Lcdo.
Campero Josep
Residente
de segundo año de Bacteriología Clínica
INTRODUCCIÓN
La cantidad de miembros del genero Mycobacterium ha estado en
permanente aumento, reconociéndose en la actualidad a alrededor de 115
especies, la mayor parte de las cuales no causa enfermedad al humano.
Evidentemente, entre las virulentas destacan Mycobacterium leprae y
las que constituyen al complejo Mycobacterium
tuberculosis, pero existen muchas otras que figuran como oportunistas o
como patógenas consistentes, a las que se ha agrupado bajo la denominación de
micobacterias atípicas, micobacterias no tuberculosas
(MNT) o MOTT
(mycobacteria other than tubercle bacilli) (1).
Las MNT han venido adquiriendo más relevancia en el campo de la
salud pública, debido principalmente al incremento de su frecuencia como
agentes causales de severas patologías que afectan pulmones, glándulas linfoides,
piel, heridas, huesos, etc., particularmente en las personas debilitadas e
inmunocomprometidas, incluidas las que padecen de SIDA. Consecuentemente, el
interés de la comunidad científica por estos microorganismos ha crecido en
forma radical en los tiempos recientes, lo que ha permitido conocer los diversos
aspectos asociados a las patologías que ocasionan y a sus factores de virulencia
(21).
Se debe subrayarse que el tratamiento de las micobacteriosis se
ha complicado notablemente, habida cuenta que estos microorganismos han
desarrollado resistencia hacia un amplio número de antibióticos. En tal
contexto, las investigaciones actuales también incluyen la búsqueda de nuevos
agentes antimicobacterianos y de nuevos sitios “blanco” para los fármacos
tradicionales y los que aún están en estudio (17).
Las micobacterias no tuberculosas (MNT) incluyen a un importante
grupo de agentes etiológicos de diversos padecimientos en humanos, dentro del
cual destacan por su frecuencia y
virulencia el complejo MAC (Mycobactyerium
avium complex), así como las especies M.
kansasii, M. ulcerans, M. abscessus, M. chelonae y M. fortuitum.
Las patologías causadas por estos microorganismos han venido
creciendo en cuanto a incidencia en las últimas décadas y afectan principalmente
a los individuos inmunocomprometidos, involucrando a distintos órganos y tejidos,
aunque los cuadros patológicos más comunes son la enfermedad pulmonar, las
infecciones diseminadas, pulmonares, linfadenitis e infecciones de piel y
tejidos suaves.
Los factores de virulencia de las MNT incluyen componentes de la
envoltura celular, enzimas y otras moléculas que actúan como moduladores de la
respuesta inmune.
6.
PATOLOGÍA
El género Mycobacterium incluye a más de 100 especies, solo una parte
de las cuales son consideradas como patógenas. Las infecciones causadas por
micobacterias no tuberculosas
(MNT) representan entre el 0.5 y el 30% del total de las
enfermedades en humanos ocasionadas por micobacterias, destacando la participación
etiológica de las siguientes
(1, 2, 3):
_ MAC1 _ M. haemophilum _ M. scrofulaceum
_ M. abscessus _ M. heckeshornense _ M. septicum
_ M. asiaticum _ M. heidelbergense _ M. shimoidei
_ M. bohemicum _ M. immunogenum _ M. simiae
_ M. branderi _ M. interjectum _ M. smegmatis
_ M. celatum _ M. kansasii _ M. szulgai
_ M. chelonae _ M. lentiflavum _ M. terreae
_ M. conspicuum _ M. Malmoense _ M. thermoresistible
_ M. elephantis _ M. marinum _ M. triplex
_ M. flavescens _ M. mucogenicum _ M.
ulcerans
_ M. fortuitum _ M. neoaurum _ M. vaccae
_ M. genavense _ M. nonchromogenicum _
M. wolinskyi
_ M. goodii _ M. palustre _ M. xenopi
_ M. gordonae _ M. paratuberculosis
_ M. habana _ M. peregrinum
1 Complejo Mycobacterium avium; incluye
a M. intracellulare y M. Avium.
Las MNT han sido reconocidas como agentes etiológicos de
infecciones pulmonares y extrapulmonares, implicando en este último caso a
glándulas linfoides, piel, huesos, tejidos blandos o heridas; comúnmente, sus
patologías presentan diversas sintomatologías y se pueden manifestar como
localizadas o diseminadas, dependiendo de la predisposición y de las
condiciones del sistema inmunológico del paciente. Evidentemente, existe una
notable variabilidad geográfica en cuanto a la prevalencia de las especies
responsables aunque, en general, se acepta que la incidencia de los
padecimientos debidos a especies del complejo
M. tuberculosis ha venido disminuyendo, en la medida en la que
han aumentado las ocasionadas por MNT (3, 4).
Por otra parte, es realmente poco lo que se ha logrado establecer
respecto a las formas de contagio, si bien se piensa que las micobacteriosis no
son transmitidas de persona a persona, sino por ingestión de alimentos
contaminados, inhalación de aerosoles o situaciones iatrogénicas (3).
El incremento en la frecuencia de las enfermedades provocadas
por MNT tiene actualmente su fundamento en la mayor virulencia de las
micobacterias y en el crecimiento del número de individuos inmunocomprometidos como
aquellos que padecen SIDA; sin embargo, también debe tomarse en cuenta que
ahora se dispone de técnicas más específicas y sensibles para identificar a
estos microorganismos, los cuales anteriormente pasaban inadvertidos en las
muestras clínicas (3, 4).
