Géneros de Bacilos gram positivos Géneros de Bacilos gram positivos aerobios aerobios

o anaerobios facultativos esporuladoso anaerobios facultativos esporulados

Bacillus

Paenibacillus

Brevibacillus

Aneurinibacillus

Alicyclobacillus

VirgibacillusAmphibacillusSporolactobacill

usHalobacillusGracilibacillusSalibacillus

Género

> 60

20

10

2

3

111321

N° de especies Especies principalesB. antrhacisB. cereusP. alveiP. larvaeP. maceransP. polimyxaP. pulvifaciensB. brevisB. laterosporusA.

aneurinolyticus

A. migulanusA.

acidocaldarius

A. acidoterrestris

A. cycloheptanicus

A. pantothenticus

A. xylanusS. imilinus

S. salexigens

Bacilos gram positivos regularesBacilos gram positivos regulares

Esporas + Bacillus spp

Esporas -BGP

regulares

catalasa

+

Metabolismo

-

SH2 (TSI)

Oxidativo

Kurthia spp

Fermentativo

Listeria spp

-

Lactobacillus spp

+

Erysipelothrix

GéneroGénero Bacillus Bacillus

BGP regulares esporulados

Aerobios o anaerobios facultativos

Catalasa usualmente +

Motilidad + por flagelos peritricos (mayoría de las especies)

Metabolismo fermentativo o respiratorio

Crecen en amplios rangos de temperatura (hasta 75°C) y pH (2 a

10)

Colonias grandes, grises o blancas, de bordes irregulares, con

hemólisis (B. anthracis no presenta hemólisis)

Hábitat: suelo, agua, polvo. Algunas especies forman parte de la

flora normal del intestino humano y de animales

Coloración de Gram Coloración de Gram B. cereusB. cereus

B. mycoidesB. mycoides

B. mycoidesB. mycoides

Bacillus Bacillus spsp

Bacillus Bacillus sppsppHabitat naturalHabitat natural

Medio Ambiente: suelo de todo tipo

clima cálido - frío

áreas fértiles - desiertos

agua dulce - salada

Esporos: Pueden permanecer por muchos años en el ambiente inanimado (esporas de Pasteur > 70 años)

Son resistentes al calor (10 5 más veces que su forma vegetativa), a la irradiación (7 a 50 veces más que la forma vegetativa) y a algunos agentes químicos

Pueden pasar del medio ambiente a otros habitats alimentos secos (leche en polvo, especias, farináceos)

Bacillus Bacillus spp. Patogenicidadspp. Patogenicidad

Patógeno obligado: Bacillus anthracis

Patógenos oportunistas: la mayoría de las especies

Débil poder patogénico

Requieren tanto de una puerta de entrada como de un

sistema

inmune comprometido para producir enfermedad

Tipo de infección predominante (excluyendo la

bacteriemia): la

neumonía, muchas veces con complicaciones sépticas

Modo de transmisión: por inhalación de esporas

Especies más frecuentes: 1° B. cereus, 2° B. subtilis.

Otras especies (menos frecuentes): B. circulans, B.

pumilis,

B. licheniformis, B. coagulans, B. sphaericus

Bacilos gram positivos Bacilos gram positivos esporulados, aeróbicos esporulados, aeróbicos

lecitinasa +lecitinasa +

B. cereusB. anthracisB. thurigiensisB. mycoides

Motilidad

+B. cereusB.

thurigiensis

-B. anthracisB. mycoides

Cristales paraesporales de

toxina con acción insecticida

Salicina / glicerol

+B.

thurigiensis

-B.

cereus

- / -B. anthracis( hemólisis colonia lisa)

+ / +B. mycoides( hemólisiscolonia

rugosa)

Cell of Cell of B. thurigiensisB. thurigiensis containing a containing a -endotoxin -endotoxin crystalline inclusion (arrow) and a forespore (S)crystalline inclusion (arrow) and a forespore (S)

Caracteres mínimos para Caracteres mínimos para diferenciardiferenciar

B. anthracis de B. cereusB. anthracis de B. cereus

Morfología

Motilidad

Cápsula

ß hemólisis

Sensibilidad a penicilina

Fermentación de

salicina

B. anthracis B. cereus

Bacilar, extremos

rectangulares,

cadenas largas

-

+

-

S

-

Bacilar, extremos

redondeados,

cadenas cortas

+ / -

-

+++

R

+

Antrhax: EtiologyAntrhax: Etiology

AnthraxAnthrax

Etiología: Bacillus anthracis

Infección primaria en herbívoros (ganado, ovejas, cabras, caballos) por ingestión de esporas del suelo.

Anthrax humano:

por contacto directo o indirecto (pelo, piel, lana) con el animal

infectado: forma típica

por exposición intencional: forma atípica

Tres formas clínicas

Cutánea

Inhalatoria

Gastrointestinal

Transmisión hombre - hombre y animal - animal (misma especie) extremadamente infrecuente

Epidemiología del anthrax en el siglo Epidemiología del anthrax en el siglo XXIXXI

Industrial por el procesamiento de productos animales

contaminados:

pelo, hueso, piel, lana (anthrax cutáneo e inhalatorio)

No industrial

Intencional / bioterrorismo por exposición inhalatoria y cutánea a

esporas

de B. anthracis (correspondencia)

Por contacto directo con el animal infectado o

su

cadáver (anthrax cutáneo o gastrointestinal)

Personal de laboratorio en contacto con

esporas de

B. anthracis (raro)

Personal civil expuesto a productos animales

importados contaminados (raro)

Anthrax cutáneoAnthrax cutáneo

Período de incubación: 1 – 12 días

Pápula vescículas úlcera necrótica negra (escara)

Pueden estar presentes edema y enrojecimiento

95 a 99 % de los casos de anthrax humano en el mundo

Mortalidad sin tratamiento ATB: 20 %

con tratamiento ATB: 1 %

Anthrax cutáneoAnthrax cutáneo

Anthrax cutáneoAnthrax cutáneo

Lecitinasa

Anthrax respiratorioAnthrax respiratorio

Por exposición a piel, lana u otros productos animales contaminados con esporas

(durante su procesamiento) o por exposición intencional (bioterrorismo)

Período de incubación: 1 - 7 días (hasta 42 días en algunos casos)

1- Cuadro inespecífico (“simil viral”): fiebre, mialgias, fatiga, tos, malestar y dolor de pecho

2- Mejoría de 2 ó 3 días

3- Hipoxia, disnea, shock séptico y muerte dentro de las 36 horas (fase final)

Hallazgos físicos no específicos

Rx de tórax: - ensanchamiento mediastinal

- derrame pleural

- mediastinitis hemorrágica necrotizante

- ausencia de infiltrados pulmonares

Meningitis en el 50 % de los casos

Mortalidad sin tratamiento: 97 %

con tratamiento: 75 %

Anthrax gastrointestinalAnthrax gastrointestinal

Por ingestión de carne contaminada insuficientemente cocida

Período de incubación: 1 - 7 días

Dolor abdominal + vómitos de sangre o diarrea, fiebre, ascitis

masiva y signos de septicemia (fase final)

Ulceraciones orofaríngeas con adenopatía cervical y fiebre

(algunos casos)

Mortalidad: 25 - 60 % (rol del tratamiento antibiótico

precoz no establecido

AnthraxAnthraxToma de muestraToma de muestra

Anthrax cutáneo

- Hisopado del exudado de las vescículas destechadas (lesiones tempranas)

- Hisopado del borde de la escara sin remoción de la misma (lesiones tardías)

- Hemocultivo: si hay presentes síntomas de infección sistémica

Anthrax gastrointestinal

- Coprocultivo fase temprana

- Hemocultivos fase tardía

- Cultivo de líquido peritoneal y / o de aspiración de nódulos linfáticos,

esplénicos

o mesentéricos

- Hisopado de fauces (lesiones orofaríngeas)

Anthrax respiratorio

- Esputo si el paciente tiene tos productiva

- Hemocultivos 2 a 8 días después de la exposición

Anthrax y BioseguridadAnthrax y Bioseguridad

Procesamiento de muestras clínicas

Manipulación del cultivo

Actividades que generan aerosoles

Procesamiento de muestras ambientales

(esporos)

Actividades con la toxina

Dosis letal 50: 8000 - 40000 esporas

BSL - 2

BSL - 3

AnthraxAnthraxProcesamiento de muestrasProcesamiento de muestras

Muestras clínicas no esporas (CO2 corporal inhibe la esporulación) no shock térmico

Muestras ambientales (polvo, pelo, hueso y suelo) presente en forma de esporas

shock térmico (baño de agua a 65° C 10´) ó shock alcohólico (etanol 95 - 100%) Siembra: agar sangre ovina (o agar chocolate) - agar feniletilalcohol (coprocultivo) - caldo tripticasa soya Incubación: 35 - 37° C, atmósfera ambiente, 18 - 24 hs (crecimiento visible a partir de

las 6 a 8 hs) Esporulación Agar nutritivo con 5 mg de sulfato de manganeso

Incubación: atmósfera ambienteColoración de Gram ó Coloración de Verde de malaquita (Wirtz -

Conklin) Cápsula Agar nutritivo con 0.8 % de bicarbonato de sodio

Incubación: 5 % CO2

Tinta china ó M´FadyeanColonia sospechosa en 2.5 ml de sangre de caballoIncubación: 6 - 18 hs a 37° CTinción de M´Fadyean

