MYCOBACTERIUM

Dominio: ProcariotaReino: MóneraFamilia: MycobacteriaceaeGénero: MycobacteriumEspeciesGrupos y subgrupos Especies de micobacterias PatologíaFotocromógenos de crecimientolento

M. kansasii (M. licopinogenes)M. asiaticum

Pulmonar, ganglionar, meníngea, osteoarticular,urogenital, generalizada.

Escotocromógenos decrecimiento lento

M. lactis1M. scrofulceum (M. marianum)m. gordonae (M. aquae)M. flavesceusM. szulgaiM. ulcerausM. xenopiM. simiae (M. habana)

Ganglionar, pulmonar, osteoarticularPulmonar, ganglionar, articularCutáneaCutánea, urogenitalPulmonar

No cromógenos de crecimientolento

M. tuberculosisM. bovis (M. bovis BCG)M. africanumM. aviumM. intracellulareM. gastriM. nonchromogenicumM. terrea (M. novum)M. trivialeM. haemophilumM. shimodei

Pulmonar, renal, osteoarticular, meníngea, intestinal,ganglionar, cutánea, etc.Cutánea, ganglionar, generalizada.Ganglionar, pulmonar, osteoarticular, generalizada.Pulmonar

Fotocromógenos decrecimiento rápido

M. marinum (M. balnei) Cutánea, articular

Escotocromógenos decrecimiento rápido

M. engbaekii2M. acapulcense3M. aurumM. gilvumM. duvaliiM. neoaurumM. gadiumM. phleiM. smegmatisM. vaccaeM. parafortuitumM. thermorresistibile

No cromógenos de crecimientorápido

M. fortuitum (M. peregrinum)M. cheloneiM. chitae

Cutánea, pulmonar, osteoarticular, ocular.Cutánea, pulmonar, osteoarticular meníngea.

Características generales del género mycobacterium

Género MycobacteriumCaracterísticas generales MetabolismoBacilos delgados Aerobios

1-4 micras por 0.3 –0.6micrasExtremos redondeadosGrampositivosÁcido alcohol resistentesNo esporuladosNo encapsulados

Catalasa positivosNitrato positivosNiacina positivosGlucosa positivosArabinosa positivosLactosa negativosSacarosa negativosSulfhídrico negativosIndol negativosTemperatura de crecimiento 37ºCPh de crecimiento 7.4 a 7.8Produce pigmento amarillo

El género Mycobacterium está integrado por bacilos largos de 3 a 5µm de longitud o curvos en forma de maza, inmóviles, no esporulados, con abundantes gránulos citoplasmáticos, que poseen una resistencia mayor a la tinción por los colorantes comunes, pero una vez teñidos son resistentes a la decoloración con una mezcla de alcohol ácido. Desde el punto de vista de los requerimientos atmosféricos algunos son aerobios y otros microaerófilos. En cuanto a la velocidad de crecimiento algunas especies son de crecimiento rápido y otras lento.Se destaca en su estructura una gran riqueza en lípidos (20-60%). El contenido de bases de guanina más citosina en la molécula de ADN es de 62 a 70 moles %. El género comprende 50 especies, entre ellas patógenos primarios, oportunistas y saprofitas.Las Mycobacterias son agentes de enfermedades infecciosas que han acompañado al hombre a lo largo de su historia.Mycobacterium tuberculosis y Mycobacterium leprae son los agentes etiológicos más frecuentes de las dos enfermedades más conocidas de este género. Poco tiempo después que Roberto Koch en 1882 descubriera M. tuberculosis, fueron identificadas otras Mycobacterias, constituyendo el grupo de las "Mycobacterias atípicas". El hallazgo de estas últimas estuvo vinculado por años a colonización transitoria o contaminación de la muestra clínica, pero es a partir de 1950 que se les ha asignado un rol en determinadas patologías; por ejemplo, actualmente M.avium complex y enfermedad pulmonar y diseminada en pacientes con SIDA.

