Bacillus Anthracis

jueves, junio 22, 2006

Introduccion

Bacillus Anthracis es una bacteria de la Clase Bacilli y del genero bacillus, es grampositivo de tamaño 1 a 1.5 µm por 4 a 10 µm inmóvil, encapsulado, dispuesto en cadenas y que forma esporas ovales. La forma rectangular de cada bacteria integrante confiere a las cadenas de B. Anthracis un aspecto de vagones.


Su tinción, debido a que es grampositiva, es de color violeta cristal en cambio la capsula que se encuentra alrededor de el aparece rosa. En medio agar sangre, B. Anthracis virulento suele formar colonias rugosas de color gris claro muy poco o nada hemolíticas, pero si el medio de cultivo contiene bicarbonato y se incuban en presencia de un exceso de CO2, las colonias son lisas y mucoides.



La cápsula de B. Anthracis está formada por residuos de ácido D-glutámico unidos por enlaces peptídicos en los que participa el grupo carboxilo gamma, lo que le confiere resistencia frente a la fagocitosis.


Posee tres proteínas denominadas en conjunto toxina del carbunco y consta de tres proteínas llamadas antígeno protector (AP), factor de edema (FE) y factor letal (FL).

Estos dos últimos componentes le confieren a la bacteria los factores de virulencia. Los genes encargados de elaborar la toxina del carbunco y el polipéptido capsular se hallan en plásmidos de B. Anthracis independientes. Bacillus anthracis es conocida vulgarmente como la bacteria del ántrax, investigada desde el siglo XVII y evidencialmente letal debido a sus esporas, las cuales pueden ser utilizadas como arma biológica

Reseña Historica



s. XV A.C.

Quinta plaga egipcia relatada en el libro del Éxodo.

1876

Primera enfermedad con una etiología microbial fundamentada, por los postulados de Roberto Koch.

1881

Luis Pasteur fue el primero en desarrollar una vacuna efectiva contra la enfermedad que causa Bacillus Anthracis.

1925

Primer tratado que extendía la prohibición a las armas biológicas, en el protocolo de Geneva

1942

EEUU investigan al Ántrax utilizada como arma; ya que los japoneses en la segunda guerra mundial desarrollaron investigaciones secretas para su posible ataque.

1970

FDA aprueba la vacuna humana obligatoria para profesionales con riesgo ocupacional.

1972

Convención de Armas Biológicas y toxicas (prohibición del desarrollo, producción, deposito y destrucción de armas biológicas y toxicas). Los países firmantes están obligados a dar información anualmente a las Naciones Unidas.

1979

Epidemiahumana de carbunco con 79 casos en Sverdlovsky, anterior Unión Soviética, del laboratorio de investigaciones de la guerra biológica.

1979-1980

Gran epidemia con 6000 casos de ántrax cutáneo en Zimbabwe.

1985

Irak comienza un programa de armas biológicas ofensivas produciendo ántrax.

1987

Epidemia cutánea en Paraguay con 25 casos.

1995

Inspectores de la ONU revelan que Irak produjo 8000 litros de Bacillus anthracis.

1997

Ministro de Defensa David Cohen declara que la vacuna será obligatoria para elpersonal militar de los EEUU.

1998-2000


  • En Chile se han registrado 10 casos de ántrax cutáneo. Gobierno promueve una “red contra el bioterrorismo” coordinando servicios de salud públicos y privados

  • En EEUU correos contaminados con ántrax fueron enviados a través del servicio postal.

Enfermedades que Produce


B. Anthracis es un microorganismo extracelular que puede eludir la fagocitosis, invadir la corriente sanguínea, multiplicarse rápidamente hasta alcanzar una gran masa de microorganismos y provocar en poco tiempo la muerte. El polipéptido capsular y la toxina carbuncosa son los principales factores de virulencia de B. Anthracis. La cápsula de B. Anthracis está formada por ácido poli-Dglutámico y confiere resistencia frente a la fagocitosis. La toxina carbuncosa consta de tres proteínas llamadas antígeno protector (AP), factor de edema (FE) y factor letal (FL).

Es así como el B. Anthracis puede penetrar en nuestro organismo por medio de dos vías de transmisión, una es por vía directa es decir a través de la piel en un estado no intacto , y la otra es por vía indirecta es decir por inhalación o por ingerir carne poco cocida con carbunco lo que produce infección a nivel digestivo.


Ántrax cutáneo: La bacteria produce la enfermedad cuando entra en contacto con una piel que no está intacta. Esta enfermedad comienza al penetrar las esporas de B. Anthracis en la piel a través de pequeños cortes, abrasiones o picaduras de moscas. Las esporas germinan en horas y los elementos vegetativos comienzan a multiplicarse y a elaborar la toxina carbuncosa.









