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Las pseudomonas son bacilos gramnegativos, móviles y aerobios, algunos de los cuales producen pigmentos hidrosolubles. Las pseudomonas tienen una amplia distribución en el suelo, el agua, las plantas y los animales. Pseudomonas aeruginosa a menudo está presente en pequeñas cantidades en la microflora intestinal normal y en la piel del ser humano y es el principal microorganismo patógeno del grupo. Otras pseudomonas pocas veces producen enfermedad. La clasificación de las pseudomonas se basa en la homología de rRNA/DNA y en las características de cultivo comunes. En el cuadro 16-1 se presentan las pseudomonas de importancia médica.
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PSEUDOMONAS AERUGINOSA
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P. aeruginosa tiene una amplia distribución en la naturaleza y suele estar presente en medios húmedos en los hospitales. Puede colonizar al ser humano normal, en quien es un saprófito. Causa enfermedades en personas con defensas anormales.
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Morfología e identificación
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A. Microorganismos típicos
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P. aeruginosa es móvil, tiene forma de bastón, mide casi 0.6 × 2 μm (fig. 16-1). Es gramnegativo y muestra una disposición en bacterias individuales, en pares y a veces en cadenas cortas.
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P. aeruginosa es un bacilo aerobio obligado que se multiplica fácilmente en muchos tipos de medios de cultivo, produciendo en ocasiones un olor dulce o parecido al de las uvas o a la tortilla de maíz. Algunas cepas producen hemólisis. P. aeruginosa forma colonias redondas y lisas con un color verdoso fluorescente. Suele producir el pigmento azulado no fluorescente piocianina, que se difunde hacia el agar. Otras especies de Pseudomonas no producen piocianina. Muchas cepas de P. aeruginosa también producen el pigmento fluorescente pioverdina, que le confiere un color verdoso al agar (fig. 16-2). Algunas cepas producen el pigmento rojo oscuro piorrubina o el pigmento negro piomelanina.
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P. aeruginosa en un cultivo puede producir múltiples tipos de colonias (fig. 16-3). P. aeruginosa de diferentes tipos de colonia también tiene diferentes actividades bioquímicas y enzimáticas y diferentes tipos de susceptibilidad antimicrobiana. A veces no está claro si los tipos de colonia representan diferentes cepas de P. aeruginosa o si son variantes de la misma cepa. Los cultivos de pacientes con fibrosis quística (CF, cystic fibrosis) a menudo generan microorganismos de P. aeruginosa que forman colonias mucoides como resultado de la producción excesiva de alginato, un exopolisacárido. En los pacientes con fibrosis quística, el exopolisacárido al parecer proporciona la matriz para que los microorganismos vivan en una biopelícula (caps. 2 y 9).
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C. Características de crecimiento
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P. aeruginosa se multiplica bien a una temperatura de 37 a 42°C; su crecimiento a 42°C ayuda a distinguirla de otras especies de pseudomonas en el grupo fluorescente. Es oxidasa-positiva. No fermenta carbohidratos, pero muchas cepas oxidan glucosa. La identificación suele basarse en la morfología de la colonia, la positividad para oxidasa, la presencia de pigmentos característicos y su multiplicación a una temperatura de 42°C. Para la diferenciación de P. aeruginosa de otras pseudomonas basándose en la actividad bioquímica son necesarios análisis con un gran grupo de sustratos.
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Estructura antigénica y toxinas
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Las fimbrias (pilis) se proyectan desde la superficie de la célula y favorecen la adherencia a las células epiteliales del hospedador. El exopolisacárido es la causa de las colonias mucoides que se observan en los cultivos de pacientes con fibrosis quística. El lipopolisacárido, que existe en múltiples inmunotipos, interviene en muchas de las propiedades endotóxicas del microorganismo. P. aeruginosa puede tipificarse por el inmunotipo de lipopolisacárido y por la susceptibilidad a la piocina (bacteriocina). La mayor parte de las cepas de P. aeruginosa provenientes de infecciones clínicas produce enzimas extracelulares, como elastasas, proteasas y dos hemolisinas: una fosfolipasa C termolábil y un glucolípido termoestable.
