Bacteroides, fusobacterium, porphyromonas y prevotella

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Claudia Rocío Castañeda Ramírez, Esp, MSc . Bacteriología Médica Universidad del VALLE Bacteroides Fusobacterium Prevotella Porphyromonas

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Claudia Rocío Castañeda Ramírez, Esp, MSc . Bacteriología Médica Universidad del VALLE

Bacteroides Fusobacterium Prevotella Porphyromonas

Coloración de Gram en Bacterias Anaerobias

Grampositivo

Bacilo

Actinomyces

Bifidobacterium

Eubactererium

Lactomacillus

Propionibaccterium

Clostridium

Coco

Peptococcus

Peptoestreptococcus

Gramnegativo

Coco

Veillonella

Bacilo

Bacteroides

Fusobacterium

Porphyromonas

Prevotella

Bacteriodaceae

Clasificación

• Familia Bacteroidaceae: – Bacteroides

– Fusobacterium

– Leptotrichia (raro en enfermedades humanas)

– Prevotella

– Porphyromomas

• Anaerobios no esporulados

Bacteriodaceae

– Pueden ser FN de Orofaringe, tracto urogenital y colon.

– Patógenos oportunistas

Morfología:

– Bacilos gram negativos

– Pleomórfico

– Tinción irregular o bipolar:

• Fusobacterium nucleatum: largos y delgados con extremos puntiagudos

Bacilos anaerobios

Bacteriodaceae

Cada tipo de Colonia que crece debe ser

confirmado con coloración de Gram y subcultivado

bajo condiciones aerobias y anaerobias para

confirmar que es un anaerobio.

Bioquímica:

Tolerancia de la bilis

Producción de pigmentos

Sensibilidad a los antibióticos:

Vancomicina (V)

Kanamicina (K)

Colistina (C).

Bacteriodaceae

V K C Bilis Pigmento

Bacteroides fragilis R R R R -

Prevotella R R S S +/-

Porphyromonas S R R S +

B. fragilis: catalasa positivo

GLC – diferenciar Fusobacterium Fusobacterium es productor de ácido butírico mientras que

los demás producen ácidos mixtos.

F. nucleatum y F. necrophorum (lipasa+) son los principales patógenos.

GLC: Gas liquid chromatography

Bacteroides sp

Bacteroides sp

• Son los más frecuentemente aislados de infecciones por anaerobios en el ser humano*.

• Gran cantidad de factores de virulencia y mayores tasas de resistencia contra los antimicrobianos.

• 1898: Bacillus fragilis

• 1919: Bacteroides fragilis.

• Grupo heterogéneo: bacilos Gramnegativos, anaerobios obligados, pleomórficos, asociados al hospedero y que no podían ser asignados a ningún otro género.

• Nuevas técnicas de análisis filogenético redefine:

– Bacteroides, Prevotella y Porphyromonas

Bacteroides sp • Gram negativos resistentes a la bilis

• Contenido de guanina-citosina: 40 y 48%

• Sacarolíticos

• Se incluyen más de veinte especies

• Grupo Bacteroides fragilis (características bioquímicas, morfológicas e implicaciones clínicas similares):

– B. fragilis, B. caccae, B. distasonis, B. eggerthii, B. ovatus, B. merdae, B. stercoris, B. thetaiotaomicron, B. uniformis y B. vulgatus

– 2006: B. distasonis y B. merdae reclasificadas en el género Parabacteroides

• Implicaciones terapéuticas en las infecciones iguales.

Bacteroides sp

Flora Normal

• Colon: 1011 bacterias/mL

• Anaerobios vs aerobios : proporción de 1000:1

• Fermentación de carbohidratos produce un conjunto de ácidos grasos volátiles (reabsorbidos en intestino grueso) y constituyen una proporción importante de los requerimientos energéticos diarios del hospedero

Patógeno oportunista

• Infecciones importantes por su morbilidad y mortalidad

• Adquisición de genes que codifican para factores de virulencia.

• La mayoría de estos factores pueden encontrarse en diferentes especies del género.

• B. fragilis : más factores de virulencia*

Bacteroides sp: Importancia en la respuesta inmune del

hospedero

Polisacáridos de la cápsula de B. fragilis : – Activación de

los linfocitos T CD4+

– Desarrollo de la respuesta inmune T dependiente

Bacteroides sp: Factores de virulencia

• Adhesión: primer paso para la colonización o la infección.

• Unión de B. fragilis y B. ovatus a las células intestinales:

– Estructuras tipo pili.

– Fimbrias peritricas

– Adhesinas tipo lectina (algunas cepas de B. fragilis)

• Evasión del sistema inmune:

• B. fragilis (producción de ácidos grasos de cadena corta):

– Pueden inhibir la actividad bactericida de los neutrófilos

– Capacidad de interactuar con macrófagos peritoneales:

• Actividad procoagulante

• Depósitos de fibrina

Bacteroides sp: Factores de virulencia

• Polisacáridos capsulares de B. fragilis:

– Factor de virulencia más importante.

