerantes; los dos pueden ser hemolíticos α. No producen catalasa y son resistentes a la vancomicina (80% de los lactobacilos). Además, algunas cepas de lactobacilos producen H₂S de una forma muy parecida a E. rhusiopathie.

E. rhusiopathie se distribuye en animales de tierra y mar en todo el mundo, lo que comprende diversos vertebrados e invertebrados. Es causa de enfermedad en cerdos domésticos, pavos, patos y ovejas. Las repercusiones más importantes aparecen en las ovejas, donde produce erisipela. En el ser humano, la erisipela es causada por estreptococos hemolíticos β del grupo A y es muy diferente de la erisipela porcina. Las personas obtienen la infección por E. rhusiopathiae por la inoculación directa de animales o productos animales. Las personas con máximo riesgo son pescadores, personas que manipulan pescado, trabajadores de rastros, carniceros y otras personas que tienen contacto con productos animales.

La infección por E. rhusiopathiae más frecuente en el ser humano se denomina erisipeloide. Por lo general ocurre en los dedos por la inoculación directa en el lugar de una herida o una abrasión (y se ha denominado “dedo de foca” y “dedo de ballena”). Después de la incubación de dos a siete días, ocurre dolor (que llega a ser intenso) y edema. La lesión está elevada y es de color violáceo. No suele haber pus en el lugar de la infección, lo que ayuda a distinguirla de las infecciones cutáneas estafilocócicas y estreptocócicas. La erisipeloide puede resolverse después de tres a cuatro semanas o con más rapidez mediante antibioticoterapia. Las formas clínicas adicionales de la infección (ambas poco comunes) son una forma cutánea difusa y la bacteriemia con endocarditis. Erysipelothrix es muy susceptible a la penicilina G, el fármaco de elección para las infecciones graves. El microorganismo es intrínsecamente resistente a la vancomicina.

Verificación de conceptos:

• Tanto L. monocytogenes como E. rhusiopathiae se distribuyen ampliamente en la naturaleza, y generan enfermedades importantes en el ser humano.

• L. monocytogenes suele trasmitirse por el consumo de alimentos preparados contaminados, como carnes frías o frutas y vegetales.

• Una vez ingerido, el microorganismo manipula su propia fagocitosis a través de diversos tipos de células y puede vivir dentro de otras células y además diseminarse, provocando bacteriemia y meningitis en los pacientes con una inmunidad celular deficiente.

• Erysipelothrix por lo general se adquiere por inoculación directa a partir de una fuente contaminada como escamas de pescado, lo que resulta en erisipeloide, que es una variedad nodular de celulitis.

• E. rhusiopathiae es singular entre los bacilos grampositivos en el sentido de que produce H₂S en la prueba con TSI.

Los actinomicetos aerobios son un grupo diverso y considerable de bacilos grampositivos con una tendencia a formar cadenas o filamentos. Están relacionados con las corinebacterias y comprenden múltiples géneros de importancia clínica (como Mycobacteria, que se describe en el capítulo 23) y los microorganismos saprófitos como Streptomyces. A medida que crecen los bacilos, las células se mantienen unidas tras la división para formar cadenas alargadas de bacterias (1 μm de amplitud) con ramas ocasionales. La magnitud de este proceso varía en diferentes taxones. Es rudimentaria en algunos actinomicetos, las cadenas son cortas, se rompen y se separan después de la formación y se parecen a los difteroides; otras presentan sustrato extenso o filamentos aeriales (o ambos); o se fragmentan en formas cocobacilares. Los miembros de actinomicetos aerobios pueden clasificarse basándose en la tinción acidorresistente. Las micobacterias son microorganismos acidorresistentes verdaderamente positivos; los géneros débilmente positivos comprenden Nocardia, Rhodococcus y algunos otros de importancia clínica. Streptomyces y Actinomadura, dos compuestos que producen micetomas actinomicóticos, son negativos para la tinción acidorresistente.