Clasificación y nomenclatura: En 1950, Timpe y Runyon propusieron una clasificación útil deMycobacterium en cuatro grupos que se basaba en la velocidad de crecimiento (rápido o lento, según sea superior o inferior a una semana), producción de pigmento en presencia o ausencia de luz (fotocromógeno, escotocromógeno y no cromógeno) y características coloniales.Morfología, estructura y composición: La morfología característica suele ser bacilar, ligeramente curvada, siendo la observable en frotis provenientes de cultivo más regular que la que se observa en frotis de materiales patológicos. Como todas las células procariotas, las Mycobacterias poseen un citoplasma, la membrana celular y un espacio periplásmico que lo separa de una gruesa y compleja pared celular.

Fisiología y metabolismoEl metabolismo de las Mycobacterias es muy variable, encontrándose las Mycobacterias de crecimiento rápido que crecen en menos de tres días en medios simples, así como Mycobacterias que crecen lentamente y necesitan medios más ricos, hasta M. leprae que aún no ha podido ser cultivada en medios sin células. Los medios de cultivo pueden ser sólidos o líquidos, dependiendo de su uso. Los medios sólidos pueden ser en base de agar o en base de huevos (Lowenstein-Jensen), siendo este último el más usado. Entre 3 a 5 semanas se observa el desarrollo de colonias para las Mycobacterias de crecimiento lento (por Ej.: M. tuberculosis).Desde el punto de vista de los requerimientos atmosféricos M. tuberculosis y la mayoría de las micobacterias, son aerobios estrictos, excepto M. Bovis que es microaerófilo. El crecimiento es favorecido con una atmósfera de 5-10% de CO2.

 La temperatura óptima de crecimiento es variable; M. tuberculosis lo hace a 37ºC con un rango entre 30 y42ºC.Resistencia a los agentes físicos y químicos: Las Mycobacterias son altamente resistentes a la desecación y permanecen viables en el esputo desecado de 6 a 8 meses cuando están protegidas de la luz solar directa. Son, en general, más resistentes a los agentes desinfectantes que otras formas vegetativas, pero son destruidos por procedimientos de pasteurización.

Clasificación y Tipos antigénicos:Con excepción de M. leprae, las micobacterias son clasificadas en 2 amplias categorías:a.- Complejo M. tuberculosis: M. tuberculosis, M. bovis, M. microtii, M. africanum.b.- Micobacterias no tuberculosas: especies habitualmente saprofitas pero potencialmente patógenas para el hombre.M. avium intracellulare, M.kansasii, M. marinum, M. fortuitum y otras. Estas últimas se describen según características de velocidad de crecimiento y pigmentación con y sin exposición a la luz.

InmunoprofilaxisBCG es una vacuna con microorganismos vivos atenuados en forma irreversible, derivada de una cepa de M. bovis (Bacilo de Calmette y Guerin, en honor a sus creadores). Esta cepa entra en los macrófagos y se replica brevemente antes de ser destruida, y debería desencadenar el mismo tipo de respuesta inmune que M. tuberculosis, asumiendo que los antígenos más importantes están expresados.

El ácido alcohol resistencia está dado por la constitución química de la pared bacteriana. Esta pared rígida está compuesta por ácidos micólicos, ceras complejas y glicolípidos. Los ácidos micólicos contienen largas cadenas laterales que se unen a la molécula de ácido murámico del peptidoglicano, a través de puentes de fosfodiésteres y a los arabino galactanos por uniones de glicolípidos. Otro componente importante son los dimicolatos de trehalosa (llamados cord factor) y los sulfolípídos, los cuales juegan un rol en la virulencia. Otro constituyente único es el lipo-arabino-manano (L.A.M.) que puede contribuir al daño del hospedero. Diferencias en la estructura de ellos, pueden estar relacionados con la capacidad de estimular la producción de citoquinas en cultivos de células mononucleares.

Características de M. Tuberculosis

M. tuberculosis, se multiplica en promedio cada 20 a 22 horas, muy lentamente, por lo que se requieren 4 a 6semanas para obtener crecimiento bacteriano. Crecen en medios especiales, a temperatura de 37°C y en un rango de pH de 7 a 7.2.

