Pseudomonas y bacterias relacionadas
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Resumen
Este documento informativo resume los principales temas e ideas presentados en el Capítulo 27 de "Medical Microbiology" de Murray, dedicado a Pseudomonas y otras bacterias no fermentadoras relacionadas. El capítulo destaca que estos microorganismos son patógenos oportunistas con una clasificación taxonómica compleja y cambiante. Se centra en los cinco géneros de mayor importancia clínica: Pseudomonas, Burkholderia, Stenotrophomonas, Acinetobacter y Moraxella, detallando sus características, patogénesis, epidemiología, enfermedades clínicas, diagnóstico de laboratorio, tratamiento, prevención y control. Un tema recurrente es la creciente resistencia antibiótica exhibida por muchos de estos organismos, lo que complica significativamente el manejo de las infecciones.
Temas Principales e Ideas Clave
1. Patógenos Oportunistas con Taxonomía Compleja:
- Se introduce el concepto de que Pseudomonas y las bacterias relacionadas son principalmente patógenos oportunistas que afectan a plantas, animales y humanos.
- Se subraya la naturaleza dinámica de su clasificación taxonómica, mencionando las numerosas reorganizaciones en los últimos años.
2. Géneros de Importancia Clínica:
- El capítulo se enfoca en los cinco géneros más relevantes en la clínica: Pseudomonas, Burkholderia, Stenotrophomonas, Acinetobacter y Moraxella.
- Se menciona que, a pesar de la existencia de muchos géneros, la mayoría de los aislados clínicamente significativos pertenecen a estos cinco.
3. Pseudomonas aeruginosa: El Principal Representante:
- Se describe el género Pseudomonas, inicialmente un grupo heterogéneo de bacterias no fermentadoras.
- Se destaca a Pseudomonas aeruginosa como la especie más importante y el foco principal de la discusión sobre este género.
- Se detalla su amplia distribución ambiental, incluyendo suelo, agua, materia orgánica en descomposición y entornos hospitalarios (superficies húmedas, equipos médicos, soluciones desinfectantes).
- Se menciona que la colonización persistente en humanos no es común, excepto en pacientes hospitalizados e inmunocomprometidos.
4. Factores de Virulencia y Patogénesis de Pseudomonas aeruginosa:
- Se enfatiza la versatilidad metabólica y los requisitos nutricionales simples que contribuyen a su amplia distribución.
- Se enumeran diversos factores de virulencia, incluyendo adhesinas (flagelos, pili, LPS, alginato), toxinas secretadas (Exotoxina A, piocianina, pioverdina, elastasas, proteasa alcalina, fosfolipasa C, exoenzimas S y T) y enzimas.
- Se describe el sistema de secreción tipo III como un mecanismo efectivo para inyectar toxinas en las células huésped.
- Se resalta la importancia de la acción sinérgica de múltiples factores para causar enfermedad.
- Se explica el papel del alginato en la protección contra la fagocitosis y los antibióticos, especialmente en cepas mucoides comunes en pacientes con fibrosis quística (FQ).
- Se describe la Exotoxina A (ETA) y su mecanismo de inhibición de la síntesis de proteínas, similar a la toxina diftérica pero menos potente.
- Se mencionan los pigmentos piocianina y pioverdina y sus funciones en la producción de especies reactivas de oxígeno y la captación de hierro, respectivamente.
- Se detallan las acciones de las elastasas (LasA y LasB) y la proteasa alcalina en la degradación de tejidos y la interferencia con la respuesta inmune del huésped.
- Se explica el mecanismo de las exoenzimas S y T mediado por el sistema de secreción tipo III y su efecto citotóxico a través del reordenamiento del citoesqueleto de actina.
5. Resistencia Antibiótica en Pseudomonas aeruginosa:
- Se subraya la resistencia intrínseca a muchos antibióticos debido a la baja permeabilidad de la membrana externa y la presencia de bombas de eflujo.
- Se describe la adquisición de resistencia a través de la transferencia horizontal de genes de resistencia y mutaciones.
- Se introduce el concepto de resistencia adaptativa inducida por factores ambientales o la exposición a antibióticos, como la formación de biofilm.
- Se menciona que las pruebas de susceptibilidad in vitro pueden no predecir la resistencia adaptativa.
6. Epidemiología de Pseudomonas:
- Se enfatiza su naturaleza ubicua en ambientes húmedos y su capacidad para sobrevivir con mínimos requerimientos nutricionales y un amplio rango de temperaturas.
- Se advierte que el aislamiento de Pseudomonas del ambiente hospitalario no necesariamente indica un riesgo de infección sin evidencia epidemiológica.
