Hathewaya histolytica (anteriormente Clostridium histolyticum ) es una especie de bacteria que se encuentra en las heces y el suelo. Es un anaerobio móvil, grampositivo y aerotolerante. H. histolytica es patógena en muchas especies, incluidos cobayos, ratones, conejos y humanos.Se ha demostrado que H. histolytica causa gangrena gaseosa , a menudo en asociación con otras especies de bacterias.
En 1916, Weinberg y Séguin aislaron esta bacteria de pacientes con gangrena gaseosa y la llamaron Bacillus histolyticus . Descubrieron que esta bacteria era patógena para cobayas, ratones y conejos, pero menos para ratas. La inyección intramuscular del cultivo causó una extensa destrucción tisular local, extrusión de una pulpa muscular hemorrágica, división de la piel, denudación del hueso y, a veces, autoamputación . En 1922, Heller renombró la bacteria Weinbergillus histolyticus y un año después Bergey, Harrison, et al. la reclasificaron como Clostridium histolyticum . [2] En 2016, Lawson y Rainey la recombinaron como Hathewaya histolytica . [3]
Hathewaya histolytica puede aislarse del suelo durante la etapa temprana del cultivo en suelo, calentando la muestra a 60 °C durante 30 minutos. H. histolytica puede sembrarse en agar Zeissler y aparecer como colonias similares a rocío de morfología rugosa o lisa, rodeadas por una zona de hemólisis débil . [4] En agar sangre, las colonias aparecen pequeñas, rugosas, irregularmente redondas y están rodeadas por una zona de hemólisis débil. [5] Estas bacterias tienden a agruparse en pares o cadenas cortas y son bastones de 3-5 μm x 0,5-0,7 μm. Las células son ricamente flageladas y muy móviles. Hathewaya histolytica produce endosporas grandes y son asacarolíticas y proteolíticas. [2] Esta bacteria es anaeróbica, sin embargo, se puede obtener un crecimiento mínimo a través del cultivo aeróbico. [5]
Hathewaya histolytica es difícil de cultivar porque el crecimiento es inhibido por los azúcares y las esporas no son muy resistentes al calor. [6] En los frotis de heridas, Hathewaya histolytica se parece mucho al Clostridium perfringens comparable , pero sin la cápsula de C. perfringens . Esto puede interferir con el diagnóstico de la infección por H. histolytica . [5]
Los estudios han demostrado que la toxigenicidad de una cepa de Hathewaya histolytica está directamente relacionada con su potencia esporulante: cuanto mayor sea la potencia esporulante, más toxigénica será la cepa. Además, las cepas toxigénicas poseen un mayor potencial de crecimiento que las cepas menos toxigénicas o no toxigénicas. Las subcepas lisas de H. histolytica parecen mostrar una mayor toxigenicidad que las subcepas rugosas. [4]
Hathewaya histolytica produce cinco toxinas: alfa, beta, gamma, delta y épsilon. [ cita requerida ]
La toxina alfa es el principal factor toxigénico de H. histolytica . Cuando se inyecta en el músculo, puede causar la muerte en animales de laboratorio en cuestión de horas. La toxina alfa es una toxina necrotizante , pero no hemolítica. Esta toxina se secreta, ya que se aísla de filtrados de cultivos de H. histolytica . Se neutraliza mediante antisueros producidos contra filtrados tóxicos de cultivos de C. septicum a través de neutralización cruzada. [6] Además, la toxina alfa se inactiva fácilmente mediante enzimas proteolíticas. Se ha demostrado que solo alrededor del 29% de las cepas de H. histolytica aisladas del suelo realmente producen esta toxina alfa. [4]
La beta-toxina de H. histolytica es un grupo de siete colagenasas . Las colagenasas son metaloproteasas de zinc que escinden el colágeno y la gelatina en pequeños fragmentos. Las siete colagenasas son alfa, beta, gamma, delta, épsilon, zeta y eta. Se identifican además por sus masas moleculares (68, 115, 79, 110, 125 y 130 kDa, respectivamente) para distinguirlas de las cinco toxinas. La beta-toxina desempeña un papel importante en la patogenicidad de H. histolytica , debido a su capacidad para destruir las fibras de colágeno en el cuerpo y causar necrosis. Se ha demostrado que la beta-toxina induce hemorragia cuando se coloca en la superficie de los pulmones de los animales, hemorragia y edema cuando se inyecta en las patas de las ratas y hemorragia intrapulmonar letal cuando se inyecta por vía intravenosa en animales. [6]
La toxina gamma es una proteinasa activada por cisteína que digiere el polvo de piel, la gelatina y la caseína. No es activa contra el colágeno. El peso molecular de la toxina gamma es de 50.000 Da. [6]
La toxina delta es una elastasa activada por iones Ca2+. Esta enzima proteolítica es inhibida por la cisteína y se inactiva reversiblemente por agentes reductores. El peso molecular está entre 10 y 50 kDa. [6]
La toxina épsilon es una hemolisina lábil al oxígeno similar a la toxina θ de C. perfringens y las toxinas δ de C. septicum y C. novyi . [6]
