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Bacillus

Los Bacillus son bacilos gram-positivos aeróbicos, formadores de esporas. Dos especies patógenas son Bacillus anthracis (B. anthracis) y B. cereus. Bacillus anthracis tiene una cápsula polipeptídica única compuesta de D-glutamato y se asocia con ántrax cutáneo, gastrointestinal y pulmonar. Es importante destacar que B. anthracis está clasificado como agente de bioterrorismo. Bacillus cereus se asocia con 2 formas de intoxicación alimentaria, diarreica y emética, ambas autolimitadas y solo requieren cuidados de soporte.

Última actualización: Jul 6, 2022

Responsabilidad editorial: Stanley Oiseth, Lindsay Jones, Evelin Maza

Clasificación

Diagrama de flujo de microbiología clasificación de bacterias grampositivas

Bacterias gram-positivas:
La mayoría de las bacterias se pueden clasificar de acuerdo con un procedimiento de laboratorio llamado tinción de Gram.
Las bacterias con paredes celulares que tienen una capa gruesa de peptidoglicano retienen la tinción cristal violeta utilizada en la tinción de Gram, pero no se ven afectadas por la contratinción de safranina. Estas bacterias aparecen como azul púrpura en la tinción, lo que indica que son gram-positivas. Las bacterias pueden clasificarse además según su morfología (filamentos ramificados, bacilos y cocos en grupos o cadenas) y su capacidad para crecer en presencia de oxígeno (aeróbicos versus anaeróbicos). Los cocos también pueden identificarse con mayor profundidad. Los estafilococos pueden reducirse en función de la presencia de la enzima coagulasa y de su sensibilidad al antibiótico novobiocina. Los estreptococos se cultivan en agar sangre y se clasifican según la forma de hemólisis que emplean (α, β o γ). Los estreptococos se reducen aún más en función de su respuesta a la prueba de pirrolidonil-β-naftilamida, su sensibilidad a antimicrobianos específicos (optoquina y bacitracina) y su capacidad para crecer en medios de cloruro de sodio (NaCl).

Imagen por Lecturio. Licencia: CC BY-NC-SA 4.0

Características Generales

Características básicas de Bacillus spp.

  • Bacilos gram-positivos
  • Formadores de esporas:
    • Endosporas (células deshidratadas)
    • Altamente resistente al calor y otras exposiciones ambientales
    • Puede persistir en el suelo en estado latente durante muchos años
  • Catalasa positivo
  • Aerobio

Especies patógenas

  • Bacillus anthracis (B. anthracis):
    • Las colonias muestran proyecciones de halo conocidas como «cabezas de medusa».
    • Forman largas cadenas cuando crecen en cultivo
    • Crecen en agar sangre a 37°C (98,6°F), no hemolítico
    • Tienen flagelos no funcionales (proteínas flagelinas defectuosas); no móvil
    • Factores virulentos:
      • Cápsula de polipéptido D-glutamato (se tiñe con tinta china)
      • Factor edema
      • Factor letal
      • Antígeno protector
  • B. cereus
    • Crecen bien en agar sangre o chocolate a 25°C–37°C (77°F–98,6°F)
    • Beta-hemolítico
    • Móvil, tiene flagelos
    • Produce 2 tipos de enterotoxinas:
      • Toxina diarreica (termolábil)
      • Toxina emética (termo estable)
    • Factores virulentos:
      • Regulador de fosfolipasa C
      • Controla la expresión de hemolisinas, enterotoxinas, fosfolipasas y proteasas

Videos relevantes

B. anthracis

Epidemiología

  • Afecta principalmente a los animales (herbívoros)
  • Ovinos, bovinos, caprinos y equinos actúan como reservorio natural.
  • Generalmente, los seres humanos se infectan accidentalmente a través del contacto con animales o sus productos.
  • Las esporas se utilizan como agente de bioterrorismo.
  • Se notificaron algunos casos secundarios a accidentes de laboratorio.

Transmisión

  • Transcutáneo:
    • Animales infectados
    • Productos animales
  • Ingestión: carne poco cocida de animales infectados con ántrax
  • Inhalación de esporas
  • Inyección parenteral directa: rara
  • La transmisión NO ocurre de persona a persona
Ciclo del ántrax

El ciclo del ántrax
Bacillus anthracis (esporas de ántrax) infecta a humanos o mamíferos a través de diferentes procesos: ya sea por ingestión, inhalación o por vías cutáneas por picaduras de un insecto infectado. Las esporas de ántrax se originan en la vegetación de los desechos excretados del ganado, que está expuesto al oxígeno.

Imagen por Lecturio.

Patogénesis

  • Antígeno protector:
    • Llamado así porque el antígeno protector sirve como objetivo de la vacuna contra el ántrax
    • Se adhiere a las proteínas de la superficie del huésped
    • Permite la entrada de toxinas al citosol
  • Factor edema:
    • Imita el adenosín monofosfato cíclico (AMPc)
    • Provoca una escara negra edematosa característica en el ántrax cutáneo
    • Induce hemorragia multiorgánica
  • Factor letal:
    • Exotoxina que actúa como proteasa
    • Escinde la proteína quinasa activada por mitógenos
    • Provoca necrosis tisular
  • Cápsula de polipéptido: ayuda en la aversión a la fagocitosis

Presentación clínica

En Estados Unidos, ocurren 3 manifestaciones clínicas.

