Streptococcus es un género de cocos grampositivos ( pl.: cocos ) o bacterias esféricas que pertenece a la familia Streptococcaceae , dentro del orden Lactobacillales (bacterias del ácido láctico), en el filo Bacillota . [2] La división celular en los estreptococos se produce a lo largo de un solo eje , por lo que al crecer tienden a formar pares o cadenas, que pueden aparecer dobladas o retorcidas. Esto se diferencia de los estafilococos , que se dividen a lo largo de múltiples ejes, generando así grupos de células irregulares en forma de uva. La mayoría de los estreptococos son oxidasa negativos y catalasa negativos , y muchos son anaerobios facultativos (capaces de crecer tanto aeróbicamente como anaeróbicamente).
El término fue acuñado en 1877 por el cirujano vienés Albert Theodor Billroth (1829-1894), [3] combinando el prefijo "strepto-" (del griego antiguo : στρεπτός , romanizado : streptós , iluminado. 'fácilmente retorcido, flexible' [4 ] ), junto con el sufijo "-coccus" (del latín moderno : coccus , del griego antiguo: κόκκος , romanizado: kókkos , literalmente 'grano, semilla, baya'. [5] ) En 1984, muchas bacterias anteriormente se agrupaban en El género Streptococcus se separó en los géneros Enterococcus y Lactococcus . [6] Actualmente, se reconocen más de 50 especies en este género. Se ha descubierto que este género forma parte del microbioma salival . [7]
Además de la faringitis estreptocócica (faringitis estreptocócica), ciertas especies de Streptococcus son responsables de muchos casos de conjuntivitis , [8] meningitis , neumonía bacteriana , endocarditis , erisipela y fascitis necrotizante (las infecciones bacterianas 'carnívoras'). Sin embargo, muchas especies de estreptococos no son patógenas y forman parte de la microbiota humana comensal de la boca, la piel, el intestino y el tracto respiratorio superior. Los estreptococos también son un ingrediente necesario en la producción del queso Emmentaler ("suizo") . [9]
Las especies de Streptococcus se clasifican según sus propiedades hemolíticas . [10] Las especies alfa-hemolíticas provocan la oxidación del hierro en las moléculas de hemoglobina dentro de los glóbulos rojos, dándole un color verdoso en el agar sangre. Las especies betahemolíticas provocan la rotura completa de los glóbulos rojos. En agar sangre, esto aparece como áreas amplias libres de células sanguíneas que rodean colonias bacterianas. Las especies gamma-hemolíticas no causan hemólisis. [11]
Los estreptococos betahemolíticos se clasifican además mediante el grupo de Lancefield , una clasificación de serotipo (es decir, que describe carbohidratos específicos presentes en la pared celular bacteriana). [6] Los 21 serotipos descritos se denominan grupos Lancefield A a W (excluyendo E, I y J). Este sistema de clasificación fue desarrollado por Rebecca Lancefield , científica de la Universidad Rockefeller . [12]
En el ámbito médico, los grupos más importantes son los estreptococos alfa-hemolíticos de S. pneumoniae y Streptococcus viridans , y los estreptococos beta-hemolíticos de los grupos A y B de Lancefield (también conocidos como "estreptococos del grupo A" y "estreptococos del grupo B"). ).
Tabla: Estreptococos médicamente relevantes [10]
Cuando hay alfa-hemólisis (α-hemólisis), el agar debajo de la colonia aparecerá oscuro y verdoso debido a la conversión de hemoglobina en biliverdina verde . Streptococcus pneumoniae y un grupo de estreptococos orales ( Streptococcus viridans o estreptococos viridans) muestran alfa-hemólisis. La alfa-hemólisis también se denomina hemólisis incompleta o hemólisis parcial porque las membranas celulares de los glóbulos rojos quedan intactas. A esto también se le llama a veces hemólisis verde debido al cambio de color en el agar. [ cita necesaria ]
La betahemólisis (β-hemólisis), a veces llamada hemólisis completa , es una lisis completa de los glóbulos rojos en el medio alrededor y debajo de las colonias: el área aparece más clara (amarilla) y transparente. La estreptolisina, una exotoxina, es la enzima producida por las bacterias que provoca la lisis completa de los glóbulos rojos. Hay dos tipos de estreptolisina: estreptolisina O (SLO) y estreptolisina S (SLS). La estreptolisina O es una citotoxina sensible al oxígeno, secretada por la mayoría de los estreptococos del grupo A (GAS) e interactúa con el colesterol en la membrana de las células eucariotas (principalmente glóbulos rojos y blancos, macrófagos y plaquetas) y generalmente produce betahemólisis. bajo la superficie del agar sangre. La estreptolisina S es una citotoxina estable en oxígeno que también produce la mayoría de las cepas de GAS y que provoca una eliminación de la superficie del agar sangre. El SLS afecta a las células inmunitarias, incluidos los leucocitos polimorfonucleares y los linfocitos, y se cree que evita que el sistema inmunitario del huésped elimine la infección. Streptococcus pyogenes , o GAS, muestra beta hemólisis.
