Infecciones Staphylococcus

Infecciones producidas por S Aureus:Maqueta.qxd 17/02/2009 18:58 Pgina 1

Infecciones producidas por

Staphylococcus aureus


Coordinador:Dr. Albert Pahissa

Infeccionesproducidas por



INFECCIONES PRODUCIDAS POR STAPHYLOCOCCUS AUREUSCoordinador: Dr. Albert Pahissa

1. edicin 2009

Copyright de esta edicin: ICG Marge, SL

EditaICG Marge, SLValncia, 558, tico 2.08026 Barcelona (Espaa)Tel. +34-932 449 130Fax +34-932 310 865www.marge.es

Director editorialHctor Soler

Gestin editorialAna SotoLaura Matos

Produccin editorialEstela SerranoMiguel ngel Roig

Colaboracin editorialAnna PalaciosMercedes Lara

ImpresinNovoprint (Sant Andreu de la Barca, Barcelona)

ISBN: 978-84-92442-27-0Depsito Legal:

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ndice

Autores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

PrlogoA. Pahissa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

Captulo 1Microbiologa y patogenia de las infecciones producidas por Staphylococcus aureus. Pascual y col. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Captulo 2Mecanismos de resistencia y epidemiologa molecular de la infeccin producida por Staphylococcus aureusE. Cercenado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

Captulo 3Endocarditis y osteomielitis experimental por Staphylococcus aureusJ. Gavald y cols. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

Captulo 4Epidemiologa clnica y factores de riesgo de la infeccin producida porStaphylococcus aureusM. Pujol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

Captulo 5Infecciones de la piel y las partes blandasC. Pigrau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

Captulo 6Infecciones osteoarticularesJ. Cobo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107


Captulo 7Bacteriemia y endocarditis por Staphylococcus aureusJ. M. Mir y cols. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125

Captulo 8Infecciones respiratorias por Staphylococcus aureusJ. Rello y cols. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151

Captulo 9Tratamiento de las infecciones producidas por Staphylococcus aureusB. Almirante y col. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163

Captulo 10Estrategias de prevencin de la infeccin producida por Staphylococcus aureusJ. L. Arribas y cols. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183

8 ndice


Autores

Benito AlmiranteServicio de Enfermedades InfecciosasHospital Universitari Vall dHebronBarcelona

Jos L. ArribasMedicina Preventiva y Salud PblicaHospital Universitario Miguel ServetZaragoza

Emilia CercenadoEspecialista en Microbiologa y ParasitologaServicio de MicrobiologaHospital General Universitario Gregorio MaranFacultad de MedicinaUniversidad ComplutenseMadrid

Javier CoboServicio de Enfermedades InfecciosasHospital Ramn y CajalMadrid

Marina de CuetoServicio de MicrobiologaHospital Universitario Virgen MacarenaUniversidad de SevillaSevilla

Ana del RoServicio de Enfermedades InfecciosasHospital Universitari Clnic i Provincial-IDIBAPSUniversitat de BarcelonaBarcelona

Nuria Fernndez-HidalgoServicio de Enfermedades InfecciosasHospital Universitari Vall dHebronBarcelona

Cristina Garca de la MriaDoctora en BiologaInvestigadora, Endocarditis ExperimentalHospital Universitari Clnic i ProvincialBarcelona

Joan GavaldServicio de Enfermedades InfecciosasHospital Universitari Vall dHebronBarcelona

M. Jess HernndezMedicina Preventiva y Salud PblicaHospital Universitario Miguel ServetZaragoza

Carlos LaprestaMedicina Preventiva y Salud PblicaHospital Universitario Miguel ServetZaragoza

Thiago LisboaServicio de Medicina IntensivaHospital Universitari Joan XXIIIUniversitat Rovira i Virgili, Institut Pere VirgiliCIBER Enfermedades Respiratorias (CIBERes)Tarragona


Carlos A. MestresServicio de Ciruga CardiovascularHospital Universitari Clnic i Provincial-IDIBAPSUniversitat de BarcelonaBarcelona

Jos M. MirServicio de Enfermedades InfecciosasHospital Universitari Clnic i Provincial-IDIBAPSUniversitat de BarcelonaBarcelona

Albert PahissaServicio de Enfermedades InfecciosasHospital Universitari Vall dHebronBarcelona

lvaro PascualServicio de MicrobiologaHospital Universitario Virgen MacarenaUniversidad de SevillaSevilla

Carlos PigrauServicio de Enfermedades InfecciosasHospital Universitari Vall dHebronBarcelona

Miquel PujolServicio de Enfermedades InfecciosasHospital Universitari de BellvitgeLHospitalet, Barcelona

Jordi RelloServicio de Medicina IntensivaHospital Universitari Joan XXIIIUniversitat Rovira i Virgili, Institut Pere VirgiliCIBER Enfermedades Respiratorias (CIBERes)Tarragona

Marta UlldemolinsServicio de Medicina IntensivaHospital Universitari Joan XXIIICIBER Enfermedades Respiratorias (CIBERes)Tarragona

10 Autores


Prlogo

Agradecimientos

Este libro se ha podido escribir gracias a la colaboracin de Novartis, que en ningn momento hainfluido sobre la opinin de los diferentes autores de los captulos.

