Campylobacter y Helicobacter
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Resumen
Este documento informativo resume los temas principales e ideas importantes del capítulo sobre Campylobacter y Helicobacter del libro "Medical Microbiology" de Murray, novena edición.
Introducción:
El capítulo introduce dos familias de bacterias gramnegativas con forma espiral que son importantes en la clínica: Campylobacteraceae (que incluye Campylobacter) y Helicobacteraceae (que incluye Helicobacter). Estas familias comparten dos características cruciales que dificultan su cultivo e identificación bioquímica tradicional: «(1) requisitos de crecimiento microaerófilo (es decir, crecimiento sólo en presencia de oxígeno reducido y dióxido de carbono aumentado) y (2) incapacidad para fermentar u oxidar carbohidratos».
Campylobacter:
- Características Generales:
- Bacilos gramnegativos pequeños (0.2-0.5 μm de ancho y 0.5-5.0 μm de largo), móviles y con forma de coma. En colonias viejas pueden aparecer cocoides.
- Se reconocen más de 50 especies y subespecies, pero solo cuatro son patógenos humanos comunes: C. jejuni, C. coli, C. upsaliensis y C. fetus.
- Enfermedades:
- Las principales enfermedades son gastroenteritis y septicemia.
- «Campylobacter es la causa más común de gastroenteritis bacteriana tanto en países desarrollados como en vías de desarrollo, siendo C. jejuni responsable de la mayoría de las infecciones...»
- C. coli se asocia con una minoría de casos en EE.UU. (más común en países en desarrollo).
- Se estima que C. upsaliensis causa el 10% de las gastroenteritis por Campylobacter, pero su incidencia es desconocida debido a la inhibición por antibióticos en medios de aislamiento comunes.
- A diferencia de otras especies, C. fetus es primariamente responsable de infecciones sistémicas como bacteriemia, tromboflebitis séptica, artritis, aborto séptico y meningitis.
- Fisiología y Estructura:
- Crecen mejor en condiciones microaerofílicas (5-7% de oxígeno y 5-10% de dióxido de carbono) y C. jejuni prefiere 42°C. Estas condiciones se utilizan para el aislamiento selectivo.
- Son pequeños, lo que permitió su descubrimiento inicial por filtración, aunque no se usa rutinariamente.
- Poseen una pared celular gramnegativa con una cápsula de polisacárido. En lugar de LPS con actividad endotóxica, expresan lipooligosacáridos.
- Los polisacáridos capsulares contribuyen a la virulencia y son objetivos para el desarrollo de vacunas.
- Patogénesis e Inmunidad:
- Aunque se han detectado adhesinas, enzimas citotóxicas y enterotoxinas en C. jejuni, su papel específico en la enfermedad no está bien definido.
- La dosis infectiva influye en el riesgo de enfermedad. La acidez gástrica los elimina, por lo que la reducción de la acidez favorece la infección.
- La inmunidad del paciente afecta la severidad. La exposición en áreas endémicas genera anticuerpos protectores. Pacientes con hipogammaglobulinemia tienen enfermedad severa y prolongada.
- La gastroenteritis por C. jejuni causa daño histológico en el yeyuno, íleon y colon, con ulceración, edema, sangre, abscesos crípticos e infiltración inflamatoria.
- C. jejuni y C. upsaliensis se han asociado con el síndrome de Guillain-Barré, una neuropatía autoinmune, debido a la reactividad cruzada entre sus lipooligosacáridos y los gangliósidos de los nervios periféricos. «Así, los anticuerpos dirigidos contra cepas específicas de Campylobacter pueden dañar el tejido neural en el sistema nervioso periférico».
- Otra complicación inmune tardía es la artritis reactiva, más común en pacientes con el fenotipo HLA-B27.
- C. jejuni y C. coli raramente causan bacteriemia, a diferencia de C. fetus, que es resistente a la lisis sérica mediada por complemento y anticuerpos debido a una proteína capsular (proteína S). «C. fetus está recubierto de una proteína estable al calor, similar a una cápsula (proteína S), que impide la unión de C3b a la bacteria y la subsiguiente muerte mediada por el complemento en el suero».