Algunas especies débilmente beta-hemolíticas causan hemólisis intensa cuando se cultivan junto con una cepa de Staphylococcus . Esto se llama prueba CAMP . Streptococcus agalactiae muestra esta propiedad. Clostridium perfringens se puede identificar de forma presuntiva con esta prueba. Listeria monocytogenes también es positiva en agar sangre de oveja.
Grupo A S. pyogenes es el agente causante de una amplia gama de infecciones estreptocócicas del grupo A (GAS). Estas infecciones pueden ser invasivas o no invasivas. Las infecciones no invasivas tienden a ser más comunes y menos graves. Las más comunes de estas infecciones incluyen faringitis estreptocócica (faringitis estreptocócica) e impétigo . [13] La escarlatina es otro ejemplo de infección no invasiva del grupo A.
Las infecciones invasivas causadas por estreptococos betahemolíticos del grupo A tienden a ser más graves y menos comunes. Esto ocurre cuando la bacteria es capaz de infectar zonas donde habitualmente no se encuentra, como la sangre y los órganos . [14] Las enfermedades que pueden ser causadas incluyen el síndrome de shock tóxico estreptocócico , fascitis necrotizante , neumonía y bacteriemia . [13] A nivel mundial, se estima que el GAS causa más de 500.000 muertes cada año, lo que lo convierte en uno de los principales patógenos del mundo . [13]
El EGA puede causar complicaciones adicionales, a saber, fiebre reumática aguda y glomerulonefritis aguda . La fiebre reumática , una enfermedad que afecta las articulaciones , los riñones y las válvulas cardíacas , es una consecuencia de una infección por estreptococo A no tratada y causada no por la bacteria en sí, sino por los anticuerpos creados por el sistema inmunológico para combatir la infección que reacciona de forma cruzada con otras proteínas del cuerpo. Esta "reacción cruzada" hace que el cuerpo esencialmente se ataque a sí mismo y provoque el daño mencionado anteriormente. Se plantea la hipótesis de que un mecanismo autoinmune similar iniciado por la infección por estreptococos betahemolíticos del grupo A (GABHS) causa trastornos neuropsiquiátricos autoinmunes pediátricos asociados con infecciones estreptocócicas (PANDAS) , en los que los anticuerpos autoinmunes afectan los ganglios basales, provocando una rápida aparición de trastornos psiquiátricos, motores, del sueño, y otros síntomas en pacientes pediátricos.
La infección por GAS generalmente se diagnostica con una prueba rápida de estreptococos o mediante cultivo.
