Clostridium perfringens
Clostridium perfringens (anteriormente conocido como C. welchii o Bacillus welchii) es un grampositivo, bacilo (en forma de bastón), bacteria patógena anaeróbica formadora de esporas del género Clostridium. C. perfringens está siempre presente en la naturaleza y se puede encontrar como un componente normal de la vegetación en descomposición, los sedimentos marinos, el tracto intestinal de los humanos y otros vertebrados, los insectos y el suelo. Tiene el tiempo de generación más corto informado de cualquier organismo con 6,3 minutos en medio de tioglicolato.
Clostridium perfringens es una de las causas más comunes de intoxicación alimentaria en los Estados Unidos, junto con el norovirus, Salmonella, Campylobacter y Staphylococcus aureus. Sin embargo, a veces puede ingerirse y no causar daño.
Infecciones debidas a C. perfringens muestran evidencia de necrosis tisular, bacteriemia, colecistitis enfisematosa y gangrena gaseosa, también conocida como mionecrosis clostridial. El nombre específico, perfringens, se deriva del latín per (que significa &# 34;a través de") y frango ("burst"), refiriéndose a la alteración del tejido que se produce durante la gangrena gaseosa. La toxina implicada en la gangrena gaseosa es la toxina α, que se inserta en la membrana plasmática de las células y produce huecos en la membrana que alteran la función celular normal. C. perfringens puede participar en infecciones anaeróbicas polimicrobianas. Se encuentra comúnmente en infecciones como componente de la flora normal. En este caso, su papel en la enfermedad es menor.
El gas tisular se produce cuando C. perfringens infecta cadáveres. Provoca una descomposición extremadamente acelerada y sólo puede detenerse embalsamando el cadáver. El gas tisular ocurre con mayor frecuencia en quienes han fallecido por gangrena, grandes úlceras de decúbito, fascitis necrotizante o en quienes tenían tierra, heces o agua contaminadas con C. perfrigens introducido en una herida abierta. Estas bacterias son resistentes a la presencia de formaldehído en concentraciones normales.
Genoma
Clostridium perfringens tiene un contenido estable de G+C de alrededor del 27% al 28% y un tamaño promedio del genoma de 3,5 Mb. Genomas de 56 C. Desde entonces, las cepas de perfringens están disponibles en la base de datos de genomas del NCBI para la comunidad de investigación científica. La investigación genómica ha revelado una diversidad sorprendentemente alta en C. perfringens, con sólo el 12,6% de genes centrales, identificado como la bacteria Gram-positiva más divergente reportada. Sin embargo, las regiones de ARNr 16S entre C. perfringens se encuentran altamente conservadas (identidad de secuencia >99,1%).
Motilidad
Aunque carecen de flagelos, C. perfringens las bacterias pueden deslizarse por las superficies porque sus cuerpos están revestidos de filamentos de un extremo a otro. Las variantes hipermotiles, como SM101, a menudo se encuentran en los bordes de las colonias en placas de agar. La videomicroscopía de su movimiento de deslizamiento sugiere que forman filamentos largos y delgados que les permiten moverse rápidamente como bacterias con flagelos. Se utilizó la secuenciación del genoma para identificar la(s) causa(s) del fenotipo hipermotilo y sus derivados directos. Al compararlas, las cepas SM124 y SM127, derivados hipermóviles de las cepas SM101 y SM102, respectivamente, contenían 10 y seis polimorfismos de nucleótidos (SNP) en relación con sus cepas originales. Las mutaciones en los genes de división celular son la característica común de las cepas hipermotiles.
Intoxicación alimentaria
La intoxicación alimentaria en humanos es causada por cepas de tipo A capaces de producir enterotoxina de C. perfringens. Esta enterotoxina es un polipéptido de 35,5 kDa que se acumula al inicio de la esporulación y se excreta al medio cuando se lisa al final de la esporulación. Está codificado por el gen cpe, presente en menos del 5% de las cepas tipo A, y puede localizarse en el cromosoma o en un plásmido externo.
En el Reino Unido y Estados Unidos, C. perfringens son la tercera causa más común de enfermedades transmitidas por los alimentos, siendo las carnes y aves mal preparadas, o los alimentos preparados adecuadamente, pero dejados reposar demasiado tiempo, los principales culpables de albergar la bacteria. El C. perfringens enterotoxina que media la enfermedad es termolábil (inactivada a 74 °C (165 °F)). Se puede detectar en alimentos contaminados (si no se calientan adecuadamente) y en las heces. El tiempo de incubación es de 6 a 25 (comúnmente 10 a 12) horas después de la ingestión de alimentos contaminados.
Desde C. perfringens forma esporas que pueden soportar las temperaturas de cocción; si los alimentos cocidos se dejan reposar durante el tiempo suficiente, puede producirse la germinación y se desarrollan colonias bacterianas infecciosas. Los síntomas suelen incluir calambres abdominales, diarrea y fiebre. El curso completo generalmente se resuelve en 24 horas, pero puede durar hasta 2 semanas en huéspedes mayores o enfermos.
La intoxicación porClostridium perfringens también puede provocar otra enfermedad conocida como enteritis necrosante o enteritis necrosante por clostridios (también conocida como pigbel); esto es causado por C. perfringens tipo C. Esta infección suele ser mortal. Grandes cantidades de C. perfringens crece en los intestinos y secreta exotoxina. Esta exotoxina causa necrosis de los intestinos, niveles variables de hemorragia y perforación del intestino. La inflamación generalmente ocurre en secciones del yeyuno, sección media del intestino delgado. Esta enfermedad eventualmente conduce a un shock séptico y a la muerte. Esta enfermedad en particular es rara en los Estados Unidos; Por lo general, ocurre en poblaciones con mayor riesgo. Los factores de riesgo de enteritis necrótica incluyen una dieta deficiente en proteínas, preparación de alimentos antihigiénica, banquetes esporádicos de carne (después de largos períodos de una dieta deficiente en proteínas), dietas que contienen grandes cantidades de inhibidores de tripsina (batatas) y áreas propensas a la infección de la piel. parásito Ascaris (produce un inhibidor de tripsina). Esta enfermedad se contrae en poblaciones que viven en Nueva Guinea, partes de África, América Central, América del Sur y Asia.
Muchos casos de C. perfringens probablemente siga siendo subclínica, ya que los anticuerpos contra la toxina son comunes entre la población. Esto ha llevado a la conclusión de que la mayor parte de la población ha sufrido intoxicación alimentaria debido al C. perfringens.
A pesar de sus peligros potenciales, C. perfringens se utiliza como agente leudante en el pan con sal. Se cree que el proceso de horneado reduce la contaminación bacteriana, evitando efectos negativos.
Infección
Clostridium perfringens es el agente bacteriano más común de la gangrena gaseosa. Algunos síntomas incluyen ampollas, taquicardia, hinchazón e ictericia.
Una cepa de C. perfringens podría estar implicado en las lesiones incipientes (Patrón III) de la esclerosis múltiple (EM). Las pruebas en ratones encontraron que dos cepas de C. perfringens que producía toxinas épsilon (ETX) causaba daños similares a los de la EM en el cerebro, y trabajos anteriores habían identificado esta cepa de C. perfringens en un ser humano con EM. Se descubrió que los pacientes con EM eran 10 veces más inmunorreactivos a la toxina épsilon que las personas sanas.
Perfringolisina O (pfoA)-positiva C. perfringens también se asociaron con la rápida aparición de enterocolitis necrotizante en bebés prematuros.
Diagnóstico
Clostridium perfringens se puede diagnosticar mediante la reacción de Nagler, en la que el organismo sospechoso se cultiva en una placa con medio de yema de huevo. Un lado de la placa contiene antitoxina alfa, mientras que el otro no. Se coloca una raya del organismo sospechoso a través de ambos lados. Se formará un área de turbidez alrededor del lado que no tiene la anti-alfa-toxina, lo que indica actividad de lecitinasa desinhibida. Clostridium perfringens produce grandes colonias con márgenes irregulares, a menudo con una doble zona de hemólisis. Además, los laboratorios pueden diagnosticar las bacterias determinando la cantidad de bacterias en las heces. Dentro de las 48 horas posteriores al inicio de la enfermedad, si el individuo tiene más de 106 esporas de la bacteria por gramo de heces, entonces la enfermedad se diagnostica como C. perfringens intoxicación alimentaria.
Otras pruebas/reacciones: catalasa – negativa, indol puntual – negativa, lecitinasa – positiva, lipasa – negativa, leche de tornasol – fermentación tormentosa; placa CAMP inversa – positiva; Productos de cromatografía gas-líquido: ácidos acético, butírico y láctico.
Normalmente, los síntomas de C. perfringens se utilizan para diagnosticarla. Sin embargo, el diagnóstico se puede realizar mediante una prueba de cultivo de heces, en la que se analizan las heces en busca de toxinas producidas por la bacteria.
Prevención
El crecimiento de C. perfringens se pueden prevenir cocinando la mayoría de los alimentos, especialmente la carne de res y las aves, a las temperaturas recomendadas. Los alimentos sobrantes deben refrigerarse a una temperatura inferior a 40 °F (4 °C) dentro de las dos horas posteriores a su preparación. Las ollas grandes de comida como sopa o guiso con carnes deben dividirse en pequeñas cantidades y taparse para su refrigeración. Las sobras se deben recalentar a al menos 165 °F (74 °C) antes de servir. Una regla general es que si la comida sabe, huele o se ve diferente de lo que se supone, entonces se debe evitar. Incluso si parece seguro, un alimento que ha estado fuera durante mucho tiempo también puede ser peligroso para comer.
La temperatura que C. perfringens puede multiplicarse en un rango entre 59 °F (15 °C) y 122 °F (50 °C).
Tratamiento
El aspecto más importante del tratamiento es el desbridamiento quirúrgico rápido y extenso del área afectada y la escisión de todo el tejido desvitalizado, en el que los organismos son propensos a crecer. Al mismo tiempo se inicia la administración de fármacos antimicrobianos, en particular penicilina. Clostridium perfringens es más susceptible a la vancomicina que otros Clostridia patógenos. El oxígeno hiperbárico puede ser de ayuda en el tratamiento médico de las infecciones del tejido clostridial.
La mayoría de las personas que sufren intoxicación alimentaria causada por C. perfringens tienden a combatir la enfermedad sin necesidad de antibióticos. Se deben beber líquidos adicionales de manera constante hasta que la diarrea se disipe.
Epidemiología
Clostridium perfringens es una de las principales causas de intoxicación alimentaria en los Estados Unidos y Canadá. Las carnes contaminadas en guisos, sopas y salsas suelen ser responsables de brotes y causan alrededor de 1 millón de casos de enfermedades transmitidas por alimentos cada año en los Estados Unidos. Las muertes debidas a la enfermedad son raras y ocurren principalmente en personas mayores y personas predispuestas a la enfermedad. De 1998 a 2010, se confirmaron 289 brotes de C. perfringens se reportaron con 15,208 enfermedades, 82 hospitalizaciones y ocho muertes.
Incidentes de intoxicación alimentaria
El 7 de mayo de 2010, 42 residentes y 12 miembros del personal de un hospital psiquiátrico estatal de Luisiana (EE. UU.) se vieron afectados y experimentaron vómitos, calambres abdominales y diarrea. Tres pacientes murieron en 24 horas. El brote estuvo relacionado con el pollo que se cocinó un día antes de servirlo y no se enfrió según las pautas del hospital. El brote afectó al 31% de los residentes del hospital y al 69% del personal que comió pollo. Se desconoce cuántos de los residentes afectados comieron el pollo.
En mayo de 2011, un hombre murió después de supuestamente comer alimentos contaminados con la bacteria en un vuelo transatlántico de American Airlines. La esposa y la hija del hombre demandaron a American y a LSG Sky Chefs, la empresa alemana que preparaba la comida a bordo.
En diciembre de 2012, una mujer de 46 años murió dos días después de comer una comida del día de Navidad en un pub de Hornchurch, Essex, Inglaterra. Ella estuvo entre unas 30 personas que enfermaron después de comer. Las muestras tomadas de las víctimas contenían C. perfringens. El director del hotel y el cocinero fueron encarcelados por delitos derivados del incidente.
En diciembre de 2014, Bessie Scott, de 87 años, murió tres días después de cenar en una iglesia en Nackawic, Nuevo Brunswick, Canadá. Más de 30 personas informaron signos de enfermedad gastrointestinal, diarrea y dolor abdominal. El director médico interino de la provincia dice: Clostridium perfringens es la bacteria [sic] que probablemente causó la muerte de la mujer.
En octubre de 2016, Alex Zdravich, de 66 años, murió cuatro días después de comer una enchilada, un burrito y un taco en Agave Azul en West Lafayette, Indiana, Estados Unidos. Otros tres que cenaron el mismo día informaron signos de enfermedades transmitidas por alimentos, que eran consistentes con los síntomas y la rápida aparición de C. infección perfringens. Más tarde dieron positivo por la presencia de la bacteria, pero los restos de comida que Zdravich trajo a casa dieron negativo.
En noviembre de 2016, se detectaron alimentos contaminados con C. perfringens causó la muerte de tres personas y la enfermedad de otras 22, después de un almuerzo de Acción de Gracias organizado por una iglesia en Antioch, California, Estados Unidos.
En enero de 2017, una madre y su hijo demandaron a un restaurante en Rochester, Nueva York, Estados Unidos, ya que ellos y otras 260 personas enfermaron después de comer alimentos contaminados con C. perfringens. "Funcionarios del Departamento de Salud Pública del Condado de Monroe cerraron Golden Ponds después de que más de una cuarta parte de sus invitados del Día de Acción de Gracias se enfermaran. Una inspección reveló un refrigerador con derrames de comida y moho, una junta dañada que impedía que la puerta se cerrara y moho creciendo en el interior.
En julio de 2018, 647 personas informaron síntomas después de comer en un restaurante Chipotle Mexican Grill en Powell, Ohio, Estados Unidos. Las muestras de heces analizadas por los CDC dieron positivo para C. perfringens.
En noviembre de 2018, aproximadamente 300 personas en Concord, Carolina del Norte, Estados Unidos, enfermaron por una comida en una barbacoa de la iglesia que dio positivo para C. perfringens.