Estafilococos hemolítico
Staphylococcus haemolyticus es un miembro de los estafilococos coagulasa negativos (CoNS). Forma parte de la flora cutánea de los humanos y sus poblaciones más importantes suelen encontrarse en las axilas, el perineo y las zonas inguinales. S. haemolyticus también coloniza primates y animales domésticos. Es un patógeno oportunista bien conocido y es el segundo CoNS aislado con más frecuencia (S. epidermidis es el primero). Las infecciones pueden ser localizadas o sistémicas y, a menudo, están asociadas con la inserción de dispositivos médicos. El fenotipo altamente resistente a los antibióticos y su capacidad para formar biopelículas hacen que S. haemolyticus un patógeno difícil de tratar. Su especie más estrechamente relacionada es Staphylococcus borealis.
Biología y bioquímica
S. haemolyticus es inmóvil, no esporulante, anaeróbico facultativo y grampositivo. Las células suelen tener forma de coco y tienen un diámetro de entre 0,8 y 1,3 μm. Vive en una amplia variedad de sustratos, incluidos glucosa, glicerol, maltosa, sacarosa y trehalosa. También da positivo en producción de acetoína, arginina, dihidrolasa, bencidina, catalasa, hemólisis y lipasa; da negativo para coagulasa, DNasa, ornitina descarboxilasa y fosfatasa
Condiciones de crecimiento
El crecimiento óptimo se produce entre 30 y 40 °C en presencia de oxígeno y 10 % de NaCl. Sin embargo, algunas cepas pueden crecer a temperaturas que oscilan entre 18 y 45 °C. El crecimiento a 15 °C o NaCl al 15 % es deficiente o nulo.
Estructura del genoma
La S. El genoma de la cepa JCSC1435 de haemolyticus contiene un cromosoma de 2.685.015 pb y tres plásmidos de 2.300 pb, 2.366 pb y 8.180 pb. El cromosoma es comparable en tamaño a los de S. aureus y S. epidermidis y contiene un contenido similar de G+C. Además, una gran proporción de los marcos de lectura abiertos (ORF) se conservan en las tres especies. En promedio, los ORF ortólogos son 78% idénticos. Sin embargo, S. haemolyticus tiene regiones cromosómicas únicas distribuidas cerca de oriC (el origen de la replicación del ADN cromosómico), y estas regiones se denominan colectivamente "entorno oriC".
Como se señaló, algunos S. haemolyticus los ORF difieren de los de S. aureus y S. epidermidis. Algunos de estos ORF codifican productos genéticos con características biológicas conocidas, como la regulación de la síntesis de ARN, el transporte de ribosa y ribitol, y los componentes esenciales de la biosíntesis del ácido nucleico y del ácido teicoico de la pared celular. Es probable que otros ORF únicos codifiquen productos implicados en la patogénesis bacteriana y al menos tres de estos ORF muestran homología con las hemolisinas estafilocócicas.
El S. haemolyticus genoma también contiene muchas secuencias de inserción (ISs). Estos elementos de IS pueden promover reorganizaciones genómicas frecuentes que aceleren la diversificación de la especie. Theoretically, these adaptations might help S. haemolyticus superar los efectos adversos de la exposición química (es decir, el uso de antibióticos). La tabla que figura a continuación contiene una lista de genes conocidos por estar asociados con S. haemolyticus Resistencia antibiótica.
| Clase | Antimicrobian Agent | MIC (mg/L) | ORF ID | Nombre genético | Producto | Ubicación |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Penicillins | Oxacillin | √≥512 | SH0091 | mecA | Proteína de unión de penicilina 2' | ΨSCCmec(h1435) |
| Ampicillin | 64 | SH1764 | blaZ | β-Lactamase | Tn552 | |
| methicillin | mecA | Proteína de unión de penicilina 2' | ΨSCCmec(h1435) | |||
| Cephalosporins | Ceftizoxime | √≥512 | SH0091 | mecA | Proteína de unión de penicilina 2' | ΨSCCmec(h1435) |
| Macrolides | Erythromycin | ó512 | pSHaeB1 | ermC | rRNA adenine N-6-methyltransferase | Plasmid pSHaeB |
| SH2305 | msrSA | Sistema de lujo dependiente de ATP | πSh1 | |||
| SH2306 | mphBM | Macrolide 2'-phosphotransferase | πSh1 | |||
| Quinolones | Ofloxacin | 8 | SH0006 | gyrA | gyrase de ADN (topoisomerasa II) subunidad A ( mutación de punto C7313T) | |
| SH1553 | parC (grlA) | Subunidad de Topoisomerasa IV A ( mutación de punto G1598138A) | ||||
| Tetraciclinas | Tetraciclina | 2 | ||||
| Minocycline | 0.5 | |||||
| Aminoglycosides | Kanamycin | ó512 | SH1611 | aacA-aphD | Bifunctional aminoglycoside N-acetilransferasa y fosfotransferasa aminoglicoside | Tn4001 |
| Tobramycin | 16 | SH1611 | aacA-aphD | Bifunctional | Tn4001 | |
| Gentamicin | 64 | SH1611 | aacA-aphD | Bifunctional | Tn4001 | |
| Glycopeptides | Vancomycin | 4 | ||||
| Teicoplanin | 64 | |||||
| Fosfomycin | Fosfomycin | ó512 | pSHaeA1 | fosB | Glutathione transferase | Plasmid pSHaeA |
Pared celular
Al igual que otros microbios Gram positivos, S. haemolyticus tiene una pared celular gruesa y bastante homogénea (60-80 nm) compuesta de peptidoglicano, ácido teicoico y proteínas. El peptidoglicano del grupo A3 (con L-lisina como diaminoácido en la posición 3 de la subunidad peptídica y un puente interpeptídico rico en glicina) es un rasgo característico de este microbio, y los dos puentes cruzados predominantes son COOH-Gly-Gly- Ser-Gly-Gly-NH2 y COOH-Ala-Gly-Ser-Gly-Gly-NH2. Las alteraciones de estos puentes cruzados están implicadas en la resistencia a los glicopéptidos. S. haemolyticus Los ácidos teicoicos son polímeros solubles en agua con grupos fosfodiéster repetidos unidos covalentemente a peptidoglicano. Peptidoglicano tipo L-Lys-Gly 3.5-4.0, L-Ser0.9-1.5 El ácido teicoico contiene glicerol y N-acetilglucosamina. Los principales ácidos grasos de la pared celular son CBr-15, CBr-17, C18 y C20.
Cápsula
Ciertas cepas de S. haemolyticus son capaces de producir un polisacárido capsular (CP). S. haemolyticus la cepa JCSC1435 contiene un operón cápsula ubicado dentro del “entorno oriC”. Este operón contiene 13 ORF en una región de 14.652 pb y se conoce como locus capsh. Los primeros siete genes de capsh (capAsh a capGsh) son homólogos a los S. aureus cap5 o cap8 locus. Sin embargo, desde capH hasta capM son exclusivos de S. haemolyticus, y esta región codifica enzimas para un residuo de azúcar tridesoxi único que está N-acilado por el ácido aspártico.
La producción de PC está influenciada por el medio de cultivo y la fase de crecimiento. El cultivo en caldo de soja tríptico (TSB)], TSB con 1% de glucosa, caldo de infusión cerebro corazón o caldo Columbia con 2% NaCl favorece la producción de CP; El cultivo en placas de agar con sal Columbia no es óptimo. Sólo se generan trazas de CP antes del final de la fase exponencial, y la tasa máxima de producción de CP no se produce hasta la fase estacionaria temprana.
La CP se considera un factor de virulencia porque proporciona resistencia contra la fagocitosis de neutrófilos polimorfonucleares mediada por el complemento.
Formación de biopelículas
La capacidad de adherirse a dispositivos médicos y posteriormente formar biopelículas es un factor de virulencia importante asociado con S. haemolyticus. La formación de biopelículas aumenta la resistencia a los antibióticos y a menudo conduce a infecciones persistentes. S. haemolyticus no dependen de la adhesina intercelular de polisacárido (PIA), y la falta del operón ica (el grupo de genes que codifica la producción de PIA) se puede utilizar para distinguir S . haemolyticus aislados de otras especies de CoNS.
La formación de biopelículas está influenciada por una variedad de factores que incluyen carbohidratos, proteínas y ADN extracelular. Los ensayos de desprendimiento con NaIO4, proteinasa K o DNasa dan como resultado un desprendimiento del 38 %, 98 % y 100 %, respectivamente. El alto nivel de desprendimiento asociado con el tratamiento con ADNasa ha llevado a varios autores a sugerir una función de adhesión de célula a superficie y/o de célula a célula para el ADN extracelular. La formación de biopelículas también parece verse influenciada por la presencia de glucosa y NaCl. La formación de biopelículas aumenta cuando se cultiva en TSB con 1% de glucosa y disminuye cuando se cultiva en TSB con 3% de NaCl. La producción de un polisacárido capsular disminuye la formación de biopelículas.
Las concentraciones subinhibitorias (concentraciones inhibidoras submínimas) del antibiótico dicloxacilina también afectan el crecimiento de S. haemolyticus biopelículas. Las biopelículas formadas en presencia de concentraciones subinhibitorias de dicloxacilina contienen menos biomasa y tienen una composición alterada. Son más delgados, cubren menos superficie y son menos hidrofóbicos, pero también tienen un mayor nivel de resistencia a la dicloxacilina.
Toxinas
Algunas S. haemolyticus producen enterotoxinas (SE) y/o hemolisinas. En un estudio de 64 S. haemolyticus, se observó producción de SEA, SEB, SEC y/o SEE (solo estuvo ausente SED). Además, se encontró que el 31,3% de las cepas producían al menos un tipo de enterotoxina.
Identificación
S. haemolyticus se puede identificar a nivel de especie utilizando una variedad de métodos manuales y automatizados. Los más frecuentemente empleados son: el método de referencia (basado en pruebas de crecimiento), API ID 32 Staph (bioMe´rieux), Staph-Zym (Rosco), UZA (un método rápido de 4 h), y la reacción en cadena de la polimerasa y el análisis electroforético. de la secuencia del gen 16S rRNA, hsp60 o sodA. La preferencia hacia un método particular generalmente depende de la conveniencia, la economía y la especificidad requerida (algunas especies tienen ARNr 16S idéntico). Las especies más estrechamente relacionadas de S. haemolyticus es Staphylococcus borealis.
| Método | Pruebas realizadas | Interpretación |
|---|---|---|
| Referencia | 16 pruebas de crecimiento convencionales, incluyendo: pigmento de colonia, DNase, fosfatasa alcalina, ornitina decarboxylase, uurease, producción de acetoína, novobiocina sensible, resistencia a la polimicina, y producción de ácido de D-trehalose, D-mannitol, D-mannose, D-turanose, D-xylose, D-cellobiose | Los resultados se comparan con la literatura sobre especies estafilococas |
| API ID 32 Staph (bioMe ́rieux) | Una suspensión bacteriana se añade a un conjunto de pozos que contienen sustratos secos para 26 pruebas colorimétricas. | Después de 24 horas de incubación a 37 °C, y la adición de algunos otros reactivos, los resultados son determinados por un ordenador automatizado utilizando el software APILAB ID 32 |
| Staph-Zym (Rosco) | Una suspensión bacteriana se añade a minitubes para 10 pruebas metabólicas o enzimáticas | Los resultados se determinan por los cambios de color, después de 24 horas de incubación, y pruebas para la susceptibilidad de polimixina y novobiocina |
| UZA (un método rápido de 4 horas) | Este método es un proceso de dos pasos. Paso uno consiste en tres pruebas medidas después de cuatro horas de incubación a 37 °C: producción de ácido de D-trehalose, ureasa y fosfatasa alcalina. El paso dos incluye cuatro posibles pruebas, que se administran según sea necesario después de 24 horas de incubación a 37 °C. Son: ornithine decarboxylase, novobiocin susceptibility, fosfomycin susceptibility, and anaerobic growth | Los resultados se comparan con la literatura sobre especies estafilococas |
| PCR y electroforesis | Utiliza cejas degeneradas específicas para amplificar piezas de ADN, estos fragmentos se resuelven utilizando electroforesis, y luego se purifican para secuenciación de ADN | Los resultados se determinan mediante un análisis de secuencia |
Importancia clínica
S. haemolyticus es el segundo CoNS clínicamente aislado (S. epidermidis es el primero) y se considera un patógeno nosocomial importante. Las infecciones humanas incluyen: endocarditis de válvula nativa, sepsis, peritonitis e infecciones del tracto urinario, heridas, huesos y articulaciones. Las infecciones poco frecuentes de los tejidos blandos suelen ocurrir en pacientes inmunocomprometidos. Como otros CoNS, S. haemolyticus se asocia a menudo con la inserción de cuerpos extraños, como válvulas protésicas, derivaciones de líquido cefalorraquídeo, prótesis ortopédicas y catéteres intravasculares, urinarios y de diálisis. S. haemolyticus es resistente a múltiples fármacos y capaz de formar biopelículas, lo que hace que las infecciones sean especialmente difíciles de tratar.
Infecciones asociadas al catéter vascular
S. haemolyticus puede colonizar los catéteres venosos centrales y causar complicaciones médicas graves. La colonización ocurre cuando S. haemolyticus migra desde la piel, a lo largo de la superficie externa del dispositivo o desde el centro, debido a la manipulación por parte de los trabajadores de la salud. En cualquier escenario, existe una alta probabilidad de que el microbio forme una biopelícula. Estas infecciones pueden permanecer localizadas o volverse sistémicas (es decir, bacteriemia). La gravedad de la infección varía según el tipo de catéter, la frecuencia de manipulación y los factores de virulencia del S. cepa haemolyticus. Generalmente se considera que la extracción del catéter es el mejor tratamiento, pero no siempre es posible. Alternativamente, se puede administrar vancomicina o teicoplanina. La evidencia reciente sugiere que los glicopéptidos pueden complementarse con β-lactámicos para que funcionen de manera sinérgica.
Resistencia a los antibióticos
S. haemolyticus tiene el nivel más alto de resistencia a los antibióticos entre los CoNS. Varias cepas son resistentes a uno o más de estos antibióticos: penicilinas, cefalosporinas, macrólidos, quinolonas, tetraciclinas, aminoglucósidos, glicopéptidos y fosfomicina (consulte la tabla en Estructura del genoma), y es común la resistencia a múltiples fármacos. Como se indicó anteriormente, incluso han comenzado a surgir cepas resistentes a los glucopéptidos (vancomicina y teicoplanina).