– Directamente relacionados con la formación de abscesos intraabdominales.

• Capacidad de producir enzimas – Hialuronidasa y la condroitin sulfatasa: degradación de la matriz

extracelular del hospedero

– Neuroaminidasa, colagenasa, fibrinolisina y heparinasa

– Hemolisinas

• Cepas enterotoxigénicas de B. fragilis producen una metaloproteinasa termosensible dependiente de zinc (fragilisina): – Enfermedad diarreica en animales, niños pequeños y adultos

– Puede tener importancia en infecciones extraintestinales .

Bacteroides sp: Principales infecciones

• Polimicrobianas.

• Infecciones intraabdominales: – Abscesos intraperitoneales y viscerales

– Peritonitis causados por la alteración de la integridad de la mucosa intestinal (Cirugías, ruptura de un divertículo, apendicitis o cáncer de colon.

• Infecciones en tracto genital femenino – Ocasionalmente en cultivos vaginales

– Abscesos en la glándula de Bartolino y en las trompas de Falopio

– Aborto espontáneo a mitad de gestación

• Infección de heridas, tejido subcutáneo y abscesos del área rectal (úlceras de decúbito y abscesos perisacrales).

Bacteroides sp: Principales infecciones

• Osteomielitis: – Huesos largos pos trauma o fractura o relacionada con enfermedad

vascular periférica, úlceras de decúbito

– Huesos craneales y faciales

– Pélvica después de cirugía

• Bacteriemias por anaerobios son poco frecuentes – Asociadas con cirugías y enfermedades intestinales

• Pericarditis: diseminación vía sanguínea a partir de lesiones del tracto gastrointestinal.

• Abscesos cerebrales

• Diarrea acuosa autolimitada (niños), diarrea asociada a antibióticos y enfermedades inflamatorias del intestino.

Bacteroides sp: Diagnóstico Microbiológico

Coloración de Gram a partir de Hemocultivo positivo a las 28 horas de incubación

Bacteroides sp: Diagnóstico Microbiológico

Cultivo en agar sangre en anaerobiosis de B. fragilis.:

• 48 horas de incubación • Colonias : 1 a 3 mm de

ancho, de color gris brillante.

• Aspecto macroscópico de las colonias: grises o blancas, enteras, convexas, traslúcidas u opacas y no hemolíticas.

B. fragilis

Bacteroides fragilis

Bacteroides sp: Diagnóstico Microbiológico

Tinción de Gram Microscopía óptica. Aumento 1000x:

• Bacilos gramnegativos ovoides con extremos redondeados. Se disponen en forma aislada o en pares.

Fusobacterium nucleatum

Fusobacterium sp

El género Fusobacterium tiene tres especies de importancia clínica:

F. nucleatum

F. alocis

F. sulci

Son bacilos gramnegativos que forma parte de la microbiota del surco gingival.

F. nucleatum: está muy relacionado con la angina de Vincent.

Fusobacterium sp

Inmóviles

Respiracion: anaerobios estrictos.

Factores de virulencia: Compuestos volátiles para nuestras células.

Proteínas de superficie (adhesinas).

Fimbrias

Libera lipopolisacáridos-> inhiben la quimiotaxis de neutrófilos.

Leucotoxina

Metabolitos tóxicos-> ácidos grasos de cadena corta

Sustancias volátiles: ácido butírico, NH3, SH2, metil captano y el indol (halitosis)

Fusobacterium sp

Morfología: Pleomórficas, con forma de huso con extremos

puntiagudos.

Metabolismo: No fermentativas, no utilizan azúcares.

Clínica: Gingivitis y periodontitis.

Habitat: Placa subgingival.

Equivalente: Prevotella intermedia.

Especies: F. nucleatum, F. periodonticum, F. aloci, F. sulci

Angina de vincent:

Combinación de especies de Fusobacterium

y espiroquetas

Sobrecrecimiento: faringitis anaeróbica

Membrana gris

Mal olor

Fusobacterium nucleatum

Microbial ecology of subgingival plaque as a pathogenic biofilm

Nishihara Tatsuji and Koseki Takeyoshi, Periodontology 2000:2004;36:14

Porphyromonas sp

Bacilos Gram negativos. Inmóviles.

Respiración: anaerobios estrictos.

Factores de virulencia:

Fimbrias para agregarse a otras bacterias.

Forman vesículas de superficies:

Señuelos para consumir factores defensivos (complemento,

péptidos antimicrobianos, anticuerpos, etc).

Colagenasas: destruyen colágeno sostén de los tejidos.

Secretan diversas enzimas: desoxirribonucleasas, fosfolipidasas.

