Bacillus spp.

Fotografa: Laurent Schwebel asesinado en Retiro el 8 de febrero de 2012

 Objetivos Valorar

la importancia de las distintas especies de Bacillus para la medicina veterinaria y salud pblica.

Gnero Bacillus

Gnero Bacillus: grupo amplio y heterogneo de bacterias (ms de 80 especies). En la actualidad constituyen otros gneros como Brevibacillus, Geobacillus o Paenibacillus.

CARACTERSTICAS DEL GNERO

Bacilos productores de endosporas Algunos mviles por flagelos pertricos Con capacidad de elaborar cpsula Gram positivos

Aerobios o anaerobios facultativos.

Capacidad de esporular: *resistencia a factores ambientales adversos, *amplia distribucin en la naturaleza (suelo, vegetales y agua).

Algunas especies intervienen en: *procesos de degradacin de materia orgnica,

*elaboran compuestos con actividad antimicrobiana y

*algunas pocas especies son agentes de enfermedades en el hombre y en los animales

 En

el laboratorio se suelen aislar con frecuencia como contaminantes de las muestras clnicas.

Algunas especies del gnero Bacillus

B. subtilis pueden ocasionar infecciones como oportunista B. cereus elabora enterotoxinas causantes de enfermedad transmitida por los alimentos (ETA). B. alvei (Paenibacillus alvei) y B. thuringiensis son patgenos para insectos (pesticidas en cultivos
vegetales)

B. stearothermophilus (Geobacillus stearothermophilus) es una especie termfila control de esterilizacin.

Bacillus anthracis

Es el patgeno ms importante del gnero descripto por Robert Koch y Luis Pasteur a mediados del siglo XIX.

Base de los postulados de Koch

Robert Koch

Luis Pasteur

B. anthracis
afeccin mortal de los animales, particularmente bovinos y ovinos

carbunclo o antrax
distribucin mundial y transmisible accidentalmente al hombre.

CARACTERSTICAS MORFOLGICAS

Bacilo recto Grande: 1 a 3 mm por 5 a 8 mm, con extremos truncados.

inmvil

y Gram positivo.

 En

extendidos de sangre se pueden observar bacilos aislados o en pares rodeados por una cpsula.

CPSULA
capa polimerizada de cido poliglutmico slo se

desarrolla en el hospedador

in vitro: medios suero, bicarbonato y dixido de carbono (CO2). condiciones similares a las presentes en
el tejido vivo.

Tcnica de M Fadyean (coloracin con azul de metileno).

ESPORAS

B. anthracis esporas elipsoidales centrales

no se detectan en el individuo infectado

desarrollan con facilidad en contacto con el oxgeno y en los medios de cultivo.

protoplasma residual del bacilo se desintegra

Bacillus antrhacis

Coloracin de Gram

Bacillus antrhacis

Formas vegetativas y esporuladas. Coloracin de Gram

Bacillus antrhacis

Tincin negativa de la cpsula

Bacillus antrhacis

Microscopa Electrnica de Barrido

Bacillus antrhacis

Formas vegetativas y esporas. Microscopa Electrnica de Transmisin

Bacillus antrhacis

Formacin de esporas MET

CARACTERSTICAS DE CULTIVO
*aerobia y anaerobia facultativa. *No es exigente

*desarrolla en medios de cultivo simples en 24 h a 37 C (12-44 C)

 *En

medios slidos forma colonias grandes, elevadas, granulosas, con bordes irregulares, blanco grisceas de 2 a 3 mm de dimetro.

*Con lupa muestran el aspecto caracterstico: cabellera de medusa. *Apariencia rugosa (R) corresponden a cepas virulentas.

 *En

extendidos a partir de las colonias se pueden observar largas cadenas de bacilos, con esporas centrales no deformantes semejando una caa de bamb.

*En agar sangre no produce hemlisis

(diferencial con otras especies de Bacillus).

