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  • Escherichia colia- La bacteria. E. coli es una de las especies bacterianas más minuciosamente estudiadas,y no solamente por sus capacidades patogénicas, sino también como sustrato ymodelo de investigaciones metabólicas, genéticas, poblacionales y de diversaíndole (Neidhardt, 1999). Forma parte de la familia Enterobacteriaceae (Ewing,1985). Ella está integrada por bacilos Gram negativos no esporulados, móviles conflagelos peritricos o inmóviles, aerobios-anaerobios facultativos, capaces de creceren agar MacConkey y en medios simples con o sin agregado de NaCl,fermentadores y oxidativos en medios con glucosa u otros carbohidratos, catalasapositivos, oxidasa negativos, reductores de nitratos a nitritos, y poseedores de unaproporción G+C de 39 a 59% en su DNA. Se trata de bacterias de rápidocrecimiento y amplia distribución en el suelo, el agua, vegetales y gran variedad deanimales. En conjunto, la importancia de las enterobacterias en patología humanapuede cuantificarse constatando que constituyen el 50% aproximadamente detodos los aislamientos clínicamente significativos en los laboratoriosmicrobiológicos, y hasta el 80% de todos los bacilos Gram negativos identificados.Integran también esta familia otros géneros que se consideran en otros capítulospor su asociación con infecciones intestinales, como son Salmonella, Shigella yYersinia. E. coli es la especie tipo del género Escherichia. Incluye gérmenesgeneralmente móviles, que producen ácido y gas a partir de la glucosa, laarabinosa, y habitualmente de la lactosa y otros azúcares. Producen reacciónpositiva de rojo de metilo, y negativa de Vogues-Proskauer. Son inhibidos por KCNe incapaces de crecer en medio con citrato como única fuente de carbono yenergía, pero sí en caldo acetato. Son H2S, ureasa y fenilalanina negativos, peroen general son indol positivos y decarboxilan la lisina (Tabla 1). Se clasifican enmás de 170 serogrupos O según las características antigénicas de su LPS, y enserotipos por la combinación de antígenos O y H flagelares. Otros antígenospresentes en distintas cepas (capsulares, fimbriales y otros) han sido empleadospara su clasificación o identificación. E. coli coloniza el tracto gastrointestinal a las pocas horas de vida del niño,y establece con el huésped una relación estable de mutuo beneficio (Drasar y Hill,1974). Como integrante de la flora normal del hombre y de muchos animales, se loconsidera un germen indicador de contaminación fecal cuando está presente en elambiente, agua y alimentos, junto con otros similares agrupados bajo ladenominación de "bacterias coliformes". Estas son enterobacterias quepertenecen al género Escherichia y a otros relacionados como Klebsiella,Enterobacter, Citrobacter o Serratia, y que tienen en común la capacidad defermentar la lactosa en un lapso no mayor de 48 horas, con producción de ácido ygas. Son gérmenes de gran ubicuidad y capacidad de proliferación, y a la vez defácil cultivo e identificación, y por lo tanto muy útiles como indicadores decontaminación, pero no son enteropatógenos como grupo (como tampoco lo es 49
  • E.coli), y por lo tanto su presencia en alimentos, ambiente o pacientes no certificala etiología de una infección intestinal o un brote de ETA. Es necesario hilar másfino. E. coli puede ser causa de enfermedad endógena en pacientes debilitadoso en situación de alteración de la pared intestinal (peritonitis, sepsis, etc.), pero lasinfecciones entéricas provocadas por este germen no son causadas por las cepasque habitan normalmente el intestino, sino por líneas especialmente patógenas enesta localización (Nataro y Kaper, 1998, Tabla 2), que se transmiten por vía fecal-oral de persona a persona o a través del agua y alimentos, y que pasaremos adescribir. Las características de las afecciones que producen se presentancomparativamente en la Tabla 3. En los gráficos 1 y 2 se muestra la frecuencia deestos gérmenes como agentes de enteritis. TABLA 1. CARACTERISTICAS GENERALES DE E. coli Morfología y tinción Bacilos Gram - Movilidad (+) Peritricos Relación con el O2 Aerobios – Anaerobios Facultativos Requerimientos nutricionales No exigentes Medio OF F Catalasa + Oxidasa - Nitratos a nitritos + Glucosa + AG Lactosa (+) AG Arabinosa + AG RM + VP - KCN - Citrato - Acetato + Ureasa - H2S - Fenilalanina - Indol + Lisina decarboxilasa (+)(+) = amplia mayoría de cepas positivas 50