- Epidemiología:
- Las infecciones son zoonóticas, con animales como reservorios.
- La transmisión a humanos de C. jejuni y C. coli ocurre principalmente por consumo de alimentos, leche o agua contaminados, siendo la carne de aves de corral la fuente principal en países desarrollados.
- La transmisión fecal-oral persona a persona es rara.
- Las infecciones por C. upsaliensis se asocian al contacto con perros domésticos.
- Las infecciones por Campylobacter son la causa más común de diarrea bacteriana en EE.UU., con una alta incidencia, hospitalizaciones y costos económicos.
- La incidencia es mayor en verano y en lactantes y niños pequeños, con un segundo pico en adultos de 20-40 años. Es más alta en países en desarrollo.
- Las infecciones por C. fetus son raras y afectan principalmente a inmunocomprometidos o ancianos.
- Enfermedades Clínicas:
- Las infecciones gastrointestinales por C. jejuni, C. coli y C. upsaliensis se presentan como enteritis aguda con diarrea, fiebre y dolor abdominal severo. Las heces pueden ser sanguinolentas. Generalmente es autolimitada.
- Puede haber manifestaciones como colitis aguda, dolor abdominal que simula apendicitis y infecciones entéricas crónicas en inmunocomprometidos.
- El síndrome de Guillain-Barré y la artritis reactiva son complicaciones reconocidas.
- C. fetus causa principalmente infecciones intravasculares y extraintestinales.
- Diagnóstico de Laboratorio:
- Microscopía:
- Difícil por tinción de Gram, pero la observación de organismos delgados en forma de S en heces es una confirmación presuntiva.
- Detección de Antígenos:
- Inmunoensayos comerciales para C. jejuni y C. coli con buena sensibilidad y especificidad.
- Pruebas de Ácidos Nucleicos:
- Pruebas de amplificación multiplex están ganando aceptación por su alta sensibilidad para varios patógenos entéricos, aunque generalmente limitadas a C. jejuni y C. coli.
- Cultivo:
- Requiere atmósfera microaerofílica, temperatura elevada (42°C para C. jejuni y C. coli), y medios selectivos con sangre o carbón y antibióticos. C. fetus no es termofílico. El crecimiento es lento (≥48 horas).
- Identificación:
- Presuntiva por condiciones de crecimiento, morfología y pruebas de oxidasa y catalasa positivas. Espectrometría de masas para identificación definitiva.
- Detección de Anticuerpos:
- Útil para estudios epidemiológicos, no para diagnóstico individual.
- Tratamiento, Prevención y Control:
- La gastroenteritis es generalmente autolimitada y se maneja con reposición de líquidos y electrolitos.
- Antibióticos (macrólidos como eritromicina o azitromicina son de elección) pueden usarse en infecciones severas o septicemia.
- Hay resistencia a penicilinas, cefalosporinas y sulfonamidas. La resistencia a fluoroquinolonas está aumentando.
- Las infecciones sistémicas se tratan con aminoglucósidos, cloranfenicol o imipenem.
- La prevención se basa en la adecuada preparación de alimentos (especialmente aves), evitar lácteos no pasteurizados y asegurar la potabilidad del agua.
- Se están investigando vacunas dirigidas a serotipos comunes de C. jejuni.
Helicobacter:
- Características Generales:
- Bacilos gramnegativos espirales descubiertos en 1983 en pacientes con gastritis tipo B. Inicialmente clasificados como Campylobacter.
- Se subdividen en especies gástricas (principalmente H. pylori) y enterohepáticas (H. cinaedi y H. fennelliae).
- Enfermedades:
- H. pylori se asocia con gastritis, úlceras pépticas, adenocarcinoma gástrico y linfoma MALT gástrico.
- H. cinaedi y H. fennelliae se asocian con gastroenteritis y bacteriemia, principalmente en inmunocomprometidos.