Naturaleza de la envoltura de M. Tuberculosis:La envoltura bacteriana provee protección y soporte a las bacterias y también poseen mecanismos que permiten el intercambio de sustancias entre la bacteria y el medio ambiente. Hay una marcada similitud tanto química como estructural entre las envolturas de la mayoría de las bacterias.M. tuberculosis y otras Mycobacterias son biológicamente similares a las bacterias Gram+ (aunque frente a la tinción de Gram las Mycobacterias son débilmente Gram+ o no se tiñen); pero tienen aspectos distintos. En especial, se debe destacar que, aunque ambos poseen péptidoglicano, las moléculas unidas o asociadas a este polímero son, en las Mycobacterias, fundamentalmente de naturaleza lipídica en vez de proteínas y lipopolisacáridos, como en otras bacterias. La envoltura consiste en dos partes principales: la membrana plasmática y, alrededor de ella, la pared celular. La primera le otorga a la célula protección osmótica y transporte de iones y moléculas, en tanto que la segunda le brinda soporte mecánico y protección.Pared celularLa pared celular está constituida por tres capas. Con tinciones convencionales su apariencia es:

Capa interna, moderadamente electrón-densa, compuesta por el peptidoglicano cuya estructura es similar a la de otras bacterias.

Capa media, más ancha que la anterior y electrón-transparente, compuesta por polisacárido, el arabinogalactano, cuyos extremos distales están esterificados con ácidos grasos de alto peso molecular, los ácidos micólicos, de tamaño y estructura única para las Mycobacterias (70-90 átomos de Carbono).

Capa externa de grosor variable, electrón-opaca, de la cual no puede conocerse con las técnicas actuales, su exacta composición, aunque se le atribuye una estructura glucolípida.

Además de los componentes anteriores existen proteínas asociadas a la pared, algunas con función enzimática (necesarias para la construcción y reconstrucción de los polímeros de la pared durante el proceso de división celular y crecimiento), otros recientemente descubiertos con función de porina.

Membrana citoplasmáticaLa membrana plasmática de las Mycobacterias aparece en cortes ultrafinos como una membrana biológica trilaminar clásica, es decir, dos capas electrón-densas separadas por una capa transparente. Sin embargo, tiene como característico la presencia de moléculas de lipopolisacáridos, lipoarabinomananos (LAM), lipomonanos y fosfatidil-inositol-manósidos.

Factores de virulenciaUn aspecto característico de M. tuberculosis que contribuye a su virulencia es su habilidad para crecer dentro de monocitos y macrófagos. Aún no está aclarado exactamente como M. tuberculosis entra en el macrófago. Existen dos: posibilidades no totalmente aclaradas:

Mediante el proceso habitual de fagocitosis mediado por la opsonización por C3b o C3b. La bacteria estimula su propia fagocitosis a través de invasinas.

Por otra parte, se sabe actualmente que un factor de virulencia que podría contribuir a la supervivencia de M.tuberculosis en los macrófagos, es su habilidad para prevenir la acidificación del fagosoma. Habitualmente la ingestión de una bacteria por fagocitosis es seguida de la acidificación del fagosoma, mediada por ATPasas de la membrana fagosomal, la que bombea protones hacia el interior de esta estructura, reduciendo el pH en él. Dicha acidificación no sólo inhibe el desarrollo bacteriano sino que, además, es un paso importante en la fusión lisosoma-fagosoma, y en la activación de los factores bactericidas liberados durante la fusión.Destrucción tisular   Muchos patógenos bacterianos causan daño en los tejidos del huésped por desencadenar una respuesta inflamatoria local o sistémica. Esta hipótesis es una posible explicación del daño pulmonar causado por M. tuberculosis y hay gran interés en detectar qué antígenos son los responsables del desencadenamiento de esta respuesta destructiva del hospedero. Se sabe poco acerca de los

antígenos más importantes responsables de esta respuesta, pero los implicados en la actualidad son:

Acidos micólicos de la pared celular (factor cuerda). Son tóxicos cuando son inyectados a animales y pueden desencadenar una respuesta inflamatoria.

Muramil dipéptido, estimula el sistema inmune y dispara la producción de citoquinas; compuestos de la pared no identificados y productos tóxicos liberados por los lisosomas que estimulan la producción de factor de necrosis tumoral alfa (NFT).

