Serratia marcescens

Serratia marcescens () es una especie de bacteria Gram-negativa con forma de bastón de la familia Yersiniaceae. Es un anaerobio facultativo y un patógeno oportunista en humanos. Fue descubierto en 1819 por Bartolomeo Bizio en Padua, Italia. S. marcescens está comúnmente involucrado en infecciones adquiridas en hospitales (HAI), también llamadas infecciones nosocomiales, en particular bacteriemia asociada a catéteres, infecciones del tracto urinario e infecciones de heridas, y es responsable del 1,4% de los casos de HAI en los Estados Unidos. Se encuentra comúnmente en el tracto respiratorio y urinario de adultos hospitalizados y en el sistema gastrointestinal de niños.

Debido a su abundante presencia en el ambiente, y su preferencia por condiciones húmedas, S. marcescens se encuentra comúnmente creciendo en baños (especialmente en lechada de azulejos, esquinas de duchas, líneas de agua de inodoros y lavabos), donde se manifiesta como una decoloración rosa, rosa anaranjada o naranja y una película viscosa que se alimenta de sustancias que contienen fósforo. materiales o sustancias grasas como residuos de jabón y champú.

Una vez establecido, la erradicación completa del organismo suele ser difícil, pero se puede lograr mediante la aplicación de un desinfectante a base de lejía. Enjuagar y secar las superficies después de su uso también puede prevenir el establecimiento de la bacteria al eliminar su fuente de alimento y hacer que el ambiente sea menos hospitalario.

S. marcescens también se puede encontrar en ambientes como la suciedad y la biopelícula subgingival de los dientes. Debido a esto, y porque S. marcescens produce un tinte tripirrol de color naranja rojizo llamado prodigiosina, que puede provocar manchas en los dientes. La vía bioquímica para la producción de prodigiosina por S. marcescens se ha caracterizado analizando qué intermediarios se acumulan en mutantes específicos.

Identificación

S. marcescens es un organismo móvil y puede crecer en temperaturas que oscilan entre 5 y 40 °C y en niveles de pH que oscilan entre 5 y 9. Se diferencia de otras bacterias gramnegativas por su capacidad para realizar la hidrólisis de la caseína, lo que permite para producir metaloproteinasas extracelulares que se cree que funcionan en interacciones entre células y matrices extracelulares. Dado que esta bacteria es anaerobia facultativa, lo que significa que puede crecer en presencia de oxígeno (aeróbica) o en ausencia de oxígeno (anaeróbica), es capaz de reducir los nitratos en condiciones anaeróbicas. Por lo tanto, las pruebas de nitrato son positivas ya que generalmente se utiliza nitrato como aceptor final de electrones en lugar de oxígeno. S. marcescens también presenta hidrólisis de tirosina y degradación de citrato. El citrato es utilizado por S. marcescens para producir ácido pirúvico, por lo que puede depender del citrato como fuente de carbono y dar positivo en la utilización de citrato. Para identificar el organismo, también se puede realizar una prueba de rojo de metilo, que determina si un microorganismo realiza una fermentación ácida mixta. S. marcescens resulta en una prueba negativa. Otra determinación de S. marcescens es su capacidad de producir ácido láctico mediante metabolismo oxidativo y fermentativo. Por lo tanto, S. marcescens es ácido láctico O/F+.

Patogenicidad

En humanos, S. marcescens puede causar una infección oportunista en varios sitios, incluidos el tracto urinario, el tracto respiratorio, las heridas, los senos y los ojos, donde puede causar conjuntivitis, queratitis, endoftalmitis e infecciones del conducto lagrimal. También es una causa rara de endocarditis y osteomielitis (particularmente en personas que usan drogas intravenosas de forma recreativa), neumonía y meningitis. La mayoría de los S. marcescens son resistentes a varios antibióticos debido a la presencia de factores R, que son un tipo de plásmido que porta uno o más genes que codifican la resistencia; todos se consideran intrínsecamente resistentes a la ampicilina, los macrólidos y las cefalosporinas de primera generación (como la cefalexina).

En el coral cuerno de alce, S. marcescens es la causa de la enfermedad conocida como viruela blanca. En los gusanos de seda, también puede causar una enfermedad letal, especialmente en asociación con otros patógenos.

En laboratorios de investigación que emplean moscas de la fruta Drosophila, la infección de éstas con S. marcescens es común. Se manifiesta como una decoloración rosada o placa en o sobre las larvas, pupas o los alimentos generalmente a base de almidón y azúcar (especialmente cuando no se preparan adecuadamente).

Una forma clínica poco común de gastroenteritis que ocurre en la primera infancia causada por una infección con S. marcescens. El color rojo del pañal puede confundirse con hematuria (sangre en la orina), lo que puede provocar investigaciones innecesarias por parte de los médicos.

S. marcescens causa la enfermedad de las cucurbitáceas amarillas de la vid, que a veces provoca graves pérdidas en los campos de melón.

El profesor Jim Burritt y sus estudiantes de la Universidad de Wisconsin-Stout han descubierto una nueva cepa de S. marcescens en sangre de abeja (hemolinfa) de colmenas diezmadas por la matanza invernal. Los resultados de su investigación se publicaron y la nueva cepa recibió el nombre de sicaria, que significa asesino en latín. El profesor afirma que S. marcescens sicaria "puede contribuir al fracaso invernal de las colonias de abejas melíferas".

Historia

Posible papel en los milagros medievales

Debido a su pigmentación roja, causada por la expresión del tinte prodigiosina, y su capacidad de crecer en el pan, S. marcescens ha sido evocado como una explicación naturalista de los relatos medievales de lo "milagroso" aparición de sangre en el Cabo de Bolsena, aunque no existe ninguna prueba formal del propio cabo para confirmarlo o negarlo. El supuesto milagro siguió a una celebración de Misa en Bolsena en 1263, dirigida por un sacerdote bohemio que tenía dudas sobre la transustanciación, o la conversión del pan y el vino en el Cuerpo y la Sangre de Cristo durante la Misa. Durante la misa, la Eucaristía parecía sangraba y cada vez que el sacerdote limpiaba la sangre, aparecía más. Este evento se celebra en un fresco en el Palacio Apostólico de la Ciudad del Vaticano, pintado por Rafael.

Descubrimiento

S. marcescens fue descubierta en 1819 por el farmacéutico veneciano Bartolomeo Bizio, como causa de un episodio de coloración rojo sangre de la polenta en la ciudad de Padua. Bizio nombró al organismo cuatro años después en honor a Serafino Serrati, un físico que desarrolló uno de los primeros barcos de vapor; Se eligió el epíteto marcescens (en latín, "en descomposición") debido al rápido deterioro del colorante (las observaciones de Bizio le llevaron a creer que el organismo se descomponía en una sustancia parecida al mucílago al alcanzar la madurez). Más tarde, Serratia pasó a llamarse Monas prodigiosus y Bacillus prodigiosus antes de que se restaurara el nombre original de Bizio en la década de 1920.

Usos y mal uso

Papel en las pruebas de guerra biológica

Hasta la década de 1950, S. marcescens se creía erróneamente que era un "saprófito" no patógeno, y su coloración rojiza se utilizó en experimentos escolares para rastrear infecciones. Durante la Guerra Fría, el ejército estadounidense lo utilizó como simulador en pruebas de guerra biológica, y lo estudió en pruebas de campo como sustituto de la bacteria tularemia, que se estaba utilizando como arma en ese momento.

Los días 26 y 27 de septiembre de 1950, la Marina de los Estados Unidos llevó a cabo un experimento secreto denominado "Operación Sea-Spray" en el que globos llenos de S. marcescens fueron liberados e irrumpieron en áreas urbanas del Área de la Bahía de San Francisco en California. Aunque más tarde la Marina afirmó que las bacterias eran inofensivas, a partir del 29 de septiembre, 11 pacientes de un hospital local desarrollaron infecciones del tracto urinario graves y muy raras. Uno de los pacientes afectados, Edward J. Nevin, murió. Los casos de neumonía en San Francisco también aumentaron después del S. marcescens fue liberado. (Nunca se ha establecido de manera concluyente que la bacteria simulada causó estas infecciones y muerte). El hijo y el nieto de Nevin perdieron una demanda que entablaron contra el gobierno entre 1981 y 1983, con el argumento de que el gobierno es inmune y que el La probabilidad de que la bacteria rociada causara la muerte de Nevin era mínima. La bacteria también se combinó con fenol y un simulante de ántrax y los científicos militares estadounidenses y británicos la rociaron en todo el sur de Dorset como parte de los ensayos DICE que se llevaron a cabo entre 1971 y 1975.

Desde 1950, S. marcescens ha aumentado constantemente como causa de infección humana, con muchas cepas resistentes a múltiples antibióticos. Los primeros indicios de problemas con la vacuna contra la influenza producida por Chiron Corporation en 2004 involucraron a S. marcescens contaminación.

Inyectables contaminados

A principios de 2008, la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU. emitió un retiro a nivel nacional de un lote de solución USP precargada de heparina Lock Flush. Se descubrió que las jeringas de heparina IV estaban contaminadas con S. marcescens, lo que provocó infecciones en los pacientes. Los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades confirmaron el crecimiento de S. marcescens de varias jeringas sin abrir de este producto.

S. marcescens también se ha relacionado con 19 casos en hospitales de Alabama en 2011, incluidas 10 muertes. Todos los pacientes involucrados estaban recibiendo nutrición parenteral total en ese momento, y esto se está investigando como una posible fuente del brote.

Seguimiento del flujo de agua subterránea

Debido a su capacidad para crecer en placas de agar en céspedes uniformes y bien coloreados, y a la existencia de un fago específico de S. marscecens, se ha utilizado para rastrear flujos de agua en sistemas de piedra caliza kárstica. Se inyectan cantidades conocidas de fagos en un punto fijo del sistema de agua kárstica y los flujos de interés se monitorean mediante muestreos convencionales de pequeño volumen a intervalos de tiempo fijos. En el laboratorio, las muestras se vierten sobre S crecido. marscecens céspedes e incubados. Las placas incoloras en el césped indican la presencia de fagos. Se afirmó que el método era sensible a diluciones muy altas debido a la capacidad de detectar partículas de fagos individuales.