Entre los padecimientos causados por MNT figuran la neumonía,
linfadenitis cervical, infecciones diseminadas asociadas a deficiencia
inmunitaria de tipo celular, enfermedad de
Crohn y, con menor frecuencia, las infecciones de la piel,
osteomielitis, otitis media e infecciones en heridas y en las incisiones por donde
se insertaron catéteres (1, 3).
Las manifestaciones clínicas implicadas dependen del órgano
afectado, aunque suelen presentarse síntomas inespecíficos tales como fiebre
persistente, sudores nocturnos, anemia, pérdida de peso, anorexia, diarrea,
mialgia y adenopatía (3).
Las infecciones debidas a MNT se relacionan a tasas importantes
de morbilidad y mortalidad en individuos con inmunidad local o sistémica
alterada, tal como la que caracteriza a los pacientes con SIDA o a quienes se
les administran agentes inmunosupresores por haber sido sometidos a trasplantes.
Otros factores de riesgo incluyen diversas enfermedades pulmonares y esofágicas,
gastrectomía, alcoholismo crónico, incisiones quirúrgicas, inyecciones y
heridas punzantes (3, 5, 6).
12.- Infecciones pulmonares:
El órgano más comúnmente afectado por las MNT es el pulmón y las
manifestaciones clínicas involucradas son similares a las observadas en los
casos de tuberculosis. Los criterios de diagnóstico se han estandarizado a
través de las guías publicadas por la Sociedad Torácica Americana (ATS) e
incluyen pruebas radiológicas, clínicas y microbiológicas (7, 8, 9).
Los signos y síntomas más frecuentes son fiebre, sudores
nocturnos, tos crónica, secreción de esputo, disnea progresiva, pérdida de
peso, fatiga, hemoptisis y dolor en el pecho; la evaluación del paciente suele
dificultarse debido a enfermedades pulmonares co-existentes tales como la
enfermedad obstructiva crónica, bronquiectasia, fibrosis quística, escoliosis torácica,
neumoconiosis (asbestosis y silicosis), pulmón negro, proteinosis alveolar, bronquitis
crónica y enfisema (7, 8, 9).
La enfermedad pulmonar predomina en pacientes masculinos que
fuman y presentan enfisema, aunque también se ha reportado en mujeres de edad
avanzada que no fuman ni presentan alguno de los factores de riesgo. Las cepas
del complejo Mycobacterium avium
(MAC) y M. kansasii
han sido identificadas frecuentemente como agentes causales de esta patología;
se les considera patógenos oportunistas distribuidos ampliamente en el medio ambiente
(suelo y agua), los cuales pueden infectar a diversas especies, incluyendo
aves, cerdos y humanos, provocándoles infecciones asintomáticas o sintomáticas
que pueden resultar mortales (3, 5).
El resto de las especies de MNT reportadas como patógenas,
abarca a M. abscessus, M.
asiaticum, M. branderi, M. celatum, M. chelonae, M. elephantis, M.
fortuitum, M. habana,
M. haemophilum, M. heckeshornense, M. malmoense, M. scrofulaceum, M.
shimoidei, M.
simiae, M. smegmatis, M. szulgai, M.
triplex, M. vaccae y M. xenopi. M. abscessus, M.
chelonae y M. fortuitum se aíslan con mayor frecuencia de
muestras provenientes de enfermos con fibrosis quística; M. heckeshornense destaca por causar múltiples cavidades en el pulmón; M. scrofulaceum se asocia a
infecciones pulmonares localizadas y M.
xenopi se ha encontrado en pacientes con otras enfermedades subyacentes del
pulmón (3, 10, 11).
Otra interesante enfermedad pulmonar es la neumonitis por
hipersensibilidad, la cual implica a pacientes inmunocompetentes que se han
expuesto a aerosoles con micobacterias; la enfermedad se asocia principalmente
a tinas calientes y albercas, por lo que las personas afectadas más comúnmente
son las que frecuentan el uso de estas fuentes acuáticas.
Adenitis. La forma más conocida de adenitis debida a MNT es la
linfadenitis cervical e implica a niños menores de cinco años que presentan una
cierta predisposición, denominada susceptibilidad mendeliana, a las enfermedades
provocadas por micobacterias. La anomalía parece residir en alguna mutación en
los genes IFNGR1, IFNGR2, IL12B o IL12RB1, lo que altera la inmunidad mediada
por el interferón gamma (IFN-γ) (2, 12).
La primera especie aislada como agente causal de linfadenitis
cervical fue M. scrofulaceum, si bien
con el tiempo se ha reconocido a M.
abscessus, M. bohemicum, M. celatum, M. chelonae, M. elephantis, M. fortuitum,
M. genavense, M. haemophilum, M. heidelbergense, M. interjectum, M. kansasii,
M. lentiflavum, M. malmoense, M. palustre, M. triplex y M. xenopi.
Actualmente, el MAC es la principal causa de la afección a nivel mundial; de hecho,
en fechas recientes, su incidencia ha aumentado en los Estados Unidos. En
cuanto a otras especies, existen diferencias en cuanto a su distribución
geográfica; por ejemplo, mientras en Europa la segunda especie en importancia
es M. malmoense, en los Estados Unidos
ese lugar es ocupado por M. scrofulaceum
(2, 12).
Generalmente, la enfermedad es precedida por una infección del
tracto respiratorio superior, afecta a los nódulos linfáticos cervicales:
submandibular, submaxilar o periauricular y se manifiesta como un absceso
solido unilateral, que en la mayoría de los casos no es doloroso al tacto. La
piel puede evidenciar una decoloración purpura y, en algunos casos, la formación
de una fistula; la inflamación permanece durante semanas o meses, el uso de antibióticos
no produce mejoría y un ultrasonido
puede mostrar pequeñas calcificaciones que sugieren enfermedad por
micobacterias. Para efectuar un diagnóstico certero se debe descartar que haya
historia de exposición a tuberculosis (12).