  • TABLA 2. ESCHERICHIA COLI Patógeno entérico> Enterotoxigénicos (ETEC)> Enteropatógenos clásicos (EPEC)> Enteroinvasores (EIEC)> Productores de toxina de Shiga STX (STEC)> Enteroagregativos (EAEC) TABLA 3. TOXIINFECCIONES ALIMENTARIAS PRODUCIDAS POR E. coli PATOGENO ENTERICO Tiempo Virotipo de Incu- Vómitos Cólicos Diarrea Fiebre bación ETEC y 12 –72 h +/- + Líquida - EPEC Líquida EIEC 12 –72 h +/- + o + Inflamatoria Líquida EAEC 12 – 72 h +/- + o +/- Mucosa STEC O 72–120 h - + Con sangre -/(+) VTEC 51
  • GRAFICO 1. PATOGENOS ASOCIADOS CON DIARREA INFANTIL 1990/1994 n=224 niños 90 88 80 70 60 50 42 40 30 20 19 19 16 10 8 7 5 3 1 1 0GRAFICO 2. PATOGENOS ASOCIADOS CON DIARREA INFANTIL 1997/2000 n = 112 niños 45 41 42 40 35 30 25 20 20 15 11 11 10 8 6 5 3 5 0 52
  • b- E. coli como patógeno intestinal.EPEC y STEC. Epidemiología Las cepas de Escherichia coli patógeno entérico, y en particular losenteropatógenos clásicos (EPEC) son la causa principal de diarrea en los paísespobres, y llevan a la muerte de cerca de un millón de niños por año. También son en nuestro medio las bacterias más frecuentemente asociadascon diarrea infantil. Ello es así tanto si se examinan los procesos agudos como lospersistentes, si se estudia la situación en la comunidad o en niños hospitalizados.Nuestros estudios etiológicos en los últimos 15 años (1987, 1990-94 y 1997-2000)señalan esta frecuencia, que es similar en otros países de la región. (Montano ycol, 1991; Gadea y col., 1998; Ferrari y col.,1998; Torres y col., 2001) Los serogrupos O:111, O:119 y O:55 son los más comúnmente aisladoslocalmente en el conjunto de los cultivos EPEC. Otros serogrupos, como O:142,O:26, O:126, O:86 , etc., son identificados en forma más esporádica. Los pacientes afectados por estos gérmenes son habitualmente niños denivel socio-económico deficitario, usuarios de servicios públicos de Salud. EPECafecta especialmente a niños menores de dos años y, dado que la dosis infectanteestimada para esta edad es reducida (aunque no conocida con precisión) setransmite habitualmente por vía fecal-oral, a través de manos contaminadas,fomites, alimentos, etc., a partir de enfermos, infectados inaparentes oconvalescientes que pueden excretar gérmenes por hasta 2 semanas. Estasbacterias son sin embargo capaces de afectar, con menos frecuencia, a niñosmayores o adultos, y de provocar brotes de ETA tipo gastroenteritis con diarrealíquida no inflamatoria, por consumo en común de alimentos con altos inóculos demicroorganismos (108 a 1010). Estos episodios pueden ser revisados en laliteratura internacional (Costin y col., 1964; Viljanen y col., 1990), pero no han sidoidentificados en nuestro país hasta el momento. Un virotipo especial de E. coli, capaz de producir toxinas similares a latoxina de Shiga, ha sido recientemente renominado STEC (por Shiga Toxin E. coli,es decir, E. coli productor de toxina de Shiga) y se considera causante depatología grave, en especial en niños, como la colitis hemorrágica (CH) y elSíndrome Urémico Hemolítico (SUH) (Paton y col. 1998; Miliwebsky y col. 1999). El reconocimiento de STEC como una clase diferente dentro de los E. colipatógenos entéricos resultó de 2 observaciones epidemiológicas claves. Laprimera ocurrió en 1983 durante la investigación de brotes de enfermedadintestinal caracterizados por dolor abdominal severo y diarrea acuosa seguida pordiarrea con sangre. Esta enfermedad se asoció al consumo de hamburguesaspoco cocidas en restoranes de comidas rápidas. En los cultivos de materiasfecales de los pacientes estudiados se encontró E. coli O157:H7. (Wells y col.1983). La segunda observación fue informada en 1985, cuando se publicó laasociación de casos esporádicos de Síndrome Urémico Hemolítico con lapresencia de citotoxinas libres en materias fecales y aislamiento de VTEC (E. coliverotóxico, productor de toxina activa sobre células Vero) de las heces de estospacientes (Karmali et al, 1985). 53