Patogenicidad   Los núcleos goticulares conteniendo muy pocos bacilos, dispersos en el aire, provenientes de un sujeto enfermo con tuberculosis pulmonar abierta, son lo suficientemente pequeños para no quedar atrapados en el aparato mucociliar bronquial y así alcanzar el espacio terminal aéreo donde comienza la multiplicación. El foco inicial es casi siempre de localización subpleural generalmente ubicado en la zona media de los pulmones donde el mayor flujo aéreo favorece el establecimiento de los bacilos inhalados. Excepcionalmente se encuentra el foco inicial en otras áreas (por Ej.: piel, intestino, orofaringe, genitales).En el pulmón las bacterias son ingeridas por los macrófagos alveolares, los cuales pueden tener un bajo grado de actividad antimico bacteriana como para eliminar pequeñas cantidades de bacilos. Sin embargo, la multiplicación bacteriana no puede ser impedida y, eventualmente, destruye los macrófagos.Hacia el foco son atraídos desde el torrente sanguíneo linfocitos y monocitos, diferenciándose los últimos en macrófagos que ingieren las bacterias liberadas de las células degeneradas y lentamente se desarrolla una o más áreas de neumonitis.Los macrófagos infectados son llevados por vía linfática a ganglios linfáticos regionales (hiliares, mediastinales y, a veces, supraclaviculares o retroperitoneales), pero en el huésped no inmune no son retenidos allí y se puede diseminar por vía hemática a diferentes tejidos, hecho condicionado por el tipo de flujo sanguíneo. Preferentemente se ubicarán en: ganglios linfáticos, riñones, epífisis de huesos largos, espacio sub aracnoideo, pero el sitio más importante serán las áreas apicales pulmonares. Los bacilos tuberculosos que continúan multiplicándose lesionan los órganos donde están localizados, provocando licuefacción de los tejidos, donde crecen extracelularmente, llegando a ser millones. En estas condiciones es fácil que, dado el gran número de bacilos, aparezcan mutantes resistentes a los agentes antituberculosos.Un 5% aproximadamente de los infectados desarrolla la enfermedad durante el primer año y otro 5% lo hará más tarde como resultado de reactivaciones de los bacilos persistentes dentro de viejos focos de infección; Estas reactivación estardías se producen habitualmente en las zonas altas del pulmón, pero puede ocurrir en cualquier parte del cuerpo.

Mycobacterium Tuberculosis: Microscopio óptico

Mycobacterium Tuberculosis: Microscopio electrónico

Tinción de Zielh Nielsen

La tinción diferencial de ácido-alcohol resistencia fue desarrollada por Paul Ehrlich en 1882. Actualmente se utiliza una modificación de la técnica de Ehrlich que recibe el nombre de tinción de Ziehl-Neelsen. Esta tinción sirve para teñir bacterias del género Mycobacterium, el resto de las bacterias se tiñen de azul por el colorante de contraste. M.tuberculosis, causante de la tuberculosis y M leprae, causante de la lepra o enfermedad de Hansen, se identifican mediante esta tinción. Las micobacterias son ácido-alcohol resistentes porque poseen en sus cubiertas lípidos de ácidos grasos complejos que forman en su pared celular un material de tipo céreo resistente a la decoloración. Una tinción ácido-alcohol resistente se realiza según los siguientes pasos:1. Tinción primaria con fucsina básica, que tiñe todas las células de rojo.2. Calentamiento suave de la preparación para facilitar la penetración del colorante en el interior de la célula.3. Decoloración con una solución de ácido clorhídrico en etanol. Este decolorante elimina la fucsina de todas las células excepto de las micobacterias, que la retienen debido a su superficie cerea.4. Coloración de contraste con azul de metileno. Se tiñen de azul todas las células previamente decoloradas, lo que facilita la diferenciación entre las células de Mycobacterum, aún teñidas de rojo, de las células restantes del espécimen.