*Produce catalasa y fermenta varios hidratos de carbono con produccin de cido.

*La identificacin bioqumica rara vez resulta necesaria para el diagnstico.

*En medios de cultivo con penicilina inducen la transformacin de los bacilos en estructuras esfricas, redondeadas, semejando un collar de perlas. *Presenta sensibilidad a un bacterifago especfico denominado fago gamma.

RESISTENCIA *Las formas vegetativas poseen la resistencia comn a los bacilos no esporulados. *Su punto trmico letal es de 60 C en 30 minutos.

*En

los cadveres

*no tiene oportunidad de esporular

*se establece una competencia con microorganismos de la putrefaccin:

clostridios, enterobacterias o Pseudomonas, cuyas bacteriocinas actan sobre B. anthracis.

*En contacto con el oxgeno esporula fcilmente dentro de los 60 min *altamente resistente a los agentes ambientales como calor, radiaciones y compuestos qumicos. *Puede sobrevivir durante largos periodos contaminando el suelo

(100 aos).

PATOGENIA *Esporas ingresan a travs de heridas, picaduras de insectos, por ingestin o por inhalacin. *De los macrfagos a los ganglios linfticos *En los tejidos germinan y se multiplican, expresando sus factores de virulencia sobre el hospedador. *Si se eliminan al exterior, esporulan y se disemina nuevamente en el ambiente.

Factores de virulencia *Dos factores de virulencia cpsula y toxina.

B. anthracis presenta otros dos tipos de estructuras como son la cpsula y las protenas de superficie (SAP: surface array proteins) (SAP y EA1).

CAPSULA

La cpsula se considera uno de sus mayores factores de virulencia. Contribuye a que la bacteria evada las defensas del hospedador evitando la fagocitosis y produciendo una septicemia. Es una estructura delgada, no antignica compuesta por un polmero de cido d-glutmico.

La cpsula de naturaleza peptdica no es comn en las bacterias

cpsula codificada por los genes capA capB capC presentes en el locus cap del plsmido pXO2. Un cuarto gen presente en el locus cap, denominado dep, est asociado a la despolimerizacin, en correspondencia con control del tamao de la cpsula.

Sobre la superficie de B. anthracis se encuentran dos protenas denominadas Sap y EA1 codificadas respectivamente por los genes sap y eag. Sap y EA1 constituyen los mayores antgenos de superficie.

Toxinas
*papel clave en la patognesis del carbunclo. *tres fracciones proteicas secretadas separadamente al medio.

antgeno protector (PA) factor letal (LF) factor edema (FE)

Estas tres fracciones no presentan accin txica si se inoculan por separado y su asociacin de a dos, conduce a la formacin de un complejo denominado toxina binaria (tipo A-B)

*Antgeno Protector + Factor Letal (LeTx, toxina letal) va endovenosa muerte *Antgeno Protector + Factor Edema (EdTx, toxina edemtica) va intradrmica: edema en la piel. El Factor Edema es una enzima que presenta actividad de adenilciclasa
conduce al aumento del AMPc intracelular y a una actividad descontrolada de las quinasas dependientes de ste, desencadenando el cuadro de edema tisular.

Control gentico de la sntesis de los factores de virulencia La cpsula y las toxinas se producen durante la multiplicacin de las formas vegetativas en el hospedador.
Los genes se encuentran determinados en dos grandes plsmidos: pXO1 (Toxina) y pXO2 (cpsula)

DIAGNSTICO Bacteriolgico *demostracin de bacilos Gram positivos capsulados en extendidos de sangre o tejidos *desarrollo en medios de cultivo simples *ausencia de hemlisis sobre agar sangre *caractersticas de las colonias *ausencia de movilidad. *prueba del collar de perlas *sensibilidad al fago gamma completan la identificacin.

Mediante una tcnica de PCR se puede confirmar la presencia de los genes codificantes para la toxina y para la cpsula.

