Brucella es un género de bacterias gramnegativas , [2] [3] nombradas en honor a David Bruce (1855-1931). Son cocobacilos pequeños (de 0,5 a 0,7 por 0,6 a 1,5 μm), no encapsulados , inmóviles , [4] facultativamente intracelulares.
Las especies de Brucella son la causa de la brucelosis , una zoonosis que se transmite por la ingestión de alimentos contaminados (como productos lácteos no pasteurizados ), el contacto directo con un animal infectado o la inhalación de aerosoles. La transmisión de persona a persona, por ejemplo, a través de las relaciones sexuales, o de madre a hijo, es extremadamente rara, pero posible. [5] La exposición infecciosa mínima es de entre 10 y 100 organismos.
Las diferentes especies de Brucella son genéticamente muy similares, aunque cada una tiene una especificidad de hospedador ligeramente diferente. Por ello, la taxonomía del Centro Nacional de Información Biotecnológica incluye la mayoría de las especies de Brucella bajo B. melitensis .
Los muchos nombres de la brucelosis incluyen (enfermedad humana/enfermedad animal):
Sir David Bruce aisló B. melitensis de soldados británicos que murieron de fiebre de Malta en Malta . Después de la exposición a Brucella , los humanos generalmente tienen un período de latencia de dos a cuatro semanas antes de presentar síntomas, que incluyen fiebre ondulante aguda (>90% de todos los casos), dolor de cabeza, artralgia (>50%), sudores nocturnos, fatiga y anorexia . [7] Las complicaciones posteriores pueden incluir artritis o epididimoorquitis , espondilitis , neurobrucelosis, formación de abscesos hepáticos y endocarditis , esta última potencialmente fatal. [8]
La brucelosis humana no suele transmitirse de persona a persona; las personas se infectan por contacto con fluidos de animales infectados (ovejas, vacas o cerdos) o productos alimenticios derivados, como leche y queso no pasteurizados. La brucelosis también se considera una enfermedad ocupacional debido a una mayor incidencia en personas que trabajan con animales (casos de mataderos). Las personas también pueden infectarse por inhalación de polvo o aerosoles contaminados y, como tal, el CDC ha etiquetado a las especies de Brucella como altamente susceptibles de ser utilizadas como armas. La brucelosis humana y animal comparten la persistencia de las bacterias en los tejidos del sistema fagocítico mononuclear, incluido el bazo , el hígado , los ganglios linfáticos y la médula ósea . Brucella también puede atacar el tracto reproductivo masculino. [7]
A nivel mundial, se estima que cada año ocurren 500.000 casos de brucelosis. [7]
La fiebre de Malta fue un importante problema de salud para las tropas británicas en Malta en los siglos XIX y principios del XX, y se produjeron más de 6000 casos y 574 muertes. [9] En 1860, J. A. Maraston, cirujano asistente del ejército británico en Malta, dio la primera descripción precisa de la enfermedad, a la que llamó "fiebre remitente gástrica mediterránea". En 1897, A. E. Wright, un patólogo del ejército británico, desarrolló la prueba de aglutinación, que permitía diagnosticar la enfermedad.
En 1905, Zammit , un médico maltés, identificó a las cabras como la fuente de infección. E. Bang, un veterinario danés, describió el patógeno intracelular que causa abortos en el ganado en 1897 y lo llamó Bacillus abortus . En 1918, A. Evans, un microbiólogo estadounidense, hizo la conexión entre B. abortus y Micrococcus melitensis y los colocó en las Bacteriaceae.
En 1914, Mohler aisló un organismo del hígado y el bazo de cerdos, B. suis ; B. neotome , B. ovis y B. canis fueron descritos en 1957, 1963 y 1966, respectivamente. [9]
La zoonosis que afecta a los animales domésticos se produce por el contacto con la leche, la orina y los órganos genitales, que concentran los organismos causantes. Algunos reservorios incluyen búfalos y otros animales, pero sobre todo ganado vacuno. [10] En los seres humanos, la enfermedad se adquiere a través de la leche y los productos no pasteurizados o de la carne poco cocida (consumidores), la inhalación en el laboratorio (trabajadores de laboratorio), la penetración o abrasión accidental de la piel (granjeros, trabajadores de mataderos y veterinarios) y (raramente) el contacto conjuntival, la transfusión de sangre, la transmisión transplacentaria y de persona a persona. [11] [12]
La brucelosis puede afectar a cualquier órgano o sistema orgánico, y el 90% de los pacientes presentan fiebre cíclica (ondulante). Aunque variables, los síntomas también pueden incluir estos signos clínicos: dolor de cabeza, debilidad, artralgia, depresión, pérdida de peso, fatiga y disfunción hepática. La transpiración maloliente se considera un signo clásico. Entre el 20 y el 60% de los casos presentan complicaciones osteoarticulares: artritis, espondilitis u osteomielitis. Puede presentarse hepatomegalia , así como complicaciones gastrointestinales.
