Microbiología Básica para Infecciones Músculo-Esqueléticas

Priones

– Sialoproteínas patógenas no asociadas a material genético.

– Encefalopatía espongiforme (enfermedad de Creutzfeldt-Jacob)

Viroides

– Agentes acelulares que sólo pueden multiplicarse dentro de las células de otros organismos, compuestos por ARN desnudo que no codifica proteínas.

– Infectan por autocatálisis del ARN (induce y controla una reacción química sobre sí mismo).

– Hasta ahora sólo se han descrito enfermedades infecciosas en plantas.

– El virus hepatitis D es muy similar a un viroide pero presenta proteínas que lo envuelven.

Virus

– Agentes acelulares que sólo pueden multiplicarse dentro de las células de otros organismos, compuestos por material genético (ADN o ARN), cubierta proteica (cápside) y en algunos casos una envoltura lipídica cuando se encuentran fuera de la célula.

– No responden a los antibióticos, pero algunos de ellos responden a fármacos antivirales.

– Algunas infecciones virales pueden prevenirse a través de la vacunación.

– Múltiples enfermedades infecciosas y algunos cánceres (ej.: virus papiloma humano en cáncer de cuello uterino).

– En el sistema músculo-esquelético se relacionan con patologías como sinovitis transitoria en niños, poliomielitis y rabia.

Bacterias

– Microorganismos procariotas (sin núcleo definido, ni organelos membranosos internos, ADN libre en el citoplasma), con diferentes morfologías y tipos de agrupaciones.

– Se pueden diferenciar a grandes rasgos según su pared celular en Gram positivas y negativas.

– Las bacterias Gram positivas son moradas bajo la tinción de Gram y presentan una pared celular gruesa de peptidoglicanos.

– Las bacterias Gram negativas son rosadas o rojas bajo la tinción de Gram y presentan una pared relativamente fina de peptidoglicanos, rodeada de una segunda membrana lipídica (membrana externa),

– Hay dos tipos de bacterias que son excepciones en la tinción de Gram: micoplasmas (carecen de pared celular) y mycobacterium (pared celular gruesa e hidrófoba que no retiene la tinción).

– Múltiples enfermedades infecciosas y algunos cánceres (ej.: Helicobacter pylori y adenocarcinoma gástrico).

– En el sistema músculo-esquelético corresponden al patógeno más comúnmente asociado a infecciones.

– En las infecciones músculo-esqueléticas la bacteria más frecuente es el Staphylococcus aureus, seguido por el Staphylococcus epidermidis.

Eucariotas (hongos, protozoos y parásitos multicelulares)

– Organismos con compartimentos subcelulares, incluyendo el núcleo, en el cual se produce transcripción del ADN.

PENDIENTE…

– Tipo de agente infeccioso.

– Virulencia.

– Resistencia a los antibióticos/antivirales.

– Cantidad de agente infectante.

– Ruta de entrada al organismo.

– Grupo etario.

– Inmunocompetencia.

– Comorbilidades.

Encuentro

– Las vías de transmisión más importantes son a través de saliva y aerosoles, sangre, secreciones genitales, contacto de piel, ruta fecal-oral y vectores (vivos -ej.: mosquitos- e inertes -denominados fomites-).

Adhesión a células del huésped

– Depende de la afinidad de cada microorganismo y hay múltiples mecanismos.

– Ejemplos de mecanismos de adherencia: cargas eléctricas, proteínas de membrana (como por ejemplo adhesinas y receptores), pili y fimbrias (estructuras filamentosas extracelulares bacterianas), glicocáliz (glicoproteínas y proteoglicanos alrededor de la pared bacteriana).

– Habitualmente los agentes infecciosos se adhieren a tejidos epiteliales y la afinidad depende de la flora natural de microorganismos.

Evasión de defensas del huésped

– La evasión de las defensas del huésped puede ocurrir a través de diferentes mecanismos.

– Los más importantes son los mecanismos que evitan la fagocitosis o impiden la lisis después de ella, así como los mecanismos de inmunosupresión y variaciones de los propios antígenos.

– Ejemplos: Staphylococcus aureus puede presentar la toxina α y leucocidina que destruye los fagocitos después de su ingestión y Streptococcus pyogenes puede presentar una peptidasa (C5a) que inhibe la quimiotaxis de los fagocitos.

Diseminación local o general en el organismo (invasión)

– Los microorganismos no invasivos permanecen en epitelios sin penetrar tejidos adyacentes. Estas colonizaciones pueden ser inocuas para el huésped (ej.: flora natural) o producir daño local a través de toxinas o reacciones inflamatorias y alérgicas (ej.: neumonitis por Mycoplasma pneumoniae).

– Los microorganismos invasivos son capaces de penetrar tejidos adyacentes sin necesidad de que haya disrupción local del epitelio y entrar en células que no son naturalmente fagocíticas.

– Algunos microorganismos no invasivos, a pesar de ser incapaces de atravesar epitelios, pueden ser patógenos cuando hay daño físico o químico de estos tejidos. Ejemplo: Staphylococcus aureus es una bacteria inofensiva en la mucosa nasal y puede transformarse en un patógeno agresivo cuando penetra el epitelio de la epidermis o al circular por vía hematógena.

– La invasión depende de la capacidad de defensa de los microorganismos a los mecanismos de defensa del huésped en el espacio subepitelial, principalmente la fagocitosis.

– Una vez atravesado el epitelio, los microorganismos se pueden transportar a los tejidos cercanos (contigüidad), pueden avanzar por el torrente sanguíneo (vía hematógena) y en algunos casos pueden transportarse por el sistema linfático (vía linfática).

– En el proceso de diseminación los agentes infecciosos pueden encontrarse extracelular o intracelularmente, dependiendo de las características del microorganismo.

– Los agentes infecciosos pueden tener uno o más tejidos/órganos blanco (target ). Una vez que los invaden pueden multiplicarse en ellos y producir bacteremias/viremias secundarias, en las cuales los recuentos de microorganismos son habitualmente mayores que en las infecciones primarias.

Daño celular y tisular

– Los mecanismos de daño celular y tisular pueden ser directos o indirectos.

– Directos: toxinas, enzimas (ej.: enzimas líticas de ADN producidas por el Staphylococcus aureus), apoptosis celular, cuerpos de inclusión (ej.: virus de la rabia), entre otros.

– Indirectos: es a través de la respuesta inmune del huésped, mediado por los distintos tipos de hipersensibilidad (ej.: hipersensibilidad tardía en granulomas tuberculosos).

Endotoxina (LPS -lipopolisacárido-)

Bacterias Gram negativas

Endotoxina

Fiebre, shock séptico

Toxinas disruptoras de membrana

Staphylococcus aureus

Toxina α

Necrosis tisular

Clostridium perfringens

Perfringolisina O

Gangrena gaseosa

Toxinas tipo A-B

Clostridium tetani

Tetanoespasmina

Parálisis espástica

Clostridium diphteriae

Toxina diftérica

Miopatía, polineuropatía

Superantígeno

Streptococcus pyogenes

Exotoxina estreptocócia piogénica

Fibre, rash, síndrome tipo shock séptico

Staphylococcus aureus

Toxina shock tóxico

Síndrome shock tóxico

Estructuras extracelulares bacterianas

Cápsula

– Material extracelular compuesto por glicoproteínas y polisacáridos alrededor de la pared celular bacteriana.

– Tiene límites definidos y está unido de forma firme a la pared celular.

– Entrega protección a la fagocitosis.

– Ejemplo: la cápsula del Streptococcus pneumoniae previene la destrucción por parte de neutrófilos.

Glicocáliz

– Material extracelular compuesto por glicoproteínas y proteoglicanos alrededor de la pared celular bacteriana.

– No tiene límites definidos y está unido de forma laxa a la pared celular.

– A pesar de que entrega protección y adherencia celular a las bacterias, permite al sistema inmune reconocer y atacar selectivamente a algunas bacterias.

– Frecuente en infecciones crónicas asociadas a implantes.

Biopelícula (biofilm)

– Ecosistema microbiano organizado conformado por uno o varios microorganismos asociados a una superficie viva o inerte.

– La matriz extracelular de la biopelícula entrega adhesión y protección.

– Frecuente en infecciones crónicas asociadas a implantes.

Mecanismos de resistencia a antibióticos

Alteración del blanco (target) del antibiótico

Los antibióticos son capaces de reconocer distintas estructuras de las bacterias para impedir su replicación (bacteriostáticas) o producir su lisis (bactericidas).

Algunas bacterias se hacen resistentes al alterar estas estructuras.

Alteración en las proteínas enlazantes de penicilina

Afecta a β-lactámicos

Alteración en subunidades de peptidoglicanes

Afecta a vancomicina

Alteración de proteínas ribosomales

Afecta a aminoglicósidos

Metilación del ARNr

Afecta a macrólidos

Alteración de la ADN girasa

Afecta a quinolonas

Alteración de la dihidrofolato reductasa

Afecta a sulfonamidas

Alteración de la ARN polimerasa

Afecta a rifampicina

Enzimas detoxificantes

Enzimas bacterianas que intervienen en la estructura o metabolismo del antibiótico.

Por ejemplo la enzima  β-lactamasa destruye el anillo β-lactámico, de los denominados antibióticos β-lactámicos, desactivando su actividad antimicrobiana.

Fosfotransferasa, acetilotransferasa, nucleotidiltransferasa

Afecta a aminoglicósidos

β-lactamasa

Afecta a β-lactámicos (penicilinas, cefalosporinas, monobactámicos y carbapenémicos)

Cloranfenicol acetiltransferasa

Afecta a cloranfenicol

Disminución de la concentración celular del antibiótico

Algunas bacterias son capaces de disminuir la concentración de antibiótico intracelular, disminuyendo su eficacia.

Bombas activas de flujo de salida

Afecta a tetraciclina, fluorquinolonas, trimetropim, eritromicina

β-lactámicos

Alteración en el blanco (target)

Alteración en las proteínas enlazantes de penicilina

Vancomicina

Alteración en subunidades de peptidoglicanes

Aminoglicósidos

Alteración de proteínas ribosomales

Macrólidos

Metilación del ARNr

Quinolonas

Alteración de la ADN girasa

Sulfonamidas

Alteración de la dihidrofolato reductasa

Rifampicina

Alteración de la ARN polimerasa

Aminoglicósidos

Enzimas detoxificantes

Fosfotransferasa, acetilotransferasa, nucleotidiltransferasa

β-lactámicos

β-lactamasa

Cloranfenicol

Cloranfenicol acetiltransferasa

Tetraciclina, fluorquinolonas, trimetropim, eritromicina

Disminución de la concentración celular del antibiótico

Bombas activas de flujo de salida

Obtención de la muestra

General

– Tomar muestras previo al inicio del tratamiento antibiótico.

– Si éste ha comenzado, interrumpir si es posible 2 días previo a la toma de muestras, y en el caso de las infecciones peri-implantes hasta 15 días antes.

– En muestras intraopertorias la profilaxis antibiótica se debe posponer en lo posible, hasta que se hayan tomado las muestras para cultivo.

– Obtener las muestras en las mayores condiciones de asepsia posible, realizando una correcta desinfección de la piel y manipulándolas lo menos posible.

– El estudio de líquido sinovial y cultivos intraoperatorios son las muestras más precisas para determinar el agente causante de una infección osteoarticular.

Líquido articular

– Evitar la toma de muestras con tórulas.

Cultivo de tejido

– Realizar la toma de cultivos en al menos tres áreas.

Cultivo periimplante

– Los implantes retirados se deben enviar para cultivo en caso de sospecha de infección.

– Evitar la toma de muestras del exudado periimplante con tórulas.

– La sonicación del implante infectado (aplicación de ondas de ultrasonida de alta intensidad) aumenta el rendimiento de los cultivos del implante al liberar la biopelícula bacteriana.

Hemocultivos

style=»font-size: 10pt; line-height: 120%; font-family: ‘Myriad Pro’;»>- Sólo un bajo porcentaje de las infecciones osteoarticulares son bacterémicas (excepto en las osteomielitis hematógenas), por tanto, la utilidad del hemocultivo es limitada, aunque lógicamente se sigue recomendando su empleo.

Fístulas

– Obtener muestras mediante la aspiración con aguja y evitar el uso de tórulas. Los resultados de los cultivos de fístulas deben interpretarse con precaución.

Transporte

class=»Unknown3″>- Las muestras para cultivos se deben inocular en los medio de transporte adecuados.

– En el caso de sospecha de infección por Neisseria gonorrhoeae y Mycobacterium tuberculosis, las muestras se deben inocular inmediatamente en medios selectivos (Thayer-Martin y Löwenstein–Jensen respectivamente).

– Las muestras de biopsias se deben enviar sumergidas en suero fisiológico y el envío de las muestras al laboratorio debe ser inmediato.

– Las muestras se deben mantener a temperatura ambiente y en ningún caso se deben congelar.

Procesamiento

– Realizar lo antes posible y si se tiene que retrasar (máximo 24 hrs.) las muestras se deben conservar refrigeradas entre 2–8°C.

Interpretación

– La interpretación de los resultados de los cultivos debe ser cuidadosa y realizarse considerando los resultados obtenidos para el resto de las muestras del mismo paciente.

Gram positivo

Cocos

Racimos

Staphylococcus

(catalasa +)

Coagulasa +

Staphylococcus aureus

Coagulasa –

Staphylococcus epidermidis

(novobiocina sensible)

Staphylococcus saprophyticus

(novobiocina resistente)

Cadenas

Streptococcus

(catalasa -)

α hemolítico

Streptococcus pneumoniae

Streptococcus viridans

β hemolítico

Streptococcus pyogenes (grupo A)

(bacitracina sensible)

Streptococcus agalactiae (grupo B)

(bacitracina resistente)

ɣ hemolítico

Enterococcus faecalis

Enterococcus faecium

Bacilos

Corynebacterium

Clostridium

Listeria

Bacillus

Gram negativos

Cocos

Neisseria spp

Neisseria meningitidis

Neisseria gonorrhoeae

Bacilos

Lactosa +

Fermentador rápido

Klebsiella

Escherichia Coli

Enterobacter

Fermentador lento

Citrobacter

Serratia

Otros

Lactosa –

Oxidasa +

Vibrio cholerae

Pseudomona aeruginosa

Oxidasa –

Ureasa +

Proteus mirabilis

Helicobacter pylori

Ureasa –

Yersinia pestis

Yersinia enterolytica

Campylobacter jejuni

Shigella dysenteriae

Salmonella

Anaerobio estricto

Bacteroides fragilis

Cocobacilos

Haemophilus influenzae

Bordetella pertussis

Brucella spp

Francisella tularensis

Pasteurella multocida

Legionella pneumophila