Desde que en 1880 el mdico cirujano escocs sir Alexander Ogston demostr que deter-minados cocos eran responsables de la produccin de abscesos pigenos, a los cuales iden-tific y denomin dos aos ms tarde estafilococos, nombre derivado del griego staphyle(racimo de uvas) y kokkus (baya), el gnero Staphylococcus ha sido considerado uno delos grandes responsables de la enfermedad infecciosa en el ser humano.

Staphylococcus aureus es la especie ms virulenta, y con los aos ha mantenido una im-portante morbimortalidad a pesar de los numerosos antibiticos supuestamente activosfrente a dicho microorganismo. Se trata de una bacteria que ocasiona enfermedad a travsde diferentes mecanismos patognicos, responsable tanto de infeccin adquirida en la co-munidad como en el hospital.

Staphylococcus aureus forma parte de la flora normal humana. Entre un 25 y un 50 % dela poblacin sana est persistente o transitoriamente colonizada por esta bacteria. La mayo-ra de las infecciones estn provocadas por las bacterias colonizantes, aunque el citado micro-organismo puede ser adquirido a travs del contacto con otras personas o de una exposicinmedioambiental.

Durante estos ltimos aos, se han incrementado de forma notable las infecciones esta-filoccicas, en particular las producidas por estafilococos resistentes a la meticilina. Una pu-blicacin reciente del Center for Disease Control and Prevention (CDC) estimaba que enEE.UU. en el ao 2005 se haban producido un total de 94.360 infecciones invasivas porStaphylococcus aureus resistentes a la meticilina (SARM), responsables de 18.650 exitus. EnEspaa, entre un 30 y un 40 % de todas las infecciones por Staphylococcus aureus estn pro-ducidas por SARM.

Las infecciones graves producidas por SARM como la endocarditis, bacteriemia o neu-mona, suelen estar asociadas a infeccin adquirida en el hospital. Sin embargo, en estosltimos aos, se ha observado un incremento progresivo de infecciones producidas porSARM, con un perfil de sensibilidad antibitica algo diferente, que afecta a la poblacin


12 Prlogo

sana y sin contacto previo con el entorno sanitario. Estas infecciones provocadas por unSARM calificado comunitario pueden provocar diversos sndromes clnicos, los ms comu-nes con afectacin de la piel y las partes blandas.

En el momento actual, existe una importante controversia respecto a cul es el mejor tra-tamiento para las infecciones producidas por SARM, especialmente en lo que se refiere a losprocesos invasivos. La vancomicina ha sido considerada durante mucho tiempo el antibi-tico de eleccin; no obstante, su toxicidad potencial y su, cada vez ms comunicada, prdi-da de sensibilidad in vitro, junto con la aparicin de nuevas molculas activas, condicionaque se planteen alternativas teraputicas diferentes, aunque por ahora los resultados obte-nidos no sean todo lo exitosos que cabra esperar.

As pues, hoy la infeccin estafiloccica sigue siendo uno de los grandes problemas sani-tarios que tenemos, con un buen nmero de aspectos slo parcialmente resueltos.

Por todas estas razones, nos ha parecido un momento muy oportuno para proponer auna serie de profesionales espaoles, expertos en este tipo de infecciones, que participen enla elaboracin de este libro. En l se efecta una profunda revisin de los principales proble-mas patognicos, epidemiolgicos, clnicos, teraputicos y de prevencin de la infeccinprovocada por Staphylococcus aureus. Asimismo, hemos considerado interesante incluir uncaptulo que haga referencia a los diferentes modelos animales para poder estudiar in vivolos principales sndromes clnicos provocados por esta bacteria.

Se trata sin duda de una obra que se centra en el problema actual que representa la infec-cin provocada por Staphylococcus aureus, y pretende servir de suplemento educacional,aportando a los profesionales de la sanidad una herramienta til para desempear su traba-jo diario.

DR. ALBERT PAHISSAServicio de Enfermedades Infecciosas

Hospital Vall dHebronBarcelona


Infecciones producidas por



Captulo 1Microbiologa y patogenia de las infecciones producidas porStaphylococcus aureus

M. DE CUETO, . PASCUAL

Servicio de MicrobiologaHospital Universitario Virgen MacarenaUniversidad de SevillaSevilla

1 Gnero Staphylococcus

1.1 Descripcin y caractersticas generales

El gnero Staphylococcus se ha incluido tradicionalmente en la familia Micrococaceae juntoa los gneros Micrococcus, Stomatococcus y Planococcus, de escasa importancia clnica.1

Sin embargo, estudios recientes de homologa gentica (secuenciacin de ADN, hibrida-cin ADN-rARN, secuenciacin comparativa de 16S rARN) han demostrado que los gne-ros Staphylococcus y Micrococcus estn poco relacionados y, tentativamente, el gnero Staphy-lococcus se ha incluido junto con los gneros Gemella, Macrococcus y Salinicoccus en la familiaStaphylococceae, dentro del orden Bacillales, con los que comparte mayor similitud gentica.2

El gnero Staphylococcus incluye actualmente 42 especies diferentes.2 Algunas de ellasforman parte de la flora microbiana normal de piel y mucosas en humanos y otras se en-cuentran slo entre la flora de animales mamferos y aves. Por lo general, cada especie tien-de a ocupar una localizacin anatmica especfica en el husped que coloniza. Entre las es-pecies que suelen colonizar al ser humano (vase la tabla 1), las de mayor importancia clnicason: Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus saprophyticus y Staphylococcus aureus; siendoesta ltima, sin duda, la ms importante de todo el gnero en patologa infecciosa.3-6

Las bacterias del gnero Staphylococcus son cocos (bacterias de forma esfrica) gramposi-tivas, de 0,5 a 1,5 m de dimetro, que se agrupan de forma irregular.

