Pasteurella multocida es un cocobacilo Gram negativo , inmóvil ysensible a la penicilina de la familia Pasteurellaceae . [1] Las cepas de la especie se clasifican actualmente en cinco serogrupos (A, B, D, E, F) según la composición capsular y 16 serovares somáticos (1–16). P. multocida es la causa de una variedad de enfermedades en mamíferos y aves, incluido el cólera aviar en aves de corral , la rinitis atrófica en cerdos y la septicemia hemorrágica bovina en ganado vacuno y búfalos. También puede causar una infección zoonótica en humanos, que generalmente es el resultado de mordeduras o rasguños de mascotas domésticas. Muchos mamíferos (incluidos perros y gatos domésticos) y aves lo albergan como parte de su microbiota respiratoria normal .
Pasteurella multocida se encontró por primera vez en 1878 en aves infectadas por el cólera. Sin embargo, no fue aislada hasta 1880, por Louis Pasteur , en cuyo honor se nombra Pasteurella . [2]
P. multocida causa una variedad de enfermedades en animales salvajes y domesticados, así como en humanos. La bacteria se encuentra en aves, gatos , perros, conejos, ganado vacuno y cerdos. En las aves, P. multocida causa la enfermedad del cólera aviar o aviar ; una enfermedad importante presente en bandadas de aves de corral comerciales y domésticas en todo el mundo, particularmente en bandadas de ponedoras y de reproductoras. Las cepas de P. multocida que causan el cólera aviar en las aves de corral suelen pertenecer a los serovares 1, 3 y 4. En la naturaleza, se ha demostrado que el cólera aviar sigue las rutas migratorias de las aves, especialmente los gansos de las nieves . El serotipo 1 de P. multocida está más asociado con el cólera aviar en América del Norte, pero la bacteria no permanece en los humedales por períodos prolongados. [3] P. multocida causa rinitis atrófica en cerdos; [4] también puede causar neumonía o enfermedad respiratoria bovina en el ganado. [5] [6] Puede ser responsable de la mortalidad masiva de los antílopes saiga . [7]
En humanos, P. multocida es la causa más común de infecciones de heridas después de mordeduras de perros o gatos. La infección suele manifestarse como una inflamación de los tejidos blandos en un plazo de 24 horas. Por lo general, se observan recuentos elevados de leucocitos y neutrófilos , lo que provoca una reacción inflamatoria en el sitio de la infección (generalmente una celulitis localizada y difusa ). [8] También puede infectar otras zonas, como el tracto respiratorio, y se sabe que causa linfadenopatía regional (inflamación de los ganglios linfáticos). En casos más graves, puede producirse una bacteriemia que provoque una osteomielitis o una endocarditis . Los pacientes con un reemplazo de articulación (quizás en particular un reemplazo de rodilla) colocado pueden, en particular, tener riesgo de infección secundaria de esa articulación durante un episodio de celulitis/bacteriemia por P multocida. La bacteria también puede cruzar la barrera hematoencefálica y causar meningitis . [9]
P. multocida expresa una variedad de factores de virulencia que incluyen una cápsula de polisacárido y la molécula de superficie de carbohidrato variable, el lipopolisacárido (LPS). Se ha demostrado que la cápsula en cepas de serogrupos A y B ayuda a resistir la fagocitosis por parte de las células inmunes del huésped y también se ha demostrado que la cápsula tipo A ayuda a resistir la lisis mediada por el complemento . [10] [11] El LPS producido por P. multocida consta de una molécula de lípido A hidrófobo (que ancla el LPS a la membrana externa), un núcleo interno y un núcleo externo, ambos compuestos por una serie de azúcares unidos en una manera específica. No hay antígeno O en el LPS y la molécula es similar al LPS producido por Haemophilus influenzae y el lipooligosacárido de Neisseria meningitidis . Un estudio en una cepa de serovar 1 demostró que una molécula de LPS de longitud completa era esencial para que la bacteria fuera completamente virulenta en los pollos. [12] Las cepas que causan rinitis atrófica en cerdos son únicas ya que también tienen la toxina de P. multocida (PMT) que reside en un bacteriófago . PMT es responsable de los hocicos retorcidos que se observan en los cerdos infectados con la bacteria. Esta toxina activa las Rho GTPasas , que se unen e hidrolizan el GTP , y son importantes en la formación de fibras de estrés de actina . La formación de fibras de estrés puede ayudar en la endocitosis de P. multocida . El ciclo de la célula huésped también está modulado por la toxina, que puede actuar como mitógeno intracelular . [13] Se ha observado que P. multocida invade y se replica dentro de las amebas del huésped , provocando lisis en el huésped. P. multocida crecerá a 37 °C (99 °F) en agar sangre o chocolate , agar HS, [14] pero no crecerá en agar MacConkey . El crecimiento de colonias va acompañado de un olor característico a "ratón" debido a los productos metabólicos .
