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TEMA 10.
COCOS GRAM POSITIVO.
Patógenos toxigénicos, patógenos penetrantes extracelulares y patógenos intracelulares. (STAPHYLOCOCCUS AUREUS /EPIDERMIDIS /SAPROPHYTICUS / LUGDUNESIS).
Generalidades:
Se puede clasificar a los cocos Gram Positivo dependiendo del nivel de sus consecuencias en un individuo o la enfermedad que le cause a este en: Patógenos toxigénicos (Si producen toxinas). Patógenos penetrantes extracelulares. Patógenos intracelulares.
Morfología y fisiología de las bacterias Gram Positivas (Características en
común):
Viernes 04 de abril de 2025 Docente: María Inés Odreman. Autoras: Steepanie Peña y Liseth Escalona. Nota del autor: La profesora hizo énfasis en lo que dice la diapositiva tal cual y añadió lo que se observa debajo de la diapositiva (Se colocó de esta manera en 3 ocasiones durante el desgrabe, ya que eran las diapositivas con mayor escrito, se recomienda primero leer y luego relacionar lo que dice la diapositiva con lo añadido en clase). Nota del autor: Para el desgrabe se tomaron como base los siguientes vídeos y literaturas de donde pueden guiarse para estudiar/entender el tema: Libros: Capítulo 18 del Murray 7ma edición (Portada morada). Capítulo 24 del Sherris 5ta edición. Capítulo 13 del Jawetz Melnick edición 27. Vídeos generales de los tipos de Staphylococcus (Resumen del tema): Igualmente se añadieron otros que corresponden a puntos específicos del tema. https://www.youtube.com/watch?v=2-YHXyImPG https://www.youtube.com/watch?v=6BkqWKOG8E
En las muestras clínicas no se encuentran los Staphylococcus como racimos de uvas, sino como cocos aislados en pares o cadenas cortas. Se puede apreciar al Staphylococcus en forma de racimo de uva generalmente una vez que sea recuperado en un laboratorio a través de los medios de cultivo. Los Micrococcus no se estudiarán como agentes patógenos, sin embargo, esto no significa que no puedan comportarse en ciertas condiciones como patógenos oportunistas. Son homofermentadores ya que utilizan carbohidratos para sus procesos metabólico/nutricional de los cuales se obtiene como resultado el ácido láctico. Son halofílicos ya que se pueden encontrar fuera del laboratorio en medios con altas concentraciones de sal. Por ejemplo: Carnes, conservas, productos lácticos como la crema pastelera, pollos mal refrigerados.
Taxonomía de Staphylococcus aureus.
La β hemolisis se observa de 24-36 horas después de ser cultivado el germen en agar sangre. El Staphylococcus aureus es anaerobio facultativo, pero se desarrolla mejor en medios aerobios. Es meticilino resistente(SARM) , lo cual es mediado por el gen mec A que da origen a una serie proteínas de unión a la penicilina, llamadas auterasas. Estas proteínas permiten que la bacteria mantenga la integridad de su pared celular en presencia de antibióticos betalactámicos como la penicilina y la meticilina. Es resistente a la desecación incluso durante meses. Pueden sobrevivir a la congelación y ser recuperados posteriormente bajo temperaturas cálidas (Si se descongela vuelve a ser viable). Las colonias de Staphylococcus aureus se aprecian de color amarillo/beige en los medios de cultivo debido a su producción de carotenoides.
Diferenciación de cocos Gram positivo.
1. Prueba bioquímica de la catalasa.
Nota del autor: Vídeo opcional detallado sobre Staphylococcus aureus https://www.youtube.com/watch?v=-rLHP8LcyIU La profe hizo énfasis en la imagen de Gram directo, donde se observan más de un tipo de microorganismo (Bacilos gram negativo y cocos gram positivo) ya que la primera muestra que se está sembrando y se debe esperar un determinado tiempo antes de aislar a la colonia de interés. SARM= Staphylococccus aureus resistente a la meticilina. Nota del autor: La profe mencionó lo siguiente: ¿Dónde consigue la bacteria H2O2? El peróxido de hidrógeno es producido por los neutrófilos para atacar a la bacteria.