Caracteristicas de la Mycobacterium Leprae

Mycobacterium Leprae se presenta como un bacilo recto o ligeramente incurvado. Es no esporulado, inmóvil y no capsulado. Es gram positivo, Cuando se tiñe con método de Ziehl-Neelsen, se visualiza como un bacilo rojo sobre fondo azul, ácido-alcohol-resistente, pudiéndolo hacer de forma uniforme o presentar gránulos con mayor tamaño que el diámetro promedio de la célula. Los bacilos que toman la coloración ácido-alcohol-resistente de manera uniforme son células viables y sanas mientras que es probable que los que presentan granulaciones en rosario no sean viables. La ácido-alcohol-resistencia de M. leprae puede ser eliminada por medio de la extracción prelimiar con piridina, una propiedad útil para diferenciar a este microorganismo de la mayor parte de las otras micobacterias. Puede emplearse también para visualizarlo la fluorescencia con auramina o naranja de acridina. Sin embargo a diferencia de otras micobacterias no se colorea en negro Sudán III y posee actividad fenolásica M. leprae presenta una triple cubierta rica en polisacáridos externos y en peptidoglicano basal que forma la pared que rodea al citoplasma. Peptidoglicano arabinogalactanos y micolatos contribuyen significativamente a la integridad estructural de la pared. En cambio otros, glicolípidos, glicopeptidolípidos y trehalosa que contienen lipooligosacáridos se han encontrado que son componentes activos de las micobacterias. La más notable de las moléculas de glicolípidos asociados a la pared celular de M. leprae es el glicolípido fenólico I (PGL-I), con un trisacarido especial que ha demostrado ser especie específico e

inmunogénico durante la infección de M. leprae. La presencia de glicina en vez de alanina en la pared le dota de fragilidad y crecimiento aberrante. El citoplasma posee una estructura central con ácidos nucleicos y ribosomas.

M. leprae se desarrolla lentamente y tiene un tiempo de generación de 1 día. Se comporta como un parásito intracelular obligado. Hasta el presente no se ha conseguido su cultivo en medios de laboratorios.

M. leprae posee varios antígenos de superficie y citoplasmáticos, algunos de los cuales son comunes a otras micobacterias y nocardias.

Manifestaciones clínicas y formas clínicas

LEPRA INDETERMINADA: es la fase de comienzo de la enfermedad, sin tratamiento puede evolucionar hacia la lepra tuberculoide, dimorfa o lepromatosa. La reacción a la lepromina es variable y la baciloscopía de la lesión es negativa, aunque en algunas ocasiones tras la búsqueda prolongada puede encontrarse algún bacilo suelto en cortes histológicos, donde además aparece una inflamación banal sin caracteres de especificidad. En definitiva, es una forma muy poco estable y el pronóstico es bueno con un tratamiento adecuado. Se manifiesta por máculas hipocrómicas, eritemato-hipocrómicas o eritematosas, son de tamaño y forma variables. Se localizan con mayor frecuencia en nalgas, espalda, muslos, brazos, excepcionalmente en palmas de las manos, plantas de los pies y cuero cabelludo. Pueden ser únicas o múltiples. Las máculas se manifiestan por hipoestesia más o menos definida. A demás de las alteraciones sensitivas también pueden presentar trastornos vasomotores, alopecía ligera o total. Nunca se produce la afección de los troncos nerviosos.

Diagnóstico Diferencial: Pitiriasis Vericolor, Pitiriasis Alba, Neurofibromatosis, Dermatitis Seborreica, - Dermatosis solar hipocromiante, Vitíligo, Hipocromías residuales, Nevus acrómico o despigmentado,  Esclerodermia en placas o Morfea, Pinta.

LEPRA TUBERCULOIDE: es una forma "benigna" de la enfermedad. Afecta solo la piel y los nervios. Reacción de Mitsuda positiva, tiene una estructura histológica característica, formada por granulomas epitelioides. El número de troncos nerviosos dañados es escaso y asimétrico, pero sin tratamiento puede dejar graves secuelas. En las lesiones se encuentran escasos y nulos bacilos debido a la gran capacidad de defensa del paciente en estos casos. En conclusión: Baciloscopía negativa, Mitsuda positiva, en ocasiones tendencia a la regresión. En piel un número escaso de lesiones, asimétricas, perfecta delimitación de las lesiones, tendencia a la curación en su parte central. Se localizan con preferencia en nalgas, muslos, piernas, brazos, antebrazos, tronco, regiones lumbares. Las lesiones en piel corresponden a: máculas, pápulas y nódulos. Existe alteración neurológica en todas las lesiones, en primer lugar se evidencia la anestesia térmica y posteriormente la dolorosa, pudiendo existir también hipoestesia o anestesia al tacto. Las lesiones pueden presentar alopecía total, disminución de la sudoración, lo que puede acabar en una anhidrosis completa.