13.- Enfermedad de Crohn.:
Los avances en las técnicas de identificación han permitido reconocer
a Mycobacterium avium subsp paratuberculosis,
microorganismo también conocido como M.
paratuberculosis, que funge como el principal agente etiológico de la enfermedad
de Crohn. La participación de esta micobacteria también se ha confirmado poniendo
en evidencia anticuerpos séricos contra los antígenos p35 y p36 de M. paratuberculosis en numerosos
pacientes (1).
La enfermedad presenta como factores desencadenantes una
susceptibilidad genética, desbalance inmunológico e infecciones y dieta, si
bien se ha demostrado que ninguno de los anteriores origina la enfermedad
actuando de manera independiente. Los datos obtenidos mediante cultivos y técnicas
de hibridación in situ han permitido
estimar que la proporción de pacientes infectados con M. paratuberculosis fluctúa entre 35 y 40%; el agente causal provoca
una respuesta inflamatoria crónica mediada por linfocitos TH1 y la destrucción
del tejido se traduce en ulceraciones y fistulas intestinales, acompañadas por
fiebre, diarrea y dolor en la parte inferior derecha del abdomen; el cuadro
afecta predominantemente al intestino delgado, en especial a la válvula íleo-cecal,
pero también se extiende al estómago, duodeno e intestino grueso, provocando
estrechez del colon y, por lo tanto, estreñimiento y dilatación gástrica (1).
14.- Enfermedad diseminada:
Si bien casi todas las MNT pueden causar infecciones diseminadas,
el agente etiológico más frecuente es el MAC y a este le sigue M. kansasii. La patología se presenta más
comúnmente en pacientes con inmunodeficiencias familiares (en especial los
asociados a defectos en los receptores de IFN-γ); los enfermos de linfoma y leucemia;
los que se encuentran bajo terapia con esteroides; quienes padecen enfermedad vascular
del colágeno; y los que han recibido trasplantes de medula ósea o algún órgano.
Las MNT originan el 0.8 a 6% de las infecciones posteriores al trasplante renal
y su frecuencia es aún menor después de trasplantes
de corazón (12).
La enfermedad diseminada representa una complicación común en pacientes
con SIDA en estado avanzado; aproximadamente un 50% de estos son más
susceptibles a las infecciones por MAC y la probabilidad de que desarrollen el
cuadro diseminado es de 10 a 20%, sobre todo cuando su cuenta de linfocitos
CD4+ es menor de 50-100 células/mm3. Cabe señalar que el número de casos de
esta patología ha venido disminuyendo al aplicarse un mejor cuidado médico, la
terapia anti-retroviral altamente activa (HAART) y las medidas profilácticas
correspondientes (12).
Los signos y síntomas asociados a la enfermedad diseminada son
muy diversos, destacando la fiebre persistente, fatiga, pérdida de peso,
anemia, nauseas, vomito, dolor abdominal y diarrea. Si bien no se han logrado
identificar con claridad las posibles fuentes de infección, las técnicas
moleculares han permitido detectar la existencia de MNT (en especial de MAC)en
los sistemas de distribución de agua municipales y de los hospitales, en máquinas
de hielo u en tanques de oxígeno y aparatos de succión (5, 6, 10, 12, 13).
La transmisión a través del agua potable es muy factible, debido
a que M. scrofulaceum y las especies
del MAC son resistentes a los agentes más utilizados para la desinfección acuífera:
cloro, cloramina, dióxido de cloro, ozono y otros desinfectantes comunes tales como
los compuestos cuaternarios de amonio, los fenoles y el glutaraldehido (13).
En los pacientes con SIDA, la infección suele adquirirse vía el
tracto gastrointestinal; los estudios han mostrado que las micobacterias
invaden hígado, bazo, medula ósea y tracto gastrointestinal, alcanzando
proporciones de 107-1010 UFC/g de tejido. En personas con bajas cantidades de células
CD4+, los análisis rutinarios de sangre
pueden ayudar a detectar la presencia del MAC en fases tempranas, en las que la
terapia resulta muy exitosa (12).
15. Infecciones en piel, huesos y
tejidos blandos:
Estos padecimientos pueden ocurrir en individuos de
cualquier edad y hasta en pacientes aparentemente sanos con fracturas expuestas
o intervenidos quirúrgicamente. Su incidencia en individuos inmunocomprometidos
ha aumentado y el uso de cortico esteroides representa otro serio factor de
riesgo. Entre los principales agentes causales de infecciones de la piel y de
tejidos blandos 2, se cuentan las micobacterias de crecimiento rápido
(M. chelonae y M. fortuitum), el MAC, M.
flavescens, M. goodii, M. gordonae, M. haemophilum, M. marinum, M. peregrinum,
M. scrofulaceum, M. terreae, M. ulcerans, M. vaccae, M. wolinskyi y, con menor
frecuencia, M. kansassii. En
pacientes con inmunodepresión crónica, M.
fortuitum y M. chelonae son las especies responsables del 95% de los casos
de infecciones cutáneas (3, 10, 11, 12, 14, 15).
Generalmente, las afecciones tienen su origen en heridas
punzantes tales como las que aparecen cuando se pisan clavos contaminados; además,
M. abscesuss, M. chelonae y M. nonchromogenicum
han sido identificados como agentes
causales de infecciones asociadas a la práctica de la acupuntura (3, 6).