La catalasa es una enzima que se encarga de descomponer el H2O2 en H2O + O2, siendo usada por las bacterias a modo de defensa ante el peróxido de hidrógeno. Por medio de la prueba de la catalasa se puede determinar el género de la bacteria o diferenciar principalmente un Staphylococcus de un Streptococcus y/o un Enterococcus , dicho proceso consta de los siguientes pasos:
1. Se cultiva la muestra. 2. Se le agrega al portaobjetos una gota de H2O2. 3. Con un asa estéril se coloca una de las colonias en la gota de H2O2. 4. Posteriormente si se aprecia la producción de gas (Formación de burbujas) significa que la colonia es catalasa positivo: Staphyloccus. 5. Si no se observa ninguna reacción la colonia es catalasa negativo: Streptococcus o Enterococcus.
2. Prueba bioquímica de la coagulasa.
La coagulasa es una proteína que transforma fibrinógeno en fibrina insoluble(Coágulo). Por ello, esta prueba permite diferenciar especies de Staphylococcus de la siguiente manera: El Staphylococcus aureus es coagulasa positivo , por ende, al mezclarse con plasma se observará la formación de coágulos. Si esta reacción no se aprecia, es un Staphylococcus coagulasa negativo ejm: S. epidermidis. Nota del autor: Vídeo opcional sobre la prueba de catalasa, coagulasa y vancomicina en un laboratorio (Son cortos). Proceso y resultado de la prueba de la catalasa: https://www.youtube.com/watch?v=nOCX0PNYfgQ Resultados de la prueba de la coagulasa y vancomicina: https://www.youtube.com/watch?v=Ij1Jp2JPUcU
Agar manitol salado:
El agar manitol salado es un medio de cultivo selectivo y diferencial, usado para aislar al Staphylococcus aureus (favorecer su desarrollo), ya que este posee del 7,5%-15% de NaCl , lo cual evita el crecimiento de otros microorganismos; al igual que el manitol que es fermentado principalmente por S. aureus. Este medio de cultivo se aprecia de color amarillo/dorado gracias a dicha fermentación que da como resultado la producción de ácido láctico.
¿Cómo el Staphylococcus aureus se ha hecho resistente a los betalactámicos?
El peptidoglicano es una malla entre enlaces peptídicos que le dan rigidez a la bacteria, entre esta malla se encuentran las proteínas unidoras de la penicilina, en un inicio estas eran el blanco de los antibióticos betalactámicos para inhibir en el S. aureus la síntesis de su pared celular. Sin embargo, este microorganismo por medio de mecanismos como la conjugación, transducción… Modifica esas proteínas para que sigan sintetizando su pared celular, pero generando resistencia al antibiótico originando distintas cepas de S. aureus meticilino resistente que se encuentran tanto en los medios hospitalarios como en la comunidad. Nota del autor: La profesora menciona que el manitol es una fuente de carbono y cuando es fermentado por el S. aureus se forma ácido láctico , por eso se ve el cambio de color del medio de cultivo del rojo de la izquierda al amarillo de la derecha. El cambio de color mencionado se debe a que S. aureus acidifica el medio. El Murray dice que la concentración de NaCl es de 7,5%, pero la profe dijo que esta puede ser hasta de 15% (Por eso se incluyeron ambos %) Video opcional agar manitol salado : https://www.youtube.com/watch?v=wCPULIvRlrQ
Estructura antigénica de los cocos Gram positivo:
1. Polisacárido capsular: En Streptococcus pneumoniae tiene actividad anti-fagocitica y en Staphylococcus aureus forma biopelículas (Igual en los Estafilococos coagulasa negativos). 2. Proteína A: Característico de Staphylococcus aureus, es un marcador serológico y **epidemiológico.
- Ácido teicoico y lipoteicoico:** Da origen a estructuras tipo **pilis o fimbrias.
- Proteína M: Factor de virulencia** en Streptococcus pyogenes. 5. Polisacárido C: Elemento determinante de los grupos serológicos (Lancefield).