Carbunco antebrazo derecho

Inhalación de ántrax: El ántrax inhalado es particularmente letal. Aunque las esporas están inactivas al respirar, germinan cuando son expuestas a un medio húmedo y cálido como los pulmones. No todas las partículas son lo suficientemente pequeñas para pasar hacia los alvéolos o sacos de las vías respiratorias, pero aquellos que lo hacen comienzan a multiplicarse y se pueden esparcir al sistema linfático.
Cuando las esporas germinan en los ganglios linfáticos se liberan algunas toxinas. Las partículas ilustradas no están a escala.
bacillus anthracis en el pulmos despues de un caso de sepsis.
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Ántrax digestivo: El carbunco digestivo suele producirse al consumir carne poco cocida de animales con carbunco. La infección primaria puede localizarse en el intestino, donde germinan las esporas que logran sobrevivir tras su paso por el estómago, pero se ha descrito una forma oro faríngea de la enfermedad. Las lesiones faríngeas e intestinales suelen acompañarse de una linfodenitis hemorrágica.

Signos y síntomas


Los síntomas de la enfermedad varían según cómo la enfermedad se contrajo, pero ocurren generalmente 7 días después de la exposición. Las formas graves del carbunco humano son el carbunco de inhalación, el carbunco cutáneo y el carbunco intestinal. Los síntomas iniciales de la infección de carbunco de inhalación pueden asemejarse a un resfriado común. Después de varios días, los síntomas pueden progresar a los problemas respiratorios y el choque. El carbunco de inhalación es a menudo mortal. La forma intestinal del carbunco puede seguir el consumo de alimentos contaminados y se caracteriza por una inflamación aguda del tracto intestinal. Signos iniciales de náusea, pérdida del apetito, vómitos y fiebre están seguidos por dolor abdominal, vómitos de sangre y diarrea grave.

El carbunco cutáneo comienza al penetrar las esporas de Bacillus Anthracis en la piel a
través de pequeños corte, abrasiones o picaduras de moscas. Las esporas germinan en horas y los elementos vegetativos comienzan a multiplicarse y a elaborarla toxina carbuncosa. Una pápula indolora, de color pardo rojizo al aumentar de tamaño aparece rodeada po una zona de eritrema duro y edema similar a la gelatina. Puede haber adenopatías locales, en ocasiones con malestar general, mialgia, cefalea, fiebre, náuseas y vómitos.

En el carbunco por inhalación, las esporas de Bacillus Anthracis son transportadas por el aire en partículas de menos de 5um de diámetro y se depositan en los alvéolos o los conductos alveolares y algunas son transportadas hasta los ganglios mediastinicos, donde germinan. Rápidamente puede aparecer una necrosis hemorrágica y una bacteriemia fulminante por Bacillus Anthracis. Algunas veces se produce una neumonía secundaria.

El carbunco digestivo suele producirse al consumir carne poco cocida de animales con carbunco. La infección primaria puede localizarse en el intestino, donde germinan las esporas que logran sobrevivir tras su paso por el estomago, pero se ha descrito una forma orofaringea de la enfermedad.


Clínica


Aproximadamente el 95% de los casos de carbunco humano son cutáneos y el 5% restante son carbuncos por inhalación. El carbunco digestivo se observa raras veces. La meningitis carbuncosa se produce en un pequeño porcentaje de todos los casos, pero en una complicación frecuente de la bacteriemia fulminante por Bacillus Anthracis.



Epidemiología

Se estima que en el mundo se producen entre 2.000 y 20.000 casos humanos por año. Las áreas de mayor prevalencia son el Medio Oriente principalmente Irán, Asia, África, partes de América del Sur, Central, Caribe y sudeste de Europa. Los países que han logrado un buen control de la infección en animales presentan pocos casos autóctonos, pudiendo persistir el riesgo por productos de animales contaminados importados de zonas endémicas.



Distribución geográfica de ántrax en el mundo. Año 2000. Basado en reporte de la OMS.

En Chile el ántrax o carbunco es una enfermedad de notificación obligatoria. Se han reportado 215 casos en humanos entre 1990 y 2000, con un rango de 8 a 43 casos anuales, con una leve tendencia al descenso. Los casos se han presentado en los Servicios de Salud de Ñuble, Araucanía, Bío-Bío, Maule, Osorno, Aysén y Coquimbo.
Durante este período de tiempo hasta 1999 se han confirmado 8 muertes por ántrax pero no se dispone de información de ocurrencia de casos fallecidos durante el año 2000. Dos de las muertes fueron por ántrax pulmonar y 1 por septicemia; no existe causa precisa notificada para las otras.
Se distinguen tres ciclos de B. anthracis en la naturaleza, que incluyen la multiplicación de las esporas en la tierra, la infección animal y la infección humana.


· Las esporas, eliminadas a los suelos desde animales infectados, sobreviven indefinidamente en ambientes secos o después de lluvias muy abundantes. Las tierras no cultivadas ricas en materia orgánica, con pH mayor a 6,0 y temperaturas sobre 15,5°C son favorables para la persistencia de las esporas.

· Los herbívoros domésticos (vacunos, ovejas, cabras, caballos y cerdos) se infectan al ingerir la espora en pastos contaminados. Las esporas germinan in vivo y el animal desarrolla una septicemia y muere en 1 a 2 días. Estas especies representan la fuente más importante de la enfermedad a nivel agropecuario aunque cualquier animal doméstico o silvestre puede servir como huésped.