El nombre del gnero procede del griego staphyl, que significa en racimo de uvas. Estenombre fue propuesto por el cirujano escocs Alexander Ogdson en 1880, y se refiere al hecho

Direccin para correspondenciaHospital Universitario Virgen Macarena

Dr. . [email protected]


de que estos cocos grampositivos presentan al microscopio un patrn de agrupacin caracters-tico que recuerda a un racimo de uvas. La disposicin en racimos se favorece tras el cultivo enmedios slidos o lquidos; sin embargo, en tinciones directas de muestras clnicas los estafiloco-cos pueden aparecer como clulas aisladas o agrupadas en parejas, ttradas o cadenas cortas; estasagrupaciones se asemejan a las que presentan los gneros Streptococcus y Enterococcus, por lo que,en ocasiones, puede resultar difcil realizar una identificacin presuntiva de gnero cuando seobservan cocos grampositivos en el examen directo de muestras clnicas7,8 (vase la figura 1).

16 M. de Cueto, . Pascual

Especie rea colonizada InfeccinCoagulasa positivoS. aureus Piel, fosas nasales Muy frecuenteCoagulasa negativos*S. epidermidisS. saprophyticusS. haemolyticusS. hominisS. capitisS. warneriiS. simulans

Fosas nasales, piel, mucosasTracto urinarioPielPiel Cuero cabelludoPiel Piel, uretra femenina

Frecuente**FrecuentePoco frecuentePoco frecuenteRaraRaraRara

* Con frecuencia se encuentran como contaminantes de muestras clnicas y su aislamiento debe ser valorado cl-nicamente. ** Infecciones asociadas a prtesis y catteres intravasculares.

Tabla 1. Especies de estafilococos que se encuentran normalmente colonizando al ser humano.

Figura 1. Tincin de Gram de una muestra de sangre. Agrupacin caracterstica en racimo de uvas delgnero Staphylococcus.


1.2 Caractersticas bioqumicas y fisiolgicas

Los estafilococos son bacterias inmviles, no forman esporas, generalmente no poseen cp-sula y salvo raras excepciones son anaerobias facultativas. Por lo comn, no requieren me-dios enriquecidos para crecer, aunque algunas cepas excepcionales necesitan la presencia deCO2 o factores de enriquecimiento como hemina y menadiona para su desarrollo.9,10

La mayora de las especies producen catalasa, un enzima que permite desdoblar el per -xido de hidrgeno (H2O2) en H2O y oxgeno libre. Esta caracterstica se utiliza para dife-renciar el gnero Staphylococcus (catalasa positivo) de los gneros Streptococcus y Enterococ-cus, que no producen este enzima (catalasa negativos).7-9

En medios de cultivo no selectivos, la mayora de las especies crecen despus de 18-24 horas de incubacin formando colonias de 1 a 3 mm de dimetro. La morfologa co-lonial es una caracterstica muy til que ayuda a diferenciar inicialmente la especie Staphy-lococcus aureus de las otras especies de estafilococos.

Tras 24 horas de incubacin, Staphylococcus aureus crece formando colonias lisas, eleva-das, brillantes y de bordes enteros. Tpicamente, las colonias presentan una consistencia cre-mosa, con una coloracin amarillenta o dorada, debida a la produccin de un pigmento ca-rotenoide; casi todas las cepas tienen un halo de -hemlisis o hemlisis completa alrededorde la colonia, cuando crecen en medios de cultivo con sangre (vase la figura 2). Las colo-nias de las otras especies ofrecen un aspecto variable, dependiendo de la especie, pero sue-len ser de color blanco intenso, no pigmentadas.

La principal caracterstica que diferencia a Staphylococcus aureus de las dems especies deestafilococos es la produccin del enzima coagulasa, que permite a la bacteria coagular el

Microbiologa y patogenia de las infecciones producidas por Staphylococcus aureus 17

Figura 2. Colonias pigmentadas y -hemolticas de Staphylococcus aureus en un medio de agar sangre.


plasma. Las dems especies no producen este enzima (coagulasa negativos) y de forma ge-nrica se agrupa con esta denominacin a todas las especies de Staphylococcus diferentes deStaphylococcus aureus (coagulasa positivo).8-11

2 Staphylococcus aureus

2.1 Caractersticas generales

Las caractersticas generales de Staphylococcus aureus son las descritas para el gnero (vase latabla 2). Son bacterias muy resistentes al calor y la desecacin que pueden crecer en medioscon elevada salinidad (7,5 % de ClNa). Estas propiedades son importantes para explicar al-gunos aspectos epidemiolgicos de esta bacteria.12-14

2.2 Estructura

2.2.1 Pared celular

Como en la mayora de las bacterias grampositivas, los componentes fundamentales de lapared celular son el peptidoglicano y los cidos teicoicos. El peptidoglicano representala mitad del peso de la pared celular y proporciona forma y estabilidad al microorganismo;adems, tiene actividad de tipo endotoxina, por lo que interviene de forma importante enla patogenia de la infeccin. Los cidos teicoicos representan el 40 % del peso de la pared.Son polmeros compuesto por ribitol y N-acetil-glucosamina (polisacrido A) y son espe-cficos de especie; estn unidos covalentemente al peptidoglicano de la pared o ligados a loslpidos de la membrana celular. Los cidos teicoicos median la unin de Staphylococcus au-reus a las superficies mucosas mediante uniones especficas a la fibronectina.15


Orden BacillalesFamilia StaphylococceaeGnero Staphylococcus Bacterias esfricas (cocos) Inmviles Grampositivas No esporulados Agrupacin tpica en racimos Crecimiento rpido (18-24 h)* Catalasa positivos Resistentes a condiciones ambientales adversas Anaerobios facultativos* Las variantes de colonias pequeas de S. aureus requieren 48 h para desarrollarse en cultivo.