- Se identifican los grupos de pacientes con alto riesgo de infecciones por P. aeruginosa: neutropénicos o inmunocomprometidos, pacientes con FQ, pacientes quemados y aquellos que reciben antibióticos de amplio espectro.
- Se estima la alta incidencia de infecciones asociadas a la atención médica por P. aeruginosa en los Estados Unidos y su significativa mortalidad.
7. Enfermedades Clínicas Causadas por Pseudomonas aeruginosa:
- Se describen diversas infecciones, incluyendo infecciones pulmonares (colonización asintomática, traqueobronquitis, bronconeumonía necrotizante), particularmente en pacientes con FQ y pacientes inmunocomprometidos.
- Se detallan las infecciones primarias de piel y tejidos blandos, como infecciones de quemaduras, foliculitis (asociada a agua contaminada), infecciones de uñas y osteocondritis del pie tras lesiones penetrantes.
- Se mencionan las infecciones del tracto urinario, principalmente en pacientes con catéteres permanentes.
- Se describen las infecciones de oído (otitis externa, "oído del nadador", otitis externa maligna en diabéticos y ancianos, otitis media crónica).
- Se detallan las infecciones oculares, generalmente precedidas por traumatismo corneal y exposición a agua contaminada.
- Se describe la bacteriemia y endocarditis, con una mayor mortalidad asociada a la bacteriemia por P. aeruginosa en pacientes inmunocomprometidos. Se mencionan las lesiones cutáneas características (ectima gangrenoso). La endocarditis es más común en usuarios de drogas intravenosas.
- Se mencionan otras infecciones localizadas en el tracto gastrointestinal, sistema nervioso central y sistema musculoesquelético, generalmente en presencia de reservorios húmedos y defensas comprometidas.
8. Diagnóstico de Laboratorio de Pseudomonas aeruginosa:
- Se menciona que la microscopía revela bacilos Gram-negativos delgados dispuestos solos o en pares, pero no es un diagnóstico definitivo.
- Se indica que Pseudomonas crece fácilmente en medios de aislamiento comunes bajo incubación aeróbica.
- Se describe la morfología colonial típica de P. aeruginosa (colonias planas con borde de propagación, β-hemólisis, pigmentación verde y olor dulce a uva) y la utilidad de la prueba de oxidasa positiva para la identificación preliminar.
- Se señala que la identificación definitiva de otras especies de Pseudomonas puede requerir pruebas fisiológicas extensas.
9. Tratamiento, Prevención y Control de Pseudomonas aeruginosa:
- Se destaca la dificultad del tratamiento debido a la resistencia antibiótica y la condición inmunocomprometida de muchos pacientes infectados.
- Generalmente se requiere una combinación de antibióticos activos para infecciones graves.
- Se menciona la creciente resistencia a múltiples clases de antibióticos, incluyendo carbapenems, aminoglucósidos y colistina.
- Se considera inútil intentar eliminar Pseudomonas del ambiente hospitalario dada su ubicuidad.
- Las estrategias de control efectivas se centran en la prevención de la contaminación de equipos estériles y la contaminación cruzada de pacientes por el personal médico.
- Se subraya la importancia de evitar el uso inapropiado de antibióticos de amplio espectro.
10. Burkholderia:
- Se describe la reclasificación de varias especies de Pseudomonas al género Burkholderia en 1992, incluyendo el complejo B. cepacia y B. pseudomallei.
- Se menciona que el complejo B. cepacia es un patógeno importante en pacientes con FQ y enfermedad granulomatosa crónica (EGC), siendo la colonización una contraindicación para el trasplante de pulmón en pacientes con FQ. También causa infecciones urinarias y septicemia en pacientes con catéteres.
- Se describe B. pseudomallei como un saprofito encontrado en suelo y agua, endémico en el sudeste asiático, India, África y Australia, causante de melioidosis en individuos susceptibles (alcohólicos, diabéticos, con enfermedad renal o pulmonar crónica). Se menciona su potencial uso como arma biológica.
- Se señala que las especies de Burkholderia son susceptibles a trimetoprim-sulfametoxazol (TMP-SMX), lo que las diferencia de P. aeruginosa.
11. Stenotrophomonas maltophilia:
- Se menciona su historia taxonómica (originalmente Pseudomonas, luego Xanthomonas).
- Se destaca su importancia clínica como patógeno oportunista en pacientes debilitados e inmunocomprometidos, especialmente aquellos que reciben terapia antibiótica a largo plazo.
- Causa infecciones nosocomiales comunes como bacteriemia y neumonía, asociadas con alta morbilidad y mortalidad.