Un anaerobio facultativo , P. multocida es oxidasa positiva y catalasa positiva . También puede fermentar una gran cantidad de carbohidratos en condiciones anaeróbicas. [9] También se ha demostrado que la supervivencia de la bacteria P. multocida aumenta mediante la adición de sal a su entorno. También se ha demostrado que los niveles de sacarosa y pH tienen efectos menores sobre la supervivencia bacteriana. [15]
El diagnóstico de la bacteria en humanos se basaba tradicionalmente en hallazgos clínicos, cultivos y pruebas serológicas , pero los falsos negativos han sido un problema debido a la fácil muerte de P. multocida y la serología no puede diferenciar entre la infección actual y la exposición previa. El método más rápido y preciso para confirmar una infección activa por P. multocida es la detección molecular mediante la reacción en cadena de la polimerasa . [dieciséis]
Esta bacteria puede tratarse eficazmente con antibióticos β-lactámicos , que inhiben la síntesis de la pared celular. También se puede tratar con fluoroquinolonas o tetraciclinas ; las fluoroquinolonas inhiben la síntesis de ADN bacteriano y las tetraciclinas interfieren con la síntesis de proteínas al unirse a la subunidad ribosomal 30S bacteriana . A pesar de los malos resultados de susceptibilidad in vitro , también se pueden utilizar macrólidos (que se unen al ribosoma), especialmente en caso de complicaciones pulmonares. Debido a la etiología polimicrobiana de las infecciones por P. multocida , el tratamiento requiere el uso de antimicrobianos dirigidos a la eliminación de bacterias Gram negativas, tanto aeróbicas como anaeróbicas. Como resultado, la amoxicilina-clavulanato (una combinación de inhibidor de betalactamasa y penicilina) se considera el tratamiento de elección. [17]
Se están investigando mutantes de P. multocida por su capacidad para causar enfermedades. Los experimentos in vitro muestran que las bacterias responden a niveles bajos de hierro. La vacunación contra la rinitis atrófica progresiva se desarrolló utilizando un derivado recombinante de la toxina de P. multocida . La vacunación se probó en cerdas preñadas (cerdas sin camadas anteriores). Los lechones nacidos de primerizas tratadas fueron inoculados, mientras que los lechones nacidos de madres no vacunadas desarrollaron rinitis atrófica. [18] Se están realizando otras investigaciones sobre los efectos de las proteínas, el pH, la temperatura, el cloruro de sodio (NaCl) y la sacarosa en el desarrollo y la supervivencia de P. multocida en el agua. La investigación parece mostrar que las bacterias sobreviven mejor en agua a 18 °C (64 °F) en comparación con agua a 2 °C (36 °F). La adición de NaCl al 0,5% también ayudó a la supervivencia bacteriana, mientras que los niveles de sacarosa y pH también tuvieron efectos menores. [19] También se han realizado investigaciones sobre la respuesta de P. multocida al entorno del huésped. Estas pruebas utilizan microarrays de ADN y técnicas proteómicas. Se ha probado la capacidad de los mutantes dirigidos a P. multocida para producir enfermedades. Los hallazgos parecen indicar que las bacterias ocupan nichos de huésped que las obligan a cambiar su expresión genética para el metabolismo energético, la absorción de hierro, aminoácidos y otros nutrientes. Los experimentos in vitro muestran las respuestas de las bacterias a niveles bajos de hierro y a diferentes fuentes de hierro, como la transferrina y la hemoglobina . Los genes de P. multocida que están regulados positivamente en tiempos de infección suelen estar implicados en la absorción y el metabolismo de nutrientes. Esto muestra que los genes de verdadera virulencia sólo pueden expresarse durante las primeras etapas de la infección. [20]
La transformación genética es el proceso mediante el cual una célula bacteriana receptora toma ADN de una célula vecina e integra este ADN en el genoma del receptor . El ADN de P. multocida contiene altas frecuencias de supuestas secuencias de captación de ADN (DUS) idénticas a las de Hemophilus influenzae que promueven la captación de ADN del donante durante la transformación . [21] La ubicación de estas secuencias en P. multocida muestra una distribución sesgada hacia los genes de mantenimiento del genoma, como los implicados en la reparación del ADN . Este hallazgo sugiere que P. multocida podría ser competente para sufrir transformación bajo ciertas condiciones, y que los genes de mantenimiento del genoma involucrados en la transformación del ADN del donante pueden reemplazar preferentemente a sus contrapartes dañadas en el ADN de la célula receptora. [21]