- Fisiología y Estructura:
- Caracterizados por análisis de ARNr 16S, ácidos grasos y flagelos polares. Más de 40 especies conocidas, taxonomía en evolución.
- Forma bacilar o espiral en cultivos jóvenes, pudiendo asumir formas cocoides en cultivos viejos.
- Los helicobacters gástricos, incluyendo H. pylori, son muy móviles ("motilidad en sacacorchos") y producen abundante ureasa, importante para la supervivencia en el ácido gástrico y el movimiento a través del mucus.
- Son catalasa y oxidasa positivos, no fermentan ni oxidan carbohidratos, pero pueden metabolizar aminoácidos.
- Poseen LPS en la membrana externa, con baja actividad endotóxica en H. pylori. El O antígeno es similar a los antígenos de los grupos sanguíneos Lewis, lo que podría conferir protección inmunológica.
- El cultivo requiere medios complejos suplementados, condiciones microaerofílicas y temperatura entre 30-37°C. Su aislamiento es difícil, por lo que se prefieren técnicas no invasivas para el diagnóstico.
- Patogénesis e Inmunidad:
- H. pylori tiene una notable capacidad para colonizar el estómago de forma crónica.
- La colonización inicial se facilita por la inhibición de la producción de ácido gástrico por una proteína bacteriana y la neutralización del ácido con el amoníaco producido por la ureasa.
- La motilidad permite atravesar el mucus y la adhesión a las células epiteliales gástricas se realiza mediante proteínas de superficie.
- El daño tisular local es mediado por subproductos de la ureasa, mucinasa, fosfolipasas y la toxina vacuolizante A (VacA).
- El gen asociado a la citotoxina (cagA), en una isla de patogenicidad, codifica un sistema de secreción tipo IV que inyecta la proteína CagA en las células epiteliales, alterando su citoesqueleto. Los genes cag PAI también inducen la producción de IL-8, que atrae neutrófilos, cuya actividad contribuye a la gastritis y las úlceras.
- Epidemiología:
- Alta prevalencia de colonización por H. pylori en países en desarrollo (70-90%), generalmente adquirida en la infancia.
- Menor prevalencia en países industrializados (<40% en EE.UU.), con tendencia a la disminución por mejor higiene y tratamiento.
- Asociación fuerte con gastritis (70-100%), úlceras gástricas y duodenales (85% y 95%, respectivamente).
- El ser humano es el principal reservorio, y la colonización persiste de por vida sin tratamiento. La transmisión es principalmente fecal-oral.
- La colonización por H. pylori podría ofrecer protección contra la enfermedad por reflujo gastroesofágico y adenocarcinomas del esófago inferior y el cardias gástrico. «Por lo tanto, puede ser imprudente eliminar el H. pylori en pacientes sin enfermedad sintomática».
- Enfermedades Clínicas:
- La enfermedad depende del sitio de colonización. H. pylori causa gastritis, mientras que las especies enterohepáticas causan gastroenteritis.
- La colonización por H. pylori siempre produce gastritis histológica. La fase aguda se caracteriza por plenitud, náuseas, vómitos e hipoclorhidria, pudiendo evolucionar a gastritis crónica.
- Un 10-15% de los pacientes con gastritis crónica desarrollan úlceras pépticas, generalmente en la unión cuerpo-antro gástrico o en el duodeno proximal.
- La gastritis crónica puede llevar a metaplasia intestinal y fibrosis, aumentando el riesgo de cáncer gástrico. Las cepas cagA-positivas y altos niveles de IL-1 se asocian a mayor riesgo.
- La infección por H. pylori también se asocia con la infiltración de tejido linfoide en la mucosa gástrica, pudiendo desarrollarse un linfoma MALT en algunos pacientes.
- Diagnóstico de Laboratorio:
- Microscopía:
- Detección en biopsias gástricas. La tinción de Warthin-Starry es la más sensible. Alta sensibilidad y especificidad por microscopista experimentado.
