Clostridium septicum
Especies de bacteria

Clostridium septicum
Clasificación científica Editar esta clasificación
Dominio:Bacteria
Filo:Bacillota
Clase:Clostridios
Orden:Eubacterias
Familia:Clostridiáceas
Género:Clostridium
Especies:
C. septicum
Nombre binomial
Clostridium septicum
(Macé 1889) Vado 1927

Clostridium septicum [1] es unabacteria grampositiva , formadora de esporas y anaeróbica obligada .

Clostridium septicum puede causar gangrena gaseosa , pero a diferencia de otras especies de Clostridium como Clostridium perfringens , no es necesario que haya un traumatismo en el lugar de la infección. Se cree que la infección se establece por propagación hematógena desde el tracto gastrointestinal. La gangrena gaseosa causada por Clostridium septicum está asociada con el cáncer colorrectal y otros defectos del intestino. [2]

Clostridium septicum causa mionecrosis a través de la liberación de exotoxinas como la toxina alfa, la toxina letal y la toxina hemolítica [3]

Información general y morfológica

Clostridium septicum es una bacteria grande, grampositiva y con forma de bastón que forma parte de la flora intestinal normal de los seres humanos y otros animales. [4] C. septicum son formadores de esporas , con una espora terminal que les da su forma de baqueta. [5] También son bacterias móviles, que utilizan flagelos peritricos para navegar de un entorno a otro. [6] C. septicum son anaerobios fermentativos y, por lo tanto, pueden vivir de una variedad de sustratos como azúcares, aminoácidos y otros compuestos orgánicos, generando gas hidrógeno molecular y dióxido de carbono como subproductos de la respiración celular . [7]

Clostridium septicum puede causar una infección rápidamente si el tejido intestinal se vuelve necrótico o inflamado. [4] C. septicum produce cuatro toxinas: alfa, beta, gamma y delta, siendo la toxina alfa necrótica y letal. [5] Su naturaleza anaeróbica crea susceptibilidad en áreas de flujo sanguíneo disminuido. [4] Aunque son raras, las infecciones por C. septicum se encuentran a menudo en personas con antecedentes recientes de trauma, cirugía, enfermedad vascular periférica , diabetes , cáncer de colon , infecciones o quemaduras de la piel y abortos sépticos . [4]

Ecología y hábitat

Clostridium septicum es una bacteria residente de la microflora humana , sin embargo se puede encontrar en casi cualquier hábitat anóxico en el que existan compuestos orgánicos. [4] En condiciones desfavorables, C. septicum forma endosporas que le permiten sobrevivir en condiciones duras como temperaturas extremas, tierra seca y hábitats deficientes en nutrientes. [4] [6]

Patogenesia

Paciente con gangrena gaseosa en la pierna derecha . La pierna derecha está edematosa y descolorida con ampollas llenas de líquido.

A partir de 2006, entre 1000 y 3000 casos de mionecrosis clostridial se informaron en los Estados Unidos cada año, típicamente acompañados de otra condición médica preexistente. C. septicum es una de varias bacterias responsables de la mionecrosis , también conocida como gangrena gaseosa . [4] La infección por C. septicum alguna vez se pensó que era extremadamente rara, sin embargo, las técnicas de laboratorio anaeróbicas permitieron el descubrimiento del verdadero potencial de este microbio infeccioso. [8] Las infecciones se observan típicamente en entornos de inmunodeficiencia, trauma, cirugía, malignidad , infecciones/quemaduras de la piel y abortos sépticos . [4] Los sitios propensos a la infección son aquellos con un suministro vascular deficiente , aunque debido a las diferencias de pH , electrolitos y osmóticas, el colon puede promover el crecimiento de C. septicum mejor que la mayoría de las otras regiones anatómicas. [5] Uno de los progenitores más agresivos de la gangrena gaseosa , la infección por C. septicum progresa muy rápidamente, con una tasa de mortalidad de aproximadamente el 79% en adultos, que ocurre típicamente dentro de las 48 horas posteriores a la infección. [5] Las mayores tasas de supervivencia se observan típicamente en pacientes sin condiciones médicas preexistentes y con infección localizada en las extremidades. [4] La gangrena gaseosa avanza a través de la interrupción del flujo sanguíneo al sitio infectado, lo que resulta en niveles disminuidos de oxígeno y nutrientes que finalmente causan muerte celular prematura y necrosis tisular . [9] Se han aislado cuatro toxinas de C. septicum : la toxina alfa letal, la toxina beta de la DNasa, la toxina gamma de la hialuronidasa y la toxina delta activada por tiol (o septicolisina). [10] La toxina alfa causa hemólisis intravascular y necrosis tisular y es bien conocida como el principal factor virulento en C. septicum . [9] Los síntomas de infección incluyen dolor, descrito como una pesadez o presión desproporcionada a los hallazgos físicos, taquicardia e hipotensión . [4] La necrosis tisular luego causa edema e isquemia que resultan en acidosis metabólica , fiebre e insuficiencia renal . [4] El dióxido de carbono y el hidrógenoproducidas durante la respiración celular se mueven a través de los planos tisulares, provocando su separación, produciendo características propias del enfisema palpable . [4] Esto también da como resultado una decoloración de la piel de color bronce magenta y una ampolla llena de un líquido serosanguinolento de mal olor. [4]