  • Los estudios de brotes y casos esporádicos de infección por STEC (VTEC)mostraron que el espectro de manifestaciones clínicas incluye la infecciónasintomática, la diarrea líquida, la diarrea con sangre, y complicaciones gravescomo la CH, el SUH y el púrpura trombótico trombocitopénico PTT (Karmali,1989). La colitis hemorrágica se manifiesta por dolor abdominal y diarrea acuosaseguida de diarrea con sangre que se asemeja a una hemorragia digestiva baja,que se confunde y a veces se asocia con invaginación intestinal, y que cursageneralmente sin fiebre, sin elementos inflamatorios abundantes (leucocitosfecales) y con imágenes radiológicas características. El SUH está definido por la tríada: anemia hemolítica, trombocitopenia yfalla renal aguda, precedidas habitualmente por diarrea con sangre. Es unaenfermedad sobre todo infantil, que aparece como casos esporádicos o brotes,frecuente en el Río de la Plata, especialmente en Argentina (Gianantonio y col.1973; Elliott y col., 2001) La dosis infectante de STEC es reducida, de pocos cientos de gérmenescasi como en Shigella, y es frecuente la transmisión de persona a persona comoen la infección por EPEC del lactante (Rivas et al. 1999), pero los animales,especialmente los bovinos, son considerados el reservorio más importante deVTEC, y el origen habitual de los brotes en el mundo. Los alimentos osubproductos animales (carne mal cocida o manipulada, agua, leche o jugoscontaminados con heces animales) son los vehículos de transmisión al serhumano más frecuentes. La información precisa sobre la distribución ycaracterísticas de las infecciones humanas por STEC y sobre las variantesregionalmente prevalentes son de gran valor como guía para el control de calidadde los alimentos (Shinagawa y col. 2000; Chinen et al., 2001; Breuer y col. 2001;Olsen et al. 2002) La notificación del SUH no ha sido obligatoria en Uruguay hasta el presenteaño 2002. No obstante, estudios conjuntos realizados en años recientes pormicrobiólogos y pediatras permiten estimar que su incidencia se aproxima a5/100.000 niños menores de 5 años (unos 15 casos nuevos por año). No se hanregistrado brotes epidémicos. La enfermedad ocurre raramente en los meses deinvierno, y se reconoce con máxima frecuencia de noviembre a marzo. La padecen niños que en promedio han tenido una edad de 11 meses, denivel socio-económico aceptable y estado nutricional normal, que vivenhabitualmente en poblaciones chicas del Interior o zona suburbana de Montevideo,pero no en zonas rurales. Desarrollan en general una enfermedad diarreica aguda,frecuentemente con sangre (Figura 1), seguida de síntomas y signos de SUH. Sonderivados habitualmente a los servicios pediátricos de Montevideo donde secuenta con cuidados intensivos y atención nefrológica. Los signos y síntomas máscomunes de la misma son los de afectación hematológica, renal y del sistemanervioso central (Figura 2). Se requiere diálisis en más de la mitad de los casos, ymás de 4 cada 5 pacientes evolucionan a la recuperación completa. Puedenpersistir hipertensión arterial, alteraciones neurológicas o pueden quedar secuelasimportantes en el parénquima renal, que exigen diálisis o transplante. Se reconoceactualmente la importancia del seguimiento prolongado de los pacientes, por laposible progresión en el largo plazo de las lesiones. La muerte es un evento rarodurante la fase aguda del padecimiento. La hemos comprobado en uno de 32niños estudiados localmente con esta patología. 54
  • La prevención basada en el conocimiento epidemiológico y la educaciónjuega un papel primordial en el control de estas infecciones. En el manejo delpaciente, la antibioterapia es de dudoso valor , y puede favorecer la progresión dela infección, cuando es realizada con cotrimoxazol. ANTECEDENTES de 25 casos de SU H 1989/95 2 2 4 17 DIARREA C/SANGRE DIARREA S/SANGRE OT ROS SIN ANT ECEDENT ESFIGURA 1. SIGNOS Y SINTOMAS en 25 niños con SUH 1989/95 12 25 11 14 12 19 ANEMIA OLIGOANURIA CONVULSIONES EDEMAS DNS-COMA HTAFIGURA 2. 55
