Estafilococos
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EstafilococosCaracterísticas generalesMorfológicamente los Staphylococcus son cocos Gram positivos, anaerobios facultativos, esto significa que puede crecer tanto en condiciones con oxígeno como carente de éste.
Producen catalasa , lo que los diferencia de los estreptococos.
Incluye a 35 especies y 17 subespecies, muchas de las cuales se encuentran en los humanos.
Las especies que se asocian con más frecuencia a las enfermedades en humanos son:
Staphylococcus áureus (el miembro más virulento y conocido del género)Staphylococcus epidermidis Staphylococcus saprophyticus Staphylococcus capitis Staphylococcus haemolyticus
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EstafilococosFactores de virulencia
Contiene varias características en sus factores de virulencia
En su estructura se encuentran los ácidos teicoico y lipoteicoico, y los Péptidoglicanos
Los ácidos le sirven para adherirse a superficies corporales
En conjunto los ácidos teicoicos y el péptidoglicano tienen la característica que activan el sistema inmune del complemento y sirven además de evasores de la fagocitosis
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EstafilococosFactores de virulencia
Entre sus factores de virulencia que le sirven para la invasión y le sirven al laboratorista para su identificación están:
La presencia de catalasa
La presencia de coagulasa en el caso del S. áureus (patognomónico)
La fermentación del azúcar Manitol específico como la coagulasa del estafilococo áureus
Presencia de B lactamasa , que rompe el anillo b lactámico de los antibióticos con esta estructura.
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Staphylococcus áureusConocido como estafilococo áureo, o comúnmente estafilococo dorado, es una bacteria anaerobia facultativa, grampositiva, productora de coagulasa, catalasa, inmóvil y no esporulada que se encuentra ampliamente distribuida por todo el mundo
Se estima que una de cada tres personas se hallan colonizadas, aunque no infectadas, por ella
Puede producir una amplia gama de enfermedades, que van desde infecciones cutáneas y de las mucosas relativamente benignas, tales como :
Foliculitis
Forunculosis
Conjuntivitis
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Staphylococcus áureus
Enfermedades de riesgo vital, como :
CelulitisAbscesos profundosOsteomielitisMeningitisSepsis Endocarditis Neumonía
También puede afectar al aparato gastrointestinal, ya sea por presencia física de Staphylococcus aureus o por la ingesta de la enterotoxina estafilocócica secretada por la bacteria
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Staphylococcus aureus
En la actualidad, este microorganismo se encuentra como el principal causante de las infecciones nosocomiales
Esta situación se ve favorecida por el hecho de que esta especie habita tanto en las mucosas como en la piel de los seres humanos
Lo que permite que a través de las heridas quirúrgicas pueda penetrar en el torrente sanguíneo del paciente por medio del contacto directo o indirecto con el personal sanitario, con un objeto contaminado o incluso con otro paciente
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Staphylococcus aureus
HistoriaEste microorganismo fue descrito por primera vez en el año 1880, concretamente en la ciudad escocesa de Aberdeen, por el cirujano Alexander Ogston en el pus que drenaba un absceso
En 1884, Friederich Julius Rosenbach acuñó el nombre binominal de esta especie
En 1903, Loeb realiza el descubrimiento de la coagulasa
Elek en 1959, hace un estudio sobre Staphylococcus pyogenes, abarcando una revisión sobre todas las interrogantes existentes para la época
En 1941, las infecciones estafilocócicas eran erradicadas por penicilina
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Staphylococcus aureus
Historia
Un poco más tarde, en 1945, Sprink Ferris reportó una cepa de S. aureus resistente a la penicilina que, por la acción de una β-lactamasa, la destruía
Para 1950, con la introducción de la penicilina y las sulfonamidas, los estreptococos fueron desplazados por los estafilococos como agentes de infección intrahospitalaria
Para 1959, año en que apareció la meticilina (una penicilina semisintética), 60% de las cepas ya eran resistentes a penicilina.
En 1961, Jevons hizo el primer reporte de la existencia de un Staphyloccocus aureus resistente a meticilina cuando esta era una causa importante de infección nosocomial en Europa.