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Muchas cepas de P. aeruginosa producen exotoxina A, la cual causa necrosis de los tejidos y es mortal en animales cuando se inyecta en forma purificada. La toxina bloquea la síntesis de proteínas por un mecanismo de acción idéntico al de la toxina de la difteria, aunque las estructuras de las dos toxinas no son idénticas. Las antitoxinas para la exotoxina A se encuentran en algunos sueros humanos, incluidos los de los pacientes que se han restablecido de infecciones graves por P. aeruginosa.
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P. aeruginosa tiene acción patógena sólo cuando se introduce en zonas sin defensas normales, como el caso de las membranas mucosas y la piel perturbadas por daño hístico directo, como ocurre en las quemaduras; cuando se introducen por vía intravenosa o vesical catéteres o sondas; o cuando existe neutropenia, como en la quimioterapia oncológica. Las bacterias se adhieren a las membranas mucosas o la piel y las colonizan, las invaden en forma local y generan un cuadro generalizado. Los procesos mencionados son inducidos por las fimbrias, las enzimas y las toxinas que describimos en párrafos anteriores. El lipopolisacárido interviene directamente en la génesis de la fiebre, el choque, la oliguria, la leucocitosis y la leucopenia, la coagulación intravascular diseminada y el síndrome de dificultad respiratoria del adulto.
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P. aeruginosa y otras pseudomonas son resistentes a muchos antimicrobianos, y por esa razón adquieren una actividad dominante e importante cuando se suprimen bacterias más susceptibles que son parte de la microbiota normal.
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Manifestaciones clínicas
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P. aeruginosa ocasiona infección de heridas y quemaduras y origina pus azul verdoso; meningitis si se introduce por punción lumbar o durante un método neuroquirúrgico e infección de vías urinarias si es llevada por los catéteres, sondas e instrumentos, o por soluciones de lavado. La afectación del sistema respiratorio, sobre todo por respiradores contaminados, produce neumonía necrosante. La bacteria a menudo se encuentra en la otitis externa leve en nadadores. Puede causar otitis externa invasiva (maligna) en pacientes diabéticos. La infección ocular, que puede desencadenar la destrucción rápida del ojo, es más frecuente después de lesiones o procedimientos quirúrgicos. En los lactantes o en las personas debilitadas, P. aeruginosa puede invadir la circulación sanguínea y producir sepsis mortal. Esto suele ocurrir en los pacientes con leucemia o linfoma que han recibido antineoplásicos o radioterapia y en los pacientes con quemaduras graves. En la mayor parte de las infecciones por P. aeruginosa, los signos y síntomas son inespecíficos y están relacionados con el órgano afectado. A veces se puede detectar verdoglobina (un producto de degradación de la hemoglobina) o pigmento fluorescente en heridas, quemaduras u orina mediante fluorescencia ultravioleta. La necrosis hemorrágica de la piel suele presentarse en los casos de septicemia por P. aeruginosa; las lesiones, llamadas ectima gangrenoso, están rodeadas por eritema y a menudo no contienen pus. Se puede ver P. aeruginosa en muestras de lesiones por ectima teñidas con técnica de Gram y los cultivos son positivos. El ectima gangrenoso es infrecuente en la bacteriemia por otros microorganismos diferentes a P. aeruginosa. En personas normales se observa a veces una variante de foliculitis que es producida por el agua mal clorada de bañeras de hidromasaje y albercas.
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Pruebas diagnósticas de laboratorio
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Se deben obtener muestras de lesiones de la piel, pus, orina, sangre, líquido cefalorraquídeo, esputo y otras secreciones, según lo determine el tipo de infección.
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Suelen observarse bacilos gramnegativos en los frotis. No hay características morfológicas específicas que distingan a las pseudomonas en muestras de bacilos intestinales u otros gramnegativos.
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Las muestras se siembran en placas con agar sangre y suelen utilizarse medios diferenciales para el cultivo de bacilos intestinales gramnegativos. Las pseudomonas se multiplican fácilmente en casi todos estos medios, pero se multiplican con más lentitud que los microorganismos intestinales. P. aeruginosa no fermenta lactosa, pero se distingue fácilmente de las bacterias fermentadoras de lactosa. El cultivo es la prueba específica para el diagnóstico de infección por P. aeruginosa.
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Tradicionalmente, las infecciones significativas por P. aeruginosa no han sido tratadas con un solo fármaco, porque el índice de buenos resultados es bajo con la monoterapia, y las bacterias rápidamente generan resistencia cuando se utiliza un solo producto. Se utiliza una penicilina de amplio espectro como la piperacilina, que es activa contra P. aeruginosa, en combinación con un aminoglucósido, por lo regular la tobramicina. Otros fármacos activos contra P. aeruginosa incluyen aztreonama, carbapenémicos como el imipenem y meropenem, y las fluoroquinolonas que incluyen el ciprofloxacino. De las cefalosporinas, la ceftazidima, la cefoperazona y la cefepima son activas contra P. aeruginosa; la ceftazidima suele utilizarse junto con un aminoglucósido en el tratamiento primario de infecciones por P. aeruginosa, particularmente en individuos con neutropenia. Los perfiles de susceptibilidad de P. aeruginosa varían con el sitio geográfico y es necesario realizar pruebas de sensibilidad como complemento para seleccionar el antimicrobiano adecuado. La resistencia a múltiples fármacos se ha tornado un grave problema en el tratamiento de infecciones intahospitalarias por P. aeruginosa por la adquisición de lactamasas β cromosómicas, lactamasas β de amplio espectro y mutaciones del conducto de porina y bombas de salida.
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Epidemiología y control
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P. aeruginosa es principalmente un microorganismo patógeno intrahospitalario y los métodos de control de la infección son similares a los de otros patógenos intrahospitalarios. Puesto que las pseudomonas se reproducen en medios húmedos, debe prestarse especial atención a los lavabos, calentadores de agua, las regaderas, las tinas de hidromasaje y otras zonas húmedas. Para fines epidemiológicos, las cepas se pueden tipificar utilizando técnicas de tipificación molecular.
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BURKHOLDERIA PSEUDOMALLEI
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B. pseudomallei es un bacilo pequeño, móvil, oxidasa-positivo, aerobio y gramnegativo. Se multiplica en medios bacteriológicos usuales, formando colonias que varían desde mucoides y lisas hasta irregulares y de color crema a naranja. Se multiplica a temperatura de 42°C y oxida glucosa, lactosa y otros carbohidratos. B. pseudomallei produce melioidosis en el ser humano, principalmente en el sureste de Asia y en el norte de Australia. El microorganismo es un saprófito natural, que se ha cultivado en suelo, agua fresca, arrozales y productos vegetales. La infección humana probablemente se origina en estas fuentes por la infección de abrasiones en la piel y posiblemente por la ingestión o la inhalación. La infección epizoótica por B. pseudomallei se presenta en ovejas, cabras, cerdos, caballos y otros animales, aunque los animales no parecen ser un reservorio primario para el microorganismo.
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La melioidosis puede manifestarse como una infección aguda, subaguda o crónica. El periodo de incubación puede ser tan corto como dos a tres días, pero también ocurren periodos de latencia de meses a años. Es posible encontrar una infección purulenta circunscrita en el lugar de la inoculación donde hay una herida de la piel. Esta infección circunscrita puede desencadenar una forma de infección septicémica aguda que afecta a muchos órganos. Los signos y síntomas dependen de los principales sitios afectados. La forma más frecuente de melioidosis es la infección pulmonar, que puede ser una neumonitis primaria (B. pseudomallei transmitida a través de las vías respiratorias altas o de la nasofaringe) o después de una infección purulenta circunscrita y bacteriemia. El paciente puede tener fiebre y leucocitosis, con consolidación de los lóbulos superiores. Después, el paciente se torna afebril mientras se forman cavidades en el lóbulo superior, que dan un aspecto similar al de la tuberculosis en las radiografías torácicas. Algunos pacientes presentan infección purulenta crónica con abscesos en piel, cerebro, pulmón, miocardio, hígado, hueso y otras zonas. Los pacientes con infecciones purulentas crónicas pueden estar afebriles y manifestar una enfermedad indolente. La infección latente a veces se reactiva a consecuencia de la inmunodeficiencia.
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Se debe tomar en cuenta el diagnóstico de melioidosis en un paciente proveniente de una zona endémica que tiene una enfermedad fulminante del lóbulo pulmonar superior o enfermedad sistémica inexplicable. La tinción de Gram de una muestra apropiada demostrará los bacilos gramnegativos pequeños; la tinción bipolar (aspecto de alfiler de seguridad) se observa en la tinción de Wright o en la tinción de azul de metileno. Un cultivo positivo es diagnóstico. Una prueba serológica positiva tiene utilidad diagnóstica y constituye un signo de infección previa.
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La melioidosis tiene una elevada tasa de mortalidad cuando no se trata. En ocasiones es necesario el drenaje quirúrgico de la infección circunscrita. B. pseudomallei por lo general es sensible a ceftazidima, imipenem, meropenem y amoxicilina con ácido clavulánico (también ceftriaxona y cefotaxima). B. pseudomallei suele ser resistente a penicilina, ampicilina, cefalosporinas de primera y segunda generaciones, y gentamicina y tobramicina. Dependiendo de las circunstancias clínicas, el tratamiento intensivo inicial debe administrarse por un mínimo de 10 a 14 días, con ceftazidima, imipenem o meropenem; se debe considerar trimetoprim-sulfametoxazol en los pacientes con alergia grave a los lactámicos β. El tratamiento de erradicación con trimetoprim-sulfametoxazol o doxiciclina debe administrarse después del tratamiento inicial intensivo y continuarse durante un mínimo de tres meses. La infección recidivante debido a la falta de erradicación puede deberse a varios motivos, pero el más importante es la falta de cumplimiento del tratamiento de erradicación a largo plazo.
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B. mallei es un bacilo pequeño, inmóvil, no pigmentado, aerobio y gramnegativo que se multiplica fácilmente en casi todos los medios bacteriológicos. Produce el muermo, una enfermedad de caballos, mulas y asnos que es transmisible al ser humano. En los caballos, la enfermedad tiene una afectación pulmonar prominente, lesiones ulcerosas subcutáneas y engrosamiento linfático con nódulos; también se presenta enfermedad sistémica. La infección humana, que puede ser mortal, suele comenzar como una úlcera en la piel o las mucosas, que se acompaña de linfangitis y septicemia. La inhalación de los microorganismos puede desencadenar neumonía primaria.
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El diagnóstico se basa en los títulos crecientes de aglutinina y en el cultivo del microorganismo a partir de lesiones locales en seres humanos o caballos. Los casos humanos se pueden tratar eficazmente con los mismos esquemas de antimicrobianos que se utilizan para tratar la melioidosis.
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La enfermedad se ha controlado mediante el sacrificio de los caballos y mulas infectados y en la actualidad es muy infrecuente. En algunos países, las infecciones en el laboratorio son la única fuente de infección.
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COMPLEJO BURKHOLDERIA CEPACIA Y BURKHOLDERIA GLADIOLI
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La especie prototípica Burkholderia cepacia, a la que se agregan cuando menos nueve genomoespecies más, comprenden el llamado complejo de Burkholderia cepacia. Burkholderia gladioli es una especie muy afín. La clasificación de las bacterias de este tipo es compleja y es difícil su identificación específica. Son microorganismos ambientales que pueden proliferar en agua, tierra, plantas, animales y materiales vegetales en descomposición. En los hospitales se han aislado miembros del complejo de B. cepacia de diversas fuentes acuáticas y ambientales, a partir de las cuales se han transmitido a los pacientes. Las personas con fibrosis quística y pacientes con enfermedad granulomatosa crónica son particularmente vulnerables de mostrar infección por bacterias del complejo de B. cepacia, en particular Burkholderia multivorans (genomovar II) y Burkholderia cenocepacia (genomovar III). Es posible que se transmita B. cepacia de una persona con fibrosis quística a otra, por contacto muy cercano. Pueden ser portadoras asintomáticas, presentar un deterioro progresivo durante un periodo de meses o tener un deterioro rápidamente progresivo con neumonía necrosante y bacteriemia. Aunque un porcentaje relativamente pequeño de pacientes con fibrosis quística (CF) se infecta, la relación con la enfermedad progresiva hace del complejo de B. cepacia un problema importante en estos pacientes. Un diagnóstico de infección por B. cepacia en un paciente con CF puede modificar notablemente su vida, pues es posible que se les prohíba relacionarse con otros pacientes con CF y que ya no sean elegibles para el trasplante pulmonar.
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B. cepacia prolifera en casi todos los medios utilizados para el cultivo de muestras de bacterias gramnegativas. Cabe utilizar medios selectivos que contengan colistina (como el de agar selectivo para B. cepacia), y se recomienda cuando se intenta cultivar el esputo de sujetos con CF. B. cepacia prolifera con mayor lentitud que los bacilos gramnegativos intestinales y se necesita el transcurso de tres días para que se puedan identificar las colonias a simple vista. Los microorganismos de la especie B. cepacia son oxidasa-positivos, lisina descarboxilasa-positivos y producen ácido a partir de glucosa, pero para distinguir a B. cepacia de otras pseudomonas, como Stenotrophomonas maltophilia, es necesaria una serie de pruebas bioquímicas y puede ser difícil. Se recomienda enviar las cepas a laboratorios de referencia a causa las repercusiones en el pronóstico de la colonización en los pacientes con CF. En Estados Unidos, la Cystic Fibrosis Foundation (http://www.cff.org) respalda un laboratorio de referencia que utiliza métodos fenotípicos y genotípicos para confirmar la identidad de los microorganismos dentro del complejo de B. cepacia. Se deben realizar pruebas de sensibilidad en las cepas del complejo de B. cepacia, aunque la multiplicación lenta puede dificultar las pruebas sistemáticas. Los miembros del complejo de B. cepacia identificados de personas con fibrosis quística muestran resistencia a múltiples fármacos. El medicamento más indicado es trimetoprim-sulfametoxazol.
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STENOTROPHOMONAS MALTOPHILIA
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S. maltophilia es un bacilo gramnegativo de vida libre distribuido extensamente en el ambiente. En agar-sangre las colonias tienen un color violeta-verdoso o grisáceo. El microorganismo por lo común es oxidasa-negativo y positivo respecto a la lisina descarboxilasa, DNasa, y para oxidación de la glucosa y la maltosa (de la que deriva su nombre “maltophilia”).
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S. maltophilia es una causa cada vez más importante de infecciones intrahospitalarias en pacientes que reciben tratamiento antimicrobiano y en pacientes inmunodeficientes. Se ha aislado de muchas zonas anatómicas, como secreciones del sistema respiratorio, orina, heridas y sangre. Las cepas suelen ser parte de la microflora mixta presente en las muestras. Cuando los hemocultivos son positivos, suele deberse al empleo de catéteres intravenosos de plástico a permanencia.
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S. maltophilia suele ser sensible a trimetoprim-sulfametoxazol y ticarcilina con ácido clavulánico y resistente a los otros antimicrobianos frecuentes, como cefalosporinas, aminoglucósidos, imipenem y las quinolonas. El uso generalizado de los fármacos ante los cuales S. maltophilia es resistente, tiene una repercusión importante en la frecuencia creciente con la cual produce enfermedad.
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En el cuadro 16-1 se presentan algunos de los múltiples géneros y especies del grupo de las pseudomonas; en ocasiones estas pseudomonas son patógenos oportunistas. El diagnóstico de las infecciones causadas por estas bacterias se establece mediante el cultivo de las bacterias y su identificación mediante reacciones diferenciales en una serie compleja de sustratos bioquímicos. Los instrumentos automatizados y el equipo no automatizado posiblemente generen resultados no fiables en la identificación de Pseudomonas que no son aeruginosa, y géneros relacionados. Una técnica promisoria y nueva como la espectroscopia de masas de tiempo de vuelo con ionización-desorción de matriz asistida con láser (MALDI-TOF MS, matriz assisted laser desorption ionization-time -of -flight mass spectrometry) puede facilitar la identificación más rápida de las especies más frecuentes obtenidas de material clínico de personas. Muchas de las especies que no corresponden a P. aeruginosa no fermentan y es difícil identificarlas por los métodos sistemáticos; se necesita a veces, para la identificación definitiva, enviar las muestras a un laboratorio especializado para identificación molecular por empleo de 16SrRNA u otra secuenciación de genes de referencia. Muchas de las pseudomonas poseen perfiles de susceptibilidad a antimicrobianos distintos de los que se observan con P. aeruginosa.