Hasta un 20% de los casos pueden presentar afectación genitourinaria, siendo la orquitis y la epididimitis las más frecuentes. Los síntomas neurológicos incluyen depresión y fatiga mental. La afectación cardiovascular puede incluir endocarditis que puede provocar la muerte.
La brucelosis crónica es difícil de definir; la duración, el tipo y la respuesta al tratamiento son variables. Puede producirse una infección localizada. No se deben aceptar donaciones de sangre de personas infectadas. [13]
El consenso general es que la brucelosis en mujeres embarazadas no está relacionada con malformaciones congénitas. El recién nacido puede no estar infectado, lo que es más común, o estar infectado con brucelosis congénita o neonatal. La mayoría de los neonatos no infectados que nacen a término tienen un pronóstico favorable, mientras que los nacimientos prematuros y los casos con brucelosis congénita tienen un mayor riesgo de muerte neonatal. La brucelosis congénita puede transmitirse por vía transplacentaria, mientras que la brucelosis neonatal puede adquirirse a través del contacto con fluidos corporales secretados durante el parto o a través de la lactancia materna posparto. La brucelosis congénita, por otro lado, es una afección poco común; la mayoría de los casos se asocian con un nacimiento prematuro y afecta a aproximadamente el 2% de los bebés expuestos a la brucelosis en el útero. [14] Los bebés con infección congénita pueden presentar bajo peso al nacer, retraso del crecimiento, ictericia, hepatomegalia, esplenomegalia, dificultad respiratoria y signos generales de sepsis (fiebre, vómitos). Algunos casos son asintomáticos. [13]
Las especies de Brucella son cocobacilos facultativos , gramnegativos y pequeños , la mayoría sin cápsula, endosporas o plásmidos nativos. Son intracelulares dentro del organismo huésped y muestran persistencia ambiental fuera del huésped. El tráfico intracelular incluye dos o tres pasos principales, comenzando con vacuolas endosómicas, luego compartimentos derivados del retículo endoplasmático y finalmente vacuolas que tienen varios marcadores de autofagia atípica. [15] Sobreviven a extremos de temperatura, pH y humedad, y en materiales congelados y abortados. Infectan a muchas especies, pero con cierta especificidad. [16]
Las especies de Brucella pertenecen al grupo Rhizobiales, en la clase Alphaproteobacteria. Tienen un crecimiento unipolar, como Agrobacterium tumefaciens , Sinorhizobium meliloti y Ochrobactrum anthropi . [17] Suelen tener dos cromosomas [15] y su replicación y segregación están organizadas temporalmente. [18]
El tracto gastrointestinal se ve afectado en aproximadamente el 70% de los casos, incluyendo anorexia, dolor abdominal, vómitos, diarrea, estreñimiento, hepatomegalia y esplenomegalia. El hígado está afectado en la mayoría de los casos, pero las pruebas de función son normales o levemente anormales. Se observan granulomas ( B. abortus ), hepatitis ( B. melitensis ) y abscesos ( B. suis ).
El sistema esquelético se ve afectado en el 20-60% de los casos, incluyendo artritis (cadera, rodilla y tobillo), espondilitis , osteomielitis y sacroileítis (más común). Las vértebras lumbares pueden verse afectadas mostrando el signo radiológico clásico de erosión vertebral. Los síntomas neurológicos incluyen meningitis, encefalitis, radiculopatía, neuropatía periférica, abscesos intracerebrales y rigidez de cuello aguda o crónica (<50%), y el líquido cefalorraquídeo puede mostrar pleocitosis linfocítica, bajo nivel de azúcar, aumento de proteínas, cultivo bacteriano positivo (<50%) y aglutinación (positiva en >95%).