Asociación con malignidad

La gangrena gaseosa derivada de Clostridium septicum ha mostrado fuertes correlaciones con mayores niveles de malignidad . Generalmente, los pacientes con infecciones por C. septicum presentan carcinoma colónico o un tumor que ha hecho metástasis en el colon. [10] Un estudio particular de Alpern y Dowell observó un 85% de comorbilidad con malignidad, mientras que otro estudio de Koransky et al. observó un 71% de comorbilidad. [5] [8] [11] Esta relación sugiere la naturaleza oportunista de este patógeno, lo que plantea la posibilidad de que la inmunosupresión desempeñe un papel clave en la capacidad de C. septicum para causar infección. [8] Parece probable que el tratamiento o la propia malignidad deterioren la función inmunológica de la mucosa gastrointestinal, lo que permite que C. septicum acceda al sistema circulatorio. [8]

Toxina alfa

La toxina alfa producida por C. septicum es la causa subyacente de la gangrena gaseosa , también conocida como mionecrosis ; una enfermedad caracterizada por una extensa destrucción de tejido, edema , trombosis y ampollas llenas de líquido. [9] La toxina alfa es una exotoxina de toxina formadora de poros que se secreta como una protoxina que requiere la escisión proteolítica de un péptido de 5 kDa de su carboxiterminal para activarse. [12] La escisión generalmente la inicia la proteasa de la superficie celular furina . [13] Una vez activada, la toxina puede oligomerizarse y formar poros permeables a los iones a través de la membrana celular. [12] Los poros formados por la toxina alfa tienen aproximadamente 1,5 nm de diámetro, lo que permite la liberación de iones de potasio de los eritrocitos , alterando así el equilibrio iónico dentro de la célula. [12] La toxina alfa se une a los receptores de la superficie celular anclados a GPI, incluido el receptor de folato humano (hFR), así como las moléculas neuronales contactina y Thy-1 (CD90). [13] La toxina alfa puede activar el sensor inmunológico NLRP3 en células de mamíferos, lo que hace que las células mueran y liberen moléculas inflamatorias. [14]

Toxina alfa y aerolisina

Sorprendentemente, la toxina alfa de C. septicum no está relacionada con la toxina alfa de C. perfringens (otra bacteria implicada en la patogénesis de la gangrena gaseosa ). [10] Sin embargo, la toxina alfa de C. septicum muestra similitudes con la aerolisina , otra toxina formadora de poros beta . La toxina alfa y la aerolisina comparten aproximadamente un 72% de similitud de secuencia y también tienen numerosas similitudes funcionales. [13] Ambas proteínas requieren escisión por furina , o una proteasa similar a la furina , y luego oligomerizan para formar poros transmembrana. [13] [15] También se han descubierto similitudes entre las dos toxinas a través del análisis de la estructura cristalina de la aerolisina. La aerolisina es una proteína bilobar que consta de cuatro dominios (D1-D4). [15] El lóbulo más pequeño de la aerolisina falta en la toxina alfa de C. septicum , lo que implica que la toxina alfa es monolobar con tres dominios, similares a los dominios D2-D4 en la aerolisina. [15] Investigaciones posteriores han llevado a la conclusión de que el dominio D1 está involucrado en la unión al receptor y el dominio D3 funciona para prevenir la oligomerización prematura de la toxina alfa. [13]

Diagnóstico y tratamiento

Si no se trata, la tasa de mortalidad de la infección por C. septicum se acerca al 100%. [10] Un estudio de Cline y Turnbull ofrece que el diagnóstico se base en hallazgos de dolor desproporcionado a los hallazgos clínicos o la lesión, taquicardia marcada , piel descolorida o edematosa y una tinción de Gram de drenaje ampolloso que muestra bacilos grampositivos sin esporas y pocos leucocitos . [16] Las manifestaciones físicas de la infección incluyen dolor causado por la infiltración del músculo infectado con edema y gas, taquicardia , decoloración de los músculos y la piel, y la presencia de una secreción marrón y acuosa con un olor desagradable dentro de las heridas. [17] El tratamiento para la infección por C. septicum incluye la administración de antibióticos, intervención quirúrgica y terapia con oxígeno hiperbárico (HBOT). [4] Para la selección de antibióticos, la cobertura anaeróbica habitual puede incluir penicilina , metronidazol o clindamicina . No existen estándares CLSI para las pruebas de susceptibilidad, por lo que la selección de antibióticos a menudo se hace en función de los patrones locales de resistencia. En una encuesta canadiense de 2000 a 2006, se analizaron 19 aislamientos y 9 (47%) fueron resistentes a la clindamicina y 1 (5%) fue resistente tanto al metronidazol como a la clindamicina. Ninguno mostró una susceptibilidad reducida a la penicilina. [18] La Sociedad de Enfermedades Infecciosas de Estados Unidos (IDSA) recomienda que, en el caso de la gangrena gaseosa en la que se ha identificado al clostridium como causa, se utilicen tanto penicilina como clindamicina. [19] A menudo, en casos graves, la amputación se convierte en la única opción viable que queda para eliminar la infección. [ cita requerida ]

Otros animales

En las ovejas, C. septicum causa una enfermedad conocida como braxy ; los animales afectados generalmente se encuentran muertos. [20]

Véase también

Referencias

  1. ^ lpsn.dsmz.de, lista de nombres procariotas con nomenclatura vigente.
  2. ^ Larson, CM; Bubrick, MP; Jacobs, DM; Malignancy, West MA. (Oct 1995). " Infección por Clostridium septicum ". Cirugía . 118 (4): 592–8. doi :10.1016/s0039-6060(05)80023-6. PMID  7570310.
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  • Cepa tipo de Clostridium septicum en BacDive: la base de metadatos de diversidad bacteriana
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