Murray. Microbiología Médica. 9 Ed. Capítulo 22: Mycobacterium y bacterias acidorresistentes relacionadas

Mycobacterium y bacterias acidorresistentes relacionadas

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Resumen

Este informe detalla las principales características, patogenia, epidemiología, manifestaciones clínicas, diagnóstico de laboratorio y tratamiento de los géneros de bacterias ácido-alcohol resistentes de importancia médica: Mycobacterium, Nocardia, Rhodococcus, Gordonia y Tsukamurella. La propiedad distintiva de estas bacterias es su capacidad para resistir la decoloración con soluciones ácidas debido a la presencia de ácidos micólicos en sus paredes celulares. El capítulo se centra principalmente en Mycobacterium y Nocardia debido a su mayor prevalencia como agentes causantes de enfermedades humanas. Se destaca la complejidad del diagnóstico y tratamiento de estas infecciones, especialmente en pacientes inmunocomprometidos y en el contexto de la creciente resistencia a los antibióticos.

Temas Principales y Ideas Clave:

1. Características Generales de las Bacterias Ácido-Alcohol Resistentes:
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• Son bacilos grampositivos, no móviles, no formadores de esporas y aerobios.
• La ácido-alcohol resistencia es una propiedad clave debido a la presencia de cadenas de longitud media a larga de ácidos micólicos en su pared celular.
• Solo cinco géneros son de importancia médica: Mycobacterium, Nocardia, Rhodococcus, Gordonia y Tsukamurella.
• Generalmente son bacterias de crecimiento lento, requiriendo desde 2-7 días hasta 1 mes o más para su cultivo.
• Se han descrito más de 450 especies, pero solo un número limitado se asocia comúnmente con enfermedades humanas.
• El espectro de infecciones es amplio, desde colonización insignificante hasta infecciones cutáneas, pulmonares, sistémicas y oportunistas.

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2. Mycobacterium:
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• Se define por su ácido-alcohol resistencia, la presencia de ácidos micólicos de 70-90 carbonos y un alto contenido de guanina más citosina (G+C) en su ADN (61-71%).
• Poseen una pared celular compleja y rica en lípidos, responsable de su ácido-alcohol resistencia, crecimiento lento, resistencia a detergentes y antibióticos comunes, y su antigenicidad.
• Las proteínas de la pared celular son importantes antígenos que estimulan la respuesta inmune celular del paciente. Preparaciones purificadas (PPD) se utilizan en pruebas cutáneas para detectar la exposición a Mycobacterium tuberculosis.
• Se clasifican preliminarmente por sus propiedades de crecimiento y morfología colonial.
• M. tuberculosis y especies relacionadas son de crecimiento lento y producen colonias no pigmentadas o ligeramente marrones.
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• Las micobacterias no tuberculosas (MNT) se clasificaron originalmente por Runyon según su velocidad de crecimiento y pigmentación:
• Grupo I: Crecimiento lento, fotocromógenas (pigmentación amarilla con luz).
• Grupo II: Crecimiento lento, escotocromógenas (pigmentación amarilla en ausencia de luz).
• Grupo III: Crecimiento lento, no pigmentadas.
• Grupo IV: Crecimiento rápido.
• Los métodos rápidos de detección e identificación han disminuido la importancia del esquema de Runyon.

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2. Mycobacterium Tuberculosis:
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• Es un patógeno intracelular capaz de establecer infecciones de por vida.
• La patogenia implica la inhalación de aerosoles infecciosos que llegan a los alvéolos, donde son fagocitados por los macrófagos alveolares.
• M. tuberculosis previene la fusión del fagosoma con los lisosomas, permitiendo la replicación intracelular.
• También evade la muerte mediada por especies reactivas de nitrógeno mediante la catabolización de oxidantes.
• La respuesta inmune del huésped involucra la secreción de IL-12 y TNF-α por los macrófagos, lo que lleva al reclutamiento de células T y NK, la diferenciación de células TH1 y la secreción de IFN-γ, lo que activa a los macrófagos para la destrucción intracelular.
• La formación de granulomas (macrófagos, células epitelioides, células gigantes de Langhans y linfocitos T) es crucial para contener la infección.
• Los granulomas caseosos grandes pueden encapsular las bacterias, permitiéndoles permanecer dormantes y reactivarse años después con la disminución de la inmunidad del huésped (latencia).
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• Epidemiología:
• Los humanos son el único reservorio natural. La transmisión ocurre por contacto cercano persona a persona a través de la inhalación de aerosoles infecciosos. Es una de las principales causas de muerte infecciosa a nivel mundial. Las regiones con mayor incidencia incluyen India, Pakistán, África subsahariana, Sudáfrica, Europa del Este y China. En EE.UU., la incidencia ha disminuido, pero es más alta en personas nacidas en el extranjero, personas sin hogar, drogadictos, prisioneros y personas infectadas con VIH.
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• Enfermedades Clínicas:
• La mayoría de las infecciones en inmunocompetentes son pulmonares. Los síntomas iniciales son insidiosos: malestar, pérdida de peso, tos y sudoración nocturna. La afectación de los lóbulos superiores con neumonitis o cavitación es común. La tuberculosis extrapulmonar puede ocurrir por diseminación hematógena. En pacientes con VIH, la enfermedad puede ser asintomática o subclínica con diseminación generalizada. "Indeed, tuberculosis is the leading cause of death in HIV-infected patients."
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• Diagnóstico de Laboratorio:
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• Inmunodiagnóstico: La prueba cutánea de tuberculina (PPD) mide la reactividad a antígenos micobacterianos. Una reacción positiva generalmente indica infección, pero puede ser positiva por vacunación con BCG. Los ensayos de liberación de IFN-γ (IGRAs) son alternativas más específicas, ya que utilizan antígenos específicos de M. tuberculosis (ESAT-6, CFP-10) y no se ven afectados por la vacunación con BCG.
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• Microscopía: La detección microscópica de bacterias ácido-alcohol resistentes en muestras clínicas es rápida. Se utilizan tinciones de Ziehl-Neelsen o Kinyoun (carbolfucsina) o tinciones fluorescentes (auramina-rodamina). La fluorocromía es más sensible. La sensibilidad varía, pero la especificidad es alta (>95%).
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• Pruebas de Ácidos Nucleicos (PCR): Se han convertido en la prueba de elección por su alta sensibilidad y rapidez. Algunas pruebas detectan también resistencia a rifampicina y/o isoniazida. Se está trabajando en la secuenciación del genoma completo para la detección rápida y la predicción de la resistencia a antibióticos, con el objetivo de reemplazar el cultivo para las pruebas de susceptibilidad. Estas pruebas no detectan MNT.
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• Cultivo: Se requieren muestras respiratorias seriadas. Se utilizan medios a base de huevo (Löwenstein-Jensen) y agar (Middlebrook), que requieren varias semanas para el crecimiento. Los cultivos en caldo acortan el tiempo de detección y permiten realizar pruebas de susceptibilidad rápidas. La descontaminación de las muestras es necesaria para eliminar la flora comensal.
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• Identificación: Las propiedades de crecimiento y la morfología colonial son preliminares. La identificación definitiva utiliza pruebas bioquímicas (más lentas), sondas moleculares especie-específicas, amplificación de genes diana (16S rRNA, SecA) y espectrometría de masas (método emergente de elección por su rapidez y capacidad de identificar casi todas las especies).
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                      Tratamiento, Prevención y Control:

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• Tratamiento:
• Complejo, requiere múltiples antibióticos durante un período prolongado (6-9 meses mínimo) para prevenir la resistencia. El régimen inicial suele incluir isoniazida (INH), etambutol, pirazinamida y rifampicina. La tuberculosis multirresistente (MDR TB), resistente al menos a INH y rifampicina, y la tuberculosis extensamente resistente (XDR TB), resistente también a fluoroquinolonas y al menos un fármaco de segunda línea, son problemas crecientes.
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• Quimioprofilaxis:
• Se recomienda en personas expuestas a M. tuberculosis, incluyendo regímenes con INH o rifampicina. En casos de exposición a cepas resistentes, se puede usar pirazinamida con etambutol o levofloxacino.
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• Inmunoprofilaxis:
• La vacunación con BCG se utiliza en países endémicos, pero su eficacia en adultos es limitada y no se puede usar en inmunocomprometidos. Produce resultados positivos en la prueba cutánea de tuberculina. Los IGRAs no se ven afectados por la BCG. No se usa ampliamente en países de baja incidencia.
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• Control:
• Implica vigilancia activa, intervención profiláctica y terapéutica, y monitorización de casos.
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1. Otras Micobacterias de Crecimiento Lento:
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• Mycobacterium leprae (Lepra o Enfermedad de Hansen):
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• Se transmite por contacto prolongado persona a persona. El período de incubación es largo. Presenta dos formas principales: tuberculoide (respuesta inmune celular fuerte, lesiones cutáneas hipopigmentadas, bacilos escasos) y lepromatosa (respuesta humoral fuerte, defecto en la respuesta celular, abundantes bacilos, lesiones cutáneas desfigurantes). El tratamiento combina rifampicina y dapsona para la forma paucibacilar (tuberculoide) y se añade clofazimina para la forma multibacilar (lepromatosa), con duración de 6 y 12 meses respectivamente.
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• Complejo Mycobacterium avium (MAC):
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• Incluye M. avium y M. intracellulare. Causa enfermedad pulmonar en inmunocompetentes (en hombres fumadores con enfermedad pulmonar preexistente, en mujeres mayores no fumadoras - "Lady Windermere syndrome" -, y como nódulo pulmonar solitario). En pacientes con SIDA, causa infecciones diseminadas graves. La transmisión se cree que ocurre por ingestión o inhalación de agua contaminada. El tratamiento incluye claritromicina o azitromicina, etambutol y rifampicina. Se recomienda quimioprofilaxis con macrólidos en pacientes con SIDA y recuentos de CD4 < 50 células/μl.
• Otras especies pueden causar enfermedades similares a la tuberculosis (M. bovis, M. kansasii), infecciones linfáticas (M. scrofulaceum) o infecciones cutáneas a temperaturas frías (M. ulcerans, M. marinum, M. haemophilum). La diseminación es posible en pacientes con SIDA. La transmisión persona a persona es rara, excepto para M. bovis y especies relacionadas con M. tuberculosis.
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1. Micobacterias de Crecimiento Rápido:
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• Crecen en < 7 días. Tienen menor virulencia y son más susceptibles a antibióticos convencionales.
• Especies comunes: M. fortuitum, M. chelonae, M. abscessus, M. mucogenicum.
• Causan principalmente infecciones localizadas después de la introducción en tejidos subcutáneos profundos por traumatismos o procedimientos iatrogénicos. La incidencia está aumentando.
• Son resistentes a muchos agentes antimicobacterianos, pero susceptibles a claritromicina, imipenem, amikacina, cefoxitina y sulfonamidas. Las pruebas de susceptibilidad in vitro son importantes. A menudo se requiere la extracción de dispositivos protésicos para el tratamiento exitoso.
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1. Nocardia:
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• Bacilos aerobios estrictos que forman filamentos ramificados. Se tiñen pobremente con Gram y son ácido-alcohol resistentes débiles. «Nocardia se describe como «débilmente acidorresistente»; es decir, debe utilizarse una solución decolorante débil de ácido clorhídrico para demostrar la propiedad acidorresistente de las nocardiae».
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• Los ácidos micólicos son más cortos que en Mycobacterium (50-62 carbonos).
• Crecen lentamente en medios no selectivos. Forman colonias variables y pueden presentar hifas aéreas, una característica distintiva junto con la ácido-alcohol resistencia débil.
• La taxonomía es compleja y se basa en secuenciación genética y espectrometría de masas.
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• Patogenia e Inmunidad: La virulencia se asocia con la capacidad de evitar la muerte fagocítica mediante la secreción de catalasa y superóxido dismutasa, la prevención de la fusión fagosoma-lisosoma y la supervivencia en macrófagos.
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• Epidemiología: Las infecciones son exógenas, encontrándose en el suelo. La incidencia está aumentando en inmunocomprometidos y en pacientes con enfermedades pulmonares subyacentes. La infección suele ocurrir por inhalación o inoculación traumática.
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• Enfermedades Clínicas:
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• Enfermedad broncopulmonar: Indistinguible de otras infecciones piógenas, pero de desarrollo más lento y más común en inmunocomprometidos. Puede haber cavitación y diseminación pleural.
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• Infecciones cutáneas: Primarias (micetoma, infecciones linfocutáneas, celulitis, abscesos subcutáneos) o secundarias a diseminación pulmonar. N. brasiliensis es la causa más común de micetoma en América.
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• Diseminación al SNC: Ocurre hasta en un tercio de los pacientes, causando abscesos cerebrales o meningitis crónica.
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• Diagnóstico de Laboratorio: Se requieren muestras de esputo, tejido o aspirados. La microscopía revela filamentos ramificados ácido-alcohol resistentes débiles. El cultivo se realiza en medios bacterianos estándar o selectivos (BCYE). La identificación definitiva requiere análisis molecular o espectrometría de masas.
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• Tratamiento, Prevención y Control: Los antibióticos activos incluyen trimetoprima-sulfametoxazol (TMP-SMX), amikacina, imipenem y cefalosporinas de amplio espectro. Las pruebas de susceptibilidad son importantes. El tratamiento es prolongado (hasta 12 meses). El pronóstico es peor en pacientes inmunocomprometidos con enfermedad diseminada. La prevención se basa en el cuidado de las heridas.

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2. Otros Géneros Ácido-Alcohol Resistentes Débiles:
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• Rhodococcus:
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• Inicialmente bacilos que se vuelven cocoides. Pueden presentar ramificación rudimentaria. R. equi es el patógeno humano más importante, causando infecciones oportunistas en inmunocomprometidos (enfermedad pulmonar invasiva con diseminación) e inmunocompetentes (infecciones cutáneas postraumáticas, peritonitis, endoftalmitis traumática). Crece lentamente en medios no selectivos con pigmento salmón-rosado. La identificación definitiva requiere secuenciación genética o espectrometría de masas. El tratamiento es difícil, a menudo con combinaciones de macrólidos o fluoroquinolonas con otros antibióticos con buena penetración intracelular. La resistencia a penicilinas y cefalosporinas es común. "Similar to Nocardia, R. equi is a facultative, intracellular organism that survives in macrophages and causes granulomatous inflammation that leads to abscess formation."
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• Gordonia y Tsukamurella:
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• Morfológicamente similares a Rhodococcus, presentes en el suelo. Son patógenos oportunistas raros, asociados con infecciones pulmonares, cutáneas y nosocomiales (catéteres). La significancia de su aislamiento debe evaluarse cuidadosamente.
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Conclusiones:

El capítulo proporciona una visión general exhaustiva de las bacterias ácido-alcohol resistentes de importancia médica. Se subraya la complejidad de estas infecciones, desde su diagnóstico (requiriendo técnicas especializadas como la microscopía ácido-alcohol resistente, el cultivo prolongado y pruebas moleculares) hasta su tratamiento (a menudo prolongado, con múltiples fármacos y la creciente amenaza de la resistencia antibiótica). La comprensión de la patogenia, especialmente la interacción con el sistema inmune del huésped, es crucial para el manejo de estas enfermedades, particularmente en poblaciones vulnerables como los pacientes inmunocomprometidos. El desarrollo de métodos de diagnóstico más rápidos y específicos, así como nuevas estrategias terapéuticas para combatir la resistencia a los antibióticos, sigue siendo una necesidad importante en el campo de la microbiología médica.

Preguntas sobre Micobacterias y Bacterias Ácido-Alcohol Resistentes

1. ¿Qué características definen a las bacterias ácido-alcohol resistentes y qué géneros son médicamente importantes dentro de este grupo?

Las bacterias ácido-alcohol resistentes son bacilos grampositivos, no móviles y no formadores de esporas que se caracterizan por su capacidad de resistir la decoloración con soluciones ácidas debido a la presencia de cadenas de ácidos micólicos en su pared celular. Los cinco géneros de bacterias ácido-alcohol resistentes de importancia médica son Mycobacterium, Nocardia, Rhodococcus, Gordonia y Tsukamurella. Mycobacterium y Nocardia son los más comúnmente asociados con enfermedades humanas.

2. ¿Cuáles son las características distintivas del género Mycobacterium en términos de estructura, crecimiento y clasificación?

El género Mycobacterium se define por su ácido-alcohol resistencia, la presencia de ácidos micólicos de 70 a 90 carbonos en su pared celular y un alto contenido de guanina más citosina (G + C) en su ADN. Su pared celular compleja y rica en lípidos les confiere propiedades como el crecimiento lento, resistencia a detergentes, antibióticos comunes y la respuesta inmune del huésped, así como antigenicidad. Se clasifican preliminarmente por su velocidad de crecimiento y pigmentación (micobacterias tuberculosas y no tuberculosas - NTM). Las NTM se clasifican según el esquema de Runyon en grupos basados en su velocidad de crecimiento y producción de pigmento (fotocromógenas, escotocromógenas y no pigmentadas).

3. ¿Cómo patogeniza Mycobacterium tuberculosis y qué papel juega el sistema inmunitario en la infección y el desarrollo de la enfermedad?

M. tuberculosis es un patógeno intracelular que infecta los macrófagos alveolares, evitando la fusión del fagosoma con los lisosomas y replicándose dentro de ellos. La respuesta inmunitaria del huésped implica la secreción de citocinas como IL-12 y TNF-α, la activación de células T y NK, y la diferenciación de células TH1 que secretan IFN-γ, lo que a su vez activa los macrófagos para destruir las bacterias. Se forman granulomas para contener la infección. Si la carga bacteriana es alta, los granulomas caseosos pueden encapsularse, permitiendo que las bacterias permanezcan latentes y se reactiven posteriormente si la inmunidad del huésped disminuye.

4. ¿Cuál es la epidemiología de la tuberculosis y cómo se diagnostica la infección por Mycobacterium tuberculosis?

La tuberculosis tiene una distribución mundial, con alta incidencia en regiones como India, África subsahariana y China. Se transmite por inhalación de aerosoles infecciosos. El diagnóstico incluye la prueba cutánea de tuberculina (PPD), ensayos de liberación de IFN-γ, detección microscópica de bacilos ácido-alcohol resistentes en muestras clínicas, pruebas de amplificación de ácidos nucleicos (como PCR) y cultivo. La identificación definitiva se realiza mediante pruebas moleculares o espectrometría de masas.

5. ¿Cómo se trata, previene y controla la tuberculosis, y cuáles son los desafíos actuales en el manejo de esta enfermedad?

El tratamiento de la tuberculosis es prolongado y requiere múltiples antibióticos para prevenir la aparición de resistencias. Los regímenes iniciales suelen incluir isoniazida, rifampicina, etambutol y pirazinamida. La prevención incluye la quimioprofilaxis en personas expuestas y la vacunación con BCG en países endémicos (aunque su eficacia es limitada en adultos e inmunocomprometidos y puede interferir con la prueba de PPD). El control se basa en la vigilancia activa, la intervención profiláctica y terapéutica, y el seguimiento de casos. Los desafíos actuales incluyen el aumento de cepas multidrogorresistentes (MDR TB) y extensamente drogorresistentes (XDR TB).

6. ¿Cuáles son las características principales de Mycobacterium leprae y la enfermedad que causa, la lepra?

Mycobacterium leprae es el agente causante de la lepra, una enfermedad crónica que afecta principalmente la piel, los nervios periféricos, el tracto respiratorio superior, los ojos y los testículos. Se transmite por contacto prolongado con personas infectadas no tratadas. M. leprae crece muy lentamente, lo que resulta en un período de incubación prolongado. La lepra se presenta en un espectro de formas, desde la forma tuberculoide (paucibacilar) con una fuerte respuesta inmune celular y pocos bacilos, hasta la forma lepromatosa (multibacilar) con una fuerte respuesta de anticuerpos pero un defecto en la inmunidad celular, lo que resulta en una gran cantidad de bacterias. El tratamiento de la lepra es multidrogoterápico con rifampicina y dapsona para la forma paucibacilar, y la adición de clofazimina para la forma multibacilar.

7. ¿Qué es el Complejo Mycobacterium avium (MAC) y qué tipos de infecciones causa, especialmente en pacientes inmunocomprometidos?

El Complejo Mycobacterium avium (MAC), que incluye especies como M. avium y M. intracellulare, es un grupo de micobacterias patógenas, particularmente en pacientes inmunocomprometidos, especialmente aquellos con SIDA con bajos recuentos de células CD4. En pacientes inmunocompetentes, MAC puede causar enfermedad pulmonar con diferentes presentaciones clínicas. En pacientes con SIDA, la infección por MAC suele ser diseminada, afectando múltiples órganos. El tratamiento de las infecciones por MAC es difícil debido a la resistencia a muchos antimicobacterianos y generalmente requiere combinaciones de antibióticos como claritromicina o azitromicina, etambutol y rifampicina. Se recomienda la quimioprofilaxis para pacientes con SIDA y recuentos bajos de CD4.

8. ¿Cuáles son las características distintivas del género Nocardia, las enfermedades que causa y su diagnóstico y tratamiento?

Las Nocardia son bacilos aeróbicos estrictos que forman filamentos ramificados y son débilmente ácido-alcohol resistentes debido a la longitud más corta de sus ácidos micólicos. Se encuentran en el suelo y causan infecciones exógenas, particularmente en individuos inmunocomprometidos. Pueden causar enfermedades broncopulmonares, infecciones cutáneas (como micetoma) y diseminación al sistema nervioso central. El diagnóstico se basa en la observación de filamentos ramificados débilmente ácido-alcohol resistentes y el cultivo en medios especiales. El tratamiento suele incluir trimetoprima-sulfametoxazol (TMP-SMX) y, en casos graves, combinaciones con otros antibióticos como amikacina o imipenem, con una duración prolongada del tratamiento.

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