UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS

Transcripción

1 UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS TESIS PARA LA OBTENCIÓN DEL GRADO DOCTORAL DE QUÍMICA Y FARMACIA TEMA «DETECCION DEL ESTREPTOCOCO BETA HEMOLITICO PARA EL DIAGNOSTICO PRECOZ DE LA FIEBRE REUMATICA» AUTOR Q.F. ISABEL ARGUDO ESCOBAR TUTOR DRA. IVONNE GUZMÁN KURE Año Guayaquil - Ecuador

2 En mi calidad de Director de Tesis, certifico que este trabajo ha sido elaborado por la Q.F. Isabel Argudo Escobar, por lo que autorizo su presentación. Dra. Ivonne Guzmán Kure Director de Tesis

3 La responsabilidad por los hechos, ideas y doctrinas expuestas en esta tesis corresponden exclusivamente a su autor. Q.F. Isabel Argudo de Córdova

4 Agradezco a todas y cada RESUMEN una de las personas que estuvieron apoyándome física y espiritualmente

5 RESUMEN Siendo el SBH-A un agente etiológico causante de infecciones humanas y que es transmitido de persona a persona por las vías respiratorias, se realizó un estudio bacteriológico descriptivo en niños de las Fundaciones Es justo y Necesario y Crecer de la ciudad de Guayaquil, siendo el Universo de la investigación formado por 115 niños de edades comprendidas entre 9 16 años. En los resultados obtenidos encontramos que el 9.6% de la muestra ha desarrollado la bacteria del Estreptococo Beta Hemolítico del grupo A. También se verificó que de los 11 casos positivos existe una mayor frecuencia en las niñas que asisten a la escuela y que su lugar de vivienda está en la zona urbana. En base a estos datos sería recomendable evaluar a otros grupos de niños que se encuentren en similares condiciones y seguir de cerca el curso de las infecciones recurrentes en los ya evaluados para dar tratamientos adecuados y oportunos logrando así prevenir una serie de complicaciones principalmente de la Fiebre Reumática.

6 SUMARY Being the SBH-A an ethologic agent that caused humans infections and which is transmitted person to person by the breathe ways, a descriptive bacteriologic study was done in children of the Es Justo y Necesario and CRECER foundations from Guayaquil city, being the investigator universe formed by 115 children with ages between 9 and 16 years old. In results obtained, I was found that the 9.6% of the sample has developed the Hemolytic Beta Streptococcus bacteria from the A group. Also was verified that from 11 positives cases, exists a higher frequency in girls that assist to school and that their living places are in the urban zone. In addition to this data would be recommendable to evaluate another groups of children that are found in similar conditions and follow closely the course of the recurrent infections in the evaluated (children) to give attention and accomplishing the prevention of a series of complications, principally the Rheumatic Fever.

7 INDICE INTRODUCCIÓN 1 OBJETIVO.. 4 HIPOTESIS. 5 CAPITULO I MARCO TEORICO 1.1 Estreptococcus. 6 Propiedades del Género 1.2 Estreptococo del Grupo A : Streptococcus Pyogenes Morfología Fisiología Estructura Antigénica 1.3 Determinantes de la Patogenicidad. 16 Componentes Celulares 1.4 Productos Extracelulares Infecciones Estreptocócicas Agudas. 26 Epidemiología Manifestaciones Clínicas Faringitis y Fiebre Escarlatina Infección Cutánea Diagnóstico de Laboratorio Tratamiento Prevención

8 1.6 Secuelas de la Infección Estreptococácica Aguda.. 34 Fiebre Reumática Aguda (FR) CAPITULO II MATERIALES Y MÈTODOS 2.1 Métodos.. 37 Muestra Tinción de Gram Prueba de la Catalasa Prueba de la Bacitracina 2.2 Materiales.. 42 CAPITULO III ANALISIS DE LOS RESULTADOS CAPITULO IV CONCLUSIONES CAPITULO V RECOMENDACIONES ANEXOS BIBLIOGRAFIA

9 INTRODUCCIÓN Históricamente el estreptococo ha sido un importante patógeno de la raza humana. En la era preantibiótica los estreptococos se contaban entre los patógenos más frecuentes y producían una mortalidad significativa. Desde la introducción de los antibióticos las enfermedades estreptocócicas se han controlado y las muerte son infrecuentes. El principal patógeno para el hombre es el estreptococo del grupo A (S. pyógenes), también responsable de las secuelas posinfecciosas no supurativas de la fiebre reumática y glomérulonefritis 1. Casi todas las infecciones por estreptococos se contraen directamente de pacientes con enfermedades clínicas o portadores asintomáticos y afectan en cualquier parte del mundo. Del 5 al 20% de la población alberga el estreptococo pyógenes en la mucosa bucofaríngea, las infecciones son más características en los niños que en los adultos. Los índices de frecuencia publicados en Norte América oscilan entre l,5 a 7 casos por l habitantes anualmente. Los resultados de una vigilancia basada en la población surgiere que aproximadamente 85% de las infecciones ocurren esporádicamente en la comunidad, el l0% son adquiridas en el hospital, el 4% ocurre entre residentes de instalaciones para cuidados y el 1% ocurre luego de un contacto cercano a un portador 2. En Colombia en un estudio de l60 pacientes con amigdalofaringitis 1

10 aguda en edades de 6 meses a 25 años se encontró en el grupo mayor de 6 años 31,9% de predominio del estreptococo beta hemolítico 3. La incidencia de infecciones por estreptococo pyógenes es más alta en niños y en ancianos. Existe un pequeño porcentaje de adultos jóvenes que pueden ser el resultado de una mayor exposición a los niños. Otro grupo de riesgo incluyen personas con diabetes mellitus, enfermedades crónicas cardiacas o pulmonar, infecciones por HIV, los drogadictos, alcohólicos, y en niños con varicela. No solo las gotitas de secreciones pueden contaminar con estreptococos a otras personas, sino también la ingestión de alimentos que han sido contaminados por individuos infectados. El recién nacido esta protegido durante los 6 meses de vida debido a la inmunidad transmitida por la madre, luego se hacen susceptibles a las infecciones del tracto respiratorio superior. Entre las complicaciones por estreptococos beta hemolítico del grupo A, tenemos a la fiebre reumática. La fiebre reumática continúa siendo en las zonas rurales un problema de salud en los niños. Es una enfermedad inflamatoria sistémica del tejido conectivo, aguda o sub-aguda, que aparece como una secuela retardada de una infección faringea por estreptococo del grupo A en personas con disposición genética a la enfermedad, y que compromete principalmente el corazón, articulaciones y el sistema nervioso central. Los índices de fiebre reumática en el mundo varía de acuerdo a la zona y diferentes grupos étnicos. Podemos mencionar a Dinamarca, EE.UU., en que los índices bajaron entre los años 1977 y En cambio en los países de 2

11 Latinoamérica, África y Medio Oriente, los valores se mantenían del 20 al 25 por cien mil habitantes 4. En nuestro país según estadística del año 1996 se notificaron casos de fiebre reumática, 2 veces más que en 1992, y para el primer semestre del año 2000 se reportó casos, y el mayor porcentaje representaba en el nivel de niños de 5 a 14 años de edad 5. Con estos datos podemos darnos cuenta de la situación de aquellos niños que prestan sus servicios a la comunidad, que por su condición socio-económica baja,no tienen las debidas precauciones para evitar contagiarse por esta bacteria tan patógena para la salud, como ser el estreptococo beta hemolítico grupo A. Por lo tanto se debe fomentar una educación sanitaria a toda la población, tener cuidado en las medidas de higiene buco-faringea, someterse a un tratamiento integral, para así lograr la eliminación del germen que produce infección y evitar posibles complicaciones. 3

12 OBJETIVO Determinar el Estreptococo Beta Hemolítico grupo A aplicando técnicas microbiológicas en niños de la Fundación CRECER, y la Fundación ES JUSTO Y NECESARIO contribuyendo a disminuir los pacientes con Fiebre Reumática. 4

13 HIPOTESIS Si se aplica un diagnóstico oportuno del Estreptococo Beta Hemolítico grupo A, disminuirán los pacientes con Fiebre Reumática. 5

14 CAPITULO I 1.1 ESTREPTOCOCCUS El género Streptococcus comprende un grupo biológico grande y diverso de cocos grampositivos que proliferan en pares o en cadenas. Varias especies dentro de este género causan enfermedades humanas importantes, tales como faringitis estreptocócica, fiebre escarlatina, impétigo, infecciones del tracto urinario y endocarditis bacteriana. Además, la infección causada por los estreptococos del grupo A conduce a los síndromes posinfecciosos de fiebre reumática aguda, cardiopatía reumática y glomerulonefritis aguda. 1 Los estreptococos fueron descritos por primera vez por Billroth en 1874 en exudados de erisipela y heridas infectadas ; después de esto, en 1879, Pasteur encontró microorganismos similares en la sangre de una paciente con sepsis puerperal. Con posterioridad se obtuvieron microorganismos de características semejantes de una variedad de diferentes fuentes, pero esto ocurrió muchos años antes de que se comprendiera totalmente la naturaleza diversa de las diferentes especies dentro de este género. Un punto decisivo en la comprensión de la epidemiología de las infecciones estreptocócicas tuvo lugar en 1933 con la introducción por Lancefield de un sistema serológico útil para la clasificación de los estreptococos β-hemolíticos. El sistema se basaba en la composición antigénica de los carbohidratos de la pared celular y proporcionó un mecanismo 6

15 para esclarecer el espectro de las infecciones estreptocócicas y sus complicaciones no supurativas. Hasta la fecha, se han designado serogrupos desde A hasta H y de K a V. Los grupos A, B, C, D y G son los que más a menudo se asocian con las infecciones humanas. 1 En la actualidad se reconocen unas 27 especies incluidas en el género Streptococcus, un grupo de cocos grampositivos de relación filogenética laxa. Muchas de las especies viven como comensales o como parásitos en el hombre o en los animales. Algunas de ellas son muy patógenas. Otras son sapófritas presentes en el medio natural. Los patógenos humanos más importantes son Streptococcus pyógenes (grupo A), Streptococcus agalactiae (grupo B), Enterococcus faecalis (Streptococcus faecalis) (grupo D), Streptococcus pneumoniae y algunos de los estreptococos orales. Si bien el Bergey s Manual of Systematic Bacteriology ha mantenido a los enterococos como un subgrupo dentro del género Streptococcus, los esquemas actuales de clasificación reconocen un nuevo género. Enterococcus. En el análisis que sigue se empleará esta designación para las especies actualmente reconocidas como enterococos que antes se incluían entre las especies del grupo D. PROPIEDADES DEL GÉNERO Los estreptococos son microorganismos grampositivos de forma esférica a ovalada y de menos de 2 µm de diámetro. Cuando proliferan en medios líquidos forman pares o cadenas y el largo de la cadena varía de acuerdo con la especie y 7

16 con la composición del medio de cultivo. La proliferación de los estreptococos se produce por elongación del eje paralelo a la cadena. Se forman tabiques perpendiculares a la cadena y después de la división celular puede persistir una apariencia de pares. Los estreptococos son anaerobios facultativos con metabolismo fermentativo. La fermentación es sobre todo homoláctica y no se produce ningún gas. Son catalasa negativos, una propiedad importante y conveniente para la separación inicial entre estreptococos y estafilococos. Uno de los esquemas más útiles para la clasificación preliminar de los estreptococos se basa en el tipo de hemólisis que se produce en las placas de agar-sangre. Algunos estreptococos producen una zona clara de hemólisis (βhemólisis) alrededor de la colonia como consecuencia de la lisis completa de los glóbulos rojos. Otros estreptococos producen una zona de hemólisis parcial con una coloración verdosa (α-hemólisis) del medio, mientras que otras especies son no hemolíticas y no producen hemólisis (γ-hemólisis) en agar-sangre. Debido a la falta de un antígeno de grupo reconocible en la mayor parte de los estreptococos α-hemolíticos y no hemolíticos, hasta el momento no se dispone de un método satisfactorio para su clasificación. 8

17 1.2 ESTREPTOCOCOS DEL GRUPO A : Streptococcus pyogenes El Streptococcus pyógenes es el estreptococo del grupo A de Lancefield. Se trata de uno de los más importantes patógenos humanos. Puede producir una amplia variedad de infecciones sistemáticas y cutáneas y es la causa más común de la faringitis aguda. MORFOLOGIA El S. pyógenes es un microorganismo esférico a ovoide de 0.5 a 1.0 µm de diámetro. Prolifera en cadenas cortas o de longitud moderada, lo que depende de la cepa y del medio de cultivo. Cuando se desarrollan en un medio líquido algunas cepas producen cadenas muy largas. La ultraestructura de los estreptococos del grupo A es típica de otras bacterias grampositivas por su pared celular rígida, su membrana plasmática interna con vesículas mesosómicas, ribosomas citoplasmáticos y nucleoide. Además, por fuera de la pared celular se encuentran apéndices similares a fimbrias que contienen la proteína M específica de tipo. Algunas cepas producen una cápsula de ácido hialurónico, la cual puede ser demostrable durante las primeras 2 a 4 horas de proliferación. Puesto que muchas cepas también producen la enzima hialuronidasa más adelante durante el ciclo proliferativo, es posible que las cápsulas no se observen en cultivos viejos. 1 9

18 FISIOLOGIA El S. pyógenes, como todos los miembros del género Streptococcus, es un anaerobio facultativo. Se trata de un microorganismo catalasa-negativo y oxidasa-negativo y no contiene ningún compuesto hemo. Los requerimientos nutricionales mínimos de los estreptococos son complejos a causa de la incapacidad del microorganismo para sintetizar muchos de los aminoácidos, purinas, pirimidinas y vitaminas que necesita. Los estreptococos del grupo A mueren en 30 minutos a 60ºC, una propiedad útil para su diferenciación de otros estreptococos, como por ejemplo los del grupo D, más resistentes al calor. CARACTERISTICAS DEL CULTIVO Para el aislamiento primario de los estreptococos del grupo A de los materiales clínicos se prefieren los medios que contienen sangre o sus derivados. El ph óptimo para la proliferación es de 7.4 a 7.6 a 37ºC. Se puede obtener un incremento en la proliferación de muchas cepas por el cultivo a una tensión reducida de oxígeno o con un nivel elevado de CO 2. La mayor parte de los estreptococos del grupo A son β-hemolíticos en agar-sangre de carnero, si bien la presencia de pequeñas cantidades de carbohidratos fermentables (0.05% de glucosa) puede disminuir la reacción alrededor de las colonias superficiales. Puesto que la hemólisis se incrementa en condiciones de anaerobios, es recomendable que el agar sea cortado por el asa en el sitio primario de inoculación para asegurar la proliferación por debajo de la superficie. Se prefiere la sangre de carnero para el aislamiento primario debido a que inhibe la 10

19 proliferación del Haemophilus haemolyticus, un microorganismo cuya morfología de colonias y reacción β-hemolítica pueden generar confusión con los estreptococos hemolíticos. La sangre humana no debe ser utilizada salvo que se tenga a certeza de que está libre de sustancias inhibidoras. IDENTIFICACION POR EL LABORATORIO En los cultivos primarios los especímenes clínicos pueden ser procesados por técnicas de siembra en estrías o por vertido. De manera característica, después de 18 a 24 horas de proliferación en agar-sangre las colonias de S. pyogenes, miden 0.5 mm de diámetro, son redondeadas, tienen un color grisáceo a opalescente y están rodeadas por una zona de β-hemólisis varias veces mayor que el diámetro de la colonia. La β-hemólisis sirve como marcador del primer aislamiento. Los estreptococos del grupo A varían de manera considerable en la morfología de sus colonias. Las cepas que sintetizan grandes cantidades de ácido hialurónico producen colonias mucoides que se colapsan al continuar la incubación como resultado del secado o de la actividad de la hialuronidasa. Los estreptococos del grupo A deben ser diferenciados de otros estreptococos β-hemolíticos (en especial de los grupos B, C y G) porque a menudo se encuentran en la faringe y en otros sitios. El grupo serológico puede ser determinado por varias técnicas, como por ejemplo, la extracción y precipitación de Lancefield, anticuerpos fluorescentes o coaglutinación. La prueba de la bacitracina, utilizada sobre todo para los cultivos faríngeos, puede ser útil para la diferenciación presuntiva entre los estreptococos β-hemolíticos. Esta prueba se 11

20 basa en la sensibilidad de los estreptococos del grupo A a la bacitracina y predice con un 95% de exactitud la identificación presuntiva de los aislamientos faríngeos. Se han ideado varias pruebas de identificación rápidas basadas en la extracción del carbohidrato del grupo A directamente de hisopados faríngeos. Estas pruebas son rápidas (menos de 1 hora) y de alta especificidad. Empero, las pruebas negativas deben ser controladas con cultivos de hisopado faríngeo, dado que las pruebas rápidas carecen de la sensibilidad de las técnicas de cultivo. Los estreptococos se diferencian de los estafilococos por la morfología celular y de la colonia y por la prueba de la catalasa. Los estreptococos son catalasanegativos, mientras que los estafilococos son catalasa-positivos. 1 LISOGENIA La lisogenia es muy común entre todos los grupos de estreptococos. Se estima que en el grupo A la lisogenia alcanza el 90 al 100%. Se piensa que algunos de los bacteriófagos asociados con la lisogenicidad desempeñan un papel importante en la dirección de la síntesis de enzimas y toxinas de distintos estreptococos del grupo A. Esta relación ha sido muy bien establecida con la exotoxina pirógena (toxina eritrogénica). Las muralisinas asociadas a los fagos son producidas por los fagos virulentos de los grupos A y C durante la infección de cultivos de estreptococos. La lisina del grupo C ha sido particularmente útil en estudios de la estructura de la pared celular de los estreptococos de muchos grupos. Esta enzima también es útil en la producción de formas L y en la preparación de membranas y proteína M purificadas. 12

21 ESTRUCTURA ANTIGÉNICA POLISACARIDO C. El trabajo de Rebeca Lancefield en 1933 fijó los cimientos para la clasificación serológica de los estreptococos β-hemolíticos sobre la base del antígeno polisacárido de su pared celular. Se han usado numerosas técnicas para la extracción de los antígenos de grupo, incluyendo el uso de ácido clorhídrico o ácido nitroso diluídos, formamida o enzimas líticas de la pared celular. Los extractos así obtenidos son probados contra antisueros específicos de grupo por medio de reacciones de precipitación en tubos capilares. Este es el método más exacto que se emplea para definir los diferentes grupos serológicos. También es posible utilizar una variedad de técnicas de aglutinación con extractos o con células enteras. PROTEINAS Tipificación.- Los estreptococos del grupo A producen dos clases principales de antígenos proteicos, los antígenos M y T, responsables de la especificidad de tipo en el grupo. Ambos antígenos son lo bastante estables e inmunológicamente distintivos como para proporcionar métodos serológicos de tipificación útiles. Más del 90% de todas las cepas del grupo A pueden ser tipificadas por medio de estos antígenos. 13

22 Los antígenos M son resistentes al calor y a los ácidos pero son destruidos por la tripsina. La tipificación rutinaria de M se realiza por pruebas de precipitación en tubos capilares usando un extracto en ácido clorhídrico de células cultivadas como antígeno contra suero hiperinmune específico de tipo absorbido de conejo. Para la expresión de la proteína M los microorganismos deben proliferar en medios que contengan péptidos y para evitar la destrucción de esta proteína por actividad de proteinasas no debe permitirse que el ph disminuya a valores por debajo de 6.5. La tipificación de T es un adyuvante efectivo para la tipificación de M y un marcador epidemiológico útil para el control de rutina de los aislamientos. También ha sido útil para la tipificación de cepas estreptocócicas del grupo A que no pueden se serotipificadas con sueros anti-m. Muchas de estas cepas se asocian con casos de piodermia para los cuales no se dispone de antisueros. La tipificación de T se realiza por medio de una prueba de aglutinación en portaobjeto que utiliza estreptococos enteros tratados con tripsina. Algunos antígenos T están restringidos a un tipo M exclusivo, mientras que otros pueden ser compartidos por varios tipos M. Los antígenos T no están asociados con las vellosidades de superficie o con la virulencia ; los anticuerpos contra los antígenos T no son protectores. 1 Otro antígeno, la proteína asociada con M (MAP), se encuentra en todos los estreptococos del grupo A que contienen proteína M y en algunas cepas de los 14

23 grupos C y G pero no en las cepas M-negativas. Desde el punto de vista antigénico está relacionada con los componentes sarcolémicos del miocardio. Las respuestas de anticuerpo a las MAP por lo general son muy elevadas en los pacientes con fiebre reumática aguda. El factor de opacidad sérico (SOF) es un antígeno proteico sensible a la tripsina con capacidad de opacar el suero de caballo. Es producido por 16 de los serotipos M reconocidos en la actualidad pero está ausente en todas las otras cepas. Es específico de tipo y antigénico y ha demostrado ser útil en la tipificación de estreptococos del grupo A que no pueden tipificarse con el antígeno M. Proteína M.- La proteína M estreptocócica es una molécula fibrilar antifagocítica localizada en la superficie de los microorganismos del grupo A. Se trata de un dímero enrollado alfa-helicoidal que se puede extender hasta 60 nm (600 ºA) o más de la superficie celular y que aparece en las microfotografías electrónicas de sección fina como una proyección semejante a un pelo en la pared celular. Se han descrito más de 70 serotipos diferentes desde el punto de vista antigénico. La porción amino-terminal de la proteína M contiene los determinantes antigénicos variables de la especificidad de tipo. La homología entre los diversos serotipos de proteína M aumenta de manera progresiva en los sitios más cercanos al carbono terminal y más próximos a la pared celular. Una porción importante del gen de la proteína M consiste en tres grandes regiones de grupos repetidos, que por recombinación homóloga generan variantes de tamaño de la 15

24 proteína M. Es probable que los procesos de recombinación homóloga intragénica contribuyan a la diversidad antigénica entre los serotipos. La proteína M es el principal factor de virulencia de los estreptococos del grupo A y transforma a los microorganismos en resistentes a la fagocitosis. En ausencia de anticuerpos específicos de tipo los estreptococos que producen proteína M persisten en los tejidos infectados hasta que aparecen los anticuerpos. La actividad antifagocítica de la proteína M es atribuída a una interferencia sobre el depósito del componente C3 del complemento sobre la superficie de la célula estreptocócica. Por lo tanto, se inhibe la activación de la vía alternativa del complemento y la ozonización del estreptococo. Con la aparición de anticuerpos específicos de tipo la actividad de la proteína M resulta anulada. La inmunidad que se desarrolla es específica de tipo y de larga duración DETERMINANTES DE LA PATOGENICIDAD La patogenicidad del S. pyogenes es multifactorial. Se producen varios factores de virulencia, los cuales son valiosos para la supervivencia del microorganismo y le permiten interactuar con los receptores tisulares, resistir las defensas del huésped y multiplicarse dentro de él. Recientemente se ha demostrado que algunos de ellos pertenecen a un operón común que es controlado de manera global en respuesta a los cambios del medio y del estado fisiológico general de la célula. 1 16

25 COMPONENTES CELULARES ACIDO LIPOTEICOICO (LTA) Para infectar a un huésped un microorganismo debe ser capaz de afirmarse en la superficie de las células de la puerta de entrada. Se ha demostrado que la adherencia a las células epiteliales de la boca es mediada por el ácido lipoteicoico presente en la pared celular de los estreptococos del grupo A. El LTA es una molécula anfipática y anfótera. Es muy citotóxico para una variedad de células huéspedes y es capaz de realizar una amplia variedad de actividades biológicas. El LTA ha sido identificado como el ligando de la colonización estreptocócica que forma una compleja red con la proteína M y se une por medio de sus fracciones lipídicas a la fibronectina de las células epiteliales. PROTEINA M Una vez que se ha producido la adherencia, las cepas que son capaces de resistir a la fagocitosis y a la muerte causadas por los leucocitos (es decir, los microorganismos ricos en proteína M) proliferan y comienzan a invadir los tejidos locales. Puede producirse la infección local de la faringe o la piel o el microorganismo puede invadir los tejidos contiguos o diseminarse a tejidos distantes a través del torrente sanguíneo. Una vez inducida la respuesta de 17

26 anticuerpos los microorganismos pueden ser captados con rapidez y destruidos por los fagocitos. Se ha demostrado que las paredes celulares de los estreptococos del grupo A pueden reaccionar con la inmunoglogulina (IgG) de un modo no inmune similar al de la proteína A de los estafilococos. La pared celular también es un potente activador de la vía alternativa del complemento. La presencia de proteína M en la superficie de la pared celular previene estas reacciones y así explica el rápido reconocimiento y fagocitosis de las cepas M- negativas. La actividad antifagocítica de la proteína M estreptocócica ha sido atribuída a la inhibición del complemento, mediada por la unión del factor H, la proteína sérica que controla la vía alternativa del complemento. Además de la proteína M, considerada desde hace mucho el determinante clave de la virulencia del S. Pyogenes, el microorganismo posee factores de virulencia adicionales, de los cuales al menos algunos parecen estar bajo el control de un regulón de virulencia. Uno de éstos, una peptidasa C5a, localizada en la superficie celular, destruye las señales quimiotácticas al eliminar un péptido de seis aminoácidos del carbono terminal del componente C5a del complemento. La biosíntesis de la proteína M y de la peptidasa C5a es regulada de manera coordinada y sujeta a regulación simultánea de fase. La interrupción de fase de ambas proteínas está a nivel de la transcripción. El factor de opacidad del suero, estrechamente vinculado con la proteína M, es un producto genético diferenciado sujeto a variación de fase y también corregulado con la proteína M por una interruptor genético que controla la morfología de las colonias y la expresión de proteína M. 18

27 El S. Pyogenes también expresa una exclusiva proteína de superficie que se une a la región Fc de la IgG de los mamíferos. Se desconoce la importancia de estos receptores de la virulencia de los microorganismos; sin embargo, los estudios sugieren que pueden poseer una imagen interna de ciertos factores reumatoideos. Un análisis de la proteína clonada de los receptores ha demostrada un alto grado de similitud entre la proteína M y la proteína del receptor Fc en su estructura secundaria y en la organización de sus campos funcionales. Hay una extensa similitud de secuencia de aminoácidos entre las dos proteínas en sus péptidos de señal. Sobre la base de estas semejanzas se ha postulado que la proteína M y los genes del receptor Fc de los estreptococos del grupo A son los productos de duplicación genética de un gen ancestral común y que la semejanza de secuencia de DNA entre estos dos genes podría permitir la recombinación homóloga como medio potencial para que los estreptococos desarrollen diversidad antigénica. El papel etiológico del S. Pyogenes en la fiebre reumática aguda y en la glomerulonefritis posestreptocòcica está bien establecido, pero los mecanismos de la patogenia en estas secuelas posestreptocócicas no se comprenden del todo. Se piensa que el desarrollo de estas enfermedades se debe en parte a una respuesta inmunitaria anormal a los antígenos estreptocócicos. Se han encontrado niveles séricos elevados de anticuerpos cardiorreactivos en pacientes con fiebre reumática aguda; se han identificado epitopes que reaccionan de forma cruzada con la miosina de la proteína M estreptocócica. Los anticuerpos 19

28 monoclonales que reconocen la proteína cardíaca y la proteína M estreptocócica identifican la miosina, la actina y el DNA como autoantígenos diferentes de la proteína M también pueden estar comprometidos en la reactividad cruzada inmunológica con el corazón y otros tejidos. POLISACARIDO CAPSULAR Muchos estreptococos del grupo A producen una cápsula de ácido hialurònico difusa que imita la sustancia basal de los tejidos animales. Si bien es menos importante como factor de virulencia que la proteína M, esta cápsula ayuda al microorganismo a evitar las defensas fagocíticas del huésped. 1.4 PRODUCTOS EXTRACELULARES HEMOLISINAS Casi todas las cepas de los estreptococos del grupo A y muchas cepas de los grupos C y G producen dos toxinas hemolíticas y citolíticas, la estreptolisina O (SLO) y la estreptolisina S (SLS), las cuales son responsables de las zonas claras de β-hemólisis alrededor de las colonias en los medios de agar-sangre. Estreptolisina O.- La SLO es una proteína inmunogénica monocatenaria (60kDa) liberada al medio de cultivo durante la proliferación. Es el prototipo de un 20

29 grupo de toxinas proteicas citolíticas bacterianas oxígeno-lábiles o activadas por tiol producidas por diversas especies de Streptococcus, Bacillus, Clostridium y Listeria. Las toxinas producidas por estos microorganismos grampositivos tienen reactividad cruzada inmunológica y comparten varias propiedades bioquímicas y físicas. Sus efectos biológicos y letales se pierden con rapidez por oxidación pero son restauradas por completo por tioles u otros agentes reductores. Las toxinas son inactivadas de manera irreversible por el colesterol y esteroles de estructura relacionada. Su actividad citolítica, atribuida al daño que ocasionan en las membranas que contienen colesterol, se extiende a una amplia variedad de células eucarióticas, incluidos los glóbulos rojos, los leucocitos polimorfonucleares y las plaquetas. Las toxinas se unen a la membrana donde se oligomerizan para armar estructuras grandes en forma de arco o de anillo compuestas por 25 a 100 monómeros de toxina. El papel de los oligómeros de toxina no se ha establecido con claridad, pero en apariencia cubren la membrana y de manera concomitante con su formación de filtran componentes citoplasmáticos de alto peso molecular de la célula, lo que culmina con la muerte celular. Después de una infección faríngea o sistémica la SLO induce una respuesta de anticuerpos brusca, en general, al cabo de 10 a 14 días. Después de infecciones repetidas se produce una respuesta anamnésica más rápida. Debido a esta buena respuesta de anticuerpos la determinación de anticuerpos antiestreptolisina O (ASO) en el suero humano ha demostrado ser muy útil como indicador de infección estreptocócica reciente. En las poblaciones pediátricas, donde estos microorganismos se encuentran con frecuencia, es normal que se 21

30 observen títulos de anticuerpos de 300 a 500, pero los títulos son bastante más bajos en los adultos. Las respuestas inmunes a la SLO después de una infección cutánea son muy inferiores, posiblemente a causa de la inactivación local de la SLO por los lípidos de la piel. También se ha postulado que la SLO puede pasar a la circulación e incluirse en inmuno complejos en pacientes con fiebre reumática. Estreptolisina S.- La SLS es una toxina no antigénica y oxígeno-estable que puede extraerse de las células estreptocócicas sólo cuando se añade un transportador o un inductor al cultivo o a la suspensión de células en reposo. El suero, la albúmina y una fracción del RNA resistente a la Rnasa son algunos de los inductores más potentes y han permitido la separación exitosa de un péptido con actividad hemolítica de unos 1.8kDa. Si bien se carece de información detallada sobre las propiedades químicas y biológicas de SLS, las evidencias disponibles sugieren que la hemolisina consiste en un polipéptido unido a un oligonucleótido. Es lítico para los glóbulos rojos y blancos y también para otras formas sin pared celular(protoplastos y formas L) de varias especies. Los efectos líticos son inhibidos por los fosfolípidos, lo cual sugiere su compromiso en la actividad citolítica de la toxina. La mayor parte de las cepas de estreptococos del grupo A producen SLS, responsable de la hemólisis superficial que se ve en las placas de agar-sangre. Algunas cepas ocasionales carentes de SLS parecen no hemolíticas en los crecimientos superficiales. EXOTOXINAS PIRÓGENAS (toxinas eritrogénicas) 22

31 Más del 90% de todas las cepas aisladas de estreptococos del grupo A producen exotoxinas pirógenas. Existen por lo menos tres serotipos diferentes (A, B, y C), cuyos pesos moleculares son de 8, 17.5, y 13.2 kda, respectivamente. Son termolábiles pero estables al ácido, los álcalis y la pepsina. El gen estructural de estas toxinas, como en el caso de la toxina de la difteria, es transportado por un bacteriófago temperado. Históricamente se ha prestado mucha atención a la erupción cutánea de la fiebre escarlatina producida por las toxinas. Sin embargo, al parecer el efecto principal de las toxinas es la fiebre y no la erupción. La reactividad dérmica es, al menos en parte, secundaria a la hipersensibilidad de los conejos al shock endotóxico letal, producen bloqueo del sistema reticuloendotelial, actúan como mitógenos específicos y no específicos, producen necrosis del miocardio y hepática en los conejos y causan una disminución dela síntesis de anticuerpos. A causa de estas propiedades, las toxinas pirógenas estreptocócicas (SPE) son miembros de una gran familia de toxinas pirógenas con varias propiedades biológicas y bioquímicas en común. Otros miembros incluyen las enterotoxinas estafilocócicas, las exotoxinas pirógenas estafilocócicas y las toxinas del síndrome del shock tóxico. Estas toxinas sirven como inmunomoduladores del sistema de defensa del huésped ; a causa de su capacidad de estimular con muy bajas dosis la proliferación de las células T, se las denomina «superantígenos». Los toxinas de tipo C producen un aumento en la permeabilidad de la barrera hematoencefálica a las endotoxinas y bacterias, y ejercen su efecto pirético por acción directa sobre el hipotálamo. Tradicionalmente se ha considerado que estas toxinas causan una reacción eritematosa en la piel de las personas no 23

32 inmunes (prueba de Dick positiva) y ninguna reacción en las personas inmunes (prueba de Dick negativa). La antitoxina inyectada en la piel de un paciente con fiebre escarlatina produce el blanqueo localizado como resultado de la neutralización de la toxina eritrogénica (reacción de Schultz-Charlton). Sin embargo, recientemente se ha propuesto que la erupción cutánea en algunas personas puede relacionarse más con la hipersensibilidad que con la falta de inmunidad y que la aparición de la erupción puede depender de una interacción entre los factores celulares y humorales. NUCLEASAS En S. pyogenes existen cuatro Nucleasas distintas desde el punto de vista antigénico (A, B, C, y D) que colaboran en la licuefacción del pus y que supuestamente ayudan a generar sustratos para la proliferación. Todas las cepas de S. pyogenes producen al menos una nucleasa, en general la enzima B. Las Nucleasas A y C poseen sólo actividad Dnasa, mientras que la B y la D también poseen actividad Rnasa. Todas tienen pesos moleculares de 25 a 30 kda y requieren calcio y magnesio para una actividad óptima. Los títulos de anticuerpos contra Dnasa B son de gran valor en el serodiagnóstico de la infección faríngea o dérmica, en especial de esta última, donde la respuesta de SLO puede estar encubierta. OTRAS ENZIMAS 24

33 Durante la proliferación los estreptococos del grupo A liberan una gran cantidad de proteínas hacia su medio externo. No está claro el papel de estas enzimas y toxinas en la patogenicidad versus la generación de aminoácidos o sustratos de ácidos nucleicos para su desarrollo. Los estreptococos del grupo A producen dos estreptoquinasa de los estreptococos del grupo C (que es la fuente para la producción comercial de la estreptoquinasa que se utiliza como agente trombolítico en el hombre). La estreptoquinasa forma un complejo con el activador del plasminógeno y cataliza la conversión del plasminógeno en plasmina, lo que conduce a la digestión de la fibrina. Esta reacción también lleva a la escisión del tercer componente del complemento al factor quimiotáctico C3a. La hialuronidasa estreptocócica hidroliza el ácido hialurònico presente en la cápsula del estreptococo y en los tejidos animales. La estreptoquinasa y la hialuronidasa son antigénicas y en consecuencia pueden tener valor serodiagnostico. Muchas cepas de estreptococos también producen una proteinaza (en especial cuando el ph del medio disminuye durante la proliferación), NADasa, ATPasa, fosfatasa, esterasa, amilasa, N- acetilglucosaminidasa, neuraminidasa, lipoproteinasa y una toxina cardiohepática, posiblemente distinta de la exotoxina piógena. 1 25

34 1.5 INFECCIONES ESTREPTOCOCICAS AGUDAS EPIDEMIOLOGIA La faringitis y el impétigo son las infecciones estreptocócicas más comunes. No se conoce la verdadera incidencia, pero es poco probable que un niño pueda llegar a los l0 años de edad sin haber padecido una infección de este tipo. Los estudios de anticuerpos contra SLO o contra otros exoproductos estreptocócicos en niños de edad escolar han demostrado que la mayoría de ellos tienen título significativo, que indican infección dentro de los 3 a 6 meses precedentes. La infección de vías aéreas superiores ocurren con mayor frecuencia durante los meses invernales, cuando la aportación nasal y faringea asintomático también está incrementada y existe una mayor tendencia a aglomeraciones. Los estreptococos del grupo A son transmitidos en su mayor parte por las gotitas procedentes de las secreciones respiratorias. La transmisión a través de la leche o de los productos lácteos ha sido controlada en gran medida por la pasteurización. Sin embargo, pueden ocurrir brotes agudos de epidemias de una fuente común a causa de la contaminación de los alimentos por portadores o por personas infectadas. Las infecciones adquiridas en los hospitales en general son causadas por personal médico con infecciones mínimas. La piodermia estreptocócica (impétigo) es una enfermedad que predomina en los climas templados y que ocurre con mayor frecuencia a fines del verano y comienzos del otoño. Los microorganismos en primer lugar colonizan la piel normal, para después aparecer en la faringe. Si bien se desconoce el modo 26

35 exacto de transmisión, desde hace mucho se sospecha de los mosquitos y las moscas. PATOGENIA.- Los estreptococos del grupo A poseen numerosos factores que incrementan su virulencia y permiten el establecimiento de la infección en el huésped. Muchas cepas tienen predilección por el tracto respiratorio superior en oposición a la piel, pero los mecanismos responsables de la especificidad de tejido no están claros. Sin embargo, hace poco se ha demostrado que las cepas cutáneas o faríngeas pueden unirse de forma selectiva a las células epiteliales en estos sitios. Este fenómeno ya ha sido tratado en la sección sobre determinantes de la patogenicidad. 1 Los estreptococos son destruidos con rapidez después de la ingestión y la desintegración de la mayor parte de los microorganismos ocurre en 1 a 4 horas. Empero, la pared celular es resistente a la lisozima y a las enzimas lisosómicas y puede persistir de manera indefinida en células o en los tejidos. La pared celular y el peptidoglucano de los estreptococos del grupo A pueden producir lesiones inflamatorias crónicas en los tejidos animales e inducen la formación de nódulos y miocarditis en los conejos. Además, las paredes celulares y el peptidoglucano activan el complemento in vitro, con la generación de factores quimiotáticos capaces de producir inflamación. El papel de estos fenómenos en la inducción de las enfermedades posestreptocócicas ha sido postulado, pero no se lo ha comprobado. 1 27

36 MANIFESTACIONES CLINICAS FARINGITIS Y FIEBRE ESCARLATINA. La faringitis estreptocócica por lo general se asocia con los microorganismos del grupo A., aunque se han informado casos esporádicos y epidemias causadas por los grupos C y G. Cuando la infección obedece a una cepa lizogenizada, puede sobrevenir la fiebre escarlatina. En la era preantibiótica la faringitis estreptocócica a menudo se asocia con complicaciones supurativas (absceso amigdalino, otitis, mastoiditis, septicemia, osteomielitis), así como no supurativas (fiebre reumática aguda o glomerulonefritis). Ya sea que este asociada con la administración temprana de antibióticos o con cambios en la virulencia, lo cierto es que la incidencia de secuelas serias ha declinado de manera progresiva en los Estados Unidos y en muchos países europeos. La fiebre reumática y la glomerulonefritis todavía constituyen problemas importantes en los países pobres y los informes de brotes multifocales en los Estados Unidos a mediados de la década de l980 son especialmente alarmantes. La infección faringea puede ser asintomático o asociarse con todas las gradaciones del síndrome de odinofagia, fiebre, escalofríos, cefalea, malestar general, nauseas y vómitos.en ocasiones se observa dolor abdominal en los niños y puede confundirse con una apendicitis. La faringe puede estar levemente eritematosa o muy enrojecida con exudados amarillo grisáceos y es posible que sangre cuando se realizan los hisopados para los cultivos. Por lo general se observa adenopatías cervical anterior y leucocitosis. Los síndromes clínicos indistinguibles de la faringitis estreptocócica son difteria, mononucleosis 28

37 infecciosa, gonorrea e infecciones causadas por numerosos virus respiratorios, como por ejemplo adenovirus, virus Coxsackie, rinovirus y virus herpes simple. La asociación de una erupción escarlatiniforme casi siempre es diagnóstica de infección estreptocócica. De manera característica la erupción se decolora con la presión, comienza en el tronco y el cuello y luego se disemina hacia las extremidades. Puede haber descamación durante la convalecencia. Esto es muy similar a la erupción del síndrome del shock toxico causado por una toxina semejante del Staphylococcus aureus. Inmunidad Es posible que la infección faringea confiera inmunidad tipo especifica durante toda la vida. No obstante, el tratamiento temprano puede prevenir o modificar la respuesta inmunitaria. INFECCIONES CUTANTEAS Los estreptococos del grupo A producen los síndromes de impétigo, celulitis, erisipela, infección de heridas y gangrena. El impétigo es una infección superficial que en general comienza como pequeñas vesículas que progresan a lesiones húmedas con costras ambarinas y un exudado purulento ligeramente turbio. Las lesiones iniciales por lo común contienen sólo estreptococos, pero más adelante en el curso pueden ser sobre infectadas por estafilococos. Muchos serotipos han sido asociados principalmente con el impétigo y en ocasiones con brotes de nefritis. Casi todas las cepas cutáneas tienden a involucrar los tipos M de mayor número. Además muchos aislamientos carecen de proteína M detectable o, lo que es mas probable, 29

38 representan tipos M aun no descritos. Los patrones de aglutinación T han resultado muy útiles para definir la epidemiología de cepas no M tipificable. La celulitis con linfangitis y linfadenitis puede producir después de una invasión mas profunda por los estreptococos. Es posible que se observe n síntomas sistémicos, como por ejemplo fiebre, escalofríos y malestar general, en ocasiones complicados por la invasión del torrente sanguíneo. La eripsela es una infección cutánea y de los tejidos celulares subcutáneos que en general ocurre en la cara o en las extremidades inferiores. Esta lesión se caracteriza por presentar eritema, edema e induración, por lo general con borde de avance diferenciado. Se puede aislar estreptococos del tejido celular subcutáneo y a veces de la sangre. Algunas personas son proclives a las recurrencias, habitualmente en el mismo sitio. La celulitis superficial puede diseminarse y causar gangrena, en especial en pacientes con enfermedades vasculares periféricas o diabetes. Además del grupo A pueden estar implicados los grupos B, C y D y los estreptococos anaerobios. De forma ocasional es posible observar brotes esporádicos de onfalitis en los recién nacidos. Cuando son causadas por estreptococo del grupo A, cualquiera de estas infecciones pueden ser seguida de una glomerulonefritis aguda. La fiebre reumática, en cambio sólo ocurre después de una infección respiratoria. 1 INMUNIDAD El desarrollo de la inmunidad específica de tipo no está bien documentado en el impétigo estreptocócico. Los anticuerpos contra la proteína M han sido demostrados en menos del l0 % de las infecciones. 30

39 Sepsis Puerperal.- En la era preantibiótica, la sepsis puerperal o fiebre del parto era una causa común de la muerte materna. Empero en años recientes, gracias a las mejores técnicas obstétricas, las infecciones perpuerales son infrecuentes. Los estreptococos que causan las infecciones pueden ser parte de la flora vaginal normal o ser introducidos por el médico que asiste a la paciente o por la enfermera durante el parto. Algunos de los brotes ocasionales que todavía ocurren, incluso en hospitales, pueden ser rastreados hasta portadores de estreptococos nasales o anales. El síndrome se caracteriza por escalofríos, fiebres, rubor facial distensión abdominal con hipersensibilidad pelviana y un flujo vaginal serosanguinolento. Con frecuencia se aíslan estreptococos del grupo A del útero o de la sangre. La mortalidad ha disminuido de manera significativa con los antibióticos, pero aun con tratamiento, la recuperación puede ser complicada y prolongada. DIAGNOSTICO DE LABORATORIO.- El diagnóstico definitivo de la faringitis estreptocócica sólo puede ser establecido por cultivo directo de la faringe posterior y de las amígdalas. El hisopo debe se inoculado en el caldo de cultivo y examinado mediante técnicas de anticuerpos fluorescentes o en agar-sangre, para su posterior agrupación por la sensibilidad de los discos de bacitracina o por técnicas comerciales. En la actualidad se dispone de equipos comerciales para la clasificación serológica. La sensibilidad a la bacitracina es un procedimiento de detección poco costoso para la identificación de los aislamientos de estreptococos del grupo A; la técnica de los anticuerpos fluorescentes también es excelente para identificar específicamente a los microorganismos del grupo A. Hace menos 31

40 tiempo se ha introducido equipos comerciales de detección rápida para identificar el carbohidrato del grupo A extraído de manera directa de los hisopados faríngeos. Los resultados obtenidos con estos equipos son muy específicos, pero son menos sensibles que los cultivos de fauces. Mientras que una reacción positiva obvia la necesidad de un cultivo faringeo, los resultados negativos deber ser confirmados por un cultivo de fauces de rutina. Los estreptococos se recuperan mejor de las lesiones infecciosas iniciales de impétigo. El líquido vesicular o pustular inoculado en agar sangre puede revelar un cultivo puro de estreptococos. A medida que las lesiones envejecen pueden aislarse de manera concomitante estreptococo y estafilococos. Para el cultivo de celulitis y erisipela, la mejor manera de obtener el líquido de los tejidos es por aspiración con aguja, en especial de los bordes en avance en la erisipela, o por inyección subcutánea de pequeñas cantidades de solución fisiológica estéril seguida de reaspiración. Los estreptococos también pueden aislarse de la sangre en los pacientes con septicemia e infecciones profundas. TRATAMIENTO Con frecuencia la faringitis estreptocócica es una enfermedad autolimitada que puede curar sin complicaciones y sin antibióticos. La Terapéutica apunta sobre todo a la prevención de las complicaciones supurativas y de las secuelas tardías de fiebre reumática y la disminución de la incidencia de glomerulonefritis. El tratamiento de elección es la penicilina benzatínica intramuscular administrada en una sola dosis o la penicilina V oral durante 10 días. Las alternativas en los 32

41 pacientas alérgicos a la penicilina incluyen eritromicina, clindamicina y cefalexina. La tetraciclina y las sulfonamidas están contraindicadas a causa del aumento de la resistencia de los estreptococos y la falta de prevención de la fiebre reumática. Las recurrencias de la infección estreptocócica en los pacientes con fiebre reumática previa pueden ser prevenidas por inyecciones mensuales de penicilina benzatínica, por medio de penicilina V oral o por las sulfonamidas. Estas últimas son efectivas en la prevención pero no en el tratamiento. El impétigo se trata mejor con penicilina benzatínica parenteral o con penicilina V oral, eritromicina, clindamicina o cefalexina. Sin embargo, para las infecciones profundas más invasivas se requiere de una terapéutica parenteral con altas dosis. El debridamiento quirúrgico e incluso la amputación puede se necesarios en casos de infecciones más severas, en especial cuando están complicadas con enfermedad vascular periférica. PREVENCIÓN La infección puede ser prevenida por un tratamiento rápido durante las epidemias o por medio de la profilaxis en personas de alto riesgo, como por ejemplo los reclutas militares o los pacientes con cardiopatía reumática. Si bien la inmunización con vacunas de proteína M ha demostrado ser efectiva, el uso de estas vacunas en poblaciones seleccionadas debe ser investigado. Es común observar impétigo en los climas húmedos y calurosos, en especial donde existen condiciones de hacinamiento. Gran parte de estas infecciones pueden ser prevenidas mejorando la higiene de la piel. Las epidemias se detienen 33