Neisseria spp

Neisseriaceae

La familia Neisseriaceae comprende los géneros Neisseria, Kingella, Eikenella, Simonsiella y Alysiella. Son cocos gram negativos en parejas e inmóviles. Los cocos individuales tienen forma de riñón. Neisseria gonorrhoeae (gonococo) y Neisseria meningitidis (meningococo) son patógenos para el ser humano. Algunas neisserias son residentes normales del sistema respiratorio humano, pocas veces en el peor de los casos producen enfermedad y residen fuera de las células.

Cultivo:

Los gonococos y meningococos forman colonias convexas, brillantes elevadas y mucoides en medios enriquecidos (Martin Thayer modificado, Martin Lweis, GC.Lect y New York City) en 48 horas. Las colonias son transparentes y opacas, no pigmentadas y no hemolíticas.

Características de Crecimiento:

Las neisserias crecen mejor en condiciones aeróbicas, pero algunas lo hacen en un medio anaeróbico. La mayor parte de las neisserias oxidan hidratos de carbono. Las neisserias producen oxidasa y son oxidasa positiva, lo cual es clave para su identificación. Cuando se colocan las bacterias en un papel filtro empapado con oxidasa, las neisserias adoptan un color púrpura oscuro con rapidez.

Los meningococos y los gonococos crecen mejor en medios que contienen sustancias orgánicas complejas como sangre calentada, hemina y proteínas animales y en un atmósfera que contiene CO₂ al 5%.  Los microorganismos se destruyen con rapidez por el secamiento, luz solar, el calor húmedo y muchos desinfectantes.

Neisseria gonorrhoeae

Nombre científico: Neisseria gonorrhoeae.

Nombre común: gonococo.

Características microscópicas:

Oxidan solo glucosa, producen colonias mas pequeñas que las demás neisserias Los gonococos que necesitan arginina, hipoxantina y uracil tienden a crecer con más lentitud en el cultivo primario. También se observan variantes opacas y transparentes tanto de las colonias pequeñas como de las grandes; las colonias opacas se relacionan con la presencia de una proteína (Opa).

Fisiología microbiana:

Las estructuras de superficie para evadir las defensas del hospedador son las siguientes:

1. a.     Pilosidades (fimbrias)

Apéndices pilosos que  se proyectan en la superficie del gonococo. Facilitan la adherencia a las células hospedadoras y la resistencia a la fagocitosis. Están constituidas por proteínas de pilina apiñadas. Las pilinas de casi todas las cepas de N. gonorrhoeae son antigénicamente diferentes y una sola cepa puede elaborar muchas formas de pilina antigénicamente diversas.

1. b.    Proteína Por

Se extienden a través de la membrana celular del gonococo. La resitencia variable de los gonococos a la destrucción por suero humano normal depende de la fijación selectivade la proteína Por a la componentes del complemento C3b y C4b.

1. c.     Proteína Opa

Interviene en la adhesión de los gonococos dentro de las colonias y en la adherencia de los gonococos a los receptores de la célula hospedadora.

 

1. d.    Rmp (proteína III)

Está antigénicamente conservada en todos los gonococos. Se asocia a la proteína Por en la formación de los poros en la superficie celular.

 

1. e.    Lipooligosacárido

En el modelo de explante de trompa de Falopio, los lipooligosacáridos producen pérdida de los cilios y muerte de la célula de la mucosa.

 

1. f.      Otras proteínas

Lip (H8) es un proteína expuesta de la superficie que es termomodificable como Opa. La proteína fijadora de hierro Fbp similar en peso molecualr a la proteína Por, se expresa cuando es limitada la reserva de hierro disponible. Los gonococos elaboran una proteasa de IgAI que desdobla e inactiva IgAI, una inmunoglobulina importante de la mucosa de seres humanos.

Factores de patogenicidad y virulencia: Solo las bacterias con pilosidades son virulentas. La expresión de la proteína Opa varía dependiendo del tipo de infección.

Los gonococos que forman colonias opacas se aíslan en varones con uretritis sintomática y en cultivos cervicouterinos a la mitad del ciclo menstrual.

Los gonococos que forman colonias transparentes a menudo se aíslan en varones con infección uretral asintomática, en mujeres que están menstruando y en casos de gonorrea invasiva, como salpingitis e infección diseminada. Los gonococos atacan a las mucosas des aparato genitourinario, el ojo, el recto y la faringe, produciendo supuración aguda que puede desencadenar invasión de los tejidos; esto se acompaña de inflamación crónica y fibrosis.

Enfemedad:

• En varones suele haber uretritis con pus amarillenta cremosa y disuria. El proceso puede extenderse hacia el epidídimo. A medida que cede la supuración en la infección no tratada se presenta fibrosis, lo cual a veces desencadena estenosis uretral. La infección uretral en varones puede ser asintomática.
• En mujeres la infección primaria es en el conducto endocervical y se extiende hasta la uretra y la vagina, dando lugar a una secreción mucopurulenta. Luego puede avanzar a las trompas uterinas y causar salpingitis, fibrosis y obliteración de las trompas de Falopio. La esterilidad se presenta en 20% de las mujeres con salpingitis gonocócica.
• La bacteremia gonocócica causa lesiones de la piel (sobre todo pápulas hemorrágicas y pústulas) de las manos, antebrazos, pies y piernas así como tenosinovitis y artritis purulenta, por lo general de las rodillas, tobillos y muñecas.
• Oftalmia neonatal gonocócica, es una infección ocular del recién nacido, se adquiere a través de un conducto de parto infectado. La conjuntivitis inicial avanza rápidamente y si no se trata produce ceguera. Para evitarla es obligatorio la instilación de gotas de tetraciclina, eritromicina o nitrato de plata en el saco conjuntival del recién nacido.

Pruebas diagnósticas de laboratorio

1. a.     Muestras

El pus y las secreciones se obtienen de la uretra, cuello uterino, recto, conjuntiva, faringe o del líquido sinovial para cultivo y frotis.

1. b.    Frotis

Los frotis de exudado uretral o endocervical sujetos a tinción de Gram revelan muchos diplococos dentro de los piocitos, que permiten estableces un diagnóstico presuntivo. En varones no son necesarias las pruebas diagnosticas adicionales de los exudados uretrales cuando la tinción es positiva, pero en mujeres se deben realizar pruebas de amplificación de ácido nucleico o cultivos. Los frotis teñidos de exudados de la conjuntiva también pueden ser diagnósticos, pero los de muestras de la faringe o del recto por lo general no son útiles.

1. Cultivo

Inmediatamente después de la recolección, el pus o el moco se colocan en medio selectivo enriquecido (Thayer martin modificado) y se incuba en una atmósfera con CO₂  (frasco con vela en absorbancia) a 5% a 37ºC. Para evitar la proliferación excesiva de contaminantes, el medio selectivo contiene fármacos antimicrobianos como vancomicina, solistina, anfotericina B y trimetoprim. Si no es posible la incubación inmediata, se debe colocar la muestra en un sistema de cultivo de transporte que contenga CO₂. Luego de 48 horas del cultivo, se pueden identificar con rapidez los microorganismos por su aparición en un frotirs sujeto a tinción gran por su producción de oxidasa y por la coaglutinación, la tinción inmunofluorescente y otras pruebas de laboratorio.

1. Pruebas de amplificación de ácido nucleico

Se disponen de varios análisis de amplificación de ácido nucleico utilizados por la FDA para detección directa de N. gonorrhoeae en muestras genitourinarias y son las pruebas preferidas de estas fuentes. Las ventajas comprenden una mejor detección, resultados más rápidos y la posibilidad de utilizar la orina como muestra. Las deventajas comprenden la especificidad insatisfactoria de algunos análisis por la reactividad cruzada con especies del género  Neisseria no gonocócicas. No es recomendada esta prueba para las infecciones gonocócicas extragenitales o de infecciones en los niños.

Inmunidad:

Las infecciones gonocócicas repetidas son frecuentes. La inmunidad protectora contra la reinfección no parece presentarse como parte del proceso patológico, por la variedad antigénica de los gonococos.

Tratamiento:

Debido al uso generalizado de la penicilina ha aumentado de manera gradual la resistencia de los gonococos. En la actualidad muchas cepas necesitan altas concentraciones de penincilina G para lograr la inhibición. N. gonorrhoeae productor de penicilinasa también ha aumentado su prevalencia. A causa de los problemas de resistencia antimicrobiana de N. gonorrhoeae, los Centers for Disease Control and Prevention recomiendan que se traten las infecciones genitales o rectales no complicadas con ceftriaxona (125mg) pro via intramuscular en una sola dosis.

El tratamiento adicional con azitromicina, 1g por via oral en una sola dosis o siete días se recomienda para la posible infección concomitante por clamidias. Se ha observado que la azitromicina es inocua y eficaz en mujeres embarazadas, pero la doxiciclina está contraindicada.

Epidemiología, prevención y control:

Se transmite exclusivamente mediante el contacto sexual, a menudo por mujeres y varones con infecciones asintomáticas.  La infecciosidad del microorganismo es tal que la posibilidad de adquirir la infección por un solo contacto con un pareja sexual infectada es de 20 a 30% para  varones y mayor para las mujeres. La tasa de infección se puede reducir evitando parejas sexuales múltiples, erradicando con rapidez los gonococos en individuos infectados por medio del diagnostico tratamientos oportunos y el descubrimiento de casos y contactos a través de educación y detección en poblaciones con alto riesgo. La profilaxis mecánica (condones) proporciona una protección parcial.

Neissería gonorrhoeae en tinción Gram.

  

Neisseria gonorrhoeae: Diplococos Gram negativos

Muestra rectal: Sobrecrecimiento de Neisseria gonorrhoeae en agar chocolate en comparación al crecimiento en el agar Thayer-Martin, específico para el genero Neisseria.

Crecimiento de Neisseria gonorrhoeae en agar chocolate en cultivo de 48 horas a 37ºC y 5% CO2. Pruebas glucosa (+) y oxidada (+).

Manifestación de gonorrea alrededor de la boca.

Secreción purulenta localizado en ojos producida por gonorrea. 

 

Manifestaciones clínicas de gonorrea en: fila superior- recién nacido(izquierdo) ; pené(derecho). Fila inferior- trompas uterinas(izquierdo) ; vagina(derecho).

Neisseria meningitidis

Nombre científico: Neisseria meningitidis

Nombre común: meningococo

Características microscópicas:

Se han identificado por lo menos 13 serogrupos de meningococos mediante la especificidad inmunológica de los polisacáridos capsulares. Los serogrupos mas importantes relacionados con enfermedad en el ser humano son A, B, C, X, Y y W-135. Se encuentran antígenos meningocócicos en la sangre y en líquido cefalorraquídeo de los pacientes con enfermedad activa. Las proteínas de la membrana externa de los meningococos se han dividido en clases con base en su peso molecular. Todas las cepas tienen proteínas de clase 1, clase 2 o clase 3; son análogas a las proteínas Por de los gonococos y a ellas se debe la especificidad del serotipo de los meningococos.

Fisiología microbiana:

Los meningococos contienen pilosidades, pero a diferencia de los gonococos, no forman tipos de colonia distintivos que indiquen bacterias con pilosidades. El LPS del meningococo produce muchos de los efectos tóxicos que se observan en la infección meningocócica. Se han observado las concentraciones más altas de endotoxina en la septicemia de pacientes con meningococemia.

Factores de patogenicidad y virulencia:

Los seres humanos son los únicos hospedadores naturales en quienes los meningococos son patógenos. La nasofaringe es la vía de entrada. Allí los microorganismos se adhieren a las células epiteliales con la ayuda de las pilosidades; pueden formar parte de la flora transitoria sin producir síntomas. Desde la nasofaringe los microorganismos llegan al torrente sanguíneo y producen bacteriemia; los síntomas son parecidos a los de una infección respiratoria alta.

Enfemedad

• La meningococemia fulminante es más grave y se manifiesta por fiebre elevada y exantema hemorrágico; puede haber coagulación intravascular diseminada y colapso circulatorio (síndrome de Waterhouse-Friderichsen).
• La meningitidis es la complicación más frecuente de la meningococemia. Por lo general comienza en forma brusca con cefalea intensa, vomito y rigidez del cuello y evoluciona al estado de coma a las pocas horas. Durante la meningococemia hay trombosis de diversos vasos sanguíneos pequeños en muchos órganos con infiltración perivascular y hemorragias petequiales. Puede haber miocarditis intersticial, artritis y lesiones de la piel.
• En la meningitis las meninges presentan una inflamación aguda con trombosis de los vasos sanguíneos y exudación de leucocitos polimorfonucleares. De manera que la superficie del cerebro está cubierta por un exudado purulento espeso.
• No se sabe que es lo que transforma una infección asintomática de la nasofaringe en una meningococemia y una meningitis, pero esta se puede evitar mediante anticuerpos séricos bactericidas que son específicos contra el serotipo infectante. La bacteriemia por Neisseria se favorece por la falta de anticuerpo bactericida (IgM e IgG), la inhibición de la acción bactericida sérica por un anticuerpo IgA bloqueante o una deficiencia de componentes del complemento (C5, C6, C7 o C8). Los meningococos se fagocitan con facilidad en la presencia de una opsonina específica.

Pruebas diagnósticas de laboratorio

1. a.     Muestras

Las muestras de la sangre se obtienen del cultivo y las muestras de liquido cefalorraquídeo se obtienen de frotis, cultivo y mediante la determinación química. Los cultivos de frotis de secreciones nasofaríngeas son adecuados para las evaluaciones de portador. Puede obtenerse material punteado de las petequias para prótesis y cultivo.

 

1. b.    Frotis

Los frotis de sedimento de líquido cefalorraquídeo centrifugado o del aspirado petequial teñido con tinción de Gram a menudo muestran los gonococos característicos dentro de los leucocitos polimorfonucleares o extracelulares.

1. Cultivo

Los medios de cultivo sin sulfonato de polianetol sódico son utiles para cultivar muestras sanguíneas. Las muestras de liquido cefalorraquídeo se colocan en placas con agar “chocolate” y se incuban a una temperatura de 37ºC en una atmosfera de CO₂ al 5% (frasco con vela). El liquido cefalorraquídeo recién retirado se puede incubar directamente a una temperatura de 37ºC si no se dispone de inmediato de medios de cultivo con agar. Un medio de Thayer Martin modificado con antibióticos (vancomicina, colistina, anfotericina) favorece la multiplicación de gonococos, inhibe a muchas otras bacterias y se utiliza para los cultivos nasofaríngeos. Las colonias presuntivas de los gonococos en medios sólidos, sobre todo en cultivo mixto, se pueden identificar mediante tinción de Gram y la prueba de la oxidasa.

 

1. d.    Diagnóstico serológico

Los anticuerpos contra los polisacáridos meningocócicos se pueden determinar mediante la aglutinación con látex o las pruebas de hemaglutinación o por su actividad bactericida. Se llevan a cabo estas pruebas solo en laboratorios de referencia.

Inmunidad:

La inmunidad contra la infección meningocócica se relaciona con la presencia de anticuerpos específicos, dependientes de complemento, bactericidas, en el suero. Los antígenos inmunizantes para los grupos A, C Y y W-135 son los polisacáridos capsulares. Para el grupo B, no se ha definido un antígeno específico adecuado que pueda utilizar como una vacuna.

