Bacilus Antracis

Resumen

Presentar un resumen actualizado sobre el ciclo ecológico del Bacillus anthracis y los factores

responsables de la virulencia en animales y el hombre, con especial énfasis en la biología de los

plásmidos que codifican las funciones de patogenicidad.

Presentación

El Anthrax o carbunco es una enfermedad que ocurre fundamentalmente en animales hervíboros

(ganado vacuno, caprinos y ovinos), y muy esporádicamente en otros mamíferos y el hombre. Es

causada por el Bacillus anthracis, una bacteria Gram positiva, capsulada, no-mótil, aeróbica o

anaeróbica facultativa, con forma de bastón o bacilar (1.5-2 a 8-11 m), capaz de formar esporas

resistentes que le permiten sobrevivir en ambientes adversos por largos períodos de tiempo. La

mayoría de las cepas estudiadas son virulentas y esta capacidad está determinada por funciones

codificadas en dos megaplásmidos estables (pXO1 y pXO2), que portan los genes requeridos

para la síntesis de las proteínas responsables de la toxicidad (factor edema, cya, factor letal, lef y

el antígeno de protección, pagA), los genes relacionados con la germinación (gerXA, gerXB y

gerXC), organizados en un operon; y la producción de una cápsula antifagocítica formada por un

polímero de ácido D-glutámico. El ciclo de vida de B. anthracis transcurre casi exclusivamente en

el estomago de mamíferos hervíboros – habitat natural de reproducción- donde las esporas

pueden germinar y las formas vegetativas se multiplican y producen las toxinas que en

concentraciones elevadas pueden conducir a la muerte del organismo hospedador. Las formas

vegetativas no son por si mismas capaces de invadir y reproducirse en hospedadores sanos. La

formación de esporas requiere entre otros factores la presencia de oxigeno, y la eficiencia del

proceso es dependiente de las condiciones ambientales. Las esporas germinan en los tejidos y

órganos de mamíferos, produciendo de acuerdo a la forma de ingreso tres tipos de enfermedades

infecciosas: cutánea, intestinal o respiratoria. Esta última produce altas tasas de mortalidad.

Un poco de historia.

Pollender en 1849, fue el primero en revelar la presencia de cuerpos en forma de bastón en la

sangre de animales que padecían una enfermedad conocida desde la antigüedad como: fiebre

esplénica, pústula maligna, enfermedad de los escaldadores de la lana, carbunco o ánthrax,

sugiriendo una conexión causal con la enfermedad. Devaine en 1863, demostró que la presencia

de las formas bacilares encontradas en la sangre de animales con ánthrax era una condición

esencial para producir la muerte en animales inoculados. Afirmó que se trataba de bacterias y

propuso el nombre de Bacillus anthracis para designarlas. Pero las ideas de Devaine no fueron

universalmente aceptadas ni sus experimentos concluyentes. La polémica sobre la causalidad se

extendió hasta 1876 cuando Roberto Koch, publicó su trabajo sobre “La etiología del Anthrax

basada en la historia de vida del Bacillus anthracis”. Koch realizó cuidadosas observaciones

sobre la morfología y división del bacilo en la sangre y en tejidos de animales, y desarrolló lastécnicas para la obtención de cultivos puros que le permitieron demostrar la producción de

esporas a partir del bacilo y de bacilos a partir de esporas, confirmando en forma magistral los

trabajos de Ferdinand Cohn. Finalmente, logró reproducir los síntomas de la enfermedad

mediante la inoculación de animales sanos con cultivos puros de B. anthracis, estableciendo una

correlación inequívoca entre el agente infeccioso y la enfermedad. Nació la Bacteriología y

rápidamente se transformó en una ciencia experimental. En 1881 Koch publicó los “Métodos

para el estudio de organismos patógenos” y un año más tarde, el trabajo seminal sobre la

etiología de la tuberculosis. En los veinte años siguientes, los bacteriólogos lograron establecer la

etiología de las principales enfermedades producidas por bacterias. En 1881, Louis Pasteur

desarrolló la primera vacuna empleando cultivos vivos de B. anthracis atenuados por calor (42º-

43ºC). La efectividad de la vacuna en vacas, ovejas y carneros fue demostrada en público en el

campo de Pouilly-le-Fort, dejando firmemente establecidos los principios de la inmunización.

En Venezuela, se reconoce a Rafael Rangel como el primero en realizar estudios experimentales

sobre el ántrax. En 1906 diagnosticó con magistral precisión que el mal conocido como

atarrillamiento o tabardillo, que afectaba al ganado vacuno, o el vejigazo, ampolla del ganado o

vejiga de vaca que producía lesiones severas entre los criadores, y el grito de las cabras eran

todas producidas por el B. anthracis. Rangel, junto a Minguet Letteron trabajó en la atenuación

del bacilo con miras a la elaboración de una vacuna.

Bacillus anthracis

El Bacillus anthracis es el agente etiológico del ántrax o carbunco. Es una bacteria Gram positiva,

en forma de bastón de 2 a 11 mm, con lados paralelos y extremos rectos o ligeramente cóncavos,

recubierta por una cápsula formada un polímero del ácido D-glutámico. Las células se asocian,

protegidas por una envoltura capsular de apariencia uniforme, formanndo diplobacilos, o en largas

cadenas cuando provienen de cultivos, y en parejas o cadenas de tres a cuatro cuando si se aíslan

a partir de organismos infectados. Forman esporas de aspecto elipsoidal de 1 a 1.5 mm, ubicadas

en el centro sin producir deformaciones del cuerpo bacteria.

Plásmidos y ciclo ecológico

En la gran mayoría de las cepas de B. Anthracis estudiadas se ha demostrado la presencia estable

de dos elementos genéticos extracromosómicos de gran tamaño –megaplásmidos- que le

confieren a los individuos de la población ventaja selectiva y capacidad para completar un ciclo que

abarca dos nichos ecológicos bien diferenciados, en los cuales se expresan dos estadios

fisiológicos alternativos. El primero corresponde a la germinación de la forma

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