  • EPEC y STEC. Características moleculares y patogenia. Estos 2 tipos patogénicos de E. coli comparten algunos atributos devirulencia, y poseen características diferenciales que explican sus propiedadespatogénicas diferentes. Las cepas de EPEC no producen enterotoxinas clásicas (enterotoxinatermolábil LT, o termoestable ST) y muestran invasión de células eucariotas conmenor intensidad y frecuencia que Shigella y E.coli enteroinvasor (EIEC).Producen en el intestino proximal lesiones de tipo " attaching and effacing" (AE,fijación y borramiento), caracterizadas por contacto íntimo con los enterocitos,alteración secundaria de su citoesqueleto, borramiento de sus microvellosidadessuperficiales con formación de pedestales, y modificación de sus flujos de agua eiones. Genes cromosómicos y plasmídicos codifican los productos que intervienenen estas lesiones (Donnenberg, 1999 y 2000). La primera etapa patogénica es la formación de microcolonias sobre lasuperficie del enterocito, proceso reconocido "in vitro" como adherencia localizada(LA) en cultivo de células Hep-2 o Hela. El fenómeno LA está mediado por elbundle-forming-pilus (BFP), fimbria tipo IV que es similar en cuanto a estructura ysecuencia aminoacídica a los pili TCP de Vibrio cholerae. Si bien BFP no esesencial para las lesiones de tipo AE, es responsable de la adherencia inicial a lascélulas eucariotas. El gen bfpA está localizado en un plásmido de alto peso molecular (50-60MDa) denominado EPEC adherence-factor (EAF). Los genes necesarios para la formación de lesiones de tipo AE por EPECestán contenidos dentro de una "isla de patogenicidad" cromosómica de 35-kbllamada locus of enterocyte effacement (LEE). Este "cassette" genético es muysimilar en organización y secuencias a otros hallados en posición cromosómica oplasmídica en diversos patógenos entéricos como Salmonella, Shigella o Yersinia.Varias de estas "islas" incluyen genomas de fagos, o codifican receptores parabacteriófagos, que pueden a su vez codificar factores de virulencia. En EPEC,LEE incluye los genes esp, esc, sep, eae, tir y otros, que codifican las proteínasbacterianas EspA, EspB, EspD y varias otras, la regulación de su producción y lossistemas de secreción o translocación de las mismas. La expresión de estasproteínas es máxima a 37°C y en condiciones similares a las encontradas en eltubo digestivo, lo que sugiere que están vinculadas a la virulencia de estas cepas.Ellas son en su mayoría transferidas al exterior bacteriano por un sistema desecreción tipo III (mediado por chaperonas y asociado al contacto o proximidadentre bacterias y células eucariotas) codificado por los genes esc y sep. Lossistemas de secreción tipo III son reconocidos por su importante papel en lapatogenia de otras infecciones causadas por bacterias Gram negativas, comoYersinia enterocolitica (Hueck, 1998; Hartland y col., 2000) Algunas de las proteínas codificadas por LEE y exportadas fuera de lamembrana son secretadas al exterior celular y operan en la superficie epitelial;otras forman estructuras o puentes proteicos que vinculan la célula procariota y laeucariota, y otras por fin son translocadas al interior de las células epiteliales através de esos puentes recientemente descritos. La translocación de estasproteínas es esencial para la traducción de señales al interior de la célulaeucariota, aunque su rol en la patogénesis no está totalmente definido. Ellas 56
  • promueven un contacto íntimo entre la bacteria y la célula huésped. La intimina,una proteína de membrana externa de 94-kDa., codificada por el gen eae, se unea una proteína de 90 kDa. localizada en la membrana de la célula eucariota. Estereceptor es en realidad de origen bacteriano y se denomina Tir (Translocatedintimin receptor). Tir es translocada a partir de la bacteria a la membrana de lacélula huésped, donde es fosforilada en uno o más residuos de tirosina y funcionacomo receptor para la intimina. La intimina purificada también se une a ß 1integrinas, lo que sugiere que puede fijarse a más de un receptor sobre la célulaepitelial. Aunque las integrinas no están presentes en la superficie apical de losenterocitos, sí