Tabla 2. Caractersticas principales del gnero Staphylococcus.


La mayora de las cepas de Staphylococcus aureus (pero no las de estafilococos coagulasanegativos) estn recubiertas uniformemente por una protena, denominada protena A, lacual se utiliza para una prueba especfica de aglutinacin con anticuerpos monoclonales enla identificacin de Staphylococcus aureus.8,15

Otra protena asociada a la pared celular es la coagulasa, que puede encontrarse ligada a laclula (coagulasa ligada o clumping factor) o de forma libre en el medio (coagulasa libre). La coagulasa ligada es capaz de convertir directamente, sin intervencin de factores plasmticos,el fibringeno en fibrina produciendo la coagulacin del plasma. La coagulasa libre requiereunirse a la protrombina para activarse y catalizar la conversin del fibringeno en fibrina.8,9,15,16

La deteccin de la protena A, el clumping factor, o la coagulasa libre es fundamental enla identificacin de Staphylococcus aureus.16,17

Otras protenas de superficie median la adherencia a los tejidos del husped medianteuniones especficas al colgeno, elastina y fibronectina.15,16

2.2.2 Membrana citoplasmtica

La membrana citoplasmtica est formada por un complejo de protenas, lpidos e hidratosde carbono y sirve de barrera osmtica para la clula.15

2.2.3 Cpsula

Algunas cepas de Staphylococcus aureus estn recubiertas por una capa de polisacridos ex-ternos, denominada slime o cpsula mucoide, que confiere, en ciertas condiciones, unamayor capacidad de adherencia, as como un aumento del efecto antifagoctico.15,17

2.3 Diagnstico microbiolgico

Los datos clnicos y epidemiolgicos son fundamentales para orientar el diagnstico micro-biolgico. Para el diagnstico etiolgico de la infeccin se requiere la identificacin deStaphylococcus aureus a partir de muestras clnicas.

2.3.1 Obtencin de muestras clnicas para diagnstico microbiolgico

Deben seguirse los principios generales de obtencin, transporte y conservacin de mues-tras clnicas. Staphylococcus aureus es relativamente resistente a la desecacin y a los cambiosde temperatura, por lo que se recupera con facilidad de muestras clnicas y no requiere con-diciones o mtodos especiales de obtencin, transporte o conservacin de las mismas.18



2.3.2 Examen directo

La tincin de Gram de muestras de sangre, tejidos, lquidos normalmente estriles, aspiradosde abscesos y otras colecciones purulentas, permite la observacin de cocos grampositivos agru-pados en parejas, ttradas o racimos, habitualmente con abundante respuesta inflamatoria deleucocitos polimorfonucleares. Sin embargo, las caractersticas microscpicas no hacen posibledistinguir Staphylococcus aureus de otras especies de estafilococos, por lo que la observacin mi-croscpica slo permite realizar un informe preliminar genrico de infeccin estafiloccica.8,18

2.3.3 Cultivo y aislamiento

Staphylococcus aureus crece bien en medios de cultivo no selectivos, como agar sangre, agarchocolate o agar infusin cerebro-corazn. Tambin los medios lquidos utilizados para he-mocultivos permiten recuperar fcilmente este microorganismo.

En el cultivo de muestras clnicas donde puedan encontrarse bacterias gramnegativasjunto con Staphylococcus aureus, debe incluirse un medio selectivo.

El medio selectivo ms empleado en los laboratorios clnicos para aislar Staphylococcusaureus es el medio agar sal manitol (medio de Chapman), que por su elevado contenido ensal inhibe el crecimiento de la mayora de las bacterias gramnegativas. Adems, este mediopermite realizar una identificacin presuntiva basndose en la coloracin amarilla caracte-rstica que adquieren las colonias. Staphylococcus aureus fermenta manitol con produccinde cido. La acidificacin produce un cambio en el color del medio que vira de rosa plidoa amarillo. La mayora de los estafilococos coagulasa negativos no fermentan manitol y cre-cen en el medio formando colonias de color blanco-rosado.

Otros medios de cultivo selectivos empleados para el aislamiento de Staphylococcus aureus son el agar sangre suplementado con colistina y cido nalidxico y el agar feniletanol,que tambin inhibe el crecimiento de bacterias gramnegativas.8,15,18

En los ltimos aos, se han desarrollado medios de cultivo que incorporan sustratos cro-mognicos y permiten la identificacin directa de Staphylococcus aureus. En presencia de enzi-mas especficos, los sustratos son modificados y los cromgenos colorean especficamente lascolonias. Aunque el coste de estos medios es elevado, permiten realizar la identificacin direc-ta de Staphylococcus aureus, facilitando adems la deteccin de cultivos polimicrobianos.19-21

En el cultivo de muestras normalmente estriles deben emplearse, adems de medios s-lidos, caldos de enriquecimiento como tioglicolato o caldo brain hearth.18

2.3.3.1 Variantes de colonias pequeas

Se han descrito variantes de colonias pequeas de Staphylococcus aureus que crecen en mediode agar sangre como colonias de aproximadamente 1/10 del tamao del morfotipo habi-



tual. Estas colonias son no pigmentadas y no hemolticas y requieren al menos 48 horas deincubacin para desarrollarse en cultivo. Son auxotrficas para hemina o menadiona, utili-zan pocos carbohidratos y son resistentes a gentamicina.