Las manifestaciones clínicas incluyen abscesos que drenan
material mucopurulento, ulceras, nódulos, celulitis, pústulas, seromas,
lesiones verrugosas, necrosis y granulomas cutáneos que pueden evolucionar a
placas endurecidas. Las lesiones son indoloras y comúnmente inician como nódulos
violáceos que se ulceran posteriormente; la infección del tejido blando cursa
con eritemas, dolor, calor e hinchazón local (4, 6, 12, 15).
El MAC es más común en personas de edad avanzada, aunque también
llegan a padecerla niños inmunocompetentes, adultos y pacientes con SIDA; puede
ser recurrente, en ocasiones diseminada y se presenta como consecuencia de algún
trauma, de procedimientos quirúrgicos o cosméticos, de terapias con esteroides
y sarcoidosis. Normalmente se localiza
en los tejidos blandos o en la superficie anterior de las manos
y muñecas (12).
Frecuentemente los cuadros son mal diagnosticados como artritis
u otras enfermedades inflamatorias, administrándose tratamientos con cortico
esteroides que originan severas complicaciones, incluyendo osteomielitis,
tenosinovitis y artritis séptica. La infección recurrente por MAC se asocia a
una delecion en el residuo 818 del receptor para IFN-γ (12).
La patología debida a M.
marinum se conoce como “granuloma del tanque de peces” y tiene su origen en
la exposición a agua salada o a agua dulce, aunque los casos reportados también
incluyen a personas que tienen peceras, que realizan actividades en la
industria pesquera y que trabajan con agua o la utilizan con propósitos
recreativos. Entre las principales manifestaciones clínicas de la enfermedad destacan
la formación de nódulos indoloros en las extremidades, los cuales aparecen 2 a
6 semanas después del daño en la piel; la tenosinovitis o tendovaginitis (inflamación
aguda o crónica del tendón y de la vaina que lo recubre y protege), se presenta
cuando las heridas son penetrantes. En personas inmunocompetentes, las lesiones
aparecen en las extremidades y, aunque la infección sistémica es rara, la patología
puede alcanzar huesos, articulaciones y tendones (3, 15).
Finalmente, la ulcera de Buruli es ocasionada por M. ulcerans y afecta principalmente a niños
de 5 a 14 años. Corresponde a una enfermedad necrosante de piel y huesos
causada por una familia de toxinas (micolactonas) producidas por dicha especie;
se trata de la tercer enfermedad micobacteriana más común, solo superada en
frecuencia por la tuberculosis y la lepra, y su distribución es mundial, aunque
destaca principalmente en regiones con climas tropicales. Se han reportado
casos en más de 30 países de África, América Latina, Asia, el Pacifico
occidental y Australia; empero, en África Occidental afecta al 22% de la población.
Los casos se concentran en zonas geográficas cercanas a ríos, lagos o pantanos
y, aunque las formas en las que se adquiere aún no se conocen con exactitud,
los estudios epidemiológicos y el uso de métodos moleculares han permitido
establecer la posible participación de algunos insectos acuáticos en el ciclo
de su transmisión, asegurándose que no existe indicio alguno que sugiera el
contagio persona a persona. Los factores de riesgo incluyen al turismo en las
zonas endémicas y a la presencia de lesiones cutaneas que entran en contacto
con insectos o agua contaminada (16, 17).
La micolactona micobacteriana causa la necrosis de la piel y
del tejido subcutáneo y sus efectos inmunosupresores favorecen el avance
silencioso de la enfermedad; la falta de fiebre o dolor se suma a la carencia
de métodos de diagnóstico que permitan identificar rápidamente al
microorganismo, lo que explica porque las personas afectadas no reciben tratamientos
tempranos que posibiliten curaciones exitosas en lapsos menores (16, 17).
Las lesiones implicadas pueden ser no ulcerativas (pápulas, nódulos,
placas endurecidas o edema), ulcerativas, cicatrizantes o muy lesivas en
huesos. Durante la fase inicial aparece un nódulo indoloro que, en el caso de
ser extirpado, detiene la enfermedad. Sin embargo, cuando no se aplica
tratamiento adecuado alguno, el nódulo evoluciona hacia una ulceración cutánea
masiva que posteriormente provoca la destrucción de huesos y órganos tales como
mamas, ojos y genitales, llegándole a originar incapacidad permanente a un 25%
de los enfermos (16, 18).
La terapéutica con antibióticos no es efectiva cuando ya se ha
desarrollado la ulcera y, en este sentido, los autores consideran que es
probable que el microorganismo no esté presente
en las lesiones o que la destrucción del tejido subcutáneo
impida la entrada de los fármacos
(17, 18).
16.-Enfermedades nosocomiales:
Las manifestaciones clínicas
implicadas dependen en gran medida de la especie implicada, de la ruta de infección
y de las condiciones médicas subyacentes. Por ejemplo, la afección del tracto
respiratorio por M. fortuitum, M. chelonae y M. xenopi, se asocia a la presencia de
estos microorganismos en los sistemas de abastecimiento de agua, máquinas de
hielo, albercas de hidroterapia e instrumental médico, aunque también se han
reportado infecciones por M. fortuitum, M. abscessus y M. chelonae
en pacientes sometidos a diálisis, debido al agua o soluciones empleadas para
“limpiar” los filtros y reutilizarlos (6, 10).
Otra infección frecuente es la de piel y huesos; suele
localizarse en los sitios de inyección y tiene su origen en el empleo de
soluciones contaminadas, figurando las cuatro especies antes mencionadas. En el
caso de pacientes con SIDA y enfermedad diseminada, se ha demostrado que los
agentes causales provienen hasta del agua del propio hospital (6).
Las especies M. fortuitum, M. smegmatis, M. gordonae y M.
chelonae han sido aisladas de endocarditis
posteriores a cirugías cardiacas y de infecciones en incisiones quirúrgicas, asociadas
al agua contaminada o a inadecuada esterilización del equipo quirúrgico. Otros trastornos
intrahospitalarios incluyen celulitis, infección de la pared abdominal,
meningitis, infección espinal y otitis media, todas las cuales parecen tener
origen en cirugías dermatológicas, reparación de hernias, toma de biopsias, uso
de catéteres peritoneales, inyecciones y cirugías cosméticas (rinoplastias, liposucción,
mamoplastias de aumento y blefaroplastias) (10, 11, 12).
Las infecciones derivadas del uso de catéteres también son
comunes y se presentan más frecuentemente en pacientes inmunodeprimidos; el
proceso patológico puede afectar al sitio de entrada, al túnel bajo la piel
donde está colocado el catéter y/o al torrente circulatorio.
Generalmente, el agente etiológico es M.
fortuitum, aunque tambien se ha detectado a M. abscessus, M. chelonae, M. immunogenum, M. peregrinum, M.
mucogenicum, M. smegmatis y M. septicum, entre otras especies (10).
17. FACTORES DE VIRULENCIA
La detección y caracterización de los mecanismos moleculares
asociados a la patogénesis de las enfermedades ocasionadas por MNT avanzan
consistentemente y los logros obtenidos en esta materia están resultando
trascendentales, no solo para entender los procesos relacionados con la patología,
sino también porque se están identificando potenciales “blancos” para la terapéutica.
Los factores de virulencia son determinantes para la colonización
y proliferación micobacteriana en el hospedero, por lo que pueden catalogarse
como indispensables para la supervivencia del patógeno y la patogenia de la afección.
Entre los que caracterizan a las MNT destacan los siguientes:
17.1. Micolactonas:
Son macrólidos
integrantes de una pequeña familia de toxinas lipófilicas que están
constituidas por una cadena de policetidos, la cual se encuentra esterificada a
un segmento central de 12 átomos. Sus principales representantes son las
micolactonas A y B, producidas específicamente por M. ulcerans, especie para la que representan un trascendental
factor que sustenta la supervivencia micobacteriana en las glándulas salivales de
diversos insectos, principalmente en aquellos que caracterizan a las zonas
geográficas en donde la ulcera de Buruli se considera endémica (17, 18).
Las colonias de las cepas que producen micolactonas presentan
una coloración amarilla pálida, muy diferente al tinte blanco que se evidencia
en las mutantes micolactona negativa.
Esta clase de compuestos parece tener actividad citotoxica, analgésica e inmunosupresora y a
ellos se les atribuye la ausencia de respuestas inflamatorias durante la
enfermedad; de hecho, de acuerdo con lo observado en modelos in vivo, la
inyección subcutánea de micolactona purificada reproduce la patología causada
por M. ulcerans 3 (10, 17).
A nivel de las células del hospedero, estas sustancias inducen
alteraciones en el citoesqueleto, antes de detener el ciclo celular en la fase
G0/G1 y de provocar la muerte celular mediante apoptosis, vía la activación de
las caspasas. Dado que son moléculas pequeñas e hidrofóbicas, parecen ingresar
a la célula mediante difusión pasiva, sin requerir algún receptor; se acumulan
en el citoplasma –no en el núcleo– uniéndose lenta pero irreversiblemente a un
subconjunto de proteínas citoplasmicas (19).
Si bien se han recuperado micolactonas relativamente homogéneas
de las cepas aisladas en diferentes regiones geográficas, existe heterogeneidad
en cuanto a la estructura y citotoxicidad de las asociadas a distintas clonas
de M. ulcerans, en congruencia con
sus distintos grados de virulencia y de capacidad invasiva del organismo humano
(20).
17.2. La envoltura celular micobacteriana:
A esta se le considera el principal factor de virulencia de las
MNT; actúa como una importante barrera de permeabilidad para moléculas polares,
lo que además confiere resistencia micobacteriana a la acción de ácidos, álcalis
e hipoclorito. Se encuentra conformada por una capa interna de peptidoglucano y
de polisacáridos arabinogalactanos, a la cual rodea la capa externa constituida por proteínas,
carbohidratos y lípidos, todos los que influyen para conferir carga negativa a
la superficie bacteriana, al margen de su participación como “ligandos” de unión
a macrófagos. Además, los ácidos micólicos inducen diferentes respuestas por
parte del hospedero y otros diversos componentes expuestos son reconocidos por
ciertos receptores celulares, facilitando a la bacteria su establecimiento y multiplicación.
Los principales compuestos implicados en estas vitales tareas son los
siguientes (20):
·
Glicopeptidolípidos
(GPL): Son los constituyentes predominantes de la envoltura de
numerosas MNT,
aparentemente son específicos para cada especie y apoyan la evasión de los
mecanismos antibacterianos macrofagicos; en este sentido, se acumulan dentro
del fagosoma durante el crecimiento intracelular micobacteriano, lo que da lugar a una especie de
“capsula” que rodea y protege a las MNT de la acción de las especies reactivas
de oxigeno producidas por el fagocito. Adicionalmente, los GPL tipo C presentes
en patógenos oportunistas para el humano (M.
avium intracellulare, M. scrofulaceum, M. peregrinum, M. chelonae y M.
abscessus) son responsables de la variación antigénica, factor importante para
la evasión de la respuesta inmune (19).
·
Lipomananas
(LMs) y lipoarabinomananas (LAMs): Estos lipoglicanos complejos parecen promover
la supervivencia de las micobacterias, interactuando con diferentes células del
hospedero, regulando la producción de citocinas pro-inflamatorias y
anti-inflamatorias, inhibiendo la actividad microbicida de los macrófagos e
impidiendo la proliferación de los linfocitos T. Las LAMs se han aislado a
partir de especies de crecimiento rápido, sus propiedades dependen de sus
respectivas características estructurales y se constituyen por tres dominios
estructurales: el fosfatidil-mio-inositol, un centro de D-manana y el terminal de
D-arabinana que puede contener un residuo manosil o fosfoinositol (17).
Las diversas formas de LAMs han sido implicadas en un amplio
rango de funciones biológicas, incluidas las inhibiciones de la proliferación
de los linfocitos T y de la actividad microbicida de los macrófagos, así como
la neutralización de las especies reactivas de oxigeno (EROS) (20).
De hecho, se les ha clasificado como modulinas, ya que manipulan
al sistema inmune del hospedero y desencadenan múltiples vías de señalización que
controlan la apoptosis y la producción de IL-12, tanto en macrófagos como en células
dendríticas (15).
Las mencionadas dos clases celulares del hospedero presentan
receptores tipo toll (TLR), especialmente los TLR2 y TLR4, los cuales reconocen
a diferentes componentes de la pared celular micobacteriana y, secuencialmente,
activan factores que inician la transcripción de los genes que codifican para
diversas citocinas pro-inflamatorias. Por ejemplo, el CD14, otro receptor
asociado al TLR2, induce la producción de TNF-, IL-8, IL-6, IL-12 y de la propia
apoptosis, previa unión a la PILAM (una clase de LAMs). También se ha observado
que cuando el proceso involucra a una LM, los macrófagos expresan sus proteínas
CD40 y CD86 y sintetizan al radical óxido nítrico (NO_) (11).
Por su parte, la ManLAM (una segunda clase de LAMs) es
anti-inflamatoria y, al unirse al receptor de manosa (MR) o al DC-SIGN
(receptor especifico de lectina tipo-C en las células dendríticas), permite a
la bacteria sobrevivir dentro de los macrófagos, provocando las respuestas que
se mencionan a continuación (20):
• Disminución en la producción de IL-12 y TNF-α por parte de
macrófagos y células dendríticas.
• Inhibición de la respuesta al IFN-γ.
• Prevención de la maduración de las células dendríticas.
• Inducción de la producción de IL-10.
• Incapacidad para inducir apoptosis.
De acuerdo con ello, las enzimas que participarían en la síntesis
de la LAM –a partir de una
LM–, serian determinantes para la virulencia de las micobacterias.
Finalmente, también se ha sugerido que las ManLAM inhiben la fusión del
fagosoma al lisosoma, lo que impediría que este vertiera sus agentes oxidantes
y diversas enzimas líticas sobre las MNT que se reproducen intracelularmente
(13).
Dado que los LMs y LAMs coexisten en la pared celular de las
micobacterias, la proporción en la que se encuentran podria ser importante en
lo tocante a su capacidad para modular la respuesta inmune y la apoptosis, potenciando
el proceso infectivo (16).
·
Ácidos
micólicos: Estos representan un tercio de la masa seca de la envoltura celular
y corresponden a cadenas de ácidos grasos de alto peso molecular, esterificados
a los arabinogalactanos de la pared celular. Confieren al microorganismo una
gran resistencia al daño químico y a la deshidratación, así como baja
permeabilidad a diversos antibióticos y a sustratos hidrofilicos (17).
Ciertas modificaciones estructurales del meromicolato, inducidas
por metiltransferasas, son importantes
para la impermeabilidad de la pared celular y, por lo tanto, para la
virulencia. En las cepas patógenas,
dichos cambios también pueden ser promovidos por la expresión de genes cuyos
productos introducen grupos ciclopropilo en posiciones relativamente conservadas
de la cadena de meromicolato; por ejemplo, la sintasa codificada por el gen mmA2
coloca un ciclopropano en posición distal, aumentando la resistencia de M. smegmatis al daño oxidativo; análogamente,
si aquel es insertado en la posición proximal, lo que se incrementa es la
impermeabilidad (18).
Cuando la bacteria crece dentro de los macrófagos y/o en el tejido
pulmonar, la cantidad de cetomicolatos es mayor, lo que sugiere la posibilidad
de que esta clase de micolatos resulte importante para la supervivencia
micobacteriana. De hecho, en las mutantes de M. smegmatis que acumulan meromicolatos incompletos, aumentan
notablemente la permeabilidad y la fluidez de la pared (14).
Los genes kasA y kasB son fundamentales para la elongación de
los micolatos: el primero codifica para una enzima que cataliza la extensión
inicial de las cadenas y, el segundo, permite que estas alcancen su tamaño final,
lo que globalmente se traduce en la disminución de la permeabilidad de la pared
celular y, por ende, en la reducción de la susceptibilidad micobacteriana,
tanto a los mecanismos de inmunidad innata asociados a la lisozima y las defensinas
(péptidos antimicrobianos presentes en distintos tipos celulares, incluidos los
neutrófilos y macrófagos), como a diversas moléculas hidrofóbicas, incluidos
numerosos antibióticos. Estudios recientes realizados con M. marinum revelan
que kasB impide la fusión fagolisosomal (20).
·
Glicanos:
Son los componentes predominantes en una capa de la envoltura celular equivalente
a la capsula de otras bacterias. Sus residuos de glucosa, manosa y arabinos
podrían estar involucrados en las interacciones iniciales de las MNT con los
macrófagos y neutrófilos, aunque dicha capa también resulta importante para la
supervivencia micobacteriana dentro de las células del hospedero ya que,
inclusive, está considerada entre los factores a través de los cuales el
microorganismo llega a “controlar” el sitio anatómico infectado (18).
·
2,3-Di-O-aciltrehalosa
(DAT).:Corresponde a un glicolipido localizado en la capa exterior de la
envoltura celular cuya estructura está formada por dos cadenas de ácidos grasos
y dos
α-glucosas. En virtud de que no se encuentra unido
covalentemente a los peptidoglucano, puede interactuar con las células del
hospedero e insertarse en la membrana de estas últimas, alterando su
funcionamiento global, se trate o no de células fagociticas. Estudios
realizados con M. fortuitum han
revelado que estos residuos inducen una respuesta humoral (la cual en las
micobacterias es inofensiva) y ejercen una acción inhibitoria en cuanto a la
proliferación de linfocitos T mediada por mitogenos (10).
Algunos otros glicolipidos suprimen la función de los linfocitos
T, lo que afecta tanto a las células citotoxicas como a las presentadoras de antígeno;
los mecanismos implicados incluyen la interferencia del proceso de presentación
y la liberación de factores inhibidores tales como la PGE-2. Al parecer, los
efectos inmunomoduladores de los glicolipidos son inespecíficos y se relacionan
con danos en la membrana de las células del sistema inmune, vía su inserción en
ella (20).
·
Fosfolipasas:
Manifiestan un amplio espectro de efectos in vivo e in vitro, los cuales incluyen
desde alteraciones menores en la membrana celular hasta fenómenos letales.
Estas enzimas se dividen en cuatro grupos: A1, A2, C y D, dependiendo de la posición
del enlace que hidrolizan en la molécula de sustrato; a este respecto, los últimos
dos han mostrado una participación importante en la patogénesis de las
micobacteriosis (11).
La fosfolipasa C (PlcC) es un factor de virulencia que también
se ha detectado en
Clostridium perfringens, Bacillus cereus,
Pseudomonas aeruginosa y Listeria monocytogenes. Su actividad se ha reportado en
extractos de MNT patógenas tales como M. avium,
M. intracellulare, M. kansasii, M. ulcerans y M. marinum, proponiéndose que
propicia la degradación de la membrana del fagosoma y la modulación de la
respuesta inmune, vía la activación de la cascada del ácido araquidónico,
encargada de la transducción de señales en las células invadidas. Su expresión
aumenta en macrófagos infectados, lo que sugiere algún papel relevante en la patogénesis
(11).
Supervivencia micobacteriana en el interior de los macrófagos.
Las micobacterias patógenas difieren de las no virulentas en cuanto a que invaden
las células del hospedero con mayor eficacia, debido a que se adhieren a
diversas moléculas presentes en la superficie “blanco” y a su notable capacidad
para reproducirse intracelularmente (10).
Utilizando como modelo a M.
marinum (especie cercana genéticamente a M. tuberculosis), se han logrado identificar dos loci, denominados
mel1 y mel2, los cuales aumentan la capacidad micobacteriana para infectar macrófagos.
Ambos están constituidos por 11 genes y codifican para componentes membranales
o de secreción y para lípidos involucrados en la adherencia e ingreso a las células
del hospedero (16).
En M. avium se ha
detectado una proteína cuya secuencia de aminoácidos es similar a la de la
hemaglutinina de unión a heparina de M.
tuberculosis: ambas se unen al componente C3 del complemento y su carga
positiva les permite reaccionar con las moléculas con carga negativa situadas
sobre la superficie de los macrófagos, e inclusive, fijarse a glicoconjugados
sulfatados tales como la heparina, lo que adiciona otra via para que el microorganismo
logre adherirse a la célula “blanco” y a los componentes de la matriz extracelular,
como paso previo a su internalización en las células del hospedero. En este sentido,
cabe subrayar que, en general, todas las micobacterias virulentas son intracelulares
facultativas y que su crecimiento ocurre preferentemente en el interior de los
fagosomas de la serie monocito-macrófago (7).
La “captura” de M. avium
por parte de macrófagos y células dendríticas se asocia a diversos receptores
ubicados en la superficie de dichos fagocitos, destacando algunas integrinas y
los receptores CR3, CR4, así como los de vitronectina y de manosa, aunque el
microorganismo también se puede unir a la fibronectina vía su antígeno 85. Este
corresponde a un complejo de tres proteínas (85A, 85B y 85C) que actúa de dos
maneras (9):
o
Como
micoloiltransferasa (el antígeno 85C), ya que transfiere cadenas de ácidos micólicos
a los derivados de trehalosa –para que funcionen como inmunomoduladores– y
cataliza la síntesis de micolatos de la pared celular para mantener la
permeabilidad y fluidez de la envoltura celular.
o
Como
internalizador micobacteriano, en virtud
de que inducen el ingreso del microorganismo a los macrófagos, a través del
mecanismo de fagocitosis mediada por complemento.
Una vez dentro de la célula hospedera, las micobacterias viven y
crecen dentro del fagosoma sin que ocurra su acidificación ni la fusión fagolisosomal. Sorprendentemente,
la bacteria interfiere la señalización en el macrófago, creando un
microambiente adecuado para su propia supervivencia, que la hace resistente a
los mecanismos oxidativos del fagocito. Esta situación parece deberse a que, después de 24-48 h, se
activan promotores micobacterianos asociados a actividades biológicas tales
como síntesis de nucleótidos, replicación del ADN, síntesis de policetidos, traducción
de proteínas y degradación de macromoléculas (12).