· La infección en humanos ocurre por contacto directo con carne, restos o productos de animales contaminados como cuero, pelo, lana o huesos, en un contacto generalmente ocupacional. Las vías de entrada son: cutánea, por contacto directo con productos contaminados, en especial si existen heridas de piel; inhalación de esporas, principalmente en faenas de aseo de lana; y gastro-intestinal, por ingestión de carne contaminada, situación muy infrecuente.





Diagnostico y Tratamiento


Diagnostico

La historia clínica, que incluya la profesión del paciente y el contacto con posibles animales enfermos, es fundamental. Se pueden emplear cultivos o tinciones de Gram de las lesiones cutáneas para aislar Bacillus Anthracis, y en la forma pulmonar se pueden usar torundas faríngeas y muestras de esputo. Si los cultivos primarios son negativos, el microorganismo se puede aislar mediante inoculación al ratón.

El diagnóstico del carbunco GI se basa en el reconocimiento de los síntomas clínicos. A veces pueden verse microorganismos en la tinción de Gram de los vómitos o las heces. Desde el punto de vista clínico, el carbunco GI se presenta con náuseas, vómitos, anorexia y fiebre, que progresan hasta la necrosis intestinal con septicemia y muerte. Una forma orofaríngea de carbunco se manifiesta por lesión mucocutánea en la cavidad oral, con Cultivos en placa de bicarbonato y agar sangre dolor de garganta, fiebre, adenopatías y disfagia. Este cuadro progresa hacia la necrosis y la muerte.



El diagnóstico indirecto mediante microhemaglutinación en muestras dobles de suero permite comprobar el aumento del título de anticuerpos, que por otra parte puede estar elevado en individuos recién vacunados.


Estudios de Laboratorio


  • Coloración Gram positivos


  • Radiografía de tórax Mediastino prominente con efusiones pleurales debido a linfadenopatía hilar


  • Anthraxina test de piel: Antígeno derivado de la hidrólisis ácida del bacillus desarrollado




Radiografía de tórax

Tratamiento

Primera linea de tratamiento es la penicilina.
Penicilina G y V : Interfiere con la sintesis del mucopeptido durante multiplicación activa resultando en actividad bactericida en contra de los microorganismos.

· Carbunco cutáneo: Terapia intravenosa de penicilina con alta dosis (2 millones de unidades cada 6 horas).2 millones Penicilina G cada 6 horas I.M. durante 2- 4 días hasta que ceda el edema , luego se puede continuar con Penicilina oral , completando 7 a 10 días de tratamiento. En caso de alergia a Penicilina se puede utilizar Eritromicina, Tetraciclina (para mayores de 9 años), o Cloramfenicol, Ciprofloxacino. La antibioticoterapia no detiene el progreso de las lesiones de Carbunco hasta una fase de escara, pero disminuye las manifestaciones sistémicas y el edema local. Está contraindicada la cirugía local. La lesión debe ser limpiada y cubierta y la ropa que usa debe ser descontaminada.

Resto: Grandes dosis de penicilina intravenosa ( 2 millones de unidades cada 2 horas ) con terapia apropiada de vasopresores, oxigeno, y otra terapia de soporte.
Otras drogas : Ciprofloxacina : 400 mg intravenoso cada 12 horas.
Doxicilina :100 mg i.v. c. 12 h
Carbunco gastrointestinal y por inhalación : Penicilina G 2 millones cada dos horas E.V., se puede asociar Estreptomicina 500 mg IM cada 8 horas, en niños 25 mg./Kg./día, o posiblemente a Ciprofloxacino parenteral ( a mayores de 18 años).

Prevención

Prevención sanitaria:

Las mejores medidas para la prevención de la enfermedad en los individuos expuestos son la protección de piel y mucosas y la vacunación. Es importante el uso de guantes y mascarillas, para lo cual se requiere una educación sanitaria.


Prevención integral por vacunas:


Vacunación
La vacuna consiste en un filtrado estéril no infeccioso de un cultivo de una cepa atenuada de B.anthracis, absorbida a un adyuvante, hidróxido de aluminio. El componente protectivo de la vacuna es una proteína denominada antígeno protectivo. Formaldehído (concentración final, 0,02 % es adicionado como estabilizador y cloruro de benzeno (0.0025 % ),como un preservativo. Es imposible contraer la enfermedad de la vacuna.
Vacunas compuestas del bacilo muerto y/o los antígenos capsulares no producen inmunidad. La cadena externa de B. Anthracis produce cantidades sublévales de la toxina que induce la formación del anticuerpo proteccionista.

La vacuna del ántrax para humanos que se usa en EE.UU. es una preparación del antígeno proteccionista recuperada del filtrado de un cultivo virulento. El producto final contiene no más de 2.4 mg de hidróxido de aluminio.

Actualmente la vacuna del ántrax se fabrica y es distribuida por BioPort Corporación, Lansing, Michigan, bajo contrato con el departamento de Defensa, y se producen sólo cantidades pequeñas disponibles para individuos que están expuestos al ántrax en su ambiente de trabajo