- Se relaciona con fuentes de contaminación hospitalaria como catéteres, desinfectantes, equipos de ventilación y máquinas de hielo.
- Se subraya su resistencia a muchos antibióticos, incluyendo los carbapenems, pero generalmente susceptible a TMP-SMX.
12. Acinetobacter:
- Se describe como cocobacilos Gram-negativos, aerobios estrictos y oxidasa-negativos.
- Son saprofitos capaces de sobrevivir en superficies húmedas y secas, y pueden formar parte de la flora orofaríngea normal.
- Acinetobacter baumannii es la especie más comúnmente asociada a infecciones humanas.
- Son patógenos oportunistas que causan infecciones respiratorias, urinarias, de heridas y septicemia en pacientes que reciben antibióticos de amplio espectro, se recuperan de cirugía o están en ventilación mecánica.
- La resistencia a múltiples antibióticos, incluyendo carbapenems, es un problema significativo en las infecciones nosocomiales.
13. Moraxella:
- Se menciona su reorganización taxonómica basada en análisis de ácidos nucleicos.
- Moraxella catarrhalis se identifica como el patógeno más importante del género, siendo un diplococo Gram-negativo, aerobio y oxidasa-positivo.
- Es una causa común de bronquitis y bronconeumonía (en ancianos con enfermedad pulmonar crónica), sinusitis y otitis (en individuos previamente sanos).
- La mayoría de los aislados producen β-lactamasas y son resistentes a las penicilinas, pero susceptibles a la mayoría de otros antibióticos.
Conclusiones
El capítulo proporciona una visión detallada de Pseudomonas y las bacterias no fermentadoras relacionadas, resaltando su importancia clínica como patógenos oportunistas, especialmente en el entorno hospitalario y en pacientes inmunocomprometidos. La creciente prevalencia de resistencia antibiótica en estos organismos representa un desafío significativo para el tratamiento de las infecciones. La comprensión de sus mecanismos de patogénesis, epidemiología y los factores que contribuyen a su resistencia es crucial para desarrollar estrategias efectivas de prevención, diagnóstico y tratamiento. La diversidad de especies dentro de estos géneros y la complejidad de su comportamiento clínico requieren una atención continua y una investigación activa en el campo de la microbiología médica.
Preguntas sobre Pseudomonas y Bacterias Relacionadas
1. ¿Qué son Pseudomonas y qué otros géneros de bacterias están estrechamente relacionados y son clínicamente significativos?
Pseudomonas es un género de bacterias no fermentadoras, originalmente un grupo grande y heterogéneo unido por su similitud morfológica. Desde 1992, el género se ha subdividido, pero aún contiene más de 250 especies, siendo P. aeruginosa la más importante. Otros géneros estrechamente relacionados y de importancia clínica son Burkholderia, Stenotrophomonas, Acinetobacter y Moraxella. Estas bacterias comparten la característica de ser patógenos oportunistas en plantas, animales y humanos.
2. ¿Dónde se encuentran comúnmente las bacterias del género Pseudomonas y por qué son tan adaptables?
Las Pseudomonas son ubicuas en el medio ambiente, encontrándose en el suelo, materia orgánica en descomposición, vegetación y agua. Desafortunadamente, también proliferan en ambientes hospitalarios en reservorios húmedos como alimentos, flores cortadas, lavabos, inodoros, equipos de terapia respiratoria y diálisis, e incluso en soluciones desinfectantes. Su amplia distribución se debe a sus simples requerimientos de crecimiento y versatilidad nutricional, ya que pueden utilizar una gran variedad de compuestos orgánicos como fuentes de carbono y nitrógeno, e incluso crecer en agua destilada utilizando trazas de nutrientes. Además, poseen numerosos factores estructurales, enzimas y toxinas que aumentan su virulencia y las hacen resistentes a muchos antibióticos comunes.
3. ¿Cómo causa enfermedad P. aeruginosa y cuáles son algunos de sus principales factores de virulencia?
P. aeruginosa causa enfermedad principalmente en pacientes con defensas comprometidas o que han recibido antibióticos de amplio espectro que alteran la flora normal. Aunque es ubicua y posee muchas características de virulencia, las infecciones son principalmente oportunistas. La expresión de sus factores de virulencia está regulada por sistemas complejos de señalización dependiente de la densidad celular (quorum sensing), influenciados por factores del huésped. Sus principales factores de virulencia incluyen adhesinas (flagelos, pili, LPS y alginato), toxinas secretadas y enzimas como la Exotoxina A (ETA), piocianina, pioverdina, elastasas (LasA y LasB), fosfolipasa C y exoenzimas S y T. Estos factores contribuyen a la adhesión, daño tisular, evasión del sistema inmunitario y resistencia a los antibióticos.
