Microbiología Clínica de Patógenos Bacterianos: Staphylococcus y Streptococcus

Staphylococcus spp. y Streptococcus spp.

Staphylococcus spp.

Características Microbiológicas

• Cocos con coloración Gram positiva (+)
• Agrupados en racimos
• Anaerobio facultativo (oxidan y fermentan hidratos de carbono)
• Catalasa positivos
• Pueden o no presentar actividad de coagulasa
• Inmóviles, incapaces de formar esporas
• Colonizan piel y mucosas (principalmente oral)
• Resistencia a los antimicrobianos
• Especies de importancia médica

Especies de Staphylococcus y su Clasificación

Las especies de Staphylococcus de importancia médica se clasifican principalmente por su actividad de coagulasa:

Staphylococcus aureus

• Coco agrupado en racimos, inmóvil.
• El 90% presenta cápsula en su exterior.
• Catalasa y coagulasa positivo.
• Presenta factores de agrupamiento (proteínas de unión a fibrinógeno).
• Presenta adhesinas y toxinas como factores de patogenicidad (20-30 genes).

¿Cómo Estudiar la Patogenia Bacteriana?

• Entrada / Infección: Microbiota, mecanismos de ingreso.
• Adhesión: Adhesinas, unión a superficies.
• Diseminación: Local o diseminada.
• Multiplicación: Aumento bacteriano.
• Evasión: Evasión de la respuesta inmune.
• Daño: Enzimas, proteínas, toxinas.
• Salida: Transmisión.

Entrada – Hábitat

• Colonizan piel y mucosas.
• Nicho preferencial: parte anterior de fosas nasales.
• Colonizan piel sana (incluyendo pliegues y periné).
• Colonización permanente o transitoria.
• Contaminación de materiales estériles.

Pared Celular

• Peptidoglicano:
  • Cadenas de N-acetilglucosamina y ácido N-acetilmurámico.
  • Estructura de más de 10 capas.
  • Enlaces de puente peptídicos entre disacáridos.
  • Plasticidad y resistencia.
  • Sitio de anclaje de adhesinas.
  • Reconocimiento por respuesta inmune.
  • Sistema regulador: Enzimas PLP.
  • Ácidos teicoicos.
  • Representa el 50% del peso seco.

Cápsula

• Polisacáridos.
• 11 serotipos diferentes.
• Antifagocitarias y aumentan la virulencia.

Biopelícula o Biofilms

• Trama extracelular de polisacáridos y proteínas.
• Bacterias en fase latente.
• Contaminación de materiales estériles.

Adhesinas

• Adhesión a proteínas de la matriz.
• Factor de agrupamiento B (ClfB): colonización del epitelio nasal.
• Proteínas de unión a fibronectina (FnBPA y B).
• Proteína de unión al colágeno (Cna).
• Proteína A.

Proteínas de Regulación Inmune

• Proteína A: Se une a la porción Fc de las inmunoglobulinas, interfiriendo con la opsonización y la fagocitosis.

Daño

Exoenzimas

• Catalasa: contrarresta la lisis oxidativa.
• Coagulasa: corta fibrinógeno, promoviendo la formación de coágulos.
• Proteasas.
• Hialuronidasa, lipasa y elastasa: daño tisular.
• ADNasa.

Proteínas Activas de Membrana

• Hemolisinas:
  • Hemolisina α (poro lítico)
  • Hemolisina β (esfingomielinasa)
  • Hemolisina γ (leucocidina)
  • Hemolisina δ
• Leucocidina de Panton-Valentine (PVL): vinculada a cuadros de infecciones respiratorias y de piel y partes blandas.

Toxinas

Toxina Exfoliativa

• Exfoliativa A (ETA) codificada en fago y Exfoliativa B (ETB) codificada en plásmido.
• Afectan el estrato granuloso, no mucosas.
• Proteasa de serina.
• Molécula diana: desmogleína-1 (Dsg1).

Superantígenos

• Toxina 1 del Síndrome del Shock Tóxico (TSST-1).
• Unión a diferente sitio del Linfocito T.
• Activación de hasta el 20% de la población T.
• Liberación masiva de citoquinas inflamatorias.
• Arquitectura molecular similar.
• Divididos en 5 grupos.

Enterotoxinas Estafilocócicas (ETE)

• 15 enterotoxinas identificadas.
• Causan intoxicación alimentaria por ingesta de toxinas que han sido liberadas en alimentos.
• Termoestables.
• SEA, SEB y SEC son las relacionadas con intoxicación alimentaria, y SEB y SEC con shock tóxico.
• No se conoce aún el mecanismo exacto de acción de todas.

Regulación

agr (Accessory Gene Regulator)

• Mecanismo de detección del quórum.
• Facilita la expresión de adhesinas durante la fase exponencial y modifica la expresión de exoproteínas durante la fase estacionaria.

Proteínas de Unión al ADN

• SarA: Proteína reguladora global que influye en la expresión de numerosos genes de virulencia.

Resistencia Antibiótica

• Desarrollo de resistencia a casi la totalidad de antibióticos conocidos (principalmente inhibidores de pared e inhibidores ribosomales).

S. aureus Meticilina Sensible (SAMS)

• Cepas sensibles a la meticilina y otros betalactámicos.

S. aureus Meticilina Resistente (SAMR)

• Aumento de la prevalencia a partir de la década del ’60.
• Principalmente en el medio intrahospitalario.
• Aumento de casos en la comunidad en la última década (diferente al hospitalario).
• Resistencia intrínseca a partir del gen mecA que codifica a la proteína PBP2A (proteína de unión a penicilina modificada).
• Tratamiento de referencia con vancomicina (glucopéptido).

S. aureus Resistente a Vancomicina (SARV)

• Resistencia a partir de transposones.
• Fenotipo VanA.

Patogenia

Distribución de Infecciones

1. Piel y partes blandas
2. Vía respiratoria inferior
3. Bacteriemia y endocarditis

Factores de Riesgo y Portadores

• Infecciones nosocomiales.
• Factores de riesgo: edad, hemodiálisis, diabetes, cáncer activo.
• Portador nasal crónico.

Tipos de Portador

1. Persistente
2. Intermitente
3. No portador

Infecciones de Piel y Partes Blandas

• Pioderma primario:
  • Epidermis: Impétigo
  • Dermis superficial: Foliculitis
  • Dermis profunda: Forúnculo
• Tejido celular subcutáneo: Erisipela, Celulitis y Fascitis.

Cuadros Clínicos Comunes

• Impétigo
• Foliculitis
• Forunculosis
• Forúnculo
• Erisipela
• Celulitis
• Neumonía
• Osteomielitis
• Infección protésica
• Bacteriemia y sepsis

Streptococcus spp.

Características Microbiológicas

• Cocos con coloración Gram positiva (+) dispuestos en cadena / pareja.
• Catalasa negativos.
• Estrictos desde el punto nutricional.
• Anaerobios facultativos.
• Flora normal y patógenos primarios.

Clasificación de Streptococcus

Streptococcus pyogenes

• Estreptococos del grupo A, dispuestos en cadenas cortas.
• Catalasa negativos.
• Hemólisis completa (β-hemólisis).
• Flora normal de piel y mucosa orofaríngea.

Constituyentes Somáticos y Productos Extracelulares

Constituyentes Somáticos

• Cápsula de ácido hialurónico: inhibición de fagocitosis.
• Pared celular de peptidoglicano.

Proteína M

• Si la presentan, mayor virulencia.
• Dímero anclado en membrana que atraviesa la pared.
• Inhibición de la vía alterna del complemento.

Factor de Opacidad del Suero (FO)

• Asociado a la virulencia y a la proteína M.

Adhesinas

• Ácido lipoteicoico (ALT).
• Proteína M.
• Proteínas de unión a la fibronectina (PrtF1, SfbI).

Productos Extracelulares

• Hemolisinas:
  • Estreptolisina O (oxígeno-lábil, inmunogénica)
  • Estreptolisina S (oxígeno-estable, no inmunogénica)
• Enzimas (vinculadas en daño a partes blandas):
  • ADNasa (A-D)
  • Hialuronidasas
  • Estreptoquinasa
  • C5a peptidasa
• Exotoxinas pirógenas estreptocócicas (SPEs):
  • Exotoxina B pirógena estreptocócica (SpeB).
  • SpeA (vinculada con shock tóxico).
  • SpeC (vinculada con escarlatina).
• Superantígeno estreptocócico (SSA).

Patogenia de Streptococcus pyogenes

Faringitis

• Cepa del grupo A de mayor frecuencia.
• Principalmente en la infancia.
• Transmisión: gotitas de saliva o secreciones nasales.
• Colonización de orofaringe.
• Vinculado con los M-tipificables.
• Odinofagia y fiebre.
• Edema, hiperplasia linfoide, hiperemia y exudados parcheados.

Escarlatina

• Cepas que presentan exotoxinas pirógenas.
• Exantema en tronco y miembros y oclusión de glándulas sudoríparas.
• Puede presentarse como escarlatina séptica y tóxica.

Pioderma Primario

• Principalmente producido por S. pyogenes (SGA).
• Diferentes cepas a las faríngeas.
• Ejemplo: Impétigo.

Infecciones de Tejidos Blandos

• Erisipela
• Celulitis
• Fascitis necrotizante
• Síndrome del shock tóxico estreptocócico

Secuelas Post-Estreptocócicas

• Fiebre reumática (Miocarditis, endocarditis infecciosa)
• Glomerulonefritis postestreptocócica

Diagnóstico de Laboratorio de Streptococcus pyogenes

• Toma de muestra: Envío al laboratorio en medio de transporte, sin refrigerar.
• Cultivo y caracterización.

Microscopía, Cultivo y Caracterización

• Agar sangre: β-hemólisis.
• Prueba de Bacitracina: Sensibilidad.
• Strep-test: Detección rápida de antígeno.

Streptococcus agalactiae

• Diplococos del grupo B, β-hemolítico.
• Coloniza área genital y tracto gastrointestinal bajo (asintomática).
• Transmisión por vía ascendente o canal del parto.

Patogenicidad

• Adherencia a partir de proteína α.
• Pilis que favorecen la translocación.
• Cápsula.
• β-hemolisina / citolisina.

Síndromes Clínicos

• Bacteriemia
• Infección del tracto genital femenino
• Infección en lactantes (sepsis neonatal, meningitis)
• Neumonía
• Endocarditis
• Artritis
• Osteomielitis
• Infección del tracto urinario
• Meningitis

Streptococcus Grupo Viridans

• Cocos α-hemolíticos.
• Resistencia a la optoquina y falta de solubilidad en bilis.
• Exigente para el crecimiento.
• Flora normal de vía respiratoria alta, genitales y tubo digestivo.
• Adherencia en cavidad oral.

Patogenia

• Dextrano extracelular.
• FimA.
• Ácidos lipoteicoicos.

Síndromes Clínicos

• Bacteriemia transitoria
• Endocarditis infecciosa
• Meningitis

Streptococcus pneumoniae

• Diplococo lanceolado.
• Catalasa negativo, pero productor de peróxido de hidrógeno.
• α-hemolítico.

Pared Celular y Cápsula

• Pared celular: peptidoglicano y ácido teicoico.
• Polisacárido C.
• Cepas capsuladas en su mayoría, asociada a enfermedad diseminada.
• Autoinducción – quorum sensing.
• Infecciones relacionadas: colonización asintomática – infecciones en vía aérea alta – infecciones diseminadas.
• Primera causa bacteriana de neumonía.

Factores de Virulencia

• Cápsula: Principal factor antifagocítico.
• Neumolisina (hemolisina): citolítica, forma poros en las membranas celulares.
• Ácidos teicoicos: su liberación por la lisis bacteriana activa el complemento y provoca la liberación de citoquinas proinflamatorias.
• Neuraminidasas (Nana, BgaA, StrH): desenmascaran receptores celulares, facilitando la adhesión.
• IgA proteasa: hidroliza la IgA secretora, evadiendo la inmunidad de mucosas.

Síndromes Clínicos

Otitis Media

• Vinculada con infección viral previa.
• Etiología más frecuente.

Sinusitis

• Favorecida por obstrucción previa (virus y alérgenos).
• Persistencia sintomática.

Neumonía

• Infección pulmonar aguda.

Meningitis

• Causa más frecuente de meningitis bacteriana en adultos y niños.
• Siembra hematógena o contigua.

Otras Infecciones

• Bacteriemia, sepsis, artritis séptica, osteomielitis, peritonitis.

Patogenia de la Neumonía por S. pneumoniae

1. COLONIZACIÓN NASOFARÍNGEA: 30% de los niños y 10% de los adultos por aerosoles entre personas.
2. ASPIRACIÓN HACIA EL PULMÓN O INHALACIÓN: La cápsula inhibe la unión a receptores del epitelio respiratorio alto.
3. LIBERACIÓN DE NEURAMINIDASAS: Aumenta la adherencia del neumococo a los neumocitos e inhibe la fagocitosis.
4. RECONOCIMIENTO DE LOS PAMPs POR EL TLR2: Activación de liberación de citoquinas proinflamatorias y quimiotácticas para neutrófilos.
5. AFLUENCIA DE NEUTRÓFILOS: Liberación de proteasas e intermediarios reactivos del oxígeno.
6. DAÑO TISULAR.