R. equi parece ser un bacilo después de algunas horas de incubación en caldo, pero con la incubación adicional se convierte en una forma cocoide. Esta especie de Rhodococcus a menudo también produce colonias pigmentadas después de 24 h de incubación que van desde el color de rosa salmón hasta el rojo. Los microorganismos por lo general son débilmente acidorresistentes positivos cuando se tiñen por el método de Kinyoun modificado. R. equi a veces produce infecciones como neumonía necrosante en pacientes inmunodeprimidos con inmunidad anormal mediada por células (p. ej., pacientes con sida). R. equi está presente en la tierra y en heces de herbívoros. El microorganismo es una causa esporádica de enfermedad en ganado vacuno, corderos y cerdos, y puede ser causa de infecciones pulmonares graves en potros. Otras especies del género diverso Rhodococcus están presentes en el medio ambiente pero raras veces producen enfermedad en el ser humano.

El género Nocardia sigue experimentando considerable reclasificación taxonómica. Continúan reconociéndose nuevas especies y se han implicado por lo menos 30 especies como causas de infecciones humanas.

En el cuadro 12-1 se enumeran las especies que con mayor frecuencia se vinculan con la mayor parte de los casos de infecciones en el ser humano. Cada una de estas especies es causa de una amplia gama de enfermedades y cada especie o complejo tiene patrones de susceptibilidad a fármacos singulares. Las nocardias patógenas, como muchas especies no patógenas de Nocardia, se encuentran en todo el mundo en la tierra y el agua. La nocardiosis es iniciada por la inhalación de estas bacterias. El cuadro clínico habitual es una infección pulmonar subaguda a crónica que puede diseminarse a otros órganos, por lo general el cerebro o la piel. Las nocardias no se transmiten de persona a persona.

Morfología e identificación

Las especies del género Nocardia son aerobias y se cultivan en diversos medios. Durante el curso de varios días a una semana o más, presentan colonias levantadas, irregulares, cerosas. Las cepas tienen una pigmentación variable desde blancas a color naranja o rojo. Estas bacterias son grampositivas, producen catalasa y son bacilos parcialmente acidorresistentes. Producen ureasa y pueden digerir parafina. Las nocardias forman sustratos ramificantes extensos y filamentos aeriales que se fragmentan después de la formación; emergen como células cocobacilares. Las paredes celulares contienen ácidos micólicos que son de cadena más corta que las de las micobacterias. Se les considera débilmente acidorresistente, esto es, se tiñen con el reactivo acidorresistente habitual (carbol-fucsina) y conservan este colorante después del tratamiento con ácido sulfúrico al 1 a 4% en lugar de utilizar el decolorante más potente ácido-alcohol. Las especies de Nocardia se identifican principalmente por medio de métodos moleculares como secuencias de genes rRNA 16S y el análisis de polimorfismos de longitud de fragmentos de restricción (RFLP, restriction fragment length polymorphisms), y fragmentos de genes amplificados como hsp o secA.

Patogenia y manifestaciones clínicas

Casi en todos los casos, la nocardiosis es una infección oportunista relacionada con varios factores de riesgo, la mayor parte de los cuales alteran las respuestas inmunitarias mediadas por células, incluyendo el tratamiento con corticoesteroides, la inmunodepresión, el trasplante de órganos, el sida y el alcoholismo. La nocardiosis comienza como una neumonía lobular crónica y pueden presentarse diversos síntomas, como fiebre, pérdida de peso y dolor torácico. Las manifestaciones clínicas no son distintivas y semejan a la tuberculosis y a otras infecciones. Pueden presentarse consolidaciones pulmonares, pero son infrecuentes la formación de granulomas y la caseificación.

El proceso patológico habitual es la formación de abscesos (inflamación neutrofílica). La diseminación desde el pulmón a menudo afecta al sistema nervioso central, en tanto que los abscesos aparecen en el cerebro, y dan por resultado diversas manifestaciones clínicas. Algunos pacientes tienen afectación pulmonar asintomática y presentan lesiones cerebrales. La diseminación también puede ocurrir hacia la piel, los riñones, los ojos o a otras partes.

Pruebas de laboratorio diagnósticas

Las muestras consisten en esputo, pus, líquido cefalorraquídeo y material de biopsia. Los frotis con tinción de Gram revelan bacilos grampositivos, células cocobacilares y filamentos ramificados. Con la tinción acidorresistente modificada, la mayor parte de las cepas serán acidorresistentes. Las bacterias del género Nocardia se desarrollan en casi todos los medios de laboratorio. Las pruebas serológicas no son útiles. Como ya se mencionó, se necesitan métodos moleculares para identificarlos a nivel de especie, lo que es necesario para fines tanto epidemiológicos como terapéuticos.