  1. Ántrax cutáneo:
    • Pápula indolora rodeada de vesículas
    • Escara negra en el sitio de contacto
    • Manifestación más común, curso autolimitado
    • En raras ocasiones, puede progresar a bacteriemia y muerte
  2. Ántrax gastrointestinal:
    • Lesión ulcerosa que produce dolor abdominal, vómitos y diarrea
    • La lesión puede perforarse posteriormente.
    • Raro y letal
  3. Ántrax pulmonar (enfermedad del clasificador de lana):
    • Síntomas similares a la gripe
    • Incubación prolongada inicialmente, hasta 60 días
    • Progresión rápida a fiebre, hemorragia pulmonar, mediastinitis y shock
    • Radiografía de tórax: mediastino ensanchado o derrame pleural
    • Aproximadamente el 50% de los pacientes desarrollarán meningitis hemorrágica.

Identificación

  • Cultivos que muestran bacilos encapsulados:
    • Sangre
    • Líquido pleural
    • Líquido cefalorraquídeo
  • Pruebas serológicas durante el período de convalecencia

Prevención

  • Antimicrobianos (fluoroquinolonas y doxiciclina)
  • Antitoxina (raxibacumab o inmunoglobulina de ántrax)
  • Drenaje de derrames pleurales
  • Cuidados de soporte, glucocorticoides

Tratamiento

  • Principalmente a través de la vacunación animal
  • La vacuna contra el ántrax humano está disponible para:
    • Cierto personal veterinario, de laboratorio o militar
    • La profilaxis posterior a la exposición

B. cereus

Epidemiología

  • Abundante en el suelo, y el agua dulce y marina
  • Contaminante frecuente de alimentos
  • Normalmente presente de forma transitoria en el tracto gastrointestinal humano (hasta un 43%)
  • La bacteriemia por B. cereus puede ocurrir en usuarios de drogas inyectables, neonatos, pacientes inmunosuprimidos y pacientes con dispositivos protésicos.

Transmisión

  • Ingestión:
    • Carnes
    • Verduras
    • Arroz/granos recalentados
  • Esporas:
    • Puede sobrevivir a las temperaturas de cocción
    • A medida que los alimentos se enfrían, las esporas germinan y producen toxinas.
  • Inyección parenteral directa: usuarios de drogas intravenosas

Patogénesis

  • Intoxicación alimentaria por ingestión:
    • Los síntomas están relacionados con la producción de toxinas.
    • La toxina diarreica es producida por bacterias ingeridas en forma vegetativa o de esporas.
    • La toxina emética se produce en los alimentos y se ingiere directamente.
  • La bacteriemia (infección del torrente sanguíneo) provoca la siembra de varios órganos.
  • Las infecciones de tejidos blandos pueden ocurrir en heridas traumáticas por contacto directo.

Presentación clínica

  • Intoxicación alimentaria diarreica:
    • Ocurre de 6–14 horas después de la ingestión
    • Asociado a carnes y verduras
    • Síntomas secundarios a enterotoxina termolábil
    • Diarrea acuosa y calambres abdominales durante una mediana de 24 horas
  • Intoxicación alimentaria emética:
    • Inicio rápido, ocurre 2–3 horas después de la ingestión
    • Asociado con arroz y granos recalentados
    • Síntomas secundarios a la enterotoxina termoestable
    • Náuseas y vómitos durante una mediana de 9 horas
    • Recuerde diferenciar de la intoxicación alimentaria por Staphylococcus aureus (S. aureus)
  • Manifestaciones raras:
    • Meningitis
    • Infecciones necrosantes de tejidos blandos
    • Endocarditis
    • Queratitis: asociada con el postoperatorio de cataratas o el uso de lentes de contacto

Identificación

  • Cultivos:
    • Heces (para casos de intoxicación diarreica)
    • Sangre (si se sospecha infección sistémica)
  • Ensayos para detectar toxina diarreica

Videos relevantes

Referencias

  1. Noonan L., & Freeman J. (2020). Bacillus cereus and other non-anthracis Bacillus species. UpToDate. Retrieved December 30, 2020, from https://www.uptodate.com/contents/bacillus-cereus-and-other-non-anthracis-bacillus-species
  2. Wilson, K. (2020). Clinical manifestations and diagnosis of anthrax. UpToDate. Retrieved December 30, 2020, from https://www.uptodate.com/contents/clinical-manifestations-and-diagnosis-of-anthrax
  3. Wilson, K. (2020). Microbiology, pathogenesis, and epidemiology of anthrax. UpToDate. Retrieved December 30, 2020, from https://www.uptodate.com/contents/microbiology-pathogenesis-and-epidemiology-of-anthrax
  4. Bacillus anthracishttps://microbewiki.kenyon.edu/index.php/Bacillus_anthracis
  5. Tankeshwar, A. (2020). Bacillus anthracis: Properties, Pathogenesis and Laboratory Diagnosis. Retrieved 30 December 2020, from https://microbeonline.com/bacillus-anthracis-properties-pathogenesis-diagnosis/ 
  6. Grace Ucar. (2011). Bacillus cereushttps://www.sciencedirect.com/topics/medicine-and-dentistry/bacillus-cereus

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