Morfológicamente son cocos gram positivos ovalados que se disponen en parejas de a dos, es decir son diplococos pero también son capaces de formar cadenas cortas. Miden de 0,5 a 1,2 micrómetros. Posee una cápsula que es de gran importancia para el abordaje de su estudio. Están compuestas por polímeros de polisacáridos mezcla de monosacárido con oligosacáridos, gracias a esto se distingue unos 90 serotipos, cada una con diferentes antígenos, de los cuales, los más habituales son utilizados para la vacuna polivalente.
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| Infección por neumococos al microscopio. Gram positivo |
con respecto a su pared celular, tiene algunas proteínas que sobresalen de la cápsula pero que tienen su origen en la pared, ejemplo de esto son las proteínas fijadoras de colina, que le permite enlazarse con células epiteliales u otros neumococos.
Solo puede crecer en medios enriquecidos y que tengan complemento de sangre. Fermenta carbohidratos a ácido láctico, un producto que puede tornase tóxico para esta bacteria y por tal motivo un sitio con mucha glucosa termina siendo contraproducente para ella.
Estructura
Bacteria gram positiva. La pared tiene cadenas peptídicas unidas a los polisacárido de N-acetilglucosamina y N-acetilmurámico. Estas cadenas se encuentran entrelazadas entre sí con las de otras semejantes mediante un puente de pentaglicina.
La pared posee ácido teicoico (antígeno F), las cuales se presenta en dos formas. Una que se ve desde la superficie porque se ancla en la capa de peptidoglucano y atraviesa la cápsula. Otra unido a los lípidos de membrana. Tienen unido a ellas residuos de fosforilcolina, proteína específica.
Posee polisacárido C que frente a globulinas como la Proteína C reactiva, puede generar precipitación siempre que haya calcio iónico presente. En casos de inflamación, la proteína C reactiva, al ser una proteína de fase aguda tiende a aumentar.
Volviendo al tema del ácido teicoico, se sabe que puede hacer una reacción cruzada con antígenos de la superficie celular llamados antígenos de Forssman.
La neumolisina es producida por todos los S. pneumoniae, esta toxina forma poros en la membrana de manera similar a la estreptolisina O del S. pyogenes y a la toxina alfa estafilocócica.
Esta proteína, si bien no es liberada activamente, suele liberarse cuando las autolisinas activadas de la propia bacteria generan su lisis. De tal manera que al salir de la bacteria toman contacto con el organismo del anfitrión provocando la liberación de citosinas y efectos inmunológicos.
Por otro lado los S. pneumoniae generan neuraminidasa que lisa el ácido siálico de la mucina, glucoproteínas y glucolípidos del anfitrión.
Epidemiología del S. pneumoniae
Primera causa de neumonía, meningitis aguda purulenta, infecciones invasivas y bacteriemia. Se estima que más de cinco millones de niños fallecen por año a causa de una infección que involucre esta bacteria. También se lo considera el principal patógeno de las otitis medias típicas de los niños de temprana edad. Tiene una mayor prevalencia en niños menores de 2 años y mayores de 60 años, la colonización por S. pneumoniae normal se da al rededor de los 6 meses de edad.
Factores de riesgo para contraer infección por S. pneumoniae: diabetes mellitus, enfermedad renal, alcoholismo, falta de bazo, entre otros.
El proceso de infección comienza por la nasofaringe donde la bacteria coloniza incluso en personas sanas dependiendo de varios factores como el clima. Suele transmitirse de persona a persona gracias a las microgotas generadas al toser o estornudar.
Solo 20 de los más de 90 serotipos conocidos hasta el momento de S. pneumoniae están relacionados con patología en el ser humano de manera más frecuente, lo cual no quiere decir que el resto de los serotipos no sean patogénicos.
Patogenia del S. pneumoniae
El neumococo puede adherirse a las células epiteliales de la nasofaringe por proteínas fijadoras de colina (adhesinas de superficie). Se forma así un enlace que puede estar beneficiado si hay patología subyacente como una infección viral o la liberación de citoquinas que exponen receptores adicionales para la unión.
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| Paciente con neumonía tose y expectora |
En el caso de la neumonía, por ejemplo, la aspiración de secreción con contenido de estreptococos pneumoniae es la forma típica de llegada del microorganismo al sitio de infección. Sin embargo, no siempre que llegue por aspiración esta bacteria desarrollará enfermedad, puesto que existe todo un mecanismo efectivo de defensa del sistema respiratorio que incluye tos, mucosidad, expectoración. Sin embargo, cuando estos mecanismo de defensa son evadidos la infección se puede desarrollar. Es aquí donde entran los factores de riesgo epidemiológicos ya que los mecanismos de defensa suelen verse afectados por alcoholismo, infecciones víricas previas, enfermedades respiratorias crónicas, diabetes, insuficiencia cardíaca, uso de drogas, entre otros.
Para evitar la efectividad de la defensa del sistema respiratorio, esta bacteria posee una proteasa de IgA secretora. En condiciones normales, la inmunoglobulina se une a la bacteria y la ancla a la mucina del moco evitando que se desplace mientras el moco es ascendido por los cilios para ser deglutida y eliminada. La proteasa de IgA secretora evita esto. Por otro lado la neumolisina puede dañar y eliminar tanto células comunes como fagocíticas.
Una vez que el S. pneumoniae llega a los sacos alveolares se genera una evasión de la fagocitosis gracias a la cápsula del estreptococo. Esto se logra gracias a la capacidad de inhibir la acción del sistema del complemento (activado sobre todo por la exposición del peptidoglucano y del ácido teicoico), que no deja ser opsonizada. Evitada la fagocitosis, el número de S. pneumoniae comienza a elevarse, existe paralelamente una reacción inflamatoria, no obstante es una reacción ineficaz. Posteriormente, con el comienzo de la función de las lisinas algunos neumococos comienzan a desintegrase y con ello se general la liberación de ciertos productos (neumolisina sobre todo) y partículas antigénicas, o proteínas tóxicas que generan daño celular al ambiente alveolar.
Con la reacción inflamatoria se generaron cantidades importantes de C5a, TNFalfa e IL-1, lo cual genera más migración de células inflamatorias y daño tisular. Otro factor que genera daño es la liberación y producción por parte de los neumococos de radicales libres derivados del oxígeno.
Los neumococos poseen además fosforilcolina que es capaz de unirse a receptores de leucocitos, endotelio, plaquetas, células pulmonares e ingresar al citoplasma, desde donde se protege de la respuesta fagocítica. A partir de allí pueden migrar a otras zonas más complejas y diseminarse.
Clínica del S. pneumoniae
- Neumonía
- Sinusitis
- Otitis media
- Meningitis
- Bacteriemia
Neumonía
La neumonía causada por S. pneumoniae es común y puede verse en ella una proliferación de dicha bacteria en el alvéolo, como se mencionó antes, gracias a la aspiración de la bacteria y la posterior evasión de los mecanismos de defensa. Una vez en el alveolo las bacterias se multiplican rápidamente, aumenta mucho el número de población de la misma por su reproducción.
Esto genera un edema inflamatorio, que termina por nutrir a los microorganismos. En el exudado temprano se ven eritrocitos, luego neutrófilos y finalmente macrófagos. Sin embargo, la enfermedad es clásicamente dividida en etapas.
- Multiplicación del agente bacteriano
- Exudado hacia el alveolo
- Excursión de células
- Resolución
La presencia del exudado genera un síndrome de consolidación que se da generalmente a los 3 días de generada la infección y que suele afectar todo un lóbulo (por lo general el derecho basal), una vez que se secretan anticuerpos contra los antígenos bacterianos de la cápsula, la infección comienza a mermar y la lesión a restaurarse. Una de las características de la neumonía es que no produce daño en la estructura pulmonar una vez que se restaura.
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| Rx síndrome de condensación |
El serotipo más virulento que puede generar además abscesos pulmonares, es el número tres. El cuadro de neumonía puede tener asociado un derrame pleural que en raros casos puede tener carácter purulento (empiema).
Sinusitis y otitis media
S. pneumoniae se lo suele asociar no pocas veces con la infección tanto de los senos paranasales como del oído medio. Ocurre con frecuencia luego de infecciones virales de las vías respiratorias. De estas dos patologías, la otitis suele estar más restringida a los niños pequeños. Es realmente común encontrar casos de otitis media en pacientes pediátricos, pero la sinusitis ya es una patología más general en cuestión de edad. De la sinusitis, la infección del seno mastoideo puede ser complicada si permite el paso de la bacteria al espacio subaracnoideo con una posterior meningitis.
Meningitis
La infección e inflamación de las meninges por causa de S. pneumoniae es bastante común de escuchar. Son tres las bacterias generan meningitis (H. influenzae, S. pneumoniae, N. meningitidis)
S. pneumoniae puede diseminarse hacia el sistema nervioso luego de un traumatismo con abertura al espacio nasofaríngeo, una bacteriemia, una sinusitis u otitis media. Puede dejar secuelas, de hecho las meningitis por neumococos suelen tener mayor tasa de mortalidad que aquellas producida por otros agentes patógenos.
Otras infecciones menos destacadas
Peritonitis, artritis, endocarditis están en la lista de infecciones no tan frecuentes por este agente. No es causa de infecciones como faringitis ni amigdalitis.
Diagnóstico
Cultivo
Se cultiva en agar-sangre y producen alfa-hemólisis gracias a una enzima llamada neumolisina que degrada la hemoglobina en un producto de color verdoso, forma colonias que son circulares, brillosas y que miden entre 0.5 a 2.0 milímetros. Se puede obtener a partir de cultivos de esputo de pacientes con neumonía, aunque no es tan fácil su proliferación que puede estar afectada por el crecimiento de otras bacterias que contaminen la muestra. Se puede obtener por medio de aspirado una muestra del seno paranasal o también del oído medio si se busca diagnosticas infección por S. pneumoniae de manera determinante. También puede obtenerse a partir de muestras de LCR.
Aún así hay que tener en cuenta que las cepas encapsuladas suelen mostrar colonias más grandes en agar sangre, en cambio cepas que no estén encapsuladas suelen ser más aplanadas.
Cuando la colonia va creciendo, se forman peróxidos, generando un proceso de autolisis en la parte central que junto con las proteínas autolisinas generan una zona cóncava en forma de pozo leve.
Como se dijo, son alfa hemolíticas pero si se cultiva en un medio anaerobio pueden actuar como beta hemolíticas.
Microscopía
Se realiza tinción de gram en esputo expectorado, esto es una prueba rápida para determinar la infección. Se los ve como diplococos y se dice que tiene forma de lanceta, la cápsula no se tiñe. Aquellos cultivos que tengan cierto tiempo, pueden sufrir una decoloración progresiva de la bacteria lo cual puede presentarse como una tendencia a la gramnegatividad.
Para confirmar que el espécimen sea de S. pneumoniae se realiza una prueba adicional llamada reacción de quellung, donde se los expone a anticuerpos que al volver a verse en el microscopio muestran en caso de ser positivo, una refringencia aumentada.
Pruebas con ácidos nucleicos
Se puede desarrollar la exploración con PCR o sondas de ácido nucleico. Pero no es un método que se utilice además de su costo económico, no lo hacen un método recomendado.
Pruebas de antígenos
Se puede evaluar la presencia de polisacárido C, el cual se puede testear gracias a su presencia en orina. También puede ser buscado en LCR. La prueba en orina no es altamente eficiente pero puede servir para algunos casos, la positividad lo confirma pero la negatividad no lo descarta.
Identificación
Se puede identificar una colonia de S. pneumoniae gracias a que es soluble en bilis. al dejar tomar contacto una gota de bilis con la colonia, esta se disuelve rápidamente. Es un buen método para diferenciarlo de otros estreptococos viridans.
Otro método es exponer la muestra a optoquina, en el caso de S. pneumoniae la colonia sufre una inhibición en su crecimiento.
Tratamiento
Si bien las cepas de S. pneumoniae fueron siempre sensibles a la penicilina, se ha comenzado a ver resistencia, convirtiéndose en microorganismos menos susceptibles a los betalactámicos. Las más resistentes suelen asociarse de manera más frecuente a neumonía y meningitis. Sin embargo, esta resistencia es fácilmente sorteable aumentando la dosis. Aunque no deja de ser preocupante.
Dependiendo de si el paciente fue infectado en la comunidad o en el hospital, se elegirá un tratamiento antibiótico diferente. En el caso del nosocomio se preferirá utilizar cefalosporinas de tercera generación.
Las cepas que no respondan a la penicilina serán tratadas entonces con eritromicina, vancomicina o quinolonas.
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| Calendario de vacunación del ministerio de Argentina |
Vacunación
La vacuna anti neumococo es conocida como "neumococo conjugada" o "polisacárida antineumocócica de 23 serotipos". Está destinada contra los antígenos de la cápsula. Y puede darse en niños mayores de 2 años y en adultos.
La vacuna antineumocócia conjugada de 13 serotipos es recomendable para niños menores de 2 años que debe ser reforzada a los 2,4,6 y al año.