Criterios de laboratorio para la Criterios de laboratorio para la identificación de identificación de Bacillus anthracisBacillus anthracis

Identificación presuntiva

1) A partir de la muestra clínica

- Coloración de Gram: Bacilos gram positivos en cadenas cortas

- Tinta china: cápsula +

- Esporas: generalmente ausentes (a menos que la muestra sea expuesta al O2

atmosférico)

2) A partir del cultivo (AS ovina)

- Gram: BGP no capsulados en cadenas largas

- Verde de malaquita: esporas ovales, centrales o subterminales que no ensanchan la célula

- Morfología colonial: colonia gris o blanca, adherente, lisa o ligeramente convexa con proyecciones en forma de coma desde el borde de la colonia (“cabeza de Medusa”)

Cuando la colonia se levanta con el ansa tiene la apariencia de una yema de huevo batida

- Inmóvil

- No hemolítico

- Lecitinasa +

- Sensible a penicilina 10 U: 15 - 20 mm

Bacillus anthracis on agarBacillus anthracis on agar

Bacillus anthracis colonial Bacillus anthracis colonial morphologymorphology

Bacillus anthracis spore and Bacillus anthracis spore and veg form-gram stainveg form-gram stain

Wound smearWound smear

Capsule formation ofCapsule formation of B. anthracis B. anthracis colonies colonies incubated incubated

in a high COin a high CO22 environment environment

Criterios de laboratorio para la Criterios de laboratorio para la identificación deidentificación de Bacillus anthracis Bacillus anthracis

Identificación definitiva

Presencia de la cápsula (Tinta china o M´Fadyean)

Sensibilidad (lisis) al fago gamma

Detección de anticuerpos (contra Ag capsular o

polisacáridos

de pared celular) por fluorescencia directa sobre el material

clínico (DFA)

PCR para la toxina de B. anthracis

Inoculación ratón - cobayo (muerte)

Bacillus anthracisBacillus anthracisFactores de virulenciaFactores de virulencia

Cápsula antifagocítica

Producción de 3 proteínas:

- Antígeno protectivo (PA)

- Factor letal (LF)

- Factor edema (EF)

a) PA + LF: exotoxina letal

b) PA + EF: exotoxina edema

a) + b) inhiben la función de los PMN y la

fagocitosis

Bacillus anthracisBacillus anthracisInmunizaciónInmunización

1) Vacunas de células vivas:

- Suspensiones de esporas vivas de cepas no capsuladas pero productoras de toxina

- No aplicables en humanos

- Tipos: “STERNE”

“ STI” (vacuna rusa)

“ Pasteur” (de virulencia reducida)

2) Vacunas acelulares:

- Filtrado (enriquecido en PA) libre de células de un cultivo de B. anthracis (cepa V770-NP1-R)

toxigénica, no capsulada)

- Adyuvante: sulfato potásico de aluminio

- AVA (Anthrax vaccine adsorbed): única vacuna autorizada en USA (Biopart Corporation

Lansing Michigan)

Efectivas para anthrax cutáneo (93 %) y para anthrax inhalatorio (estudios en animales)

3) Vacuna recombinante de PA usada con adyuvante (Al3+, saponina,

manofosforil lípido A, Freund, etc.)

En investigación

Profilaxis vacunal preexposicionalProfilaxis vacunal preexposicional

Recomendaciones para su uso

Personal que trabaja en producción de cultivos de B. anthracis a gran escala o expuestos a

aerosoles

Personal en contacto con productos animales importados (pelos, lana, pieles, huesos) en países

en los que las restricciones de importación y los standares industriales son insuficientes para

prevenir la exposición a las esporas de B. anthracis

Veterinarios y trabajadores de mataderos en áreas con alta incidencia de casos de anthrax

Población militar de Estados Unidos

No se recomienda en los siguientes casos

Personal de laboratorio que trabaja con BSL-2

Población civil de países que han sufrido ataque de bioterrorismo debido a que no puede

predecirse cual será la población “target” para el ataque ni puede calcularse el riesgo de

exposición

Profilaxis vacunal post - exposicional administrada en forma aislada (sin ATB) no es

protectiva

Manejo de la situación de exposición aManejo de la situación de exposición a

B. anthracis B. anthracis en correspondencia (CDC)en correspondencia (CDC)

1) Profilaxis ATB (doxycilina ó levofloxacina) para aquellos

potencialmente expuestos

2) Tomar muestras ambientales:

- Hisopados de superficies (cartas)

- Hisopados nasales de las personas potencialmente expuestas (si 7

días)

3) Redefinir la lista de personas potencialmentes expuestas:

- Si no expuestas detener el tratamiento

- Si expuestas continuar el tratamiento por un total de 60 días

B. anthracisB. anthracisSensibilidad antibióticaSensibilidad antibiótica

Número de cepas: 87

Método: microdilución en caldo

Interpretación: NCCLS (puntos de corte para Staphylococcus spp)

