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Cutibacterium acnes

Cutibacterium acnes ( Propionibacterium acnes ) [1] [2] [3] [4] es una bacteria grampositiva (bacilo) anaeróbica , de crecimiento relativamente lento y típicamente aerotolerante , relacionada con la afección cutánea del acné ; [5] también puede causar blefaritis crónica y endoftalmitis , [6] esta última particularmente después de una cirugía intraocular . Su genoma ha sido secuenciado y un estudio ha demostrado que varios genes pueden generar enzimas para degradar la piel y proteínas que pueden ser inmunogénicas (activando el sistema inmunológico ). [7]

La especie es en gran parte comensal y forma parte de la flora cutánea presente en la piel de la mayoría de los adultos sanos. [8] Por lo general, apenas se detecta en la piel de los preadolescentes sanos. Vive, entre otras cosas, principalmente de los ácidos grasos del sebo secretado por las glándulas sebáceas de los folículos . También se puede encontrar en todo el tracto gastrointestinal . [9]

Originalmente identificado como Bacillus acnes , [10] posteriormente fue nombrado Propionibacterium acnes por su capacidad de generar ácido propiónico . [11] En 2016, P. acnes fue reclasificado taxonómicamente como resultado de estudios bioquímicos y genómicos. En términos de estructura del árbol filogenético y contenido de G + C del ADN, la especie cutánea se distinguió de otras especies que previamente habían sido categorizadas como P. acnes . [2] [12] Como parte de la reestructuración, se creó el nuevo género Cutibacterium para las especies cutáneas, [2] incluidas las anteriormente identificadas como Propionibacterium acnes , Propionibacterium avidum y Propionibacterium granulosum . [1] La caracterización de filotipos de C. acnes es un campo activo de investigación. [3] [13] [14]

Papel en las enfermedades

Acné vulgar

Las bacterias Cutibacterium acnes viven predominantemente en la profundidad de los folículos y poros , aunque también se encuentran en la superficie de la piel sana. [3] En estos folículos, las bacterias C. acnes utilizan sebo , restos celulares y subproductos metabólicos del tejido cutáneo circundante como sus principales fuentes de energía y nutrientes. La producción elevada de sebo por glándulas sebáceas hiperactivas ( hiperplasia sebácea ) o el bloqueo del folículo pueden hacer que las bacterias C. acnes crezcan y se multipliquen. [15]

Las bacterias Cutibacterium acnes secretan muchas proteínas, incluidas varias enzimas digestivas. [16] Estas enzimas están involucradas en la digestión del sebo y la adquisición de otros nutrientes. También pueden desestabilizar las capas de células que forman las paredes del folículo. El daño celular, los subproductos metabólicos y los restos bacterianos producidos por el rápido crecimiento de C. acnes en los folículos pueden desencadenar inflamación. [17] Esta inflamación puede provocar los síntomas asociados con algunos trastornos cutáneos comunes, como la foliculitis y el acné vulgar . [18] [19] El acné vulgar es la enfermedad más comúnmente asociada con la infección por C. acnes . [ cita requerida ] Cutibacterium acnes es una de las enfermedades cutáneas más comunes y universales, que afecta a más de 45 millones de personas en los Estados Unidos. El 20% de todas las visitas al dermatólogo están relacionadas con el tratamiento de problemas relacionados con el acné. Este problema a menudo se desarrolla durante los períodos hormonales; sin embargo, también es evidente a principios de la edad adulta. [5] No existen diferencias cuantitativas entre C. acnes de la piel de pacientes con acné, pero los grupos filogenéticos de C. acnes muestran características genéticas y fenotípicas distintas. Las biopelículas de C. acnes también se encuentran con mucha más frecuencia en el acné y pueden inducir respuestas inmunitarias distintas para combatir el acné. [20]

Acné comedón por C. acnes


El acné vulgar es una enfermedad inflamatoria crónica de la unidad pilosebácea, que incluye el folículo piloso, el tallo del pelo y la glándula sebácea, y alrededor de 650 millones de personas se ven afectadas por esta enfermedad en todo el mundo. [21] C. acnes comienza a colonizar la piel alrededor de 1 a 3 años antes de la pubertad y crece exponencialmente durante este tiempo. [22] Esta es la razón por la que tantos adolescentes y adultos jóvenes luchan contra el acné. Las recetas para tratar el acné suelen ser antibióticos. Sin embargo, con el aumento de la resistencia a los antibióticos , estos se combinan a menudo con agentes antibacterianos de amplio espectro como el peróxido de benzoilo, y otros medicamentos como la isotretinoína (comúnmente conocida como Accutane) se están utilizando en pacientes con acné severo o resistente. [23]

Estafilococo epidermidis

El daño causado por C. acnes y la inflamación asociada hacen que el tejido afectado sea más susceptible a la colonización por bacterias oportunistas , como Staphylococcus aureus . La investigación preliminar muestra que los poros sanos solo son colonizados por C. acnes , mientras que los no saludables incluyen universalmente al Staphylococcus epidermidis que no reside en los poros, entre otros contaminantes bacterianos. No se sabe si esto es una causalidad de raíz, solo oportunista y un efecto secundario, o una dualidad patológica más compleja entre C. acnes y esta especie particular de Staphylococcus . [24] La investigación actual ha señalado la idea de que C. acnes y S. epidermidis tienen una relación simbiótica. [25] Ambas bacterias existen en la flora normal de la piel y una alteración en el equilibrio de estas bacterias en la piel puede resultar en acné u otra infección bacteriana. [25]

Además de contribuir a la inflamación de la piel y a las lesiones de acné, un desequilibrio en estas bacterias también puede perjudicar la capacidad de la piel para sanar y regenerarse, lo que lleva a brotes de acné más prolongados y graves. Esta alteración también puede afectar la diversidad general del microbioma de la piel, lo que podría aumentar la susceptibilidad a otras afecciones cutáneas, como el eczema o la rosácea. Investigar la dinámica de esta relación puede ofrecer información sobre nuevos enfoques terapéuticos para el tratamiento de diversos trastornos de la piel. [26]

Complicaciones oftálmicas

Cutibacterium acnes es una causa común de endoftalmitis crónica después de una cirugía de cataratas . El patógeno también puede causar úlceras corneales . [27]

Hernia de disco

Se ha encontrado Cutibacterium acnes en hernias discales . [28] El ácido propiónico que secreta crea microfracturas en el hueso circundante. Estas microfracturas son sensibles y se ha descubierto que los antibióticos han sido útiles para resolver este tipo de dolor lumbar. [29]

Sarcoidosis

Cutibacterium acnes se puede encontrar en el lavado broncoalveolar de aproximadamente el 70% de los pacientes con sarcoidosis y está asociado con la actividad de la enfermedad, pero también se puede encontrar en el 23% de los controles. [24] [30] Sin embargo, las subespecies de C. acnes que causan estas infecciones de tejidos que de otro modo serían estériles (antes de los procedimientos médicos) son las mismas subespecies que se encuentran en la piel de personas que no tienen piel propensa al acné, por lo que es probable que sean contaminantes locales. El acné vulgar moderado a severo parece estar asociado con mayor frecuencia con cepas virulentas. [31]

Enfermedades oportunistas

Cutibacterium acnes se considera a menudo un patógeno oportunista , que causa una variedad de infecciones posoperatorias y relacionadas con dispositivos, en particular, por ejemplo, infecciones quirúrgicas, [32] infecciones posneuroquirúrgicas, [33] prótesis articulares infectadas (especialmente de hombro), [34] infecciones de derivación neuroquirúrgica y endocarditis en pacientes con válvulas cardíacas protésicas (predominantemente hombres). [35] C. acnes puede desempeñar un papel en otras afecciones, incluido el síndrome SAPHO (sinovitis, acné, pustulosis, hiperostosis, osteítis), sarcoidosis y ciática . [36] También se sospecha que es una fuente bacteriana principal de neuroinflamación en cerebros con enfermedad de Alzheimer . [37] Es un contaminante común en cultivos de sangre y líquido cefalorraquídeo . [38] [39]

Susceptibilidad a los antimicrobianos

Las bacterias Cutibacterium acnes son susceptibles a una amplia gama de moléculas antimicrobianas, tanto de origen farmacéutico como natural. Los antibióticos que se utilizan con más frecuencia para tratar el acné vulgar son la eritromicina , la clindamicina , la doxiciclina y la minociclina . [40] [41] [42] Varias otras familias de antibióticos también son activas contra las bacterias C. acnes , incluidas las quinolonas, las cefalosporinas, las pleuromutilinas, las penicilinas y las sulfonamidas. [43] [44] [45]

Resistencia a los antibióticos

La aparición de bacterias C. acnes resistentes a los antibióticos representa un problema creciente en todo el mundo. [46] El problema es especialmente pronunciado en América del Norte y Europa. [47] Las familias de antibióticos a las que C. acnes tiene más probabilidades de adquirir resistencia son los macrólidos (p. ej., eritromicina y azitromicina ), lincosamidas (p. ej., clindamicina) y tetraciclinas (p. ej., doxiciclina y minociclina). [48] [49]

Sin embargo, las bacterias C. acnes son susceptibles a muchos tipos de sustancias químicas antimicrobianas que se encuentran en los productos antibacterianos de venta libre , incluidos el peróxido de benzoilo , [50] el triclosán , [51] el cloroxilenol , [52] el ácido salicílico y el gluconato de clorhexidina . [53]

La resistencia de C. acnes a los antibióticos ha aumentado al 64% en 2000, frente al 20% en 1979. Los tratamientos como los macrólidos orales suelen evitarse porque la bacteria se ha vuelto resistente en la mayoría de los casos. Esto crea un problema de salud pública, que obliga a los proveedores de atención médica a buscar otras formas de tratamiento. [20]

Tratos

Varias moléculas y compuestos naturales son tóxicos para la bacteria C. acnes . Algunos aceites esenciales como el de romero, [54] el aceite de árbol de té , [55] el aceite de clavo , [56] y los aceites cítricos [57] [58] contienen sustancias químicas antibacterianas. También se ha demostrado que la miel natural tiene algunas propiedades antibacterianas que pueden ser activas contra C. acnes . [59]

También se ha demostrado que los elementos plata , [60] azufre , [61] y cobre [62] son ​​tóxicos para muchas bacterias, incluida C. acnes .

Se ha demostrado que otros antimicrobianos, como el ácido salicílico, inhiben la C. acnes. El ácido salicílico es una sustancia natural derivada de plantas (corteza de sauce blanco y hojas de gaulteria) que se utiliza para promover la exfoliación de la piel con el fin de tratar el acné. Además, la investigación investiga el mecanismo por el cual el ácido salicílico (SA) trata el acné vulgar. Un estudio descubre que el SA suprime la vía AMPK/SREBP1 (proteína quinasa activada por AMP) (la vía AMPK/SREBP1 es una vía de señalización involucrada en la regulación del metabolismo de lípidos en los sebocitos, que son las células responsables de producir sebo en la piel) en los sebocitos, lo que lleva a una disminución en la síntesis de lípidos y la producción de sebo. El SA también reduce la respuesta inflamatoria de los sebocitos y disminuye la proliferación de C. acnes . Estos resultados sugieren que el SA tiene un enfoque multifacético en el tratamiento del acné vulgar al dirigirse a varios factores clave que contribuyen a su desarrollo. [63] La concentración inhibitoria mínima para SA es de 4000 a 8000 μg/mL. [64]

Fotosensibilidad

Cutibacterium acnes brilla de color naranja cuando se expone a la luz negra , posiblemente debido a la presencia de porfirinas endógenas . También muere con luz ultravioleta . C. acnes es especialmente sensible a la luz en el rango de 405 a 420 nanómetros (cerca del ultravioleta) debido a una porfirina-coporfirina III endógena. Una exposición radiante total de 320 J/cm 2 inactiva esta especie in vitro . [65] Su fotosensibilidad se puede mejorar con un pretratamiento con ácido aminolevulínico , que aumenta la producción de esta sustancia química, aunque esto causa efectos secundarios significativos en humanos, y en la práctica no fue significativamente mejor que el tratamiento con luz sola. [66] [67]

Otros hábitats

Se ha descubierto que Cutibacterium acnes es un endófito de las plantas. Cabe destacar que la vid parece albergar una población endófita de C. acnes que está estrechamente relacionada con las cepas asociadas con los humanos. Las dos líneas divergieron hace aproximadamente 7000 años, aproximadamente al mismo tiempo en que se pudo haber establecido la agricultura de la vid . Este subtipo de C. acnes fue denominado Zappae en honor al excéntrico compositor Frank Zappa , para destacar su hábitat inesperado y poco convencional. [68]

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