En los cultivos, estas variantes pequeas pueden aparecer solas o junto con el morfotipohabitual, dando la impresin de un cultivo mixto. Tras subcultivos pueden quedar estableso revertir al morfotipo salvaje, especialmente si se suplementa el medio con hemina y me-nadiona y se incuba el cultivo en atmsfera de CO2.

Las variantes de colonias pequeas se aslan con mayor frecuencia a partir de muestrasclnicas de pacientes con infecciones persistentes, tales como fibrosis qustica y osteomieli-tis crnica, y de muestras de pacientes que han recibido tratamientos prolongados con ami-noglicsidos y trimethoprim-sulfametoxazol.10,22,23

2.3.4 Identificacin

Una vez aislado Staphylococcus aureus, la identificacin puede realizarse mediante unas pocaspruebas bioqumicas convencionales. Inicialmente, la deteccin de catalasa permite dife-renciar el gnero Staphylococcus (catalasa positivo) de los gneros Streptococcus y Enterococ-cus (catalasa negativos). La fermentacin de glucosa permite diferenciar el gnero Staphylo-coccus del gnero Micrococcus, que es tambin catalasa positivo pero no fermenta glucosa enanaerobiosis.24

La prueba de la coagulasa (vase la figura 3) sigue siendo la ms utilizada para la identi-ficacin de Staphylococcus aureus. Se basa en la capacidad de las cepas de Staphylococcus


Figura 3. Prueba de coagulasa en tubo para determinar la produccin de coagulasa libre.


aureus para producir este enzima extracelular que coagula el plasma. La deteccin de coa-gulasa permite diferenciar Staphylococcus aureus (coagulasa positivo) de todas las dems es-pecies de estafilococos (coagulasa negativos) (vase la figura 3). Se han desarrollado diferen-tes tcnicas comerciales que permiten detectar mediante hemaglutinacin o aglutinacinen ltex el clumping factor (coagulasa ligada) y la protena A, utilizando partculas de ltexsensibilizadas con fibringeno humano y un anticuerpo monoclonal frente a la protena A.Estas pruebas resultan ms sensibles y especficas que la prueba convencional que determi-na nicamente el clumping factor o coagulasa ligada (prueba sobre portaobjetos).24-26

Otra caracterstica especfica de Staphylococcus aureus es la produccin de una ADNsatermoestable que se puede identificar fcilmente mediante cultivo en medios que contie-nen ADN, por ejemplo el medio ADN verde-malaquita24 (vase la figura 4). Algunas espe-cies de estafilococos coagulasa negativos pueden presentar una actividad ADNsa dbil.

Otras pruebas que ayudan en la identificacin de Staphylococcus aureus, aunque no sonespecficas de esta especie, son la fermentacin de manitol y la produccin de fosfatasa alca-lina24 (vase la tabla 3).

Los laboratorios clnicos generalmente disponen de sistemas comerciales de identifica-cin. Estos sistemas, manuales o automticos, utilizan distintos sustratos deshidratados ypermiten la identificacin de diversas especies de estafilococos con una fiabilidad que osci-la del 70 a ms del 90 %, dependiendo del sistema; la tecnologa es de fcil realizacin y per-mite obtener resultados con relativa rapidez.27

La identificacin directa de Staphylococcus aureus en muestras clnicas puede realizarsemediante tcnicas de amplificacin gentica, como la reaccin en cadena de la polimerasa(PCR) y PCR en tiempo real, utilizando genes exclusivos de la especie Staphylococcus


Figura 4. Actividad ADNsa de Staphylococcus aureus en medio ADN verde-malaquita.


aureus.28 Sin embargo, estas tcnicas tienen un elevado coste, son muy laboriosas y, de mo-mento, no se encuentran disponibles en la mayora de los laboratorios clnicos.

En ocasiones, con fines epidemiolgicos, se requiere identificar cepas o grupos de cepas.Para ello, pueden emplearse tcnicas fenotpicas como la fagotipia o tcnicas genotpicas,entre las que hay una gran variabilidad.29-33

2.3.4.1 Tcnicas genotpicas de identificacin

Para establecer la relacin clonal de aislados de Staphylococcus aureus, se pueden utilizar di-versos mtodos moleculares. La electroforesis en campo pulsado (PFGE) es el mtodo dereferencia para la tipificacin molecular de Staphylococcus aureus debido a su elevado poderde discriminacin y reproducibilidad.29 Los mtodos basados en la PCR de secuencias re-petidas, como la REP-PCR, son bastante ms econmicos que el PFGE y resultan muy ti-les para estudiar pequeos brotes nosocomiales.30 Para grandes estudios multinacionales oestudios de evolucin clonal de Staphylococcus aureus, se puede recurrir a mtodos molecu-lares de secuenciacin (multilocus sequence typing, MLST, o el spa-typing) que, aunque sonms caros que el PFGE, tienen la ventaja de que los resultados son ms fciles de analizar yse pueden depositar en bases de datos electrnicas.31-33

3 Patogenia de las infecciones producidas por Staphylococcus aureus

La patogenia de las infecciones producidas por Staphylococcus aureus es un fenmeno com-plejo debido principalmente al amplio armamentarium de factores de virulencia que puedeexpresar este microorganismo.