Las cepas toxigénicas de Hathewaya histolytica secretan proteinasas y colagenasas que pueden degradar y necrotizar órganos y músculos en el cuerpo humano. Las proteinasas de H. histolytica , incluidas las toxinas gamma y delta, digieren proteínas nativas y desnaturalizadas a aminoácidos con la producción de amoníaco. También pueden coagular la leche y luego digerir el coágulo, y hemolizar la sangre de oveja. [2] Las proteinasas son capaces de digerir escaras de quemaduras y pueden ser útiles para la eliminación de tejido quemado de las heridas. [7] Por sí mismas, las proteinasas de H. histolytica toxina gamma y delta no son activas en el cuerpo humano. Parece que solo atacan el material colágeno ya parcialmente degradado por la toxina beta y ayudan en la nutrición de H. histolytica . [5]
Las proteinasas de Hathewaya histolytica son únicas en su eficacia para convertir las proteínas tisulares en aminoácidos y péptidos. Además, estas enzimas son únicas en el sentido de que no producen isoácidos (ácido isobutírico y ácido isocaproico) como productos finales metabólicos. [4]
La colagenasa de clostridium histolyticum es secretada por la bacteria y puede destruir el tejido conectivo de los músculos. Esta colagenasa se ha utilizado para tratar la contractura de Dupuytren , una enfermedad de producción y deposición patológica de colágeno en las manos. Esta enfermedad causa contracturas en flexión de las articulaciones, lo que limita gravemente la función de la mano, con mayor frecuencia en los dedos anular y meñique. Los estudios han demostrado que la inyección de colagenasa de clostridium histolyticum reduce significativamente las contracturas al lisar el colágeno y romper las cuerdas contraídas. Este tratamiento ha restaurado los dedos contracturados a la extensión completa 30 días después de la última inyección en el 64% de las articulaciones inyectadas con colagenasa de clostridium histolyticum. Los efectos secundarios son leves y este tratamiento se prefiere a las opciones quirúrgicas porque no se requiere una terapia extensa de la mano después del tratamiento. La colagenasa de clostridium histolyticum es fabricada y comercializada por Endo Pharmaceuticals en EE. UU., y comercializada por SOBI en el acuerdo UE Auxilium/SOBI, y por Actelion en Canadá y Australia Auxilium/Acuerdo Actelion.
Hathewaya histolytica secreta potentes exotoxinas que tienen propiedades proteolíticas y necrotizantes, causando necrosis local grave. Sin embargo, ha habido pocos casos de infección humana por esta especie. De 1984 a 2004, solo se informó de un caso de infección necrotizante por H. histolytica , en un trabajador agrícola con una lesión en la mano aplastada. [8]
En 2000, a una mujer de 18 años que consumía drogas en Turquía se le diagnosticó endocarditis infecciosa causada por H. histolytica . Este fue el primer caso documentado en el que se identificó a esta bacteria como la causa de la endocarditis infecciosa. Todas las pruebas diagnósticas en este caso fueron negativas o normales hasta que un hemocultivo anaeróbico identificó a H. histolytica como el agente infeccioso aislado del tejido de la válvula cardíaca. [9]
Un estudio de 2002 sobre la flora intestinal de los investigadores de la enfermedad inflamatoria intestinal (EII) descubrió que en pacientes con colitis ulcerosa , una forma de EII, el 21% de las bacterias totales en el colon eran Hathewaya histolytica . La muestra de control no contenía esta especie en absoluto. En adultos sanos, la cantidad de especies de clostridios en las heces rara vez es superior a 106 células/g de heces, menos del 1% de la flora total. Esto sugiere que C. histolyticum puede desempeñar un papel en la patogénesis de la colitis ulcerosa como patógeno putativo. [10]
In 2004, there was an outbreak of H. histolytica infections in necrotic lesions in 11 injecting drug users in England and Scotland. All patients were heroin users, and had injected the drug into the muscle rather than a vein. It was thought that H. histolytica spores had contaminated a batch of heroin early in production, and survived the production process before being distributed across the United Kingdom.[8]
Hathewaya histolytica can cause gas gangrene, an acute infection of pain, fever, myonecrosis, and massive edema. If not controlled, the infection can result in systemic toxemia, multiorgan failure, and even death. Further, this infection can progress to life-threatening in a matter of hours.[11]
While gas gangrene is easily diagnosed by the visible necrosis and characteristic smell, identifying Hathewaya histolytica as the causative agent is more difficult. With the exception of protein tests, all commonly used culture tests are negative.[6] There is little or no gas production, and this bacterium is negative for lecithinase and lipase reactions. Anaerobic blood cultures are necessary for identification of H. histolytica infection.[12]
For most infections, clindamycin and penicillin treatment is recommended. Further, a cocktail of antimicrobials targeting aerobic and anaerobic gram-positive and gram-negative bacteria may be used in necrotizing infections caused by multiple species, including H. histolytica.[12] H. histolytica is also susceptible to metronidazole and imipenem.[9] However, advanced gas gangrene infections caused by H. histolytica may only be treatable through amputation of the infected limb.[citation needed]