se encuentran en la superficie apical de las células M que recubrenlas placas de Peyer. De esta asociación EPEC-células epiteliales, y en especial Tir-intiminaresulta una serie de cambios; el más fuerte ocurre en la estructura celular con laformación de los pedestales de actina. Tir fosforilada y unida a intimina se fija a laproteína celular Nck, y ésta a su vez recluta la actividad de las proteínasintegrantes de la familia vinculada al Síndrome de Wiscott-Aldrich (WASP), lascuales a su vez activan el complejo Arp2/3, estimulando la formación deconglomerados de actina, y la polimerización de la misma en filamentos que seorganizan determinando el borramiento de las microvellosidades y la formación depedestales que sostienen las bacterias adheridas y ligadas al citoesqueleto(Daniell y col., 2001; Gruenheid y col., 2001; DeVinney y col, 2001) Secundariamente se producen alteraciones de los niveles intracelulares deinositol-fosfato, con alteración de los canales iónicos y modificación de los nivelesde calcio, que también parecen jugar un papel en la patogenia de la enteritis porEPEC. Las células Hep-2 infectadas con EPEC muestran elevacionessignificativas de los niveles intracelulares de Ca++; a su vez cuando los nivelesintracelulares se mantienen constantes luego de la infección se evita o retarda laformación de lesiones AE (Tabla 4). El estudio molecular de nuestras cepas locales EPEC ha mostrado que lacasi totalidad de los cultivos O55, O119 y O111 son eae y bfp positivos en PCR.La asociación es menos estrecha en otros serogrupos, pero en conjunto confirmala utilidad del estudio antigénico por aglutinación para la identificación inicial de estas bacterias (Tabla 5). Como peculiaridad significativa,debemos mencionar que en la última década, muchos de estos cultivos hanrevelado ser resistentes a múltiples antimicrobianos, e incluso en algunos casos acefalosporinas de tercera generación por producción de beta-lactamasas deespectro expandido de tipo PER-2 (Varela y col. 2001). Las cepas STEC o VTEC son un grupo heterogéneo de líneas celulares deE. coli capaces de producir verotoxinas, es decir citotoxinas (toxina de Shiga y susvariantes) activas sobre células Vero de riñón de mono, según observaciónoriginal de Konowalchuk y col. en 1977. Las cepas STEC tanto de origen humanocomo animal pertenecen a un amplio espectro de serotipos O:H y se ha descritola producción de VTs (verotoxinas) en más de 40 serogrupos. El serotipo O157:H7es el más frecuentemente aislado en casos de CH y SUH en U.S.A. y en otrospaíses desarrollados. Los E.coli de este serogrupo, a diferencia del resto, noutilizan habitualmente el sorbitol; por lo tanto son fáciles de reconocer en mediossólidos que contienen ese azúcar, como el agar MacConkey sorbitol. 57
  • STEC resiste la acidez gástrica, ingresa al intestino y adhiere a las célulasdel colon, a diferencia de EPEC, que lo hace en el delgado. Se atribuye estacaracterística diferencial a la presencia de adhesinas fimbriales o de membranadistintas a las de EPEC (y aún en estudio), y a las diferencias de composición delas proteínas responsables de los fenómenos A/E de fijación y borramiento, queson inducidos por estos gérmenes de modo similar a los enteropatógenosclásicos. Las cepas VTEC producen enterohemolisinas, proteasas y otros productostóxicos. El mayor atributo de virulencia, y la característica que define a estevirotipo, es la producción ya mencionada de citotoxinas STX o VT. LasVerotoxinas son una familia de citotoxinas activas sobre distintas líneas celulares,relacionadas antigénica y funcionalmente con la toxina de Shiga producida porcepas de Shigella dysenteriae. Pertenecen a 2 grupos antigénicos diferentes: elgrupo 1 incluye a las VTs neutralizadas por anticuerpos anti toxina de Shiga; elgrupo 2 incluye aquellas STX que no son neutralizadas por dicho antisuero. Al igual que otras toxinas bacterianas de naturaleza proteica, las STX estánformadas por 2 subunidades: una subunidad A (activa) y cinco subunidades B(binding), responsables de la unión de la toxina con su receptor funcional. Losreceptores de STX en las células eucariotas sensibles a su acción citotóxica songlicolípidos complejos como Gb3 o Gb4. Una vez unidas al receptor funcional, lasVTs son internalizadas por endocitosis y translocadas al citoplasma de la célula,donde la subunidad A es clivada en 2 fragmentos, A1 y A2. El fragmento A1 estransportado en sentido inverso en el aparato de Golgi y alcanza su sitio blancoque es el ribosoma. La toxina cliva un residuo adenina de la unidad ribosómica28S, produciendo la inhibición del factor de elongación 1, que es responsable de lainhibición de la síntesis proteica en la célula blanco. Las verotoxinas sonsumamente activas también sobre los ribosomas bacterianos, pero no tienenacceso normalmente a las células procariotas (Suh y col., 1998). Estas citotoxinas son sintetizadas en la luz intestinal por STEC. Losgérmenes no ingresan a las células epiteliales ni al medio interno. Las toxinas, encambio, son transportadas a través de las células epiteliales del intestino, que noposeen receptores funcionales en cantidad significativa, promueven la secreciónpor estas y otras células de Interleuquina 8 y otras citoquinas, promueven el aflujode polimorfonucleares y otros fenómenos inflamatorios, y ejercen su efecto tóxicosobre las células endoteliales de la microvasculatura intestinal y sistémica, rica enreceptores específicos. STX 2 y sus variantes, principales protagonistas de loscasos de SUH, se fijan pobremente sobre los endoteliocitos entéricos, pero tienenuna capacidad tóxica mucho mayor que STX1, capacidad que se expresa adistancia sobre otros parénquimas como el renal o el neural, ricos también enreceptores. Se cree actualmente que las STX son transportadas en la sangre yllegan a los tejidos blanco adhiriendo a receptores singulares de los leucocitosneutrófilos que operan como transportadores de estas proteínas tóxicas (Jacewiczy col., 1999; Thorpe y col., 1999; Hurley y col., 1999; Stephan y col., 1999). Las islas de patogenicidad LEE de STEC son similares a las de EPEC, perocontienen decenas de genes adicionales, que incluyen los correspondientes afagos temperados que codifican la síntesis de las citotoxinas características:STX1, STX2, sus variantes o ambos tipos. Las secuencias de los genes comunesa EPEC y STEC son diferentes, sobre todo cuando codifican productos 58
  • patogénicos que intervienen en interacciones de alteración y defensa específicacon el huésped, como la intimina. Se interpreta que las LEE de STEC derivan delas de EPEC, por incorporación y recombinación horizontal de extensossegmentos, bajo la presión selectiva de esas interacciones. Se han encontradocepas de EPEC O55 genéticamente muy similares a otras de O157, e inclusoportadoras de genes fágicos incompletos o circunstancialmente no expresados(Perna y col., 1998; Elliot y col., 2000). Ver Tabla 5. En nuestro medio, la investigación sobre células Vero de toxinas Shigalibres en materias fecales, y los ensayos de amplificación pool PCR y de SouthernBlot realizados sobre coprocultivos primarios (Tabla 5) han revelado infección porSTEC en hasta 50% de los casos de SUH. En una primera etapa, 1989-90,investigamos E. coli O157 con resultado negativo, y verotoxicidad en materiasfecales, que fue positiva en 4 de 11 casos. En un segundo período, 1994-96,disponiendo de medios más avanzados (PCR, sondas de ADN), detectamosinfección por STEC en la mitad de los casos, pero fue igualmente negativa labúsqueda de E. coli O157. En el período presente, con mejores recursos yorganización, y con un programa de estudio precoz de los niños en etapa dediarrea con sangre, estamos logrando certificar la identidad de los gérmenesresponsables de esta afección, a pesar del intenso tratamiento antimicrobiano aque son sometidos estos niños, que interfiere habitualmente con la recuperacióndel germen causal. En uno de los casos el germen STEC identificado fue una cepade E. coli sorbitol positiva y lisina negativa, serotipo O111:H-, productora deVT1,VT2 y enterohemolisina, eae+ y ampliamente sensible a los antibióticos. Enotros casos de SUH con aislamiento positivo, se trataba de variantes de E. coliO26 y O145, sensibles, sorbitol, lactosa y lisina positivas, eae+ y tambiénformadoras de citotoxinas. El serogrupo O157 ha sido aislado sólo una vez ennuestro país, de un caso reciente de SUH. 59
