Moraxella catarrhalis es un diplococo fastidioso , inmóvil , gramnegativo , aeróbico , oxidasa positivo que puede causar infecciones del sistema respiratorio , oído medio , ojos , sistema nervioso central y articulaciones de los seres humanos. Provoca la infección de la célula huésped al adherirse a ella mediante adhesinas autotransportadoras triméricas .
Moraxella catarrhalis es un patógeno humano con afinidad por el tracto respiratorio superior humano. Otros primates , como los macacos , pueden infectarse con esta bacteria. [2]
Moraxella catarrhalis se incluyó anteriormente en un género separado llamado Branhamella . La razón para esto fue que otros miembros del género Moraxella tienen forma de bastón y rara vez causan infecciones en humanos. Sin embargo, los resultados de los estudios de hibridación de ADN y las comparaciones de secuencias de ARNr 16S se utilizaron para justificar la inclusión de la especie M. catarrhalis en el género Moraxella . [3] Como consecuencia, actualmente se prefiere el nombre Moraxella catarrhalis para estas bacterias. Sin embargo, algunos en el campo médico continúan llamando a estas bacterias Branhamella catarrhalis .
Moraxella recibe su nombre de Victor Morax , un oftalmólogo suizo que describió por primera vez este género de bacterias. Catarrhalis se deriva de catarrh , del griego que significa "fluir hacia abajo" ( cata- implica hacia abajo; -rrh implica fluir), que describe la secreción profusa de los ojos y la nariz que suele asociarse con la inflamación grave de los resfriados.
La secuencia completa del genoma de la cepa tipo CCUG 353 de M. catarrhalis se depositó y publicó en el Banco de Datos de ADN de Japón , el Archivo Europeo de Nucleótidos y GenBank en 2016 con el número de acceso LWAH00000000. [4]
Se sabe que esta bacteria causa otitis media , [5] [6] bronquitis , sinusitis y laringitis . Los pacientes de edad avanzada y los fumadores empedernidos de larga duración con enfermedad pulmonar obstructiva crónica deben saber que M. catarrhalis se asocia con bronconeumonía , así como con exacerbaciones de la enfermedad pulmonar obstructiva crónica existente .
La tasa máxima de colonización por M. catarrhalis parece ocurrir alrededor de los 2 años de edad, con una sorprendente diferencia en las tasas de colonización entre niños y adultos (muy alta a muy baja).
Moraxella catarrhalis ha estado ganando recientemente atención como un patógeno humano emergente. Se ha identificado como una causa importante en la infección broncopulmonar, causando infección a través de aspiración pulmonar en el tracto pulmonar superior. [7] Además, causa neumonía bacteriana , especialmente en adultos con un sistema inmunológico comprometido . [8] También se sabe que causa exacerbaciones infecciosas en adultos con enfermedad pulmonar crónica, y es una causa importante en sinusitis aguda, sinusitis maxilar, bacteriemia, meningitis, conjuntivitis, irritación purulenta aguda de bronquitis crónica , uretritis , sepsis (aunque esto es raro), artritis séptica (que también es una ocurrencia rara), y laringitis aguda en adultos y otitis media aguda en niños. [9] [10] M. catarrhalis es un invasor pulmonar oportunista y causa daño especialmente en pacientes que tienen sistemas inmunológicos comprometidos o cualquier enfermedad crónica subyacente . [7] [9]
Moraxella catarrhalis también se ha relacionado con la artritis séptica junto con la bacteriemia . [9] Aunque ya se han notificado casos de bacteriemia causada por M. catarrhalis , este fue el primer caso en el que la bacteriemia causada por M. catarrhalis también se asoció con la artritis séptica. Una evaluación microbiológica del paciente (un hombre de 41 años) reveló que M. catarrhalis era la causa de la enfermedad en lugar de Neisseria, como se creía anteriormente. Este fue también el segundo caso de M. catarrhalis causando artritis séptica (aunque en el primer caso no se hizo mención de bacteriemia). [9]
Además de su relación con la artritis séptica, la bacteriemia también es causada por la infección por M. catarrhalis , que puede variar en gravedad desde una fiebre leve hasta una sepsis letal y, por lo general, también se identifica una infección asociada del tracto respiratorio. [11] Las infecciones por bacteriemia causadas por M. catarrhalis tienen una tasa de mortalidad del 21 % entre los pacientes. Sin embargo, esto puede deberse a una falta de conocimiento sobre la bacteria debido a su reciente reconocimiento como patógeno. [11]
La infección de bacteriemia de alto grado se relacionó con el desarrollo de endocarditis . [11] Sin embargo, los pacientes sin endocarditis se han relacionado con los antecedentes de cada paciente, especialmente la existencia de otras enfermedades y cualquier posible deterioro inmunológico que puedan tener. Además, aunque la bacteriemia causada por M. catarrhalis se ha informado con poca frecuencia, esto puede deberse a un diagnóstico erróneo o descuido porque M. catarrhalis fue identificado recientemente (1990) como un patógeno importante. [11] Muchas enfermedades crónicas en pacientes con bacteriemia por M. catarrhalis pueden estar relacionadas con los pacientes con defectos inmunológicos o debilidad respiratoria. Asimismo, la debilidad respiratoria en pacientes con neumonía bacteriémica causada por infección por M. catarrhalis puede estar relacionada con mayores tasas de colonización faríngea, aumento de la adherencia bacteriana al epitelio anormal y mayor susceptibilidad del parénquima pulmonar a la infección. [11]