Propiedad S. aureus S. epidermidis S. saprophyticus

Colonias pigmentadas + - -

Produccin de coagulasa + - -

Protena A + - -

Produccin de ADNsa + -/v* -

Fermentacin de manitol + -/v -

Sensibilidad a novobiociona - - +

* v = variable. Raras cepas de S. epidermidis presentan una dbil actividad ADNsa y pueden fermentar manitol.

Tabla 3. Caractersticas bioqumicas que permiten diferenciar S. aureus de las principales especies patgenas de estafilococos coagulasa negativos.


Aproximadamente un 20 % de la poblacin es portadora permanente de Staphylococcusaureus en las fosas nasales y un 30 % lo es de manera intermitente. Staphylococcus aureuspuede adems colonizar otras reas tales como la piel y el tracto gastrointestinal. Cuando laintegridad de las barreras mecnicas se rompe, estos microorganismos pueden alcanzar te-jidos ms profundos y producir infeccin. Los pacientes con infecciones por Staphylococcusaureus suelen infectarse por la misma cepa que coloniza sus fosas nasales. La colonizacintambin permite la transmisin entre individuos tanto en el ambiente hospitalario como enla comunidad.

Para una adecuada supervivencia e invasin del husped, todo este sistema complejo defactores de virulencia tiene que estar coordinado por un sistema de comunicacin clula-clula que se conoce con el nombre de quorum sensing (QS).34,35 El QS est mediado por pe-queas protenas producidas por las bacterias que se denominan autoinductores y que, de-pendiendo de factores ambientales, pueden activar un gran nmero de genes incluyendofactores de virulencia. El sistema de QS ms estudiado en Staphylococcus aureus se denomi-na regulador de genes accesorios o agr, cuyo papel en las diferentes fases de produccin deinfeccin, y especialmente en la formacin de biocapas, es controvertido. Cepas mutantesen agr tienen disminuida la virulencia y determinados tipos de agr se relacionan con cua-dros clnicos especficos.35

3.1 Factores de virulencia de Staphylococcus aureus


Fase Factores de virulencia ms relevantes Infecciones asociadas

Adherenciabacteriana

Factor de agregacin (clumping factor),protenas de unin a fibringeno,fibronectina y sialoprotena sea.

Endocarditis, infecciones asociadas aprtesis y catteres intravasculares,osteomielitis, artritis.

Persistenciabacteriana

Formacin de biocapas (polisacrido deadhesin intracelular), variantes de coloniaspequeas y persistencia intracelular.

Infecciones recurrentes, fibrosisqustica y todas las anteriores.

Evasin de losmecanismos dedefensa delhusped

Cpsula polisacrida, protena A, protenainhibidora de la quimiotaxis (CHIP), protenade adherencia extracelular (Eap), citotoxinas(leucocidina de Panton Valentine y -toxina).

Infecciones cutneas invasivas,neumona necrotizante, abscesos.

Penetracin einvasin tisular

Proteasas, lipasas, nucleasas, hialuronidasas,fosfolipasa C y elastasas.

Destruccin tisular e infeccionesmetastsicas.

Shock spticoy cuadrostxicos

Enterotoxinas, toxina del sndrome del shocktxico 1, toxinas exfoliativas A y B, -toxina, peptidoglicano y cidos teicoicos.

Toxiinfecciones alimentarias,sndrome del shock txico, sndromede la piel escaldada, imptigobulloso y sepsis.

Tabla 4. Fases de la patogenia de las infecciones por Staphylococcus aureus y factores de virulencia involucrados.


3.1.1 Adherencia bacteriana

Staphylococcus aureus posee diferentes protenas de superficie que median la adherencia a lostejidos del husped. Se conocen con el nombre de componentes microbianos de superficieque se adhieren a molculas titulares (MSCRAMM).36 Estas protenas reconocen como re-ceptores a molculas tales como el fibringeno, la fibronectina y el colgeno y no slo de-sempean un papel relevante en la patogenia de infecciones asociadas a dispositivos prot-sicos sino tambin en endocarditis, osteomielitis y artritis. Entre ellas destaca el factor deagregacin, las protenas de unin al fibringeno, a la fibronectina o a la sialoprotena sea.37Los MSCRAMM se producen principalmente en bacterias en fase de crecimiento logart-mico, lo que favorece la colonizacin de superficies.

3.1.2 Persistencia bacteriana

Una vez colonizada la superficie tisular o protsica, Staphylococcus aureus tiene la capacidadde constituir una biocapa bacteriana mediada principalmente por la produccin de una sus-tancia denominada polisacrido de adhesin intracelular (PIA) mediado, a su vez, por un gendenominado ica.38 La constitucin de biocapas bacterianas protege a Staphylococcus aureus dela actividad de los mecanismos de defensa del husped y de los antimicrobianos y explica par-cialmente la dificultad de erradicar infecciones asociadas a dispositivos protsicos sin la reti-rada de los mismos (vase la figura 5). Esta bacteria, adems, parece tener la capacidad de so-


Figura 5. Biocapa de Staphylococcus aureus en catter de poliuretano.