- Detección de Antígenos:
- Prueba de ureasa en biopsias (alta especificidad). Prueba de aliento con urea marcada (alta sensibilidad y especificidad, pero costosa). Inmunoensayos en heces para antígenos de H. pylori (alta sensibilidad y especificidad, no invasivos y recomendados para detección y confirmación de curación). «Estos ensayos están ahora ampliamente recomendados tanto para la detección de infecciones por H. pylori como para la confirmación de la curación tras el tratamiento antibiótico».
- Pruebas de Ácidos Nucleicos:
- Generalmente restringidas a investigación.
- Cultivo:
- Se puede aislar en medios enriquecidos en condiciones microaerofílicas a partir de biopsias gástricas. Se reserva para pruebas de susceptibilidad antibiótica.
- Identificación:
- Presuntiva por crecimiento, morfología y pruebas de oxidasa, catalasa y ureasa. Espectrometría de masas para confirmación.
- Detección de Anticuerpos:
- Serología (IgM, IgA, IgG). Útil como prueba de cribado y para estudios epidemiológicos, pero no diferencia entre infección pasada y presente, y el título no se correlaciona con la severidad o la respuesta al tratamiento.
- Tratamiento, Prevención y Control:
- Regímenes con múltiples antibióticos y un inhibidor de la bomba de protones son más efectivos. El tratamiento inicial común incluye un IBP, un macrólido (claritromicina) y un β-lactámico (amoxicilina) por 7-10 días.
- La resistencia a claritromicina es una causa común de fallo del tratamiento. Se recomienda realizar pruebas de susceptibilidad en caso de fallo. También se puede usar metronidazol, pero la resistencia es frecuente.
- La infección estimula una respuesta inflamatoria TH1. Vacunas experimentales que inducen una respuesta TH2 con adyuvantes mucosales han mostrado ser protectoras en modelos animales.
Preguntas sobre Campylobacter y Helicobacter
1. ¿Qué características comparten las bacterias de las familias Campylobacteraceae y Helicobacteraceae, y por qué dificultan su cultivo e identificación?
Ambas familias de bacterias gramnegativas, con forma espiral, comparten dos propiedades importantes: requieren condiciones de crecimiento microaerofílicas (bajos niveles de oxígeno y altos niveles de dióxido de carbono) y son incapaces de fermentar u oxidar carbohidratos. Estas necesidades específicas de crecimiento y su metabolismo limitado dificultan su aislamiento y caracterización mediante las pruebas bioquímicas tradicionales utilizadas para otras bacterias.
2. ¿Cuáles son las especies de Campylobacter más comunes que causan enfermedades en humanos y qué tipos de infecciones provocan principalmente?
Las cuatro especies de Campylobacter más comúnmente asociadas con enfermedades humanas son C. jejuni, C. coli, C. upsaliensis y C. fetus. Principalmente causan gastroenteritis, siendo C. jejuni la causa más frecuente a nivel mundial. C. coli se observa con menor frecuencia en Estados Unidos pero es más común en países en desarrollo. C. upsaliensis también causa gastroenteritis, aunque su incidencia es difícil de determinar debido a la inhibición por los antibióticos en los medios de aislamiento comunes. En contraste, C. fetus es principalmente responsable de infecciones sistémicas como bacteriemia, tromboflebitis séptica, artritis, aborto séptico y meningitis.
3. ¿Cómo se adquieren las infecciones por Campylobacter y cuáles son las principales fuentes de contagio?
Las infecciones por Campylobacter son zoonóticas, con diversos animales como reservorios. Los humanos se infectan principalmente por el consumo de alimentos contaminados (especialmente aves de corral, responsable de más de la mitad de las infecciones en países desarrollados), leche o agua contaminada. Los alimentos que neutralizan el ácido gástrico pueden reducir la dosis infectiva. La transmisión fecal-oral persona a persona es menos común. C. upsaliensis se adquiere principalmente por contacto con perros domésticos.
4. ¿Qué complicaciones graves pueden surgir de una infección por Campylobacter y cuál es la base inmunológica de estas complicaciones?
