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