Factores de patogenicidad de S.aureus:
Nota del autor: La profe acotó lo siguiente: Los seres humanos están colonizados de forma intermitente por Staphylococcus aureus y sus cepas meticilino resistente. Se puede encontrar en la piel, mucosas, en la ropa…
Ejemplos de MMARCS: Proteína de unión a fibronectina, proteínas de unión al fibrinógeno (Factor clumping), toxinas alfa y beta, la proteína A estafilocócica. En cuanto a toxinas y enzimas: 1.1 Las citotoxinas: Poseen diversas funciones dependiendo de su tipo: Alfa: Altera la bomba Na- K, lo que provoca un rápido flujo de entrada de Na+ y de salida de K+, que por diferencia osmótica va a lisar a la célula que está afectando. Beta o esfingomielinasa C: Afecta a los esfingolípidos de la membrana celular. Delta, Gamma y Leucocidina P-V o PVL: Altera neutrófilos,macrófagos y otros leucocitos. Además, la delta y la gamma son hemolíticas (Eritrocitos) y afectan a las plaquetas. 1.2 Factor Clumping: (Factor de coagulación). Nota del autor: La profesora mencionó que es importante recordar la estructura de un anticuerpo:
- Fracción variable o Fab: Reconoce a los antígenos
- Fracción constante o cristalizable o FC: Se une a los receptores de las células blanco. MMARCS se puede encontrar en inglés en los libros como MSCRAMM “microbial surface components recognizing adhesive matrix molecules” y en español la profe lo dictó como “Moléculas de la matriz adhesinas que reconocen componentes de la superficie microbiana” pero sale en el Murray y otros libros como se puso anteriormente. Nota del autor: - La PVL o Leucocidina de Panton- Valentine no es hemolítica es únicamente leucotóxica , también según el artículo es sinergohimenotrópica porque forma poros en las membranas celulares de las células del sistema inmune y produce dos proteínas llamadas LukS-PV y LUkF-PV que producen muerte celular por apoptosis o necrosis.
- La toxina alfa altera el músculo liso de los vasos sanguíneos y es tóxica para muchas células.
Ya que el Staphylococcus aureus es coagulasa positivo, forman coágulos o aglutinación celular como un mecanismo protector y de defensa, está habilidad está dada por proteínas de adhesión al fibrinógeno (Proteínas FBG-ClfA/ClfB y FN-BPA/BPB).
2. Las toxinas exfoliativas : Dan origen a la enfermedad de la piel escaldada causada por una toxina A y una toxina B (Termoestable y termolábil), que están asociadas a una codificación por el genoma microbiano o son inducidas por plásmidos para **romper las uniones de los desmosomas (Desmogleína 1) a nivel de la epidermis, desprendiéndola.
- Enterotoxinas:** Son conocidos 1 8 tipos, que tienen la particularidad de ser termoestables porque resisten el calor y están asociadas a las enfermedades transmitidas por la intoxicación de alimentos(ETA). Además, tienen resistencia a los ácidos gástricos y biliares. Nota del autor: - Las proteínas ClfA y CIfB reconocen el fibrinógeno (Precursor de la fibrina que interviene en los procesos de coagulación). - Las proteínas de adhesión FnBPA y FnBPB reconocen a la fibronectina (Incrementa la coagulación).
vómitos y diarrea. En los casos más graves puede producirse shock, fallo multiorgánico, fallo circulatorio e, incluso, la muerte. 4.2 ¿Cómo fue descubierta la Toxina- 1 y qué causa? El primer brote del síndrome del shock tóxico (SST) se produjo en Australia en el año 1928, donde la enfermedad se desarrolló en 21 niños, 12 de los cuales fallecieron tras haber recibido una vacuna contaminada con S. aureus. Transcurridos 50 años desde este episodio, J. K. Todd describió el llamado síndrome del shock tóxico en 7 niños con enfermedad sistémica , y en el verano de 1980 se publicaron los primeros casos de SST en mujeres menstruantes. Posteriormente se descubrió que las cepas de S. aureus productoras de TSST-1 se podían multiplicar rápidamente en los tampones superabsorbentes y liberar la toxina.