La afectación cardiovascular es baja (endocarditis en un 2 %), pero es la principal causa de mortalidad. A menudo se necesita reemplazo valvular y antibióticos. También se observa pericarditis y miocarditis.
La infección pulmonar puede ser de origen inhalatorio o hematógeno y puede causar cualquier síndrome torácico. En raras ocasiones se aísla Brucella del esputo. La infección genitourinaria puede incluir epidemoorquitis o pionefrosis (poco frecuente). La afectación cutánea no es específica. Los signos hematológicos incluyen anemia, leucopenia y trombocitopenia. [19]
La Brucella se aísla a partir de un hemocultivo en medio de Castaneda o de médula ósea. Puede ser necesaria una incubación prolongada (hasta seis semanas), ya que crecen lentamente, pero en las máquinas automatizadas modernas, los cultivos suelen mostrar resultados positivos en un plazo de siete días. En la tinción de Gram , aparecen como grupos densos de cocobacilos gramnegativos y son extremadamente difíciles de ver. En los últimos años, las técnicas de diagnóstico molecular basadas en el componente genético del patógeno se han vuelto más populares. [3]
Diferenciar Brucella de Salmonella es crucial, ya que esta última también puede aislarse de hemocultivos y es gramnegativa. La prueba de ureasa lograría con éxito la tarea; es positiva para Brucella y negativa para Salmonella . Brucella también puede verse en biopsias de médula ósea .
La brucelosis adquirida en el laboratorio es común. [20] Esto ocurre con mayor frecuencia cuando no se piensa en la enfermedad hasta que los cultivos se vuelven positivos, momento en el cual las muestras ya han sido manipuladas por un número de personal de laboratorio. La idea del tratamiento preventivo es evitar que las personas que han estado expuestas a Brucella enfermen con la enfermedad. La reacción en cadena de la polimerasa (PCR) parece prometedora para el diagnóstico rápido de especies de Brucella en muestras de sangre humana. La PCR positiva al finalizar el tratamiento no predice una recaída posterior. También se ha descrito la prueba de PCR para muestras de fluidos y tejidos que no sean sangre. Un antecedente de contacto con animales es fundamental; en áreas endémicas, debería serlo en el diagnóstico de cualquier enfermedad febril no específica.
En el laboratorio, las pruebas bioquímicas pueden ser diagnósticas. [19] Las pruebas de oxidasa y catalasa son positivas para la mayoría de los miembros del género Brucella .
La aglutinación sérica con un título > 1:160 en presencia de una enfermedad compatible respalda el diagnóstico de brucelosis. La demostración de un aumento o disminución de cuatro veces o más en los anticuerpos aglutinantes durante cuatro a doce semanas proporciona una evidencia aún más sólida para el diagnóstico.
La ELISA es probablemente el segundo método serológico más común. [21] La sensibilidad de la ELISA fue del 100% cuando se comparó con el hemocultivo, pero solo del 44% en comparación con otras pruebas serológicas distintas de la ELISA. La especificidad fue >99%. En un estudio que incluyó a 75 pacientes con brucelosis, cinco pacientes con ELISA positivo tuvieron una prueba de aglutinación en tubo negativa. En varias regiones endémicas de Brucella , la prueba de aglutinación del antígeno febril de Brucella (FBAT) se utiliza principalmente para el diagnóstico. Sin embargo, investigaciones recientes sobre el uso de FBAT han ilustrado su alta inexactitud en el diagnóstico adecuado, lo que destaca la dificultad del control de la brucelosis en entornos de bajos ingresos. [22]
En el contexto de la artritis por Brucella , el recuento de glóbulos blancos en el líquido sinovial generalmente no supera las 15 000 células/μl. [21] En la brucelosis, con frecuencia predominan los linfocitos (a diferencia de la artritis séptica debida a otras bacterias, en la que con frecuencia predominan los leucocitos polimorfonucleares).
El pronóstico [23] de la brucelosis antes del uso de antibióticos tenía una mortalidad del 2%, principalmente debido a endocarditis, y la morbilidad era alta, especialmente con B. melitensis . A menudo se producían sordera nerviosa permanente y daño de la médula espinal.
