Moraxella catarrhalis -Moraxella catarrhalis
| Moraxella catarrhalis | |
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M. catarrhalis
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Moraxella catarrhalis (Frosch y Kolle 1896) Henriksen y Bøvre 1968
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Moraxella catarrhalis es un diplococo exigente , inmóvil , gramnegativo , aerobio , oxidasa positivo que puede causar infecciones del sistema respiratorio , oído medio , ojo , sistema nervioso central y articulaciones de los seres humanos. Provoca la infección de la célula huésped al adherirse a la célula huésped utilizando adhesinas autotransportadoras triméricas .
Epidemiología
M. catarrhalis es un patógeno humano con afinidad por el tracto respiratorio superior humano. Otros primates, como los macacos, pueden infectarse con esta bacteria.
Historia
M. catarrhalis se colocó previamente en un género separado llamado Branhamella . El motivo de esto fue que otros miembros del género Moraxella tienen forma de bastón y rara vez causan infecciones en humanos. Sin embargo, los resultados de los estudios de hibridación de ADN y las comparaciones de secuencias de ARNr 16S se utilizaron para justificar la inclusión de la especie M. catarrhalis en el género Moraxella . Como consecuencia, actualmente se prefiere el nombre Moraxella catarrhalis para estas bacterias. Sin embargo, algunos en el campo médico continúan llamando a estas bacterias Branhamella catarrhalis .
Moraxella lleva el nombre de Victor Morax , un oftalmólogo suizo que describió por primera vez este género de bacterias. Catarrhalis se deriva de catarro , del griego que significa "fluir hacia abajo" ( cata- implica hacia abajo; -rrh implica flujo), que describe la secreción profusa de los ojos y la nariz típicamente asociada con la inflamación severa en los resfriados.
Genética
La secuencia completa del genoma de la cepa de tipo CCUG 353 de M. catarrhalis se depositó y publicó en el Banco de datos de ADN de Japón , el Archivo europeo de nucleótidos y el GenBank en 2016 con el número de acceso LWAH00000000 .
Significación clínica
Se sabe que estas bacterias causan otitis media , bronquitis , sinusitis y laringitis . Los pacientes de edad avanzada y los fumadores empedernidos a largo plazo con enfermedad pulmonar obstructiva crónica deben saber que M. catarrhalis se asocia con bronconeumonía , así como con exacerbaciones de la enfermedad pulmonar obstructiva crónica existente .
La tasa máxima de colonización por M. catarrhalis parece ocurrir alrededor de los 2 años de edad, con una diferencia notable en las tasas de colonización entre niños y adultos (muy alta a muy baja).
M. catarrhalis ha estado ganando atención recientemente como un patógeno humano emergente. Se ha identificado como una causa importante en la infección broncopulmonar , provocando infección por aspiración pulmonar en el tracto pulmonar superior. Además, causa neumonía bacteriana , especialmente en adultos con un sistema inmunológico comprometido . También se sabe que causa exacerbaciones infecciosas en adultos con enfermedad pulmonar crónica, y es una causa importante en sinusitis aguda, sinusitis maxilar, bacteriemia, meningitis, conjuntivitis, irritación purulenta aguda de bronquitis crónica , uretritis , sepsis (aunque esto es raro ), artritis séptica (que también es rara) y laringitis aguda en adultos y otitis media aguda en niños. M. catarrhalis es un invasor pulmonar oportunista y causa daño especialmente en pacientes que tienen el sistema inmunológico comprometido o cualquier enfermedad crónica subyacente .
Vínculo con bacteriemia
M. catarrhalis también se ha relacionado con artritis séptica junto con bacteriemia . Aunque se han informado casos de bacteriemia causada por M. catarrhalis anteriormente, este fue el primer caso en el que la bacteriemia causada por M. catarrhalis también se asoció con artritis séptica. Una evaluación microbiológica del paciente (un hombre de 41 años) reveló que M. catarrhalis era la causa de la enfermedad y no Neisseria como se creía anteriormente. Este fue también el segundo caso de M. catarrhalis causante de artritis séptica (aunque en el primer caso no se mencionó la bacteriemia).
Junto con su relación con la artritis séptica, la bacteriemia también es causada por la infección por M. catarrhalis , que puede variar en severidad desde una fiebre leve hasta una sepsis letal y generalmente también se identifica una infección asociada del tracto respiratorio. Las infecciones por bacteriemia causadas por M. catarrhalis tienen una tasa de mortalidad del 21% entre los pacientes. Sin embargo, esto puede deberse a la falta de conocimiento sobre la bacteria debido a su reciente reconocimiento como patógeno.
La infección de bacteriemia de alto grado se vinculó con el desarrollo de endocarditis . Sin embargo, los pacientes sin endocarditis se han relacionado con los antecedentes de cada paciente, especialmente la existencia de otras enfermedades y las posibles deficiencias inmunológicas que pudieran tener. Además, aunque la bacteriemia causada por M. catarrhalis se ha informado con poca frecuencia, esto puede deberse a un diagnóstico erróneo o descuido porque M. catarrhalis fue identificado recientemente (década de 1990) como un patógeno importante. Muchas enfermedades crónicas en pacientes con bacteriemia por M. catarrhalis pueden relacionarse con pacientes con defectos inmunitarios o debilidad respiratoria. Asimismo, la debilidad respiratoria en pacientes con neumonía bacteriémica causada por la infección por M. catarrhalis puede estar relacionada con un aumento de las tasas de colonización faríngea, aumento de la adherencia bacteriana al epitelio anormal y mayor susceptibilidad del parénquima pulmonar a la infección.
Resistencia antibiótica
M. catarrhalis puede tratarse con antibióticos, pero por lo general es resistente a penicilina , ampicilina y amoxicilina .
Las prioridades de investigación actuales incluyen tratar de encontrar una vacuna adecuada para este organismo genotípicamente diverso, así como los factores determinantes involucrados en la virulencia, por ejemplo, la resistencia al complemento . El lipooligosacárido se considera un posible factor de virulencia .
Desde el reciente reconocimiento de M. catarrhalis como un importante microbio patógeno, se ha estado desarrollando un posible antibiótico. Una fracción de las cepas de M. catarrhalis parecía ser resistente a la ampicilina, lo que hace que la ampicilina y la amoxicilina sean opciones inapropiadas de antibiótico contra ella. Aunque todas las cepas de M. catarrhalis fueron sensibles al cotrimoxazol , eritromicina , sulfadimidina y tetraciclina , también fueron resistentes a trimetoprim . La resistencia de M. catarrhalis a los antibióticos betalactámicos , como la ampicilina y la amoxicilina , está mediada por las lipoproteínas betalactamasas periplásmicas BRO-1 y BRO-2, que protegen la capa de peptidoglicano al hidrolizar las moléculas betalactámicas que entran en la célula bacteriana. Las betalactamasas se producen en el citoplasma y se trasladan al espacio periplásmico por la vía de translocación de arginina gemela , que es una vía de secreción de proteínas que transporta proteínas a través de una membrana bilípida en un estado plegado. M. catarrhalis produce y secreta vesículas de la membrana externa que contienen betalactamasa que pueden funcionar como un sistema de liberación extracelular de resistencia a betalactámicos que promueve la supervivencia de bacterias sensibles a betalactámicos en las proximidades de M. catarrhalis. Este comportamiento es beneficioso para las otras bacterias y puede dificultar el tratamiento antibiótico de las infecciones polimicrobianas. Además, la resistencia de M. catarrhalis a otros antibióticos puede atribuirse también a la betalactamasa , porque el uso de estos antibióticos ha provocado un aumento en el desarrollo de betalactamasa, que resiste a los antibióticos.
Sin embargo, un estudio de 1994 ha identificado una proteína grande en la superficie de M. catarrhalis que puede servir como diana de anticuerpos protectores. Este UspA (el designado antígeno ) proteína es la primera proteína expuesta en la superficie de M. catarrhalis que pueden ser un objetivo para anticuerpos biológicamente activos , y por lo tanto conducir a una vacunación . Esta proteína también estuvo presente en todas las cepas probadas. El gran tamaño de la macromolécula de proteína expuesta la hace similar al complejo macromolecular de proteína de membrana externa de Neisseria gonorrhoeae , lo que implica que UspA puede ser una sola cadena polipeptídica .
La inmunización activa , en un estudio, de M. catarrhalis en el tracto respiratorio permitió el control del crecimiento de M. catarrhalis y condujo al desarrollo de antígenos séricos . Además, existe una capacidad mejorada en los sujetos de prueba ( ratones ) para eliminar M. catarrhalis de sus pulmones . Asimismo, la inmunización pasiva de M. catarrhalis de los tractos respiratorios de los ratones también mejoró la capacidad de los ratones para eliminar los microbios de sus pulmones, lo que significa que los anticuerpos séricos probablemente desempeñen un papel importante en la inmunización y protección del tracto respiratorio. Junto con las proteínas de la membrana externa que son consistentes entre las diferentes cepas de M. catarrhalis , también puede existir una especie de respuesta de anticuerpos IgG específicos de subclase a ciertas proteínas de la membrana externa. Por tanto, los antígenos de la membrana externa de M. catarrhalis también proporcionan una posible fuente de vacuna. Además, también se ha desarrollado un anticuerpo bactericida en suero en respuesta a las enfermedades causadas por M. catarrhalis .
Tratamiento
Las opciones de tratamiento incluyen la terapia con antibióticos o el llamado enfoque de " espera vigilante ". La gran mayoría de los aislados clínicos de este organismo producen betalactamasas, por lo que son resistentes a la penicilina. Se ha informado resistencia a trimetoprim , trimetoprim-sulfametoxazol (TMP-SMX), clindamicina y tetraciclina . Es susceptible a las fluoroquinolonas , la mayoría de las cefalosporinas de segunda y tercera generación , eritromicina y amoxicilina-clavulánico .
Desarrollo de vacunas
Actualmente, no se conoce ninguna vacuna en los Estados Unidos contra la infección por M. catarrhalis . Es una causa importante de infecciones del tracto respiratorio contra las que se busca una vacuna. Actualmente se están investigando varias proteínas de la membrana externa como posibles antígenos de vacuna, incluida la porina M35.
Bioquímica
Durante el primer caso reportado de M. catarrhalis causante de bacteriemia asociada con artritis séptica, se cultivó el microbio , lo que reveló mucho sobre la morfología de sus colonias , así como sobre la propia M. catarrhalis . M. catarrhalis es un diplococo gramnegativo grande con forma de riñón. Puede cultivarse en placas de agar sangre y chocolate después de una incubación aeróbica a 37 ° C durante 24 horas. Los cultivos revelaron colonias hemisféricas de color blanco grisáceo de aproximadamente 1 mm de diámetro. Estas colonias eran frágiles y fáciles de desmenuzar, y parecían tener una superficie cerosa.
La prueba del disco de hockey se aplicó a estas colonias de M. catarrhalis , en las que se usa un palo de madera para intentar empujar las colonias a través del plato. Las colonias de M. catarrhalis obtuvieron una puntuación positiva en esta prueba, lo que significa que podrían deslizarse por la placa. Las colonias no demostraron hemólisis y no pudieron fermentar glucosa, sacarosa, maltosa o lactosa. Fueron capaces de producir DNasa . Los cultivos de M. catarrhalis dieron positivo en la reducción de oxidasa, lipasa y nitrato , que es característica de M. catarrhalis . Muchos laboratorios también realizan una prueba de butirato esterasa y una prueba de betalactamasa. Ambas pruebas deben ser positivas y pueden ayudar a identificarlo rápidamente en un cultivo.
El reconocimiento de M. catarrhalis como patógeno ha dado lugar a estudios de posibles anticuerpos contra ella, lo que ha permitido comprender mejor su composición. Los perfiles de proteínas de la membrana externa (OMP) de diferentes cepas de M. catarrhalis son extremadamente similares entre sí. Los análisis de estos perfiles de OMP con anticuerpos monoclonales (MAb) revelaron que algunas proteínas con masas moleculares similares en las diferentes cepas tienen epítopos de reacción cruzada . Además, una proteína expuesta a la superficie en M. catarrhalis tiene una masa molecular inusualmente alta. Una OMP de 80 kDa en M. catarrhalis es inmunogénica y común a todas las hebras no encapsuladas de M. catarrhalis , lo que sugiere que puede usarse como antígeno para la inmunización .
Secreción de proteínas
M. catarrhalis utiliza la vía de translocación de arginina gemela ( vía TAT) para el transporte de proteínas plegadas a través de la membrana interna . El aparato de translocasas es una translocasa de TAT Gram-negativa típica que consta de tres proteínas de membrana esenciales : TatA, TatB y TatC. Las proteínas TatA forman un poro a través del cual se transportan las proteínas pasajeras y las proteínas TatB y TatC reconocen, se unen y dirigen las proteínas pasajeras al poro TatA que atraviesa la membrana.
La proteína de translocasas TAT de M. catarrhalis que codifica los genes tatA, tatB y tatC están localizados en un solo locus tatABC en el cromosoma bacteriano y es probable que estén unidos transcripcionalmente y traduccionalmente debido a una superposición de un solo nucleótido entre cada gen.
Se ha predicho o probado que múltiples proteínas de M. catarrhalis contienen el motivo líder altamente conservado para la translocación y para ser transportadas por la vía TAT . Se ha demostrado que las betalactamasas BRO-1 y BRO-2 se transportan por la vía TAT . Otras proteínas pasajeras potenciales incluyen una proteína similar a la peroxidasa dependiente del hierro , una proteína similar al citocromo c y una proteína similar a una proteína de la membrana interna del transportador ABC de fosfato . Es necesaria una vía TAT funcional para el crecimiento óptimo de M. catarrhalis incluso en condiciones sin antibióticos.