Diagnóstico Diferencial: Dermatofitosis, Lupus eritematoso discoide y subagudo, Psoriasis, Dermatitis seborreica, Sarcoidosis, Sarcoma de Kaposi, Granuloma anular, Liquen plano anular, Esclerodermia en placa, Sífilis, Alopecia areata, Tuberculosis cutánea, Leishmaniosis, Cromomicosis, Esporotricosis, Blastomicosis sudamericana, Enfermedad de Jorge Lobo o lobomicosis, Toxicodermias.

LEPRA LEPROMATOSA: Se caracteriza por una reacción a la lepromina negativa. Esta falta de reacción a la enfermedad es la que determina en esta forma clínica la diseminación de los bacilos a parte de la piel y los nervios a los órganos internos. El número de micobacterias en estos pacientes

es importante, por lo tanto la baciloscopía es positiva. En la piel las lesiones son numerosas, simétricas, mal delimitadas, de localización y extensión variables. Las lesiones presentan cuatro formas: Nódulos o lepromas, máculas, infiltraciones y úlceras. Los lepromas constituyen las lesiones típicas de la enfermedad, aunque no son tan frecuentes. Hay alopecía, la barba puede faltar parcial o totalmente, el vello puede faltar por completo en el tórax y también a nivel del pubis. En los brazos, muslos, antebrazos, piernas y el dorso de las manos hay escasez o ausencia total del vello. En las uñas, además de grandes alteraciones tróficas de reabsorción, podemos encontrar una pérdida de brillo y una disminución del crecimiento. La sudación está suprimida por completo o casi por completo en las áreas de infiltración, las máculas y los lepromas; además, se constata su ausencia en grandes zonas del cuerpo coincidiendo con anestesias de origen troncular.

Diagnóstico Diferencial: Sífilis, Toxicodermias, Eritema nudoso, Leishmaniosis anérgica, Enfermedad de Jorge Lobo o lobomicosis, Lupus eritematoso sistémico, Xantomas, Neurofibromatosis, Lipomatosis, Linfomas cutáneos, Leucémides, Ictiosis, Alteraciones hereditarias o adquiridas de las cejas.

LEPRA BORDERLINE O LEPRA DIMORFA: Estos pacientes pueden presentar al mismo tiempo características próximas a la LT en algunas áreas y en otras aspectos clínicos semejantes a la LL. De acuerdo con Ridley y Jopling, la lepra borderline (LB) se subdivide en 3 grupos:

-Lepra Borderline Tuberculoide: presenta numerosas lesiones (5-25), semejante a LT, en la mayoría de los casos baciloscopía negativa, puede presentar afección de los troncos nerviosos con graves secuelas si no recibe tratamiento adecuado.

-Lepra Borderline Borderline: numerosas lesiones, algunas con bordes mal definidos y región central aparente (imagen de queso suizo). Afección nerviosa importante. Es muy inestable, puede pasar a BT o BL en poco tiempo. Baciloscopia positiva.

-Lepra Borderline Lepromatosa: gran número de lesiones de aspectos variados. Las lesiones no son tan simétricas como en la LL. Gran afectación nerviosa. Baciloscopia positiva

La primera vacuna contra la enfermedad fue desarrollada por el médico venezolano Jacinto Convit, gracias al descubrimiento del bacilo, en cierto tipo de armadillo, que luego de ser inoculado y combinado con la vacuna para la tuberculosis resultó óptimo en el tratamiento.

La prevención consiste en evitar el contacto físico cercano con personas que tengan esta enfermedad y que no hayan sido sometidas a tratamiento. Las personas afectadas con un tratamiento con medicamentos a largo plazo se vