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Universidad de ChileFacultad de MedicinaInstituto de Ciencias Biomédicas ICBMPrograma de Microbiología y Micología
Cecilia Toro U., PhDcetoro@med.uchile.cl
Principales causas de muerte por enfermedades infecciosas
The Perpetual Challenge of Infectious DiseasesFauci and Morens, N Engl J Med 2012; 366:454-61
• Diarrea acuosa
• Diarrea con sangre (disentérica)
• Fiebre entérica
Manifestaciones Clínicas de Infecciones entéricas
La diarrea es un síndrome clínico de etiología diversa.
La diarrea se define como :• un incremento del volumen
(aumento en la cantidad de heces), • mayor fluidez (se hacen más líquidas) o• mayor frecuencia del movimiento intestinal
SINDROME DE DIARREA AGUDA (SDA)
La diarrea es repentina y está acompañada de dolor de estómago o retortijones, náuseas o vómitos
En general, AUTOLIMITADO
Manifestaciones clínicas
de la deshidratación
Consecuencias de una diarrea: Deshidratación
Las señales de deshidratación en bebés y niños pequeños son lassiguientes:• boca y lengua secas• llanto sin lágrimas• pañal seco durante 3 horas o más• fiebre alta• tener mucho sueño
Bacterias Gram Negativo
FamiliasBacilos Gram NegativoAerobios o Facultativos
Enterobacteriaceae
Vibrionaceae
Aeromonaceae
Campylobacteriaceae
Helicobacteriaceae
Pseudomonaceae
Pasteurellaceae
Características microbiológicas Enterobacterias
• Bacilos • Gram (-)• No forman esporas• Anaerobios facultativos• No poseen la enzima citocromo oxidasa
• Fermentan la glucosa
Lactosa (+) Escherichia, Klebsiella, Enterobacter, Serratia
Lactosa (-) Salmonella, Shigella, Yersinia
ClasificaciónComensales:
enterobacterias inocuas parael hospedero, algunos son patógenos oportunistasKlebsiella pneumoniaeSerratia marcecensProteus mirabilis EnterobacterEscherichia coli
Patógenos:enterobacterias que producen enfermedad en el intestino- Shigella- Salmonella typhi , S. enteritidis- Yersinia enterocolitica- E. coli diarreogénicas
Enterobacterias
Patologías asociadas• Sepsis
• Infección tracto urinario (E. coli, Proteus)
• Infecciones gastrointestinales: Diarrea con o sin sangre
Clasificación serológica
Flagelo(antígeno H)
Peptidoglicán
Fimbrias
Cápsula (Antígeno K )
LPS (Antígeno O)
SerotipoSerogrupo
ENDOTOXINAS: activa el complemento, produce fiebre, coagulación intravascular diseminada, shock y finalmente muerte.
EXOTOXINAS: toxinas formadas por proteínas Ej. enterotoxinas, toxinas Shiga y similares a Shiga, y las hemolisinas.
CÁPSULA: estructura polisácarida que le confiere protección contra la fagocitosis, dada su naturaleza hidrofílica.
FACTORES DE ADHERENCIA: fimbrias que le permiten reconocer una estructura en la célula epitelial y facilitan la colonización.
RESISTENCIA A LA ACCIÓN BACTERICIDA DEL SUERO: resistencia al complemento
Factores de virulencia PATÓGENOS INTESTINALES(Enteropatógenos)
Yersinia(Yersinia enterocolitica)
Shigella spp.
Salmonella (algunos serotipos de la especie enterica)
E. colidiarreogénicos
Enterobacterias
Campylobacter spp.
Clostridium difficile
Vibrio choleraeVibrio parahaemolyticus
No Enterobacterias
Red de Vigilancia de ETA (EEUU)Programa de Infecciones Emergentes
PatógenoNº de casos / Incidencia por 100.000 habitantes
2008 2009 2010 2011Salmonella 7456 16.09 7023 15.02 8723 17.55 7763 16.47
Campylobacter 5854 12.64 6058 12.96 6372 13.52 6746 14.31
Shigella 3043 6.57 1854 3.96 1779 3.77 1514 3.21Cryptosporidium 1052 2.27 1345 2.88 1296 2.75 1334 2.83
STEC O:157 518 1.12 461 0.99 446 0.95 463 0.98
STEC no O:157 247 0.53 286 0.61 450 0.95 509 1.08
Yersinia 166 0.36 152 0.33 159 0.34 158 0.34
Vibrio 136 0.29 160 0.34 195 0.41 154 0.33
Listeria 121 0.26 149 0.32 125 0.27 134 0.28
Foodborne Diseases Active Surveillance Network (FoodNet). CDC.
Vigilancia de Salmonella spp.Laboratorio de Referencia 2010
INSTITUTO DE SALUD PÚBLICA DE CHILE
Vigilancia de Shigella spp.Laboratorio de Referencia 2012
INSTITUTO DE SALUD PÚBLICA DE CHILE
Salmonella
Grupo heterogéneo de bacterias diferenciables a nivel bioquímico y serológico.
Enterobacterias
Bacilo Gram-negativo
Flagelado (perítrico)
Anaerobio facultativo
Parásito intracelular facultativo
Agar SS
Salmonella
Salmonella(Género)
S. bongori(Especie)
S. enterica(Especie)
2500 serovares
S. enterica sv Enteritidis
S. enterica sv Typhi
(antígenos O y H)
Cuadro clínico de SalmonelosisEnteritis: es la forma más común, incluye
náuseas, vómitos y diarrea con o sin sangre (Ej: S. Enteritidis, S. Typhimurium)
Bacteremia : cuadro más frecuente en pacientes de alto riesgo
Fiebre entérica (Fiebre tifoidea): enfermedad sistémica producida por S. Typhi. Se destaca la fiebre progresiva, con molestias inespecíficas como cefalea, mialgia, anorexia.
Portador asintomático: característico de S. TyphiEsta bacteria se aloja en la vesícula biliar
Sólo unos pocos serovares son patógenos. En el ser humano las manifestaciones clínicas más frecuentes de la salmonelosis son la fiebre tifoidea y la enteritis.
Ciclo infectivo de Salmonella• Ingestión a través de alimentos
contaminados• Sobrevida a las barreras del tracto
digestivo• Invasión de las células epiteliales del
intestino delgado a nivel de las Placas de Peyer
• Sobrevida en los macrófagos del retículo endotelial intestinal
S. Enteritidis destrucción del epitelio
S. Typhi traslado de la bacteria a los órganos linfoides : bazo e hígado
• Infección emergente en Chile: a partir de 1994• Actualmente, es una infección endémica
Salmonella Enteritidis: Zoonosis
AVESINFECCIÓN ASINTOMÁTICA Y CRÓNICA
HUMANOSSINDROME DIARREA AGUDA
La transmisión a los huevos ocurre por dos vías:
•• VerticalVertical:: Transmisión transovárica
•• HorizontalHorizontal:: a través de la cáscara
Contaminación de los huevos
• Para S. Enteritidis :Ingestión de aguas o alimentos contaminados: carnes de ave mal cocinadas y huevos crudos
• Para S. Typhi :Es muy importante la transmisión por manipuladores de alimentos, y por ingesta de verduras y frutas que crecen a ras de suelo
• Se necesita una dosis alta (106-8 UFC)
Mecanismo de transmisión: Sobrevivencia en Alimentos
Aún cuando no forman esporas ellas sobreviven largos períodos en alimentos y otros sustratos.
En mantequilla mantenida entre temperatura de -23ºC puede sobrevivir más allá de 10 semanas;
En vegetales sobrevive 28 días a 2º - 4ºC y mucho más a temperatura ambiente.
De acuerdo con las normas internacionales y al Reglamento Sanitario de los alimentos la sola presencia de Salmonellaen un alimento es considerada como causa de rechazo.
ISP, 2010
Shigella• Shigella es un bacilo Gramnegativo entérico
• Es inmóvil
• Su único hospedero natural conocido es el hombre
• Se clasifican en 4 especies: S. sonnei, S. flexneri, S. dysenteriae, S. boydii
• Es el agente etiológico de la Shigelosis
Agar SS
Infección por ShigellaCuadro Clínico
Shigella es un patógeno entérico invasivo exclusivo del ser humano, cuyos síntomas y signos clínicos son complejos:
• Diarrea acuosa leve
• Sindrome disentérico sangre, mucus y pus en deposiciones
• Complicaciones extraintestinales(convulsiones)
Agar SS
Ciclo infectivoIngestión a través de alimentos contaminados(se requiere 10-100 bacterias como dosis infectiva)
Sobrevida a las barreras del tracto digestivo
Liberación de toxinas citotóxicas y neurotóxicas (S. dysenterieae)
Invasión y destrucción de las células epiteliales del colon
¿Cómo produce daño Shigella en el intestino humano?
DISEMINACIÓN: Polimerización de actina citosólica(verde) inducida por Shigella (rojo) durante la diseminación de la bacteria a otras células
INVASIÓN: Reordenamiento de la membrana celularinducida por Shigella en enterocitos humanos
IcsA (VirG): se expresa en forma unipolar en la superficie de la bacteria.
220 kb invade
no invade
Depende de un sistema bacteriano de secreción específico presente en bacterias Gram (-) patógenas tales como Shigella, E. coli, Salmonella y Yersinia.
Sistema de Secreción Tipo III
Estructura especializada en secretar factores de virulencia al interior de la célula hospedera.
Inducción de la internalizaciónbacteriana o Invasión
E. coli diarreogénicos
E. coli enteropatogénico ECEPE. coli enterohemorrágico ECEHE. coli enterotoxigénico ECETE. coli enteroinvasivo ECEIE. coli enteroagregativo ECEAgE. coli difusamente adherente ECAD
Categorías:
Ahmed et al, NATURE REVIEWS MICROBIOLOGY 2008, 6:387-394
Evolución de E. coli diarreogénicos
Daño del epitelio intestinal por “Attachment and effacement”
E. coli enteropatogénicoECEP
• Contagio por alimentos y aguas contaminadas.• La diarrea se produce generalmente en niños pequeños < 2 años.• La bacteria se adhiere al epitelio del intestino delgado y destruye las microvellosidades.• Los factores de virulencia están codificados en la “isla de patogenicidad LEE” y en plasmidio. • Se produce diarrea acuosa y reducción de la absorción.
E. coli enterohemorrágico ECEH
• Se transmite por alimentos contaminados, (hamburguesas, algunas verduras).• Es la única categoría de E.coli diarreogénicazoonótica.• Presenta la dosis infectiva más baja (<100 bacterias).• Causa desde diarreas leves hasta colitis hemorrágica.• Es el agente infeccioso más importante de la insuficiencia renal aguda y SHU en niños.
• Posee toxinas stx1 y stx2 codificadas en profagos.
Se une a las células epiteliales del colon, produciendo el mismo reordenamiento del citoesqueleto que producen las ECEP.
E. coli enterotoxigénico ECET• Contagio por alimentos o aguas contaminadas...
• Infección asociada a “diarrea del viajero”
• La bacteria se adhiere en forma específica al epitelio del intestino delgado mediante: Fimbrias o Factores de colonización (CS), codificados en plasmidios.
• La bacteria produce ToxinasSTI y STII (termoestables) y LTI y LTII (termolábiles)
• La bacteria no produce daño celular, solo altera el equilibrio hídrico y iónico
COPROCULTIVOMuestra: Deposición fresca o Hisopado rectal
Siembra: Agar Mc ConkeyAgar SSAgar XLD
Incubación: 18-24 horas 37ºC, aerobiosis
Diagnóstico Microbiológico de Infecciones Entéricas
Siembra SiembraAgar Mac Conkey Agar SS
Rosadas Transparentes Transparentes Negras RosadasLactosa (+) Lactosa (-)
Batería TSI Batería TSIBioquímica LIA Bioquímica LIA
MIO MIOUrea UreaCitrato Citrato
18 – 24 horas 37ºC , aerobiosis 18 – 24 horas 37ºC , aerobiosis
E.coli Salmonella - Shigella Shigella Salmonella E.coli
SerotipificaciónAntibiograma
SÍNTOMAS
Patógeno diarrea acuosa diarrea con sangre inóculo toxinas
ECET (diarrea viajero) + - > 1 x 10 9 UFC + (LT, ST) ECEP + - > 1 x 10 9 UFC -ECEH (zoonosis) + + ~ 1 x 10 2 UFC + (Stx1 y Stx2)
¿Cómo se diferencian las categorías de E. coli diarreogénicos?
• Características clínicas asociadas a la infección. • Factores de virulencia específicos.• Características epidemiológicas.• Tendencia a agruparse en serotipos definidos.
¿Diagnóstico microbiológico
de E. colidiarreogénicas?
ECEHToxina Shiga
Reordcitoesqueleto
Reordcitoesqueleto
ECEP
ECET
Toxinas LT y ST
Diagnóstico actualizado de E. coli Diarreogénicosa nivel clínico
Muestra de deposición
Cultivo Mc Conkey (Aislamiento)
Detección de Factores de Virulencia
Técnicas moleculares (sondas, PCR)Ensayos inmunoenzimáticos
Serogrupificación
PCR múltiple para la detección de los genes eaeA, stx1, stx2, lt, stI y stII.Los genes fueron amplificados para cepas controles de E. coli diarreogénicos y cepas de pacientes con SHU, y de pacientes pertenecientes a un brote. Carriles: 1. marcador de peso molecular; 2 y 3, E. coli C600J (stx1+) ; 4 y 5, E. coli C600W (stx2+); 6 y 7, E. coli 933J (stx1+, stx2+) ; 8, 9 y 10, E. coli2348/69 (eae+); 11, 12 y 13, E. coli H10407 (lt+, stII+); 14, E. coli stp+; 15, SHU-32; 16, SHU-14; 17, B2P2(2); 18, control negativo; 19, marcador de peso molecular.
stx2
lt
eaeA
stx1
stII
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Tratamiento y Prevención de Infecciones Entéricas Bacterianas
• La vacunación es una alternativa quepodría evitar la transmisión de estasenfermedades pero es una alternativacara
• La terapia antibiótica está limitada porla selección de bacterias resistentes
Tratamiento de Aguas Servidas
El Trebal: es la primera de tres grandes plantas que constituyen la mayor inversión ambiental en la historia de Chile, inaugurada en el año 2001.
La Farfana: La Planta de Tratamiento de Aguas Servidas La Farfana de Aguas Andinas, se ubica en la comuna de Maipú, y su funcionamiento fue aprobado en agosto del 2001.
Educación de la población
“LAVADO DE MANOS”
Las medidas sanitarias a nivel de hogar y aquéllas que protejen los abastecimientos de agua son indispensables para prevenir la contaminación