Resultados:

65 cepas de colección del CDC

22 cepas de los atentados bioterroristas en USA

QuinolonasRifampicinaTetraciclinaClindamicinaCloranfenicolAminoglucósido

sVancomicinaImipenemMeropenem

Macrólidos

Cefalosporinas de amplio espectro (CRO)

TMS

2 tipos de ß lactamasa: - Penicilinasa (clase A)

inducible

- Cefalosporinasa (clase

B)

S

I

R

AnthraxAnthraxTratamiento antibióticoTratamiento antibiótico

ATB de elección:

- Ciprofloxacina

- Doxyciclina (no meningitis)

ATB alternativos:

- Penicilina

- Amoxicilina

- ß lactamasa inducible puede activarse durante el

tratamiento

- Pobre penetración en macrófagos

Duración del tratamiento: 60 días

NiñosEmbarazoLactancia

AnthraxAnthraxEpidemiologíaEpidemiología

En Estados Unidos

18 casos de anthrax inhalatorio (hasta 1976)

1 caso de anthrax cutáneo en 1992

No casos de anthrax entre 1993 - 2000

- Por ataque bioterrorista (octubre - diciembre 2001

Anthrax inhalatorio 11 casos confirmados

Anthrax cutáneo 7 casos confirmados

4 casos confirmados

- Número de muertes: 5 (anthrax inhalatorio)

- Fuentes de las esporas: correspondencia

- Estados afectados: Nueva York, Nueva Yersey, Florida, Connectient y Columbia

En Argentina (Buenos Aires)

1977 - 200083 casos de anthrax cutáneo

2 muertes (hasta 1991 no información oficial por fallecimiento)

50 kg de esporas de B. anthracis esparcidos sobre una población de 500000 habitantes

pueden producir 95000 muertes y 125000 hospitalizaciones

B. cereusB. cereus

B. cereusB. cereusPatologíasPatologías

Intoxicación alimentaria

2 tipos de síndromes:

a) Diarreico

- Toxina termolábil (fabricada “in vivo”)

- Diarrea 8 - 16 hs después de la ingestión de alimentos contaminados (carnes, vegetales,

pastas, postres, salsas, leche)

b) Emético

- Toxina termoestable (preformada en el alimento)

- Náuseas y vómitos 1 a 5 horas después de la ingestión de platos orientales con arroz,

pastas, postres, fórmulas reconstituídas

- Endoftalmitis postraumática (2° agente etiológico después de ECN)

- Infecciones en pacientes inmunocomprometidos: bacteriemia, endocarditis, meningitis,

hemorragia cerebral, neumonía, empiemia, pleuritis, absceso de pulmón, absceso

cerebral, osteomielitis, salpingitis e infecciones cutáneas primarias

- Infección de heridas postquirúrgicas, post-accidentes de tránsito, fijación de yesos y

quemaduras

Bacillus sppBacillus sppFactores predisponentes para la Factores predisponentes para la

bacteriemiabacteriemia

Neoplasias

Drogadicción EV

Hemodiálisis

Cateterización

Diabetes

Trauma

Neutropenia

Bacillus Bacillus spp y Neoplasiaspp y Neoplasia

Bebe y Koneman, Clin. Microbiol. Rev. 1995

140 pacientes con bacteriemia: 63 (45 %) con algún tipo

de neoplasia (leucemia, linfoma, mieloma múltiple y

carcinoma

Especies más frecuentes. B. cereus y B. subtilis

Mayor condición predisponentes: la neutropenia

Puerta de entrada más frecuente: uso de catéteres EV

La mayoría de los pacientes: hospitalizados

Bacilos gram positivos esporulados: Bacilos gram positivos esporulados: cuando jerarquizarlos y otras cuando jerarquizarlos y otras

consideracionesconsideraciones Cuando se los aisla en cultivo puro o como flora predominante en muestras

con bacterioscopía +

Cuando el aislamiento proviene de un material noble (sangre, LCR)

Cuando el aislamiento es relevante desde el punto de vista clínico

Cuando se repite el aislamiento en un 2° especimen clínico

La infección ocular por B. cereus constituye siempre una emergencia

El desarrollo moderado o abundante de B. cereus en una herida se

considera

usualmente significativo según algunos autores (Barnham y col.)

Bacillus cereus es considerado el agente etiológico de una intoxicación

alimentaria si se lo aisla simultáneamente del alimento (> 105 UFC/g) y de

las

heces o vómitos del paciente y la cepa es enterotoxina +

ConclusiónConclusión

Debemos estar alerta frente al aislamiento de

un bacilo gram positivo aerobio, esporulado,

inmóvil, no beta-hemolítico y lecitinasa positiva

de muestras clínicas o ambientales