S. agalactiae , o estreptococo del grupo B , GBS , causa neumonía y meningitis en recién nacidos y ancianos , con bacteriemia sistémica ocasional. Es importante destacar que Streptococcus agalactiae es la causa más común de meningitis en bebés de un mes a tres meses de edad. También pueden colonizar los intestinos y el tracto reproductivo femenino, aumentando el riesgo de rotura prematura de membranas durante el embarazo y de transmisión del organismo al bebé. El Colegio Estadounidense de Obstetras y Ginecólogos , la Academia Estadounidense de Pediatría y los Centros para el Control de Enfermedades recomiendan que todas las mujeres embarazadas entre 35 y 37 semanas de gestación se hagan la prueba de GBS. Las mujeres que dan positivo deben recibir antibióticos profilácticos durante el parto, lo que generalmente evitará la transmisión al bebé. [15] Se ha demostrado que las vacunas de polisacáridos del grupo III son eficaces para prevenir la transmisión del SGB de la madre al bebé. [dieciséis]
El Reino Unido ha optado por adoptar un protocolo basado en factores de riesgo, en lugar del protocolo basado en cultivos que se sigue en Estados Unidos. [17] Las pautas actuales establecen que si uno o más de los siguientes factores de riesgo están presentes, entonces la mujer debe ser tratada con antibióticos durante el parto :
Este protocolo da como resultado la administración de antibióticos durante el parto a 15 a 20% de las mujeres embarazadas y la prevención de 65 a 70% de los casos de sepsis por EGB de aparición temprana. [18]
Este grupo incluye S. equi , que causa estrangulamiento en los caballos, [19] y S. zooepidemicus ( S. equi es un descendiente clonal o biovar del ancestral S. zooepidemicus ) que causa infecciones en varias especies de mamíferos, incluidos el ganado vacuno y los caballos. . S. disgalactiae subsp. Dysgalactiae [20] también es miembro del grupo C, estreptococos beta-hemolíticos que pueden causar faringitis y otras infecciones piógenas similares a los estreptococos del grupo A. Las bacterias estreptocócicas del grupo C se consideran patógenos zoonóticos, lo que significa que la infección puede transmitirse de animales a humanos. [21]
Muchos antiguos estreptococos del grupo D han sido reclasificados y colocados en el género Enterococcus (incluidos E. faecalis , E. faecium , E. durans y E. avium ). [22] Por ejemplo, Streptococcus faecalis ahora es Enterococcus faecalis . E. faecalis a veces es alfa-hemolítico y E. faecium a veces es beta-hemolítico. [23]
Las restantes cepas no enterocócicas del grupo D incluyen Streptococcus gallolyticus , Streptococcus bovis , Streptococcus equinus y Streptococcus suis .
Los estreptococos no hemolíticos rara vez causan enfermedad. Sin embargo, los estreptococos beta-hemolíticos del grupo D débilmente hemolíticos y Listeria monocytogenes (que en realidad es un bacilo grampositivo ) no deben confundirse con los estreptococos no hemolíticos.
Los estreptococos del grupo F fueron descritos por primera vez en 1934 por Long y Bliss entre los "estreptococos hemolíticos diminutos". [24] También se les conoce como Streptococcus anginosus (según el sistema de clasificación de Lancefield) o como miembros del grupo S. milleri (según el sistema europeo).
Estos estreptococos suelen ser betahemolíticos, aunque no exclusivamente. Streptococcus disgalactiae subsp. canis [20] es la subespecie predominante encontrada. Es un GGS particularmente común en humanos, aunque típicamente se encuentra en animales. S. phocae es una subespecie de GGS que se ha encontrado en especies de mamíferos marinos y peces marinos. En mamíferos marinos se ha asociado principalmente con meningoencefalitis , sepsis y endocarditis , pero también se asocia con muchas otras patologías. Su reservorio ambiental y sus medios de transmisión en mamíferos marinos no están bien caracterizados. Los estreptococos del grupo G también se consideran patógenos zoonóticos.
Los estreptococos del grupo H causan infecciones en caninos de tamaño mediano. Los estreptococos del grupo H rara vez causan enfermedades en humanos a menos que un humano tenga contacto directo con la boca de un canino. Una de las formas más comunes de transmisión es el contacto boca a boca entre humanos y perros. Sin embargo, el canino puede lamer la mano del humano y también se puede propagar la infección. [25]
En la práctica clínica, los grupos más comunes de estreptococos se pueden distinguir mediante pruebas simples, como la prueba PYR para estreptococos del grupo A. También existen kits de aglutinación de látex que permiten distinguir cada uno de los principales grupos vistos en la práctica clínica.
Las infecciones estreptocócicas se pueden tratar con antibióticos de la familia de las penicilinas . Lo más común es que se use penicilina o amoxicilina para tratar la infección por estreptococos. Estos antibióticos actúan interrumpiendo la producción de peptidoglicano en la pared celular. [26] El tratamiento ocurre con mayor frecuencia como un ciclo de antibióticos orales de 10 días. Para pacientes con alergias a la penicilina y aquellos que padecen infecciones de la piel, se puede utilizar clindamicina. La clindamicina actúa interrumpiendo la síntesis de proteínas dentro de la célula.