brevivir intracelularmente, incluso en clulas endoteliales, lo que contribuye a la evasin delos sistemas defensivos en casos de endocarditis. Algunas cepas de Staphylococcus aureus pue-den formar lo que se conoce con el nombre de variantes de colonias pequeas que se hallanen estado de semilatencia, evadiendo de esta manera la accin de los mecanismos de defensay de algunos antimicrobianos, pero que pueden revertir a su estado salvaje produciendo in-fecciones recurrentes.23 Muchos de estos factores estn regulados por el sistema QS.35

3.1.3 Estrategia frente a los mecanismos de defensa del husped

Staphylococcus aureus posee diferentes factores que le permiten evadir los sistemas defensi-vos.39 Muchos aislados pueden producir una cpsula polisacrida, especialmente las tipo 5y 8, con caractersticas antifagocticas y de formacin de abscesos.40 Posee una protena desuperficie denominada protena A (de hecho, una MSCRAMM) que tiene la capacidadde unirse a la fraccin Fc de la IgG, lo que inactiva la actividad opsonizante de esta inmu-noglobulina.8 Adicionalmente, puede producir la protena inhibidora de la quimiotaxis(CHIP) o la protena de adherencia extracelular (Eap) que impiden la quimiotaxis y la ex-travasacin de los leucocitos polimorfonucleares (PMN) en el lugar de la infeccin.37 Final-mente, Staphylococcus aureus puede producir una gran cantidad de citotoxinas capaces dedestruir, entre otros, a los leucocitos polimorfonucleares (PMN). Destacan las hemolisinas,especialmente la -toxina, y la leucocidina de Panton-Valentine (LPV), que parece tener es-pecial relevancia en las infecciones que se producen en la comunidad.

3.1.4 Penetracin e invasin de tejidos

Staphylococcus aureus tiene la capacidad de producir un nmero importante de enzimas quefacilitan la invasin y destruccin tisular. Destacan las proteasas, lipasas, nucleasas, hialuro-nidasa, fosfolipasa C y elastasas, que tienen un papel relevante en la instauracin de infec-ciones metastsicas.

3.1.5 Shock sptico y produccin de toxinas

Staphylococcus aureus puede producir shock sptico mediante la activacin del sistema in-munolgico y del sistema de coagulacin mediado por el peptidoglicano, los cidos teicoi-cos de su superficie y por la -toxina.41 Adicionalmente, tambin puede producir super -antgenos tales como las enterotoxinas, que causan toxinfecciones alimentarias, y la toxinaTSST-1, causante del sndrome del shock txico.42 A diferencia de lo descrito anteriormen-te para los elementos estructurales como el peptidoglicano, estos superantgenos pueden ge-nerar cuadros similares al shock sptico por la produccin incontrolada de citocinas. Final-



mente, Staphylococcus aureus puede producir la toxina exfoliativa o epidermolisina, respon-sable del sndrome de la piel escaldada o del imptigo bulloso. La produccin de toxinastiene lugar especialmente en bacterias en fase de latencia, lo que favorece su diseminacin.Los factores de virulencia de Staphylococcus aureus para producir enfermedad y evadir losmecanismos de defensa del husped son numerosos. Sin embargo, cabe resaltar que no todaslas cepas de esta especie se comportan de la misma manera. Existen diferencias importantesen cuanto a tipos de adhesinas o toxinas y en cuanto a la capacidad de evadir los mecanis-mos de defensa o la capacidad de producir biocapas bacterianas. Si bien algunos determinan-tes de virulencia se relacionan con el tipo clonal, otros no se relacionan con informacin ge-ntica. De hecho, no existe demasiada informacin sobre la expresin de muchos de estosgenes durante la infeccin.

3.2 Resistencia a la meticilina y virulencia

Existen numerosas dudas sobre si las cepas de Staphylococcus aureus resistentes a la meticili-na (SARM) son ms virulentas que las cepas sensibles (SASM). Se ha descrito, incluso enmetaanlisis, que las infecciones nosocomiales por SARM tienen una mayor morbimorta-lidad que las infecciones producidas por SASM.43 Sin embargo, estas diferencias puedenestar relacionadas con las comorbilidades del paciente o con el tiempo transcurrido hastainiciar el tratamiento adecuado. Algunos estudios describen diferencias en mortalidad enbacteriemias, pero no en neumonas; otros no encuentran distinciones en ninguna de ellas.44Tampoco se han encontrado en la evolucin de infecciones producidas en la comunidadpor cepas sensibles (C-SASM) o resistentes (C-SARM) a la meticilina.45 Por lo tanto, si bienno existe una evidencia clara en cuanto a diferencias en virulencia de cepas SASM y SARM,lo que no ofrece ninguna duda es que las producidas por estas ltimas se caracterizan poruna menor disponibilidad de alternativas teraputicas y un aumento en los costos de hos-pitalizacin y de tratamiento.