Moraxella catarrhalis se puede tratar con antibióticos, pero comúnmente es resistente a la penicilina , ampicilina y amoxicilina . [11]
Las prioridades de investigación actuales incluyen tratar de encontrar una vacuna adecuada [12] para este organismo genotípicamente diverso, así como determinar los factores involucrados en la virulencia, por ejemplo, la resistencia al complemento . El lipooligosacárido se considera un posible factor de virulencia . [12]
Desde el reciente reconocimiento de M. catarrhalis como un microbio patógeno importante, se ha estado desarrollando un posible antibiótico. Una fracción de las cepas de M. catarrhalis parecía ser resistente a la ampicilina, lo que hace que la ampicilina y la amoxicilina sean opciones inadecuadas de antibióticos contra ella. [7] Aunque todas las cepas de M. catarrhalis fueron susceptibles al cotrimoxazol , la eritromicina , la sulfadimidina y la tetraciclina , también fueron resistentes a la trimetoprima . [7] La resistencia de M. catarrhalis a los antibióticos betalactámicos , como la ampicilina y la amoxicilina , está mediada por las lipoproteínas periplásmicas betalactamasas BRO-1 y BRO-2, que protegen la capa de peptidoglicano hidrolizando las moléculas de betalactama que ingresan a la célula bacteriana. [13] Las betalactamasas se producen en el citoplasma y se translocan al espacio periplásmico por la vía de translocación de arginina gemela , que es una vía de secreción de proteínas que transporta proteínas a través de una membrana bilípida en un estado plegado. [14] M. catarrhalis produce y secreta betalactamasas que contienen vesículas de membrana externa que pueden funcionar como un sistema de administración extracelular de resistencia a las betalactamasas que promueve la supervivencia de bacterias sensibles a las betalactamas en las proximidades de M. catarrhalis. Este comportamiento es beneficioso para las otras bacterias y puede dificultar el tratamiento con antibióticos de infecciones polimicrobianas. [15] Además, la resistencia de M. catarrhalis a otros antibióticos también puede atribuirse a las betalactamasas , porque el uso de estos antibióticos ha desencadenado un aumento en el desarrollo de betalactamasas, que resisten a los antibióticos. [7]
Sin embargo, un estudio de 1994 ha identificado una proteína grande en la superficie de M. catarrhalis que puede servir como objetivo para anticuerpos protectores. [8] Esta proteína UspA (el antígeno designado ) es la primera proteína expuesta en la superficie de M. catarrhalis que puede ser un objetivo para anticuerpos biológicamente activos y, por lo tanto, conducir a una vacunación . Esta proteína también estaba presente en todas las cepas analizadas. El gran tamaño de la macromolécula proteica expuesta la hace similar al complejo macromolecular de proteína de membrana externa de Neisseria gonorrhoeae , lo que implica que UspA puede ser una sola cadena polipeptídica . [8]
La inmunización activa , en un estudio, de M. catarrhalis en el tracto respiratorio permitió el control del crecimiento de M. catarrhalis y condujo al desarrollo de antígenos séricos . [10] Además, existe una capacidad mejorada en los sujetos de prueba ( ratones ) para eliminar M. catarrhalis de sus pulmones . Del mismo modo, la inmunización pasiva de M. catarrhalis de las vías respiratorias de los ratones también mejoró la capacidad de los ratones para eliminar los microbios de sus pulmones, lo que significa que los anticuerpos séricos probablemente juegan un papel importante en la inmunización y protección del tracto respiratorio. [10] Junto con las proteínas de la membrana externa que son consistentes entre diferentes cepas de M. catarrhalis , también puede existir una especie de respuesta de anticuerpos IgG específicos de subclase a ciertas proteínas de la membrana externa. Por lo tanto, los antígenos de la membrana externa de M. catarrhalis también proporcionan una posible fuente de vacuna. Además, también se ha desarrollado un anticuerpo sérico bactericida en respuesta a las enfermedades causadas por M. catarrhalis . [10]
Las opciones de tratamiento incluyen terapia con antibióticos o una estrategia denominada de " espera vigilante ". La gran mayoría de los aislados clínicos de este organismo producen betalactamasas, por lo que son resistentes a la penicilina. Se ha descrito resistencia a trimetoprima , trimetoprima-sulfametoxazol (TMP-SMX), clindamicina y tetraciclina . Es sensible a las fluoroquinolonas , la mayoría de las cefalosporinas de segunda y tercera generación , eritromicina y amoxicilina-clavulánico .