Los estreptococos se han dividido en seis grupos según sus secuencias de ADNr 16S : S. anginosus, S. gallolyticus, S. mitis, S. mutans, S. pyogenes y S. salivarius . [28] Los grupos 16S han sido confirmados mediante secuenciación del genoma completo (ver figura). Los patógenos importantes S. pneumoniae y S. pyogenes pertenecen a los grupos S. mitis y S. pyogenes , respectivamente, [29] mientras que el agente causante de la caries dental , Streptococcus mutans , es basal al grupo Streptococcus .
Los avances tecnológicos recientes han dado como resultado un aumento de las secuencias genómicas disponibles para las especies de Streptococcus , lo que permite realizar análisis filogenéticos y genómicos comparativos más sólidos y confiables. [30] En 2018, Patel y Gupta reexaminaron las relaciones evolutivas dentro de Streptococcus mediante el análisis de árboles filogenéticos completos construidos a partir de cuatro conjuntos de datos diferentes de proteínas y la identificación de 134 firmas moleculares altamente específicas (en forma de firma conservada ). indels ) que son compartidos exclusivamente por todo el género o sus distintos subclados. [30]
Los resultados revelaron la presencia de dos clados principales en el nivel más alto dentro de Streptococcus , denominados clados "Mitis-Suis" y "Pyogenes-Equinus-Mutans". [30] El clado principal "Mitis-Suis" comprende el subclado Suis y el clado Mitis, que engloba los subclados Angiosus, Pneumoniae, Gordonii y Parasanguinis. El segundo clado principal, "Pyogenes-Equinus-Mutans", incluye los subclados Pyogenes, Mutans, Salivarius, Equinus, Sobrinus, Halotolerans, Porci, Entericus y Orisratti. En total, se han identificado 14 subclados distintos dentro del género Streptococcus , cada uno respaldado por patrones de ramificación confiables en árboles filogenéticos y por la presencia de múltiples indeles característicos conservados en diferentes proteínas que son características distintivas de los miembros de estos 14 clados. [30] En una figura de esta página se muestra un diagrama resumido que muestra las relaciones generales entre los estreptococos según estos estudios.
Se han secuenciado los genomas de cientos de especies. [32] La mayoría de los genomas de Streptococcus tienen un tamaño de 1,8 a 2,3 Mb y codifican entre 1.700 y 2.300 proteínas. Algunos genomas importantes se enumeran en la tabla. [33] Las cuatro especies que se muestran en la tabla ( S. pyogenes, S. agalactiae, S. pneumoniae y S. mutans ) tienen una identidad de secuencia de proteínas por pares promedio de aproximadamente el 70 %. [33]
Se han descrito bacteriófagos para muchas especies de Streptococcus . Se han descrito 18 profagos en S. pneumoniae que varían en tamaño de 38 a 41 kb y codifican de 42 a 66 genes cada uno. [34] Algunos de los primeros fagos de Streptococcus descubiertos fueron Dp-1 [35] [36] y ω1 (alias ω-1). [37] [38] [39] En 1981 se descubrió la familia Cp (fago 1 complutense, oficialmente Streptococcus virus Cp1 , Picovirinae ) con Cp-1 como su primer miembro. [40] Dp-1 y Cp-1 infectan tanto a S. pneumoniae como a S. mitis . [41] Sin embargo, los rangos de huéspedes de la mayoría de los fagos de Streptococcus no se han investigado sistemáticamente.
La transformación genética natural implica la transferencia de ADN de una bacteria a otra a través del medio circundante. La transformación es un proceso complejo que depende de la expresión de numerosos genes. Para ser capaz de transformarse, una bacteria debe entrar en un estado fisiológico especial denominado competencia . S. pneumoniae , S. mitis y S. oralis pueden volverse competentes y, como resultado, adquirir activamente ADN homólogo para la transformación mediante un mecanismo fratricida depredador [42] Este mecanismo fratricida explota principalmente a hermanos no competentes presentes en el mismo nicho [43] Entre los aislados altamente competentes de S. pneumoniae , Li et al. [44] demostraron que la aptitud y la virulencia de la colonización nasal (infectividad pulmonar) dependen de un sistema de competencia intacto. La competencia puede permitir que el patógeno estreptocócico utilice ADN homólogo externo para la reparación recombinacional de los daños en el ADN causados por el ataque oxidativo del huésped. [45]