3.3 Patogenia de las infecciones nosocomiales producidas por SARM (N-SARM)

La resistencia a la meticilina est mediada por el gen mecA que codifica la protena de unina la penicilina (PBP2A) que presenta una disminucin en la afinidad por los antibiticosbeta-lactmicos. Este gen forma parte de un elemento gentico mvil denominado cassettecromosmico estafiloccico mec (SCCmec). Este casete est flanqueado por genes de recom-binasas que permiten una transmisin intra e interespecies de SCCmec.46 Se desconoce culfue el reservorio inicial de SCCmec. Como consecuencia de la transferencia de SSCmec aclones de SASM, ha aparecido una serie de estirpes de SARM. Las infecciones nosocomia-les por SARM han sido producidas por un nmero limitado de clones mayoritarios que hansido descritos y nominados de diversas maneras en funcin de la tecnologa utilizada para



su clasificacin. Estos escasos clones han producido infecciones en diferentes regiones delplaneta. Su prevalencia se ha asociado con su capacidad de resistencia a numerosos antimi-crobianos, lo que les permite sobrevivir en el ambiente hospitalario, pero tambin con unamayor virulencia demostrada por su capacidad de transmisin y de colonizacin de hus-pedes. En algunos de estos clones, como en el clon brasileo, se ha descrito una mayor ca-pacidad para adherirse, persistir, invadir tejidos y producir biocapas.47 No se sabe si estas caractersticas se encuentran tambin en otros clones mayoritarios.

3.4 Patogenia de las infecciones comunitarias producidas por SARM (C-SARM)

Hasta la dcada de los noventa, SARM rara vez produca infecciones en la comunidad.Desde la primera descripcin de un brote de infecciones comunitarias en indgenas aus-tralianos en 1989, la prevalencia de infecciones muy agresivas y a veces mortales por SARMen la comunidad ha aumentado de manera alarmante en numerosos pases, sobre todo enEE.UU. Estas infecciones fatales eran principalmente neumonas necrotizantes, abscesospulmonares o sepsis y estaban producidas por una cepa denominada USA400 (tambinllamada MW2).48 Adicionalmente, aumentaron las infecciones de piel y tejidos blandos enpresidiarios, deportistas, soldados y homosexuales. La cepa responsable era la USA300.49Finalmente, en los ltimos aos se han descrito infecciones producidas por SARM en lo-calizaciones inusuales para este microorganismo tales como fascitis, piomiositis, prpurasfulminantes, etc. En Espaa, sin embargo, se han descrito pocos casos de infecciones co-munitarias y muchos de ellos en poblacin inmigrante. El nmero de infecciones porC-SARM est aumentando y empiezan a producirse infecciones relacionadas con la aten-cin sanitaria, dificultando la separacin entre N-SARM y C-SARM.

Las cepas C-SARM se caracterizan por poseer SCCmecIV (y, a veces, SCCmecV), que esel cassette mec ms pequeo de los conocidos, y adems son sensibles a numerosos antimi-crobianos no beta-lactmicos. Las cepas N-SARM poseen cassettes mec de gran tamao ysuelen ser resistentes a numerosos antimicrobianos no beta-lactmicos.

Las razones de la elevada virulencia de las cepas C-SARM no se conocen con exactitud.Entre los factores que se postulan estn una mayor capacidad de evadir las defensas del hus-ped y la produccin de determinadas toxinas. Puesto que la mayora de las cepas C-SARM,a diferencia de las cepas nosocomiales, tienen la capacidad de producir LPV, muchos auto-res relacionan la produccin de esta protena, con capacidad leucocitoltica y dermonecr-tica, con una mayor virulencia.37

LPV es una toxina con dos componentes denominados protenas S y F. La capacidad leu-cocitoltica, hemoltica y dermonecrtica de la LPV depender de la combinacin de talesprotenas.39 LPV puede inducir la liberacin de enzimas inflamatorios y citocinas en PMN.Tambin puede producir apoptosis de PMN y necrosis en altas concentraciones. Teniendoen cuenta la alta relacin epidemiolgica entre C-SARM productor de LPV con infeccio-nes de piel y tejidos blandos y neumona necrotizante, todo apunta a un papel relevante de



esta leucocidina.37 Sin embargo, algunos estudios que han determinado la virulenciade cepas productoras y no productoras de LPV han mostrado resultados contradictorios.La lisis de PMN in vitro y los resultados en diferentes modelos experimentales al compararcepas productoras y no productoras de LPV fueron similares.50 Algunos autores consideranque LPV no constituye un factor esencial en la virulencia de estas cepas, pero s es quizs unmarcador de otros determinantes ms relevantes y de momento desconocidos. Otros auto-res consideran que LPV es slo relevante en determinadas infecciones como la neumonanecrotizante. Otras toxinas tales como las enterotoxinas o las recientemente descritas mo-dulinas solubles en fenol pueden tambin ser relevantes en el curso de estas infecciones.51 Enla actualidad, se conoce el genoma de cepas C-SARM y es posible que su estudio compara-tivo nos permita averiguar las diferencias con cepas N-SARM.

Las cepas C-SARM parecen tener una capacidad de colonizacin diferente a las cepasnosocomiales. Por ejemplo, se ha descrito transmisin por contacto heterosexual en perso-nas que tenan colonizacin genital y sin colonizacin nasal.52 Es, por lo tanto, posible queen la transmisin de C-SARM puedan desempear un papel relevante otros reservorios des-conocidos hasta el momento.

Aunque disponemos de una gran informacin sobre la virulencia de Staphylococcus au-reus, existen todava muchas preguntas sin respuesta. Se desconoce, por ejemplo, la funcinde numerosos factores de virulencia en la patogenia de las infecciones producidas por este mi-croorganismo, as como la regulacin de los mismos. Se desconoce tambin por qu deter-minados clones prevalecen a lo largo del tiempo y se transmiten con gran facilidad; inclusoqu factores, adems de LPV, son determinantes en las infecciones producidas por C-SARMy cules son los principales reservorios. El conocimiento de la patogenia de estas infeccionespermitir desarrollar medidas preventivas y teraputicas adecuadas en un futuro.

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