4. ¿Por qué el tratamiento de las infecciones por P. aeruginosa es tan desafiante?
El tratamiento de las infecciones por P. aeruginosa es frustrante debido a que estas bacterias son intrínsecamente resistentes a muchos antibióticos y pueden adquirir resistencia adicional a través de la transferencia horizontal de genes de resistencia y mutaciones. Los mecanismos principales de resistencia incluyen una baja permeabilidad de la membrana externa a los antibióticos y la rápida expulsión de los mismos mediante bombas de eflujo. Además, pueden desarrollar resistencia adaptativa en respuesta a estímulos ambientales o a la exposición a ciertos antibióticos, como la formación de biopelículas. Esta multirresistencia a menudo requiere el uso de combinaciones de antibióticos, lo cual es problemático ya que algunas cepas son resistentes a casi todos los antibióticos disponibles, incluyendo carbapenems, aminoglucósidos y colistina.
5. ¿Qué tipos de infecciones puede causar P. aeruginosa y en qué pacientes son más comunes?
P. aeruginosa puede causar una amplia gama de infecciones, incluyendo infecciones pulmonares (desde colonización asintomática hasta neumonía necrotizante, especialmente en pacientes con fibrosis quística o inmunocomprometidos), infecciones primarias de piel y tejidos blandos (como infecciones de quemaduras, foliculitis, osteocondritis), infecciones del tracto urinario (asociadas a catéteres), infecciones de oído (otitis externa maligna), infecciones oculares (úlceras corneales), bacteriemia (con alta mortalidad en pacientes inmunocomprometidos) y endocarditis (principalmente en usuarios de drogas intravenosas). Estas infecciones son más comunes en pacientes neutropénicos o inmunocomprometidos, pacientes con fibrosis quística, pacientes con quemaduras extensas y personas que reciben antibióticos de amplio espectro.
6. ¿Cómo se diagnostican las infecciones causadas por Pseudomonas y qué características ayudan en su identificación?
El diagnóstico de infecciones por Pseudomonas comienza con la observación microscópica de bacilos Gram negativos delgados. Sin embargo, la identificación definitiva se basa en el cultivo en medios comunes como agar sangre y agar MacConkey, bajo condiciones aeróbicas (aunque algunas pueden crecer anaeróbicamente con nitrato). La identificación preliminar se realiza mediante la morfología colonial (colonias planas con bordes extendidos, beta-hemólisis en P. aeruginosa), el olor característico (dulce, similar a uvas en P. aeruginosa) y pruebas bioquímicas rápidas como la reacción positiva a la oxidasa. P. aeruginosa también produce pigmentos distintivos como la piocianina (azul) y la pioverdina (amarillo-verdoso). Para otras especies de Pseudomonas, puede ser necesaria una batería más extensa de pruebas fisiológicas.
7. Además de P. aeruginosa, ¿qué otras bacterias relacionadas son importantes patógenos oportunistas y qué infecciones suelen causar?
Otros patógenos oportunistas importantes incluyen el complejo Burkholderia cepacia (causante de infecciones pulmonares graves en pacientes con fibrosis quística y enfermedad granulomatosa crónica, así como UTI y septicemia), Burkholderia pseudomallei (agente causante de melioidosis, una infección que puede presentarse como infección cutánea localizada o enfermedad pulmonar grave, endémica en ciertas regiones), Stenotrophomonas maltophilia (causante de bacteriemia y neumonía nosocomial, especialmente en pacientes debilitados y con terapia antibiótica prolongada), Acinetobacter baumannii (causante de infecciones respiratorias, urinarias, de heridas y septicemia, con cepas multirresistentes siendo un problema significativo en hospitales) y Moraxella catarrhalis (causante común de bronquitis, bronconeumonía en ancianos con enfermedad pulmonar crónica, sinusitis y otitis).
8. ¿Qué estrategias son importantes para la prevención y el control de las infecciones causadas por estas bacterias?
Dado que Pseudomonas y las bacterias relacionadas son ubicuas en ambientes húmedos, la eliminación completa del entorno hospitalario es prácticamente imposible. Las estrategias de control efectivas se centran en prevenir la contaminación de equipos estériles (como equipos de ventilación mecánica y máquinas de diálisis) y la contaminación cruzada de pacientes por el personal médico a través de prácticas adecuadas de higiene y desinfección. También es crucial evitar el uso inapropiado de antibióticos de amplio espectro, ya que esto puede suprimir la flora normal y permitir el crecimiento excesivo de cepas resistentes de estas bacterias oportunistas.
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