Pueden degradar fibrinógeno.

Gingipaínas: proteasas inespecíficas, hemolíticas (obtienen Fe).

Destruyen proteínas defensivas (ej.: lactoferrina y transferrina).

Porphyromonas sp

Metabolismo:

Utilizan principalmente aminoácidos y no

fermentan hidratos de carbono.

Obtienen menos moléculas de ATP que los

microorganismos con cadena respiratoria.

Liberan metabolitos tóxicos para las células

del hospedador, algunos son volátiles

(halitosis).

Porphyromonas sp

Porphyromonas gingivalis

Clínica:

Asociada a las periodontitis crónicas.

Importante relación con la gingivitis:

Permite a la Porphyromonas gingivalis infectar

el área más cercana a la raíz de los dientes

causando caries e infecciones.

La gingivitis toma una forma nueva, llamada

gingivitis ulcerativa necrotizante aguda

(GUNA).

Porphyromonas sp

Porphyromonas gingivalis

Clínica:

GUNA: destrucción acelerada de los tejidos

afectados y diseminación local o sistémica

de la infección.

Propagación más allá de la gingiva (encías)

e invade los tejidos locales de la boca y la

cara: el síndrome se llama el NOMA.

También se producen abcesos periapicales.

Porphyromonas sp

Porphyromonas gingivalis

Habitat:

Surco gingival: formando parte de la placa subgingival. Ambiente anaeróbio : bolsas periodontales.

Cultivo:

Agar-sangre con suplementos (vitamina K y hemina) incubando en anaerobiosis.

Las colonias crecen muy lentamente (7-15 días).

Importante-> colonias pigmentadas --> marrón -->negro (brillantes).

Porphyromonas sp

Porphyromonas gingivalis

Tratamiento:

Realizando raspado y alisado radicular

No se consigue una erradicación definitiva,

ya que esta bacteria suele localizarse en

áreas de difícil acceso como las furcas o la

base de las bolsas periodontales.

Cirugía resectiva también es más

predecible que la cirugía de acceso.

Porphyromonas sp

Porphyromonas gingivalis

Tratamiento:

El tratamiento antimicrobiano sistémico es

eficaz si se combina con raspado y alisado

radicular y cirugía resectiva.

Porphyromonas gingivalis

Determinantes patogénicos de Porphyromonas gingivalis en la enfermedad periodontal

Teixeira S et al. J Clin Periodontol 2009

Porphyromonas sp

Porphyromonas endodontalis

Es menos patógena por poseer menos

factores de virulencia.

P. assacharolytica

Se aisla en heces y está en un bajo

número en la cavidad oral.

Porphyromonas gingivalis (Pg)

Determinantes patogénicos de Porphyromonas gingivalis en la enfermedad periodontal

Socransky S, Haffajee A. Periodontology 2000, 2005 Cortesia: Dra. Sonia Gutierrez.

Género Prevotella

Bacilos Gram negativos. Inmóviles.

Respiración: anaerobios estrictos.

Factores de virulencia:

Proteasas que degradan inmunoglobulinas.

Fimbrias que participan en la agregación y

coagregación bacterianas.

Metabolitos tóxicos-> muerte de células del

hospedador por contacto.

Género Prevotella

Clínica:

Periodontitis, gingivitis, abscesos periodontales y

periapicales.

Gingivitis en embarazadas: éstas bacterias degradan

hormonas que se sintetizan en el embarazo.

Ejemplo de Disbiosis de un ecosistema oral:

Las hormonas del embarazo inducen el crecimiento excesivo

de una/s especies del ecosistema del surco gingival.

La acción nociva de esas bacterias induce, a su vez, una

respuesta inflamatoria (gingivitis de la embarazada)

reversible cuando desaparece la causa (las hormonas del

embarazo).

Género Prevotella

Habitat: Surco gingival, forma parte de la placa subgingival. Coloniza

ese habitat debido a que existe anaerobiosis.

Medios de cultivo: Muestra: surco gingival, donde no hay O2.

Agar-sangre. Utilizar en los medios de cultivo vitamina K y hemina como suplementos.

La mayoria de las especies de Prevotella que se aislan en la especie humana son pigmentadas.

Si se exponen las placas con colonias crecidas (aprox 10 días) a la luz ultravioleta (UV) se observan que las colonias poseen un color rojizo. Esto permite diferenciarlas de las colonias de Porphyromonas gingivalis que tambien son pigmentadas (negras) pero que no fluorescen bajo luz UV.

Género Prevotella

Especies de mayor interés del género: Sin pigmento:

P. bivia

P. buccae

P. buccalis.

Pigmento variable: P. denticola

Con pigmento: P. intermedia

P.melaningenica

P. corporis

P. nigrescens

P. loescheii.

Cabina de anaerobiosis