Serolgico

inmunofluorescencia, inmunodifusin, ELISA y aglutinacin metodologa de aplicacin y validez internacional

Ascoli-Valente

prueba de termoprecipitacin en medio lquido La muestra procedente del individuo sospechoso se coloca en solucin salina y se calienta en bao de agua, a 100 C durante 5 min. Se filtra por una gasa. en un tubo de hemlisis con suero inmune anillo blanco en la zona de interfase 15 min

El cido glutmico de la cpsula y el polipptido del citoplasma seran los antgenos presentes en los tejidos, responsables de la reaccin.

Experimental Si bien en la actualidad existen metodologas de diagnstico normatizadas internacionalmente no se aconseja el empleo de animales de laboratorio en forma indiscriminada.

Prevencin
Vacuna con cepa Sterne de B. anthracis contiene slo el plsmido pXO1 (toxina).

Bacillus spp.

Colonias de Bacillus antrhacis (der.) y de Bacillus cereus (izq.) en una placa de agar sangre

Bacillus spp.

Colonias de Bacillus antrhacis (izq.) y de Bacillus subtilis (der.) en una placa de agar sangre

Bacillus antrhacis

Colonias de Bacillus antrhacis en agar sangre. Note la ausencia de hemlisis.

Bacillus antrhacis

Colonias de Bacillus antrhacis en agar sangre. Miden 3-5 mm y son ligeramente convexas.

Bacillus antrhacis

Colonias mucoides de Bacillus antrhacis. Atmsfera: 5% CO2

Bacillus antrhacis

.
En el tubo de la izq. se observan algunas especies de Bacillus mviles con crecimiento difuso Bacillus antrhacis es inmvil (der). Se observa el crecimiento como una lnea simple que crece sin desviarse de la lnea de puntura

Anthax cutneo en humanos

Bioterrorismo

2001

murieron 5 personas

An envelope that was sent to NBC News anchor Tom Brokaw, which contained anthrax.

Bacillus cereus

Bacillus cereus

Coloracin de Gram

Bacillus cereus Es un bacilo con esporas subterminales mvil por flagelos de ubicacin pertrica

Gram positivo
aerobio y anaerobio facultativo no exigente productor de catalasa.

Ampliamente distribuido en la naturaleza y se puede aislar como patgeno oportunista de infecciones genitales y articulares y como agente primario en toxinfecciones alimentarias (ETA).

B. cereus produce fosfolipasas que provocan la liberacin de enzimas de los lisosomas de los neutrfilos e impiden la fagocitosis, hemolisinas detectables in vitro y proteasas que degradan el tejido colgeno. En toxinfecciones enterotoxinas y la toxina emtica.

Enterotoxinas

aumentan la permeabilidad capilar y poseen efecto citotxico sobre el epitelio intestinal provocando un cuadro de enteritis con diarrea.

toxina emtica

termoestable, resiste la accin de la tripsina y otras enzimas digestivas y es probable que se produzca durante el proceso de esporulacin.

DIAGNOSTICO

*aislamiento del microorganismo y/o *deteccin de sus toxinas

Bacillus cereus

Esporas y clulas de Bacillus cereus

Bacillus cereus

Endosporas

Bacillus cereus

MEB

Bacillus cereus

Espora

Formacin de la pared (60000X) MET

Bacillus cereus

Agar sangre

Bacillus cereus

Beta hemlisis Agar sangre

Bacillus cereus

Beta hemlisis Agar sangre

Bacillus cereus

Colonias grandes y opacas

Bacillus subtilis
*bacilo esporulado *mvil *puede presentar una cpsula de polmeros de cido glutmico *Gram positivo *aerobio y anaerobio facultativo *no exigente. bacteria ambiental que puede actuar como patgeno oportunista Se ha aislado de septicemias, mastitis y abortos en ovinos y bovinos. De este microorganismo se obtuvo originariamente el antibitico bacitracina

 Muchas

gracias