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Staphylococcus aureusEpidemiologíaStaphylococcus aureus es un agente patógeno que es considerado como parte de la microbiota normal
Se encuentra en la piel del individuo sano pero en ocasiones en que las defensas de la piel caen puede causar enfermedad
El principal grupo de riesgo son pacientes hospitalizados o inmunocomprometidos
Los seres humanos son un reservorio natural de S. aureus
Entre el 30 y el 50% de los adultos sanos están colonizados, y entre el 10 y el 20% se mantienen colonizados persistentemente
Esta bacteria tiene colonización selectiva de narinas(20-40%, en adultos), pliegues intertriginosos, perineo, axilas y vagina, no obstante, las personas colonizadas tienen un riesgo mayor de sufrir infecciones
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Staphylococcus aureusEpidemiología
La colonización por S. aureus se da preferentemente en:Personas con diabetes tipo 1Usuarios de drogas intravenosasPacientes con hemodialisisPacientes quirúrgicosPersonas con SIDA
Los estafilococos se diseminan por las actividades domésticas y comunitarias tales como hacer la cama, vestirse o desvestirse El equipo de salud es uno de los principales vectores biológicos de diseminación de esta bacteria.
Se ha visto que los manipuladores de alimentos contribuyen a diseminar Staphylococcus aureus enterotoxigénicos, contribuyendo al desarrollo de intoxicaciones alimentarias
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Staphylococcus aureusEpidemiologíaEntre los factores de riesgo que predisponen a infecciones graves por S. aureus se encuentran:
Defectos en la quimiotaxis de leucocitos ( Síndrome de Wiskott-Aldrich, Síndrome de Chediak-Higashi, Síndrome de Down)
Defectos en la opsonización por anticuerpos ( agammaglobulinemia primaria)
Defectos en la fagocitosis ( enfermedad granulomatosa crónica)
Lesiones cutáneas ( quemaduras)
Presencia de cuerpos extraños ( suturas o prótesis)
Infección por otros agentes
Algunas enfermedades crónicas (diabetes mellitus)
Consumo de antibióticos.
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Staphylococcus aureusEpidemiología
Se ha visto un incremento en la incidencia de infecciones nosocomiales por Staphylococcus aureus desde 1970
Durante el periodo de 1990 a 1992, S. aureus fue una de los agentes etiológicos de neumonía adquirida en hospitales
Así mismo se ha notado un incremento considerable, probablemente debido a la presión antibiótica, de cepas con resistencia a diferentes fármacos antimicrobianos
Entre ellos están el estafilococo resistente a meticilina y el estafilococo resistente a vancomicina.
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Staphylococcus aureus MorfologíaS. aureus es un coco inmóvil, de 0,5 a 1 μm de diámetro, que se divide en tres planos para formar grupos de células irregulares semejantes a racimos de uvas
En extendidos de pus los cocos aparecen solos, en pares, en racimos o en cadenas cortas
Los racimos irregulares son característicos de extendidos tomados de cultivos que se desarrollan en medios sólidos, mientras que en otros cultivos son frecuentes las formas de diplococos y en cadenas cortas
Unas pocas cepas producen una cápsula que incrementa la virulencia del microorganismo
S. aureus es un microorganismo grampositivo pero las células viejas y los microorganismos fagocitados se tiñen como gramnegativos.
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Staphylococcus aureus Morfología
Se han reportado cepas de S. aureus que se encuentran recubiertas por una capa de polisacáridos externos, la cuál recibe el nombre cápsula mucoide, que incrementa su capacidad de adherencia, evita que sea reconocido, así como refuerza el efecto antifagocítico
Hasta ahora se han identificado 11 serotipos capsulares de S. aureus
Los serotipos con las cápsulas más gruesas son el 1 y el 2, y forman colonias mucoides
Los serotipos 5 y 7 son los responsables de la mayor parte de las infecciones humanas y específicamente el serotipo 5 engloba a la mayoría de las cepas de S. aureus resistente a Meticilina
La capa polisacárida extracelular les confiere la capacidad de adherirse a las células huésped Y diferentes objetos protésicos, como catéteres, injertos y prótesis plásticas
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Staphylococcus aureus Patogenia Componentes estructurales
S. aureus tiene a su disposición un amplio arsenal contra las defensas del hospedero.
Los mecanismos patógenos de este microorganismo dependen de sus factores adhesivos, las enzimas estafilocócicas y sus defensas contra la inmunidad
Factores de virulencia
Cápsula: Inhibe quimiotaxis y dificulta la fagocitosis
Capa de polisacáridos extracelulares:Facilita la adherencia a los cuerpos extraños (como cables de marcapasos, catéteres, etc.)
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PatogeniaPeptidoglucanos:
Evita la lisis celular (estabilizador osmótico)
Estimula la producción de pirógeno endógenos
Quimiotaxis leucocitaria --> Abscesos
Ácido teicoico:Media la adherencia del estafilococo a fibronectina, un componente mayoritario del tejido conectivo
Proteína A:Protección contra la inmunidad humoral
Fija anticuerpos por la porción Fc
Propiedades anticomplemento
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EnzimasCoagulasa:Cataliza la conversión de fibrinógeno en fibrina provocando el depósito de S. aureus, al estar cubierto por fibrina se vuelve menos inmunógeno.
Hialuronidasa:Cataliza la destrucción del ácido hialurónico en el tejido conjuntivo para ayudar a la diseminación del estafilococo.
Fibrinolisina:Disuelve coágulos de fibrina.
Lipasas:Promueven la hidrolisis de lípidos lo que hace que S. aureus se disemine en el tejido cutáneo y subcutáneo.
Endonucleasas/Dnasas:Hidrólisis de DNA.
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Enzimasβ-lactamasa:
S. aureus posee 3 tipos por lo general residen en plásmidos
Las ß lactamasas son enzimas que inactivan a la penicilina así evitando que esta misma llegue a las proteínas fijadoras de penicilina
Esta forma uno de los mecanismos de defensa de SARM
Muchas de estas enzimas pueden inhibirse para así evitar que destruyan a las penicilinas susceptibles
Esto se logra mediante la administración conjunta de una penicilina y un inhibidor de las ß-lactamasas (ácido clavulánico )
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EnzimasLactato-deshidrogenasa:
La resistencia al óxido nítrico es una cualidad peculiar de S. aureus, capacidad que lo distingue de otros patógenos
Se debe a que el microorganismo produce una enzima llamada lactato-deshidrogenasa, que la faculta para tolerar el estrés causado por el radical del óxido nítrico
Esta observación se ha hecho tanto en especies resistentes a la meticilina como en las que son susceptibles al antibiótico, así como en cepas hospitalarias y adquiridas en la comunidad
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ToxinasCitotoxinas:
Toxina citolítica que causa daño directo a la membrana celular de las células del hospedero, se han identificado y aislado 5 toxinas: toxina-α, toxina-β, toxina-γ, toxina-δ y la leucocidina de Panton-Valentine (P-V)
Hemolisina-αLa toxina alfa (hemolisina alfa) es un polipéptido de 33 kDa que se introduce en las regiones hidrofóbicas de la membrana citoplasmática de células como eritrocitos, hepatocitos, leucocitos,miocitos y plaquetas
Forma poros de 1 a 2 nm de diámetro que causan un desequilibrio osmótico importante debido a la salida rápida de K+ y la entrada de Na+ y Ca++ que termina en lisis celular Es especialmente neurotóxica ya que causa la degeneración de la vaina de mielina
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ToxinasToxinas exfoliativas:
(ETA, ETB) Serina proteasas que atacan a la Desmogleína-1.Síndrome de piel escaldada por estafilococo
Enterotoxinas:
Produce diarrea por apertura de canales o muerte de enterocitos. Algunas son superantígenos
TSST-1:
Superantígeno que activa una gran cantidad de linfocitos con una producción masiva de citocinas
Síndrome del shock tóxico
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ToxinasHemolisina-β
La toxina beta (hemolisina beta) es una esfingomielinasa, también conocida como esfingomielinasa C
Tiene afinidad por la esfingomielina y lisofosfatidilcolina (componentes de la membrana citoplasmática del hospedero) y cataliza su destrucción, con lo que trae toxicidad para distintas células como eritrocitos, fibroblastos, leucocitos y macrófagos
Es termolábil
Hemolisina-δ
La toxina delta (hemolisina delta) es un pequeño polipéptido producido por la gran mayoría de las cepas de S. aureus (S. epidermidis y S. haemolyticus)
Se cree que esta toxina tiene función de surfactante que actúa como detergente en las membranas de las células blanco
Afecta a todas las células en general, pero en especial a eritrocitos.
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ToxinasLa toxina gama (hemolisina g) y la leucocidina Panton-Valentine son estructuralmente similares.
Ambas tienen actividad hemolítica y constan de dos subunidadesLa subunidad S La subunidad F Actúan de forma similar a la toxina alfa, forma poros con aumento de la permeabilidad de cationes, desequilibrio osmótico y lisis celular
La leucocidina de Panton-Valentine (PVL) tiene más actividad leucotóxica que todas las demás, pero no es hemolítica
Se encuentra en <5% de las cepas de S. aureus resistente a la meticilina (SARM) intrahospitalarias y prácticamente en todas las cepas SARM comunitarias.
La producción de esta ha sido preferentemente vinculada a los forúnculos, abscesos cutáneos, e infecciones graves de la piel
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Toxinas Enterotoxinas
Las enterotoxinas estafilocócicas constituyen un grupo heterogéneo de proteínas solubles en agua
Están asociadas a intoxicaciones alimentarias, son producidas por el 30% de S. aureus
Son termorresistentes, algunas pueden mantenerse estables incluso al calentar los alimentos más de 100 °C durante 30 minutos
Son resistentes a la hidrólisis por enzimas gástricas y pancreáticas
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ToxinasEnterotoxinas
Se cree que su mecanismo de acción consiste en actuar como superantígenos, con la subsecuente liberación de citocinas responsables de los síntomas alimentarios
Se conocen 7 serotipos enterotoxigénicos diferentes: A, B, C1, C2 C3, D y E
La detección de enterotoxinas en las cepas de S. aureus es sencilla y se realiza mediante pruebas con antisueros, que tienen un costo relativamente elevado y no modifican el umbral terapéutico
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ToxinasEnterotoxinas
La FDA establece que la sola presencia de grandes cantidades de S. aureus en los alimentos no constituye evidencia suficiente para incriminar un alimento como causante de intoxicación.
Enterotoxina A Asociada a la mayoría de las intoxicaciones alimentarias
Enterotoxina BProduce colitis pseudomembranosa y se encuentra con regularidad en infecciones intrahospitalarias
Enterotoxina CSe atribuye productos lácteos contaminados
Enterotoxina D También se asocia a un gran número de intoxicaciones y se atribuye a productos lácteos contaminados
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Toxinas Exfoliativasson proteasas de serina que catalizan la destrucción de la proteína desmogleína-1
una proteína que mantiene adheridos a los queratinocitos del estrato granuloso en la epidermis
Están presentes en menos del 10% de los estafilococos
Están relacionadas con el síndrome de piel escaldada por estafilococo
Una enfermedad secundaria a la dermatitis exfoliativa mediada por estas toxinas
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Toxinas ExfoliativasExisten dos formas distintas de toxinas exfoliativas en S. aureusETA ETB
ETA es codificada por un gen cromosómico y es termoestable
ETB es codificada por un plásmido y es termolábil
Toxina-1 del síndrome de shock tóxico
La Toxina-1 del síndrome de shock tóxico (TSST-1) es una toxina de 22 kDa termoestable y resistente a proteólisis que produce el síndrome de shock tóxico al actuar como un Superantígeno
Esta patología está asociada con la infección de una herida por S. aureus
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Enfermedades clínicasStaphylococcus aureus es el causante de diversos procesos infecciosos que van desde infecciones cutáneas hasta enfermedades sistémicas mortales
Síndrome de la piel escaldada por estafilococo
Se caracteriza por la descamación diseminada del epitelio de recién nacidos y lactantesNo se encuentran microorganismos o leucocitos en las ampollas
Intoxicación Alimentaria
Sucede después de haber ingerido alimentos con la toxina termoestable Se caracteriza por la presencia de vómitos intensos, diarrea y cólicos que inician entre 2 y 6 horas después de la ingesta La resolución es rápida (menos de 24 h).
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Enfermedades clínicasSíndrome de choque tóxico estafilocócico
Se presenta con:FiebreHipotensiónVértigo ortostáticoExantema maculo-eritematosoVómito DiarreaFalla renal Mortalidad elevada en ausencia de tratamientoPor algún tiempo se asoció con tampones femeninos hiperabsorbibles.
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Enfermedades clínicasAbsceso cutáneo
Es una acumulación de pus que puede darse en piel y mucosas
También puede darse en diferentes órganos (pulmón, hígado, riñón y cerebro) mediante la diseminación bacteriemica
Los abscesos deben desbridarse y la infección del material protésico requiere el retiro del mismo Impétigo
Infección cutánea localizada caracterizada por la presencia de pústulas sobre base eritematosa. Se da preferentemente en niños y en zonas expuestas, en especial la cara
Foliculitis
Es una infección restringida a los orificios de los folículos pilosos y se acompaña por la presencia de lesiones dolorosas, rojizas y pequeñas sin síntomas sistémicos.
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Enfermedades clínicasÁntrax (Forunculosis)Son piodermas profundos que se presentan como lesiones elevadas, firmes, dolorosas y con centros necróticos que contienen material purulento
Celulitis de cara y cuello
En este grupo se incluye la celulitis preseptal o preorbitaria Generalmente existe antecedente de lesión cutánea, se presenta con edema, dolor eritema local y fiebre
Hidradenitis supurada
Es la infección de las glándulas sudoríparas apócrinas bloqueadas. Se da en las áreas intertriginosas (axila, ingle, áreas perineales)Existe dolor, edema y eritema, usualmente sin fiebre.
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Enfermedades clínicasMastitisEs la infección de las glándulas mamarias asociada a parto y lactancia Se encuentra edema, tumefacción, dureza y eritema en las mamas
Infección de heridasSe dan por soluciones de continuidad en la pielpueden aparecer en el periodo postoperatorio si no se sigue una correcta técnica aséptica
Existe enrojecimiento, tumefacción, dolor y presencia de drenaje sanguinolento turbio
Bacteriemia
Es la diseminación de bacterias por el torrente sanguíneo, secundaria a una infección localizada en otra parte o por acceso directo a través de catéteres, terapia intravenosa o jeringas
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Enfermedades clínicasEndocarditis
Es la principal complicación de la bacteriemiaDaños hacia el revestimiento endotelial del corazón. También afecta a las válvulas cardíacasPueden auscultarse soplos
Neumonía y empiema
Infección pulmonar de predominio en pacientes de la tercera edadPueden originarse por aspiración o como complicación de la bacteriemiaLa neumonía por aspiración suele ser secundaria a infección por otro agente etiológico
Osteomielitis
Infección y destrucción ósea, en especial en la metáfisis de los huesos largos de los niños y la columna vertebral en adultos mayores
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Enfermedades clínicasArtritis séptica
Articulación eritematosa dolorosa con material purulento en el espacio articular
MeningitisInfección del sistema nervioso, se presenta en pacientes con antecedentes de traumatismos, cirugías, inmunodeficiencia, neoplasias malignas e hidrocefalia
Peritonitis
Infección del peritoneo, el grupo de riesgo son los pacientes que reciben diálisis peritoneal ambulatoria.
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Enfermedades clínicaPericarditis
Infección del pericardio que sucede como complicación de la endocarditis estafilocócica o por trauma penetrante en el tórax
PiomiositisLa piomiositis es la infección de los músculos esqueléticos, en general, secundario a trauma o diseminación de infecciones subcutáneas
Aunque es un evento inicialmente descrito en forma más frecuente en áreas tropicales puede presentarse en cualquier zona climática e involucra la incapacidad funcional de la extremidad
Síndrome de coagulación intravascular diseminada
Mediada por las coagulasas estafilocócicasEs una complicación de la toxina de choque estafilocócico potencialmente mortal.
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Diagnóstico de laboratorioLas pruebas de identificación de S. aureus pertenecen a 3 grupos:
Microscopía Cultivo Pruebas bioquímicas
Obtención de las muestras
Las muestras para identificación pueden obtenerse:
Pus de la superficieSangreAspirado traqueal oLíquido cefalorraquídeoDependiendo de la ubicación del proceso infeccioso
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Diagnóstico de laboratorioMicroscopía
En frotis teñidos con gram, los estafilococosaparecen como cocos grampositivos con diámetros de 0,5 hasta casi 1,5 μm
son cocos gram-positivos con forma de racimos cuando crecen en medio agar Aparecen solos, en pares, en cadenas cortas, en pequeños grupos o incluso dentro de PMN cuando se aíslan de muestras clínicas
Los cocos jóvenes son intensamente gram-positivosAl envejecer, muchas células se vuelven gramnegativas
La sensibilidad de la prueba depende completamente de la toma de muestra, el tipo de la misma y la infección (absceso, bacteriemia, impétigo, etc...).
Los pares o cadenas de estafilococos en los frotis directos no pueden diferenciarse concretamente de streptococcus, micrococcus o peptostreptococcus.
El diagnóstico de estas enfermedades se basa en las manifestaciones clínicas del paciente y se confirma con el aislamiento de S. aureus en el cultivo
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Cultivo
Los estafilococos crecen rápidamente en casi todos los medios bacteriológicos bajo condiciones aerobias o microaerofílicas
Las muestras clínicas principalmente se cultivan en medios de agar enriquecidos con sangre de carnero
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Pruebas bioquímicasEntre las pruebas bioquímicas encontramos:
Coagulasa
La prueba de la coagulasa es sencilla y tiene una especificidad muy alta
La prueba se puede realizar con un cultivo o en tubo y consiste en la búsqueda del factor de aglutinación
Se lleva a cabo con la administración de S. aureus a plasma de conejo con EDTA, al cabo de unas horas podrá verse la formación de un coagulo (prueba positiva)
Puede usarse la aglutinación en látex y la Hemaglutinación pasiva como medio alternativo para detectar el factor de agregación
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Pruebas bioquímicasCatalasa
Los estafilococos y los micrococos se diferencian de los estreptococos y los enterococos por esta prueba
Esta prueba detecta la presencia de enzimas-citocromo oxidasa
La prueba se realiza agregando una gota de peróxido de hidrógeno (3% vol) sobre la muestra en un portaobjetos de vidrio
Es positiva si se observa un burbujeo intenso
Entre la causa más frecuente de falsos positivos se encuentra el realizarla en un medio que contenga sangre (los eritrocitos pueden causar burbujeo) y la presencia de pseudocatalasa en algunas cepas estafilocócicas
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Tratamiento
En un inicio, el tratamiento de elección contra infecciones graves por este microorganismo era penicilina
Debido a que el 80% de S. aureus es resistente a penicilina, las penicilinas resistentes a penicilasas (oxacilina, nafcilina, dicloxacilina y meticilina) son los fármacos de elección
Alternativas
ClindamicinaDoxiciclinavancomicina Teicoplanina
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ProfilaxisPrevenir la transmisión horizontal de estafilococos de una persona a otra es sumamente difícil
Seguir medidas como:
Una buena técnica aséptica
Difundir el correcto lavado de manos (no solo a nivel hospitalario) La cobertura de las superficies de piel expuestas
Son buenas medidas para prevenir infecciones por este y otros microorganismos
En marzo de 2012 se estaba preparando una vacuna anti-estafilocócica usando un complejo proteínico con polisacárido capsular y había tenido un buen desempeño en modelos animales de enfermedad, no obstante, seguía en etapa de evaluación preclínica