Dos complicaciones inmunomediadas importantes de las infecciones por Campylobacter son el síndrome de Guillain-Barré y la artritis reactiva. El síndrome de Guillain-Barré, una enfermedad autoinmune del sistema nervioso periférico que causa debilidad simétrica, se asocia principalmente con ciertos serotipos de C. jejuni (especialmente el O:19). Se cree que su patogenia se debe a la reactividad cruzada entre los lipooligosacáridos de la bacteria y los gangliósidos de los nervios periféricos, lo que lleva a que los anticuerpos dirigidos contra Campylobacter dañen el tejido nervioso. La artritis reactiva, caracterizada por dolor e hinchazón articular, es más común en pacientes con el fenotipo HLA-B27 y no está relacionada con la gravedad de la diarrea.
5. ¿Cuáles son los principales factores de virulencia de Helicobacter pylori que le permiten colonizar el estómago humano y causar enfermedad?
H. pylori posee varios factores de virulencia clave que facilitan su colonización y patogénesis en el estómago. La producción abundante de ureasa neutraliza el ácido gástrico, permitiendo la supervivencia bacteriana. La motilidad en forma de sacacorchos facilita el movimiento a través de la mucosa gástrica. Las adhesinas superficiales permiten la unión a las células epiteliales gástricas. La vacuolating cytotoxin A (VacA) daña las células epiteliales al producir vacuolas. El sistema de secreción tipo IV codificado por el gen cagA inyecta la proteína CagA en las células huésped, alterando su citoesqueleto e induciendo la producción de interleucina-8 (IL-8), que atrae neutrófilos y contribuye a la inflamación.
6. ¿Cómo se diagnostican las infecciones por H. pylori y cuáles son las ventajas y desventajas de los diferentes métodos de diagnóstico?
Las infecciones por H. pylori se pueden diagnosticar mediante métodos invasivos y no invasivos. Los métodos invasivos requieren una biopsia gástrica obtenida durante una endoscopia e incluyen la tinción histológica (alta sensibilidad y especificidad), la prueba rápida de ureasa (alta especificidad pero sensibilidad variable) y el cultivo (reservado para pruebas de susceptibilidad antibiótica). Los métodos no invasivos incluyen la prueba de aliento con urea marcada (excelente sensibilidad y especificidad pero costosa), la detección de antígenos de H. pylori en heces (alta sensibilidad y especificidad, fácil y económica) y la serología (útil para detección inicial y estudios epidemiológicos pero no distingue entre infección pasada y presente).
7. ¿Cuáles son las enfermedades asociadas con la infección por H. pylori y cómo afecta esta bacteria a la producción de ácido gástrico?
La infección por H. pylori está fuertemente asociada con gastritis crónica, úlceras pépticas (gástricas y duodenales), adenocarcinoma gástrico y linfoma MALT gástrico. Inicialmente, puede causar hipoclorhidria (disminución de la producción de ácido gástrico) durante la fase aguda de la gastritis. Sin embargo, a largo plazo, la inflamación crónica puede afectar la función de las células parietales productoras de ácido, y el patrón de gastritis (antral o pangastritis) influye en el riesgo de desarrollar úlceras y cáncer gástrico. Curiosamente, la presencia de H. pylori también se ha asociado con una menor incidencia de enfermedad por reflujo gastroesofágico y adenocarcinoma de esófago inferior y cardias gástrico.
8. ¿Cuál es el tratamiento recomendado para las infecciones por H. pylori y por qué es importante la terapia combinada?
El tratamiento de las infecciones por H. pylori requiere una terapia combinada para lograr la erradicación. Los regímenes más exitosos incluyen un inhibidor de la bomba de protones (IBP) junto con dos antibióticos, como un macrólido (claritromicina) y un betalactámico (amoxicilina), administrados durante 7 a 10 días. La terapia combinada es esencial debido a la resistencia antibiótica, especialmente a la claritromicina y al metronidazol. Si el tratamiento inicial falla, se recomienda realizar pruebas de susceptibilidad antibiótica para guiar la terapia de segunda línea. La monoterapia o el uso de un solo antibiótico con bismuto son generalmente ineficaces.
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