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Las brucelas son parásitos obligados de animales y seres humanos y es característico que se localicen en el interior de la célula. Tienen un metabolismo relativamente inactivo. Brucella melitensis suele infectar a las cabras; Brucella suis, a los cerdos; Brucella abortus, al ganado bovino, y Brucella canis, a los perros. Se encuentran otras especies sólo en los animales. Aunque se denominan como especies, los estudios de relación de DNA han demostrado que sólo hay una especie en el género, Brucella melitensis, con múltiples biovariedades. La enfermedad en los seres humanos, brucelosis (fiebre ondulante, fiebre de malta), se caracteriza por una fase bacteriémica aguda que se acompaña de una etapa crónica que puede prolongarse durante muchos años y puede afectar a diversos tejidos.
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Morfología e identificación
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A. Microorganismos típicos
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El aspecto en los cultivos jóvenes varía desde los cocos hasta los bacilos de 1.2 μm de longitud, predominando las formas cocobacilares cortas. Son gramnegativos pero a menudo se tiñen con irregularidad y son aerobios, no móviles y no formadores de esporas.
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Las colonias pequeñas, convexas y lisas aparecen en medios enriquecidos en un lapso de dos a cinco días.
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C. Características de crecimiento
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Las brucelas están adaptadas a un hábitat intracelular y sus necesidades nutricionales son complejas. Algunas cepas se han cultivado en medios definidos que contienen aminoácidos, vitaminas, sales y glucosa. Las muestras recientes de fuentes animales o humanas suelen inocularse en agar de tripticasa-soya y medios para hemocultivo. B. abortus necesita CO2 al 5 a 10% para multiplicarse, en tanto que otras especies proliferan en el aire.
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Las brucelas utilizan carbohidratos pero no producen ácido ni gas en cantidades suficientes para la clasificación. Cuatro especies que infectan al ser humano son catalasa y oxidasa positivas. El sulfuro de hidrógeno es producido por muchas cepas y los nitratos se reducen a nitritos.
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Las brucelas son moderadamente sensibles al calor y a la acidez. Son destruidas en la leche mediante pasteurización.
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El microorganismo virulento típico forma una colonia lisa y transparente; en el cultivo tiende a cambiar a la forma rugosa, que no es virulenta.
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El suero de animales susceptibles contiene una globulina y una lipoproteína que suprime la proliferación de tipos no lisos a virulentos y favorece la multiplicación de los tipos virulentos. Las especies de animales resistentes carecen de estos factores, de manera que puede ocurrir mutación rápida a la no virulencia. La D-alanina tiene un efecto similar in vitro.
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Estructura antigénica
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La diferenciación entre las especies o biovariedades del género Brucella es posible por su sensibilidad característica a los colorantes y su producción de H2S. Pocos laboratorios han mantenido los procedimientos para estas pruebas y las brucelas pocas veces se clasifican en las especies tradicionales. Puesto que las brucelas representan un riesgo en el laboratorio, se deben efectuar pruebas para clasificarlas sólo en los laboratorios de salud pública de referencia, utilizando precauciones de bioseguridad apropiadas.
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Patogenia y anatomía patológica
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Aunque cada especie de Brucella tiene un hospedador preferido, todos pueden infectar a una amplia gama de animales, incluidos los seres humanos.
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Las vías frecuentes de infección en el ser humano son tubo digestivo (ingestión de leche infectada), mucosas (gotitas) y piel (contacto con tejidos infectados de animales). El queso elaborado con leche no pasteurizada de cabra es un vehículo muy común. Los microorganismos avanzan desde el lugar de entrada, a través de los conductos linfáticos y los ganglios linfáticos regionales, hasta el conducto torácico y la circulación sanguínea, distribuyéndose a los órganos parenquimatosos. Los nódulos granulomatosos que pueden desarrollarse en abscesos se forman en el tejido linfático, hígado, bazo, médula ósea y otras porciones del sistema reticuloendotelial. En tales lesiones, las brucelas tienen una localización intracelular principalmente. También suele presentarse osteomielitis, meningitis o colecistitis. La principal reacción histológica en la brucelosis consiste en la proliferación de leucocitos mononucleares, exudación de fibrina, necrosis con coagulación y fibrosis. Los granulomas constan de células epitelioides y gigantes con necrosis central y fibrosis periférica.