Tratamiento

El tratamiento de elección es trimetoprim-sulfametoxazol. Cuando los pacientes no responden, se utilizan otros antibióticos diversos con éxito, como amicacina, imipenem, minociclina, linezolida y cefotaxima.

Sin embargo, puesto que los patrones de sensibilidad varían según la especie, es necesario realizar pruebas de sensibilidad para guiar el método terapéutico. Puede ser necesario el drenaje quirúrgico, o bien, la resección.

Actinomicetos emergentes: Gordonia y Tsukamurella

Los miembros de los géneros Gordonia y Tsukamurella son bacterias acidorresistentes positivas modificadas que cada vez son una causa más frecuente de infecciones oportunistas en pacientes hospitalizados inmunodeprimidos. Las especies del género Gordonia producen colonias de color naranja arrugadas. En la tinción de Gram, los microorganismos tienen aspecto corineforme y no se ramifican. Cuando estos microorganismos se obtienen de fuentes no estériles como esputo, muchas veces se confunden con microflora normal o productos contaminantes. Las especies del género Tsukamurella forman colonias blanquecinas a naranjas y en la tinción tienen el aspecto de bacilos largos, rectos, a veces curvos. Los miembros de los dos géneros se identifican mejor mediante el análisis de ácidos grasos de la pared celular o la secuenciación del gen de rRNA 16S. Estos microorganismos se han relacionado con diversas infecciones, por ejemplo, de heridas posoperatorias, infecciones hemáticas relacionadas con el catéter, secreción ótica e infecciones pulmonares. El tratamiento se ha basado en experiencias anecdóticas, pero exige la eliminación de catéteres y el drenaje de abscesos. En casos de infecciones causadas por especies del género Gordonia, se ha utilizado de manera satisfactoria para el tratamiento, vancomicina, carbapenems, aminoglucósidos, fluoroquinolonas y linezolida. En el caso de las infecciones por Tsukamurella, se ha demostrado la susceptibilidad in vitro a aminoglucósidos, sulfametoxazol, flouroquinolonas, carbapenem y claritromicina.

Verificación de conceptos

• Varios miembros del amplio grupo de actinomicetos aerobios son acidorresistentes modificados, principalmente Nocardia, Tsukamurella y Gordonia.

• Las especies de Nocardia son bacilos grampositivos ramificados, con forma de microesferas, encontradas en la tierra y otros ecosistemas que producen una enfermedad generalizada principalmente en personas inmunodeprimidas.

• Las especies Tsukamurella y Gordonia se aíslan con menos frecuencia y se vinculan principalmente a infecciones hospitalarias.

• El mejor método para identificar los tres grupos después de cultivarlas en los medios habituales es utilizar algún método molecular como la secuencia de genes rRNA 16S.

• El fármaco de elección para el tratamiento de las infecciones por Nocardia es el trimetoprim-sulfametoxazol. El uso de otros medicamentos dependerá de los resultados de las pruebas de sensibilidad.

El micetoma (pie de Madura) es una infección crónica, circunscrita, lentamente progresiva que comienza en el tejido subcutáneo y se disemina a los tejidos adyacentes; es destructiva y a menudo indolora. En muchos casos, la causa es un hongo de la tierra que se ha implantado en el tejido subcutáneo por traumatismos leves. Esta forma de micetomas se describe en el capítulo 45. Un actinomicetoma es causado por bacterias ramificantes filamentosas. El gránulo de actinomicetoma consta de elementos de tejido y bacilos grampositivos y cadenas bacilares o filamentos (1 μm de diámetro). Las causas más frecuentes de actinomicetomas son Nocardia asteroides, Nocardia brasiliensis, Streptomy ces somaliensis y Actinomadura madurae. N. brasiliensis puede ser acidorresistente. Éstos y otros actinomicetos patógenos se diferencian por las pruebas bioquímicas y por el análisis cromatográfico de los componentes de la pared celular. Los actinomicetomas responden bien a diversas combinaciones de estreptomicina, trimetoprim-sulfametoxazol y dapsona si el tratamiento se comienza en las primeras etapas antes de que haya ocurrido una lesión considerable.

Muchos de los estudiantes se confunden con los términos actinomicetos y actinomicosis. Los primeros ya se describieron antes; la actinomicosis es una infección causada por miembros del género grampositivo anaerobio Actinomyces. Los hongos del género Actinomyces y la enfermedad actinomicosis se describen con más detalle en el capítulo 21.