Se han utilizado vacunas del grupo B con mezclas de antígenos. En la actualidad existen dos tipos de vacunas contra los serogrupos A, C Y y W-135 disponibles. Una vacuna tetravalente la cual no es muy inmunógena en los niños menores de 18 meses, ni confiere inmunidad prolongada y no causa reducción persistente del estado de portador nasofaríngeo.

Una vacuna conjugada tetravalente aprobada en 2005 está autorizada para utilizarse en personas de 11 a 55 años de edad. Contiene polisacárido capsular conjugado con toxoide difteric. La ventaja de esta vacuna es que se desencadena una respuesta dependiente del linfocito T a la vacuna. En la actualidad se recomienda la vacunación sistemática de adolescentes (11 a 12 años de edad) antes de la secundaria mediante el empleo de la vacuna conjugada. Asimismo, se recomienda la vacunación en personas de 11 a 55 años de edad que pertenecen a los siguientes grupos de riesgo: individuos con asplenia funcional o quirúrgica, personas con deficiencias de complemento; personas que viajan a zonas muy endemias; poblaciones cerradas como los novatos universitarios que viven en dormitorios y los militares; poblaciones que experimentan un brote epidémico en la población y para personas que trabajan en laboratorios clínicos.

Tratamiento:

La penicilina G es el fármaco de elección para tratar la infección meningocócica. En personas alérgicas a las penicilinas se utiliza cloranfenicol o una cefalosporina de tercera generación como cefotaxima o ceftriaxona.

Epidemiologia, prevención y control:

El tratamiento con penicilina oral no erradica el estado del portador. La rifampicina en dosis de 600 mg por vía oral dos veces al día durante dos días (o la ciprofloxacina en los adultos, 500 mg en una sola dosis) a menudo puede erradicar el estado de portador y servir de quimioprofilaxis para contactos domésticos y otros contactos cercanos. Desde la aparición de muchos meningococos resistentes a la sulfonamida, ya no es fiable la quimioprofilaxis con sulfonamidas.

Los casos químicos de meningitis constituyen solo una fuente insignificante de infección y ór tanto el aislamiento solo tiene utilidadlimitada. Es más importante la reducción de contactos personales en una población con una elevada tasa de portador. Esto se logra evitando el hacinamiento o la administración de vacunas.

Neisseria meningitidis: Bacterias inmóvilos, diplococos en forma riñonada.

Neisseria meningitis: bacterias, Gram (-) dispuestas como diplococos inmóviles.

Crecimiento de Neisseria meningitidis en Agar chocolate en cultivo de 48 horas a 37ºC y 5% CO2.

Pruebas bioquímicas de Neisseria meningitidis: Glucosa (+), maltosa (+) y sacarosa (-).

Crecimiento de Neisseria meningitidis en un medio selectivo, cultivo de 24 horas en un ambiente aerobico enriquecido con 5% dióxido de carbono a 37 °C, con una prueba oxidada positiva y resistente a la vancomicina.

Links:

1. Microbiología en fotos: Neisseria meningitidis http://www.microbiologyinpictures.com/neisseria%20meningitidis.html 

2. Microbiología en fotos: Neisseria gonorrhoeae http://www.microbiologyinpictures.com/neisseria%20gonorrhoeae.html

3. Manual de Merck: Gonorrea http://www.merckmanuals.com/professional/infectious_diseases/sexually_transmitted_diseases_std/gonorrhea.html

Fuentes:

1. Brooks, G., Carroll, K., Butel, J., Morse, S., Mietzner, T., 2011. Microbiología Médica. 25 ed. McGraw-Hill. España.

2. Pfaller, M., Murray, P., Rosenthal, K., Microbiología Médica. 6 ed. Elsevier Mosby. España.