La prevención [21] ahora incluye:
Como las regiones endémicas de Brucella son principalmente entornos de bajos ingresos, abordar el control adecuado de la brucelosis sigue siendo un desafío. Una investigación basada en casos reciente en el noreste de Kenia ilustró cómo la participación de la comunidad con veterinarios y profesionales médicos podría contribuir a las estrategias preventivas, pero que se necesita un compromiso político adicional para garantizar estándares de diagnóstico y tratamiento adecuados. [22]
No existen ensayos clínicos que sirvan como guía para un tratamiento óptimo, pero un tratamiento de al menos seis semanas con rifampicina o gentamicina y doxiciclina dos veces al día es la combinación que se utiliza con más frecuencia y parece ser eficaz; [20] [24] [25] [26] la ventaja de este régimen es que es una medicación oral sin inyecciones; sin embargo, también se ha informado de una alta tasa de efectos secundarios (náuseas, vómitos, pérdida de apetito). [26] Sin embargo, la relación en el tratamiento y la superposición endémica de la tuberculosis sigue siendo un problema, ya que el tratamiento de uno puede causar resistencia en el segundo. Los dispensarios locales que tratan directamente con la brucelosis en ocasiones tampoco saben cómo tratar adecuadamente, lo que destaca la necesidad de reevaluar la implementación de regímenes de tratamiento internacionales. [22]
En agosto de 2013, Allison Rice-Ficht, doctora en la Universidad Texas A&M , y su equipo afirman estar cerca de crear una vacuna humana. Se utilizaría principalmente para inmunizar a miembros de las fuerzas armadas en caso de exposición a Brucella utilizada como arma en el campo de batalla. [27]
Las especies de Brucella se han encontrado principalmente en mamíferos: [7]
Las especies patógenas de Brucella pueden causar abortos en hembras por colonización de los trofoblastos placentarios y esterilidad en machos. [28] Entre los fármacos con efectos contra Brucella se encuentran las tetraciclinas, los aminoglucósidos (estreptomicina, [desde 1947], gentamicina, netilmicina), la rifampicina, las quinolonas (ciprofloxacino) y las cefalosporinas de tercera generación. El tratamiento de la brucelosis no complicada incluye:
El tratamiento de la brucelosis complicada (endocarditis, meningitis) no tiene un acuerdo uniforme, pero generalmente se utilizan tres medicamentos anti- Brucella durante tres meses.
La brucelosis causada por B. abortus se ajusta mejor a las características de la peste descrita en Edipo Rey . Aunque la progresión de la enfermedad de la brucelosis en los tiempos modernos puede hacer que parezca improbable, fue al menos un agente de lo que pudo haber sido una peste multicomponente, junto con Salmonella enterica serovar Typhi u otro patógeno, o posiblemente las versiones ancestrales de Brucella eran más letales. [29]
El genoma de Brucella incluye dos cromosomas; el primero codifica principalmente genes relacionados con el metabolismo, mientras que el segundo (el más pequeño) incluye varios genes relacionados con la patogenicidad. Los genomas de la mayoría de las especies de Brucella han sido secuenciados [30] y, por lo general, codifican entre 3200 y 3500 marcos de lectura abiertos (ORF). Algunos ejemplos son:
Los datos genómicos de estas y otras cepas de Brucella están disponibles en las bases de datos GOLD [30] y PATRIC [31] . Además, se ha creado una hoja de cálculo pública y editable de la anotación del genoma de B. abortus 2308W, que se actualizará en función de nuevos descubrimientos. Además, la anotación del genoma está disponible en una tabla fácil de usar en la página web http://hdl.handle.net/11056/23125.
Los ARN pequeños bacterianos (ARNp) son una clase importante de moléculas reguladoras. Se han identificado muchos ARNp de Brucella . [ cita requerida ]
La taxonomía aceptada actualmente se basa en la Lista de nombres procariotas con posición en la nomenclatura (LPSN). [1] La filogenia se basa en el análisis del genoma completo. [32]
La infección de los macrófagos por B. abortus se ve estimulada por la luz azul en el tipo salvaje, pero es limitada en mutantes fotoquímicamente inactivos y nulos, lo que indica que una histidina quinasa que contiene flavina funciona como un fotorreceptor que regula la virulencia de B. abortus . Por el contrario, privar a Brucella de las longitudes de onda azules redujo su tasa de reproducción en un 90%. [33] [34]