·
Inhibición
de la formación del fagolisosoma: Normalmente, una bacteria es internalizada a los
fagocitos dentro de vesículas denominadas fagosomas, las cuales se acidifican y
se fusionan con los lisosomas, dando lugar a estructuras conocidas como
fagolisosomas o lisosomas secundarios. El proceso depende de la expresión de proteínas
trascendentales: la membrana del fagosoma expresa componentes específicos de
superficie tales como Rab5, correspondiente a una GTPasa que regula el
acoplamiento y fusión de membranas del endosoma temprano y recluta numerosos
efectores –entre los cuales destaca el antígeno del endosoma temprano 1– que estabilizan
la estructura; posteriormente, el fagosoma pierde estos marcadores y adquiere
otros, incluidos Rab7 y diversas glicoproteínas, que median el ensamble y la fusión
fagosoma-lisosoma (14).
En contraparte, las micobacterias impiden esta última fusión a
fin de poder crecer dentro del fagosoma macrofagico; para ello, interfieren el
reciclaje de las proteínas Rab (evitando la adquisición de marcadores del
endosoma tardío), retienen a las proteínas de unión a actina coronin 1
(conocidas como TACO o P57), cuya participación se ha comprobado en la organización
del citoesqueleto y la fusión de vesículas, pero también desorganizan la red de
filamentos de actina encargada de dar dirección al endosoma hacia su “sitio
blanco (11).
Otros mecanismos que inhiben la evolución del fagosoma hacia
fagolisosoma, son (10,15):
_ La inhibición de la transcripción y síntesis relacionadas con
enzimas lisosomales proteolíticas –como la catepsina D– y el aumento de la expresión
de la α1 antitripsina.
_ La inhibición de la expresión de la H+-ATPasa, que actúa como
bomba de protones en la superficie del fagosoma, lo que impide la acidificación
de las vacuolas que contienen a la micobacteria.
_ La interferencia del tráfico de proteínas provenientes del
complejo de Golgi y la inhibición de respuestas inducidas por el IFN.
_ La activación de genes específicos que permiten a las micobacterias
sobrevivir dentro del fagolisosoma.
Adicionalmente, las serin/treonin protein cinasas (Pkn) tienen
una participación importante en la supervivencia de la
micobacteria dentro del macrófago, inhibiendo la fusión fagolisosomal. Entre
las más estudiadas destaca la PknG, la cual no presenta dominios transmembranales,
se localiza en el citoplasma y esta codificada por el gen pknG. En este contexto,
se ha observado que las micobacterias avirulentas no expresan la proteína PknG,
lo que permite que la formación del fagolisosoma ocurra rápidamente y que los
bacilos mueran por efecto de los compuestos bactericidas presentes; por el contrario,
las cepas patógenas expresan la enzima, tardan una hora en ser internalizadas
en el macrófago y proliferan en su interior, al impedirse la fusión del
lisosoma-fagosoma. Esa modulación asociada a la PknG podría ocurrir vía la fosforilacion de las proteínas
del fagocito; por otro lado, los experimentos implicados han demostrado un
claro incremento en la secreción de la enzima una vez que la micobacteria ha
sido internalizada (15).
·
Escape
del fagosoma: A pesar de la similitud
existente entre las distintas micobacterias patógenas, se ha logrado establecer
que solo algunas cepas de M. marinum
son capaces de escapar del fagosoma y liberarse hacia el citoplasma; también
sorprende su comportamiento posterior, análogo al de Shigella sp y Listeria monocytogenes: durante el escape adsorbe colas
de actina de la membrana fagosomica y adquiere movilidad mediante la polimerizacion-despolimerizacion
de dicha proteína contráctil, tal como si se tratara de una cometa. Ello
propicia su propagación intercelular hacia otras células del tejido, sin entrar
en contacto con el medio extracelular (19).
CONCLUSIONES
En general, las principales estrategias para tratar las
enfermedades producidas por MNT son la intervención quirúrgica y/o la administración
de antibióticos, complementadas con adecuados protocolos de nutrición e hidratación
adecuada, los cuales permitan mantener o reestablecer un buen estado
nutricional.
La cirugía está indicada para manejar la linfadenitis cervical,
algunas infecciones localizadas originadas por micobacterias resistentes tales
como M. scrofulaceum; desde luego, la
resección parcial del pulmón representa una alternativa importante en el caso
de las afecciones neumónicas. Otros recursos quirúrgicos son apropiados cuando
ha ocurrido la acumulación de pus o la necrosis del tejido, lo que caracteriza
a ciertas infecciones debidas a M.
fortuitum, M. chelonae, M. marinum y M. ulcerans.
Por lo que respecta al empleo de antibióticos, este se considera
que presenta diversas limitaciones, debido a que los regímenes suelen resultar
prolongados y hasta inefectivos, ya que los fármacos implicados provocan
efectos secundarios significativos y aproximadamente 20 especies de MNT de
importancia clínica muestran patrones de susceptibilidad diferentes, lo que
obliga a realizar pruebas de susceptibilidad y/o a instituir tratamientos
combinados, conformados con tres a cinco antimicrobianos -según la gravedad del
caso-, para evitar que suceda la seleccion de mutantes resistentes.
Frecuentemente, se recomienda prescribir una terapia antituberculosa bisemanal
que incluya fármacos de primera línea, tales como isoniazida, rifampicina,
etambutol o pirazinamida.
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