Actualmente, no se conoce ninguna vacuna en los EE. UU. contra la infección por M. catarrhalis . Es una causa importante de infecciones del tracto respiratorio contra las que se busca una vacuna. Actualmente se están investigando varias proteínas de la membrana externa como posibles antígenos de vacunas, incluida la porina M35.
Durante el primer caso informado de M. catarrhalis que causó bacteriemia que se asoció con artritis séptica, se cultivó el microbio , lo que reveló mucho sobre la morfología de sus colonias , así como sobre M. catarrhalis en sí. [9] M. catarrhalis es un diplococo gramnegativo grande y con forma de riñón. Se puede cultivar en placas de agar sangre y chocolate después de una incubación aeróbica a 37 °C durante 24 horas. Los cultivos revelaron colonias hemisféricas de color blanco grisáceo de aproximadamente 1 mm de diámetro. Estas colonias eran frágiles y fáciles de desmenuzar, y parecían tener una superficie cerosa. [9]
A estas colonias de M. catarrhalis se les aplicó la prueba del disco de hockey , [9] en la que se utiliza un palo de madera para intentar empujar las colonias a través de la placa. Las colonias de M. catarrhalis obtuvieron una puntuación positiva en esta prueba, lo que significa que podían deslizarse a través de la placa. Las colonias no demostraron hemólisis y no pudieron fermentar glucosa, sacarosa, maltosa o lactosa. Fueron capaces de producir DNasa . Los cultivos de M. catarrhalis dieron positivo para oxidasa, lipasa y reducción de nitrato , lo que es característico de M. catarrhalis . [9] Muchos laboratorios también realizan una prueba de butirato esterasa y una prueba de beta-lactamasa. Ambas pruebas deberían ser positivas y pueden ayudar a identificarlo rápidamente a partir de un cultivo. [16]
El reconocimiento de M. catarrhalis como patógeno ha llevado a estudios de posibles anticuerpos contra él, lo que ha llevado a una comprensión más amplia de su composición. Los perfiles de proteína de membrana externa (OMP) de diferentes cepas de M. catarrhalis son extremadamente similares entre sí. [8] Los análisis de estos perfiles de OMP con anticuerpos monoclonales (MAb) revelaron que algunas proteínas con masas moleculares similares en las diferentes cepas tienen epítopos reactivos cruzados . [8] Además, una proteína expuesta en la superficie en M. catarrhalis tiene una masa molecular inusualmente alta. Una OMP de 80 kDa en M. catarrhalis es inmunogénica y común a todas las hebras no encapsuladas de M. catarrhalis , lo que sugiere que puede usarse como antígeno para la inmunización . [8]
Moraxella catarrhalis utiliza la vía de translocación de arginina gemela (vía TAT) para el transporte de proteínas plegadas a través de la membrana interna . [14] El aparato de translocasa es una translocasa TAT típica de Gram-negativa que consta de tres proteínas de membrana esenciales : TatA, TatB y TatC. Las proteínas TatA forman un poro a través del cual se transportan las proteínas pasajeras y las proteínas TatB y TatC reconocen, se unen y dirigen las proteínas pasajeras al poro TatA que atraviesa la membrana. [14] [17]
Los genes que codifican la proteína translocasa TAT de M. catarrhalis , tatA, tatB y tatC, están ubicados en un único locus tatABC en el cromosoma bacteriano y es probable que estén vinculados transcripcional y traduccionalmente debido a una superposición de un solo nucleótido entre cada gen. [14]
Se ha predicho o probado que múltiples proteínas de M. catarrhalis contienen el motivo líder altamente conservado para la translocación y que son transportadas por la vía TAT . Se ha demostrado que las betalactamasas BRO-1 y BRO-2 son transportadas por la vía TAT . Otras posibles proteínas pasajeras incluyen una proteína similar a la peroxidasa dependiente de hierro , una proteína similar al citocromo c y una proteína similar a la proteína de membrana interna del transportador ABC de fosfato . Una vía TAT funcional es necesaria para el crecimiento óptimo de M. catarrhalis incluso en condiciones sin antibióticos. [14]