5. Coagulasa: Las cepas de Staphylococcus aureus producen dos tipos de coagulasa , una ligada a la pared celular y otra libre. Ambas convierten el fibrinógeno en fibrina insoluble, aunque lo hacen mediante Nota de Autor: Fragmento del Libro de Murray 7.a Edición (pág 177): “La toxina exfoliativa A, las enterotoxinas y la TSST-1 pertenecen a una clase de polipéptidos conocidos como superantígenos. Estas toxinas se unen en los macrófagos a moléculas del complejo principal de histocompatibilidad de clase II (MHC II), las cuales interaccionan con las regiones variables de la subunidad b de los receptores específicos de los linfocitos T (VbTCR). Esto determina la liberación masiva de citocinas por los macrófagos (IL-1b y factor de necrosis tumoral ([TNF]) a) y los linfocitos T (IL-2, interferón g y TNF-b). La liberación de TNF-a y TNF-b se asocia a hipotensión y shock y la fiebre se asocia a la liberación de IL-1b”.
mecanismos diferentes. La coagulasa puede formar una capa de fibrina alrededor del absceso estafilocócico, lo que ayuda a proteger a los microorganismos de la fagocitosis. Coagulasa ligada: Este tipo está unido directamente a la pared celular del Staphylococcus aureus. Tiene la capacidad de convertir directamente el fibrinógeno en fibrina insoluble. Esto provoca la agregación de los estafilococos, ayudándolos a protegerse del sistema inmunitario del huésped. Coagulasa libre: Este tipo de coagulasa reacciona con un factor plasmático de tipo globulina conocido como "factor de reacción con la coagulasa". Juntos forman un complejo llamado estafilotrombina , que actúa como un factor similar a la trombina. Este complejo cataliza la conversión del fibrinógeno en fibrina insoluble, con efectos similares al tipo ligado. Además, S. aureus genera otras enzimas que facilitan la diseminación bacteriana :
6. Hialuronidasa: Hidroliza el ácido hialurónico del tejido conectivo. Fibrinolisina o estafilocinasa: Disuelve coágulos de fibrina. Su función es activar el plasminógeno para convertirlo en plasmina (quien finalmente degrada el coágulo). 7. Lipasas: Hidrolizan lípidos , ayudando a la supervivencia en regiones sebáceas. **8. Nucleasa termoestable: Degrada ADN viscoso. Otras enzimas son:
- Penicilinasa codificada por plásmidos transmisibles** : Enzima penicilinasa (una beta-lactamasa) es producida por genes que están ubicados en plásmidos (fragmentos de ADN extracromosómico) que pueden transferirse entre bacterias, **facilitando la rápida diseminación de la resistencia a antibióticos.
- Proteínas NEAT (del inglés NEAr Transporter, o “cerca del transportador”): Nota del autor:** Diseminación Bacteriana: proceso mediante el cual las bacterias se extienden desde su sitio inicial de colonización o infección hacia otras áreas del cuerpo del huésped. ADN Viscoso: ADN extracelular que se encuentra en ciertos entornos. Proviene de células muertas (por apoptosis o necrosis) y es un componente común en fluidos biológicos como el pus, en tejidos inflamados o infectados.
Mecanismo de evasión de S. aureus:
Imagen A: El Staphopain (Estafopaína) inhibe la acción de las sustancias chemoattractans (Quimio atrayentes) que se encargan de traer células blanco al sitio de infección. Las lipasas de S. aureus logran neutralizar el estado antigénico de los PAMPs (Disminuyen su capacidad antigénica). Imagen B: El S. aureus como mecanismo de defensa genera: Coágulos (Tranformación de fibrinógeno en fibrina insoluble), formación de biofilm y las cápsulas exopolisacáridas PIA de material mucilaginoso. Imagen C: Mecanismo de reducción de las catalasas para hidrolizar el H2O2 y dar lugar a H2O+O2. Las nucleasas degradan el ADN y péptidos intracelulares que necesita el neutrófilo para activarse. Imagen D. Nota del autor: De mecanismos de evasión la profesora solo hizo énfasis en lo anterior, sin embargo, en el artículo del siguiente link file:///D:/DESCARGAS/Pathogenicity_and_virulence_of_Staphylococcus_aure%20(1).pdf se encontró más información para mayor compresión completamente opcional. El inicio y el final del complemento se especificó en rojo.
INICIO DEL COMPLEMENTO DEL AUTOR EN BASE AL ARTÍCULO.
Mecanismo de evasión de leucocitos de S. aureus:
a) Inhibición de la extravasación de neutrófilos del torrente sanguíneo a los tejidos, la activación de los neutrófilos y la quimiotaxis. S. aureus secreta una serie de moléculas que bloquean la opsonización y la activación del complemento como: Familia de las SSL, CHIPS (Proteína inhibidora de la quimiotaxis de Staphylococcus) y FLPr (Factor de inhibición de la respuesta de los leucocitos). Adicionalmente, para impedir la opsonización se secreta SCIN (Inhibidor del complemento estafilocócico), cuya importancia radica en que restringe las 3 vías del complemento ya que inhibe a la convertasa C3, disminuyendo la exposición de la C3b y la formación del quimioatrayente C5a. Evita la adhesión de los neutrófilos al endotelio vascular para inhibir la extravasación de los neutrófilos de los vasos sanguíneos a los tejidos infectados por medio de la proteína similar a superantígeno 5 estafilocócica(SSL5) y SelX. Finalmente la lipasa de S.aureus disminuye la actividad proinflamatoria de los PAMPs de las lipoproteínas. La Estafopaína (Staphopain) contribuye a la inhibición de la quimiotaxis (Degrada al receptor CXCR2 para inhibir la migración de neutrófilos hacia las citocinas reconocidas por dicho receptor).
d) Eliminación directa de neutrófilos por toxinas citolíticas o desencadenamiento de la apoptosis. S. aureus secreta produce varias citolisinas, incluyendo leucocidina bicomponente (LukAB), alfa tóxina y modulinas solubles en fenol (PSM) que lisan directamente a los leucocitos. Algunas de estas nucleasas también causan escape/lisis fagosómica. La PSM y la alfa toxina también lisan otros tipos celulas. Otras moléculas secretadas por Staphylococcus aureus pueden desencadenar la apoptosis mediada por receptores.
FIN DEL COMPLEMENTO DEL AUTOR EN BASE AL ARTÍCULO.
Epidemiología de S.aureus:
Nota de Autor: En esta diapositiva la profesora no hizo mucho énfasis, solamente leyó el contenido presente. Sin embargo, se consideró agregar algunos conceptos para mayor entendimiento.
● La localización es ubicua: capacidad para colonizar una amplia gama de nichos ecológicos tanto en el huésped humano como en el ambiente externo. ● También se hace referencia a la existencia de cepas SARM ( Staphylococcus aureus resistente a meticilina), lo cual destaca su ubicuidad no solo en localizaciones físicas, sino también en su diversidad genética.
ENTIDADES CLÍNICAS: Infecciones en piel e intoxicación alimentaria
Es la descamación diseminada del epitelio en lactantes ; ampollas carentes de microorganismos o leucocitos. Se caracteriza por el inicio brusco de un eritema peribucal localizado (enrojecimiento e inflamación alrededor de la boca) que se extiende por todo el organismo a lo largo de los 2 días siguientes. Una ligera presión desprende la piel (signo de Nikolsky positivo), y poco después se forman grandes ampollas o vesículas cutáneas que se siguen de descamación epitelial. Además, el impétigo ampolloso es una forma localizada de SPEE. Las cepas específicas de S. aureus productoras de toxina (p. ej., el fago tipo 71) se asocian a la formación de ampollas cutáneas superficiales. A diferencia de lo que ocurre en los sujetos con las manifestaciones diseminadas de SPEE, los pacientes aquejados de impétigo ampolloso muestran ampollas localizadas que arrojan resultados positivos en los cultivos. El eritema no se extiende más allá de los límites de la ampolla y no está presente el signo de Nikolsky. La enfermedad se da principalmente en lactantes y niños pequeños y se transmite con facilidad.
