Bacillus anthracis

BACILLUS

Son microorganismos que tienen forma cocácea o bacilar y grampositivos y gramnegativos. La característica compartida por todos ellos es la capacidad de formar endosporas. La familia Bacillaceae comprende una colección variada de bacterias, que incluyen microorganismos que solo crecen en condiciones anaerobios o anaerobias.

A pesar de las docenas de géneros incluidos dentro de esta familia, los estudiantes deben conocer dos importantes: Bacillus (microorganismos formadores de esporas aerobios y anaerobios facultativos) y Clostridium (microorganismos formadores de esporas anaerobios estrictos).

El género Bacillus incluye casi 200 especies. Pero hay limitadas las que se tienen interés médico.

Bacillus anthracis, el microorganismo responsable del carbunco, es el miembro más importante de este género. Esta especie se considera una de las más temidas como agentes para la guerra biológica. La otra especie con importancia clínica de este género es Bacillus cereus, que es responsable de gastroenteritis, infecciones oculares traumáticas, sepsis originadas en catéteres y, en menos ocasiones, neumonías graves.

Bacillus anthracis

Es un microorganismo grande (1 x 8µm) que se dispone de forma aislada o en parejas de bacilos, como cadenas de serpentinas. Dada la importancia medica única de B. anthracis es importante comprender los detalles funcionales de sus toxinas. Las cepas virulentas de B. anthracis portan genes que codifican tres componentes proteicos tóxicos en un plásmido de gran tamaño. Cada una de estas proteínas, antígeno protector (PA), factor del edema (EF) y factor letal (LF) no son toxicas de por sí, pero dan lugar a unas potentes toxinas cuando se combinan: la combinación del antígeno protector y el factor del edema origina la toxina del edema, mientras que la unión del antígeno protector con el factor letal conforma la toxina letal. El PA es una proteína de de 83 k Da que se une a uno de dos receptores en la superficie de las células anfitrión y que están presentes en muchas células y tejidos (p. ej., cerebro, corazón, intestino, pulmón, musculo esquelético, páncreas, macrófagos); en consecuencia la toxina de carbunco puede dañar a números tejidos. Un segundo e importante factor de virulencia de B. anthracis es una prominente capsula polipeptidica. La capsula se observa en muestras clínicas, no se produce in vitro a no ser que se utilicen unas condiciones especiales de cultivo. Tres genes (cap A, cap B, y cap C) intervienen en la síntesis de esta capsula y se encuentran en un segundo plásmido.

Patogenia e inmunidad

Los principales factores responsables de la virulencia de B. anthracis son la capsula, la toxina de edema y la toxina letal. La capsula inhibe la fagocitosis de las células en fase de replicación. La actividad adenil ciclasa de la toxina de edema origina la acumulación de líquidos característica del carbunco. La actividad de la metaloproteasa de cinc de la toxina letal estimula la liberación de factor necrosis tumoral-α e interleucina, así como otras citosinas proinflamatorias, por parte de los macrófagos.

Epidemiologia

El carbunco es una enfermedad que afecta fundamentalmente a los herbívoros; el ser humano se infecta como consecuencia de la exposición a animales o a productos de animales contaminados. La enfermedad constituye un problema grave en aquellos países que no llevan a cabo (o no pueden hacerlo) campañas de vacunación animal (ejem. Enfermedad establecida en la fauna africana). Tan solo se han descubierto 5 casos entre 1981y 1999. Este dato estadístico podría carecer de sentido en la actualidad debido a la contaminación deliberada de empleados del U.S Postal Service con esporas de B. anthracis en el año 2001. El riesgo de exposición de una población amplia a este peligroso patógeno se ha incrementado notablemente en esta era de bioterrorismo. Algunos países y ciertos grupos terroristas independientes han diseñado programas de guerra bacteriológica. Iraq, la Unión Soviética y el grupo terrorista Japonés han realizado experimentos utilizando B. Anthracis como arma. De hecho gran parte de la información disponible acerca del carbunco adquirido por inhalación se recopilo tras la liberación accidental de esporas en 1979 en Sverdlovsk en la antigua unión Soviética (al menos 79 casos de carbunco con 68 muertes) y la contaminación de empleados del U. S. Postal Service por cartas que contenían B. anthracis (11 pacientes con carbunco por inhalación y 11 pacientes con carbunco cutáneo).

La infección del ser humano por B. anthracis se adquiere por una de las tres vías:

1. Inoculación

2. Ingestión

3. Inhalación

Aproximadamente el 95 % de las infecciones de carbunco en el ser humano se deben a la inoculación de las esporas de Bacillus a través de la piel expuesta, a partir de tierra contaminada o de productos animales infectados como la piel, el pelo de la cabra y la lana.

La ingestión del bacilo es muy infrecuente en el ser humano pero representa una via frecuente de infección en herbívoros. La tierra o los productos animales contaminados pueden permanecer infectados durante años como consecuencia de la capacidad de este microorganismo de formar esporas resistentes.

El carbunco por inhalación se ha llamado tradicionalmente enfermedad de los clasificados de lana, ya que la mayoría de las infecciones en el ser humano son consecuencia de la inhalación de las esporas B. anthracis durante el procesamiento de pelo de cabra. Aunque en la actualidad constituye una fuente infrecuente de infección en el ser humano, la inhalación constituye la vía de infección más probable en el caso de las armas biológicas.

Enfermedades clínicas

El carbunco cutáneo comienza con el desarrollo de una pápula indolora en el lugar de la inoculación que se transforma en una ulcera rodeada de vesículas para convertirse posteriormente en una escara necrótica. Pueden aparecer signos sistemáticos, linfadenopatias dolorosas y edema masivo. La tasa de mortalidad en los pacientes con carbunco no tratado es de 20%.

Los síntomas clínicos del carbunco digestivo dependen de la zona de infección. Cuando los microorganismos invaden la porción superior del tubo digestivo, se forman ulceras en la boca o el esófago, lo cual comporta un aumento de las linfadenopatias regionales, el edema y la septicemia. El paciente presenta nauseas, vómitos y malestar general cuando el microorganismos invaden el ciego o el íleon terminal y el cuadro evoluciona con rapidez a una enfermedad sistemática. La mortalidad asociada al carbunco digestivo se acerca al 100%. A diferencia de

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