  • TABLA 4. FACTORES DE VIRULENCIA DE VIROTIPOS DE E. coli PATÓGENO ENTERICO STEC EPEC ETEC EIEC EAEC Adhesinas + de membrana ++ BFP LA ++ Fimbriales + de membrana + Fimbrial o fimbrial factores de colonización Efecto A/E (efecto comoMediadores proteicos ++ (Colon) ++ (delgado) Shigella, mediadores proteicos) Hemolisina ++ LT y ST + Enterotoxinas Proteasas ++ de Shiga Citotoxinas efecto sistémico + mucosa Invasividad (+) Inducción de (+) + /+ inflamaciónArea genética de LEE LEE Isla de Genes patogenicidad Cromosómica y Cromosómica y Genes patogenicidad cromosómicos y fágica bfp plasmídica plasmídicos plasmídica plasmídicosPlásmido(s) de ++ ++ ++ (uno o varios) ++ (220Kb) + virulencia LPS O:111 O:111 Muchos: (O:128, O:124 Varios: (O:8,(antígenos O) O:26 O:55 O:51, O:104, O:29 O:15, O:78, (O:157) O:119. Otros etc.) O:89) 60
  • Otros virotipos de E. coli como causa de ETA. ETEC, EIEC, EAEC. ETEC (E. coli enterotoxigénico) es un tipo patogénico de esta especie queagrupa cepas capaces de producir enterotoxinas proteicas termolábiles (LT) otermoestables (ST), las cuales no se ingieren preformadas ni ingresan al mediointerno, sino que se forman y ejercen su acción localmente sobre la mucosaintestinal, promoviendo hipersecreción de agua y electrolitos. La toxina lábil tieneuna estructura y una función muy similares a la toxina de Vibrio cholerae; ST es unpequeño polipéptido de mayor jerarquía como factor patogénico, dado que sonprincipalmente las cepas productoras de ST, o de LT y ST, pero no las queproducen sólo LT las que se asocian con alteraciones intestinales (Reis y col,1982). ETEC se localiza sobre las células epiteliales del intestino delgado pormedio de fimbrias proteicas de diversa composición antigénica y estructural, y allíproduce sus toxinas que adhieren a receptores celulares, ingresan a losepiteliocitos y modifican su función dando lugar a una diarrea líquida, sin fiebre niinflamación de la mucosa. Tanto los genes responsables de la producción de toxinas como los quecodifican las adhesinas bacterianas están localizados sobre plásmidostransferibles, por lo cual esta variante patogénica de E. coli incluye a numerososserotipos que han sido capaces de incorporar esos componentes del genomaprocariota (Tabla 4). ETEC es agente de diarrea aguda del niño en regiones pobres, y tambiénde enfermedad esporádica o epidémica de origen alimentario, que losmicrobiólogos del hemisferio Norte llaman diarrea del viajero. En cualquier caso,las dosis infectantes son relativamente altas, y los vehículos habituales deinfección son el agua y los alimentos contaminados que permiten la sobrevida ymultiplicación de los gérmenes. En nuestro país, ETEC es el virotipo de E. coli que sigue en frecuencia aEPEC como agente de diarrea aguda en los niños. No ha sido adecuadamenteinvestigado como causante de casos o brotes de ETA. Su investigación requiere lademostración en las cepas de genes codificantes de toxinas (por PCR o sondasgénicas) o de las enterotoxinas por ELISA (Svennerholm y col., 1985). Ver tabla 5. EIEC (E. coli enteroinvasor) es una variante patogénica común en paísesvecinos, especialmente Brasil, pero aislada pocas veces en nuestro país pese a lavigilancia sistemática de muchos años. Producen infección por transmisiónpersona a persona, y también brotes de origen alimentario o hídrico. Se trata decepas metabólicamente muy similares a Shigella (habitualmente lactosa negativoso tardíos, anaerogénicos, inmóviles, lisina negativos: Silva y col., 1980)poseedoras como Shigella de un gran plásmido de virulencia (Lan y col. 2001) ycapaces de provocar diarrea líquida o inflamatoria, aunque en dosis infectivassignificativamente mayores, del orden de 106. Pertenecen a ciertos serogruposcaracterísticos, lo que junto a sus propiedades metabólicas típicas permiteidentificarlos (Tabla 4). Localmente hemos producido antisueros para eldiagnóstico de EIEC por procedimientos de aglutinación y por Elisa dirigido a susproteínas de membrana externa características (Tabla 5). Hemos obtenidoaislamientos de cepas O124 y O29, en niños con diarrea aguda. 61