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Las brucelas que infectan al ser humano tienen diferencias notables en la patogenicidad. B. abortus por lo general produce una infección leve sin complicaciones purulentas; se encuentran granulomas no caseificantes en el sistema reticuloendotelial. B. canis también produce enfermedad leve. La infección por B. suis tiende a ser crónica con lesiones purulentas; puede haber granulomas caseificantes. La infección por B. melitensis es más aguda y grave.
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Las personas con brucelosis activa reaccionan más notablemente (fiebre, mialgias) que las personas sanas a la endotoxina de Brucella inyectada. Por consiguiente, la sensibilidad a la endotoxina puede tener una participación en la patogenia.
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Las placentas y las membranas fetales de ganado bovino, cerdos, ovejas y cabras contienen eritritol, un factor de crecimiento para las brucelas. La proliferación de microorganismos en animales preñados desencadena placentitis y aborto en estas especies. En placentas humanas no hay eritritol, por ello el aborto no es parte de la infección por Brucella.
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Manifestaciones clínicas
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El periodo de incubación es de una a cuatro semanas. El inicio es insidioso y se caracteriza por ataque al estado general, fiebre, debilidad, mialgias generalizadas y diaforesis. La fiebre por lo general aumenta por la tarde; su descenso durante la noche se acompaña de sudación abundante. Puede haber síntomas digestivos y nerviosos. Los ganglios linfáticos aumentan de tamaño y el bazo se vuelve palpable. La hepatitis puede acompañarse de ictericia. El dolor intenso y las alteraciones del movimiento, sobre todo en los cuerpos vertebrales, indican osteomielitis. Estos síntomas de infección generalizada por Brucella generalmente ceden en semanas o meses, aunque pueden continuar las lesiones circunscritas y los síntomas.
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Después de la infección inicial puede presentarse una etapa crónica, que se caracteriza por debilidad, mialgias y dolores, febrícula, nerviosismo y otras manifestaciones inespecíficas que son compatibles con síntomas psiconeuróticos. Las brucelas no se pueden aislar del paciente en esta etapa, pero el título de aglutinina puede ser alto. Es difícil establecer el diagnóstico de “brucelosis crónica” con certeza a menos que haya lesiones locales presentes.
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Pruebas diagnósticas de laboratorio
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Se debe obtener sangre para cultivo, material de biopsia para cultivo (ganglios linfáticos, hueso, etc.) y suero para pruebas serológicas.
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El agar Brucella fue concebido de manera específica para el cultivo de bacterias del género Brucella. El medio es muy enriquecido y, en su forma reducida, se utiliza principalmente en los cultivos para las bacterias anaerobias. En la forma oxigenada, el medio prolifera especies de Brucella muy bien.
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Sin embargo, la infección por bacterias del género Brucella a menudo no se sospecha al momento de cultivar las muestras y rara vez se utilizan cultivos aerobios para Brucella. Las bacterias del género Brucella se multiplican en medios de uso frecuente, como puede ser por medio de tripticasa y soya con o sin sangre de carnero al 5%, medio de infusión en cerebro y corazón, y agar chocolate. Las bacterias del género Brucella se multiplican con facilidad en medios para hemocultivo (véase adelante). El medio líquido que se utiliza para el cultivo de Mycobacterium tuberculosis también respalda la proliferación de por lo menos algunas cepas. Todos los cultivos se deben incubar en CO2 al 8 a 10% a una temperatura de 35 a 37°C y se deben observar durante tres semanas antes de descartarse como negativos; los medios de cultivo líquidos deben volver a cultivarse aunque no se observe crecimiento durante este periodo.
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La médula ósea y la sangre son las muestras a partir de las cuales se aíslan con más frecuencia brucelas. El método de elección para la médula ósea es utilizar los tubos Isolator pediátricos, que no necesitan ultracentrifugación, con inoculación de todo el contenido del tubo en medios sólidos. Los medios utilizados en los sistemas de hemocultivo semiautomáticos y automáticos producen la proliferación de las brucelas con facilidad, por lo general al cabo de una semana; sin embargo, se recomienda mantener los cultivos durante tres semanas. Los cultivos negativos para Brucella no excluyen la enfermedad porque las brucelas pueden cultivarse en los pacientes sólo durante la fase aguda de la enfermedad o durante la recidiva de la misma.
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Después de algunos días de incubación en agar, las bruce-las forman colonias en la estría primaria, que tienen menos de 1 mm de diámetro. No son hemolíticas. La observación de pequeñísimos cocobacilos gramnegativos que son catalasa y oxidasa-positivos indica la presencia de bacterias del género Brucella. Todo trabajo adicional en estos cultivos debe realizarse en una cabina con medidas de bioseguridad. Se debe inocular un cultivo inclinado de urea de Christensen y observarse con frecuencia. Una prueba de ureasa positiva es característica de bacterias del género Brucella. B. suis y algunas cepas de B. melitensis pueden producir una prueba positiva menos de 5 min después de inocular el cultivo inclinado; otras cepas tardan de horas a 24 h. Las bacterias que cumplen estos criterios deben enviarse rápidamente a un laboratorio de salud pública de referencia para la identificación presuntiva. Las bacterias del género Brucella son microorganismos selectos de la categoría B. Se han ideado métodos moleculares para diferenciar rápidamente las diversas biovariedades.
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C. Diagnóstico serológico
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Durante la primera semana de la enfermedad aguda aumentan las concentraciones de anticuerpos IgM, alcanzan un máximo a los tres meses y pueden persistir durante la enfermedad crónica. Aun con la antibioticoterapia apropiada, las concentraciones elevadas de IgM pueden persistir hasta por dos años en un pequeño porcentaje de los pacientes. Las concentraciones de anticuerpo IgG se incrementan casi tres semanas después del inicio de la enfermedad aguda, alcanzan un máximo a las seis a ocho semanas y se mantienen elevadas durante la enfermedad crónica. Las concentraciones de IgA son paralelas a las concentraciones de IgG. Las pruebas serológicas habituales pueden no detectar infección por B. canis.
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1. Prueba de aglutinación. Para que sean confiables las pruebas de aglutinación en suero deben realizarse con antígenos de Brucella estandarizados obtenidos por destrucción térmica, expuestos a fenol, simples. Los títulos de aglutinina IgG superiores a 1:80 indican infección activa. Las personas a las que se inyecta vacuna contra el cólera pueden presentar títulos de aglutinación contra las brucelas. Si la prueba de aglutinación en suero es negativa en pacientes con signos clínicos de infección por Brucella, se deben realizar pruebas para detectar la presencia de anticuerpos “bloqueantes”. Éstos se pueden detectar añadiendo anticuerpos contra la globulina humana a la mezcla de antígeno y suero. Las aglutininas de la brucelosis producen reacción cruzada con las aglutininas de la tularemia y se deben realizar las pruebas para las dos enfermedades en sueros positivos. Por lo general el título para una enfermedad será mucho más elevado que para la otra.
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2. Anticuerpos de bloqueo. Éstos son anticuerpos IgA que interfieren en la aglutinación por IgG e IgM y hacen que una prueba serológica sea positiva en diluciones bajas en suero (prozona), aunque son positivas en las diluciones más altas. Tales anticuerpos aparecen durante la etapa subaguda de la infección, tienden a persistir por muchos años independientemente de la actividad de la misma y se detectan por el método de antiglobulina de Coombs.
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3. ELISA. Se pueden detectar anticuerpos IgG, IgA e IgM utilizando una prueba de enzimoinmunoanálisis de adsorción (ELISA, enzyme–linked immunosorbent assay), la cual hace uso de las proteínas citoplásmicas como antígenos. Estos análisis tienden a ser más sensibles y específicos que la prueba de aglutinación.
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Una respuesta de anticuerpos ocurre con la infección y es probable que se produzca cierta resistencia a los ataques subsiguientes. Las fracciones inmunógenas de paredes celulares de Brucella tienen un alto contenido de fosfolípido; la lisina predomina entre los ocho aminoácidos; no hay heptosa (lo que distingue, por tanto, las fracciones de la endotoxina).
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Las brucelas pueden ser susceptibles a la acción de tetraciclinas, rifampicina, trimetoprim-sulfametoxazol, aminoglucósidos y algunas quinolonas. El alivio sintomático puede presentarse a los pocos días después de iniciar el tratamiento con estos fármacos. Sin embargo, por su ubicación intracelular, los microorganismos no se erradican con facilidad del hospedador totalmente. Para mejores resultados, se debe prolongar el tratamiento. Se recomienda el tratamiento combinado mediante una tetraciclina (como la doxiciclina) y estreptomicina durante dos a tres semanas o rifampicina durante seis semanas.
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Epidemiología, prevención y control
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Las brucelas son microorganismos patógenos en los animales y son transmitidos al ser humano por el contacto accidental con heces, orina, leche y tejidos de animales infectados. Las fuentes frecuentes de infección para el ser humano son leche no pasteurizada, productos lácteos y queso, y el contacto laboral (p. ej., granjeros, veterinarios y personas que trabajan en los rastros) con animales infectados.
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Los quesos elaborados con leche de cabra no pasteurizada son un vehículo muy frecuente para la transmisión de la brucelosis. En ocasiones es importante la vía aérea. Debido al contacto laboral, la infección por Brucella es mucho más frecuente en los varones. La mayor parte de las infecciones se mantiene asintomática (latente).
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Las tasas de infección varían bastante con los diferentes animales, y en los diversos países. Fuera de Estados Unidos, la infección tiene una mayor prevalencia. La erradicación de la brucelosis en el ganado bovino puede intentarse mediante prueba y sacrificio, inmunización activa de novillas con la cepa 19 viva no virulenta, o combinando pruebas, segregación e inmunización. Se examina el ganado vacuno por medio de pruebas de aglutinación.
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La inmunización activa del ser humano contra la infección por Brucella se encuentra en fase experimental. El control se basa en limitar la diseminación y en la posible erradicación de la infección de animales, la pasteurización de la leche y los productos lácteos, y la reducción de los riesgos laborales cuando es posible.
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Verificación de conceptos
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Las especies de Brucella son patógenos intracelulares obligados que aparecen en animales; la enfermedad en humanos, llamada brucelosis, también se conoce como fiebre de Mal-ta u ondulante entre otros más; se origina más bien por contacto con animales o sus productos, en particular leche o quesos no pasteurizados.
El periodo de incubación varía de 1 a 4 semanas; el cuadro infeccioso puede comenzar de manera repentina con fiebre, escalofríos, diaforesis y malestar general, y evolucionar hasta mostrar ataque de múltiples órganos y sistemas como esplenomegalia, linfadenopatía y osteomielitis; la infección crónica puede persistir por años.
El diagnóstico puede ser difícil y en muchos casos depende del estudio serológico, porque es sumamente difícil cultivar tal microorganismo incluso en medios selectivos y con incubación duradera.
El tratamiento comprende antimicrobianos por tiempo prolongado que sean eficaces contra patógenos intracelulares, como rifampicina, trimetoprim-sulfametoxazol, fluoroquinolonas, aminoglucósidos y tetraciclinas.