  • EAEC (E.coli enteroagregativo) es un conjunto de cepas de esta especieoriginalmente agrupadas por su modo peculiar de adherencia entre sí y a célulaseucariotas en cultivo, según observaciones originales de Craviotto, Scaletsky yNataro (Mathewson y Cravioto, 1989). Esta adherencia y la colonización delintestino delgado por EAEC son mediadas por fimbrias codificadas en plásmidos(Tabla 4). La detección mediante sondas marcadas o PCR de las secuencias deestas adhesinas, y la observación del patrón de fijación característico sobrecélulas Hep-2 son los métodos más útiles de identificación de estos cultivos (Tabla5). EAEC produce una reacción inflamatoria con formación de mucus ysegrega toxinas proteicas propias que contribuyen al daño epitelial (Okeke yNataro, 2001). El resultado es una diarrea líquida o mucosa, con escasa fiebre ovómitos, que en muchos casos se vuelve persistente (de duración superior a 14días), como ha sido descrito en niños de Brasil, de Méjico y de otras regiones(Fang y col., 1995). En nuestro país, nuestros estudios iniciales realizados con sondasmarcadas con digoxigenina y ensayos de PCR desarrollados en el Laboratorio deReferencia de E. coli en Lugo, España, revelan la presencia de estos gérmenes enalgunos casos de gastroenteritis infantil. Los datos requieren todavía confirmacióny organización, pero muestran que el grupo microbiano merece atenciónlocalmente. EAEC ha sido reconocido como causa también de "diarrea del viajero"(Adachi y col., 2001) y de brotes de enfermedad de origen alimentario (Smith ycol., 1994), pero estos aspectos no han sido explorados todavía en Uruguay.c- Las perspectivas La jerarquía conocida o sospechada de estos patógenos en nuestro medioimpone profundizar su estudio. Es importante determinar la distribución en los tipos patogénicosprincipales de los distintos atributos de virulencia mencionados, sus variantesgenéticas y la posible naturaleza clonal de los aislamientos según serotipos olapsos identificables. Interesa también conocer las vinculaciones entre esasvariantes genéticas y las características de la población huésped, su nivel de vida,higiene y salud, y la presencia de anticuerpos detectables en los distintos gruposhumanos. En cuanto a la epidemiología de las toxiinfecciones alimentarias, serequiere adelantar varios pasos en la identificación de este grupo de agentesetiológicos. Se trata de saber si los "coliformes" asociados con algunos brotescorresponden a cepas de E. coli patógeno entérico, y de avanzar en elconocimiento de sus características y distribución. Para esto es necesario poneren juego una metodología compleja de laboratorio que sólo puede implementarselocalmente mediante el esfuerzo cooperativo de personas e instituciones, en elmarco del convenio existente entre la Facultad de Medicina y el Ministerio deSalud Pública, y de la colaboración intrauniversitaria. 62
  • Identificación de Virotipos E. coli E. coli enteropatógeno (EPEC) *Serotipificación *PCR para genes bfp, eae E. coli enterotoxigénico (ETEC) *Elisa para toxinas LT y ST *PCR o sondas E. coli productor de tox. Shiga (STEC) *Fermentación del sorbitol y serología *PCR pool o de barrido *Verotoxicidad de filtrados fecales *Elisa o PCR de colonias, confirmatorio *Antitoxinas en suero por neutralización E. coli enteroinvasor (EIEC) *Bioquímicas, serogrupo *Confirmación por Elisa o Sérény E. coli enteroagregativo (EAEC) *Sondas de DNA-digoxigeninaTABLA 5.d- Referencias bibliográficasAdachi JA, Jiang ZD, Mathewson JJ, Verenkar MP, Thompson S, Martínez-Sandoval F, Steffen R, Ericsson CD, DuPont HL. Enteroaggregative Escherichiacoli as a major etiologic agent in travelers diarrhea in 3 regions of the world. Clin.Infect. Dis. 32: 1706-1709, 2001.Breuer T, Benkel DH, Shepiro RL, Hall WN, Winnett MM, Linn MJ, Neimann J,Barrett TJ, Dietrich S, Downes FP, Toney DM, Pearson JL, Rolka H, Slutsker L,Griffin PM. A multistate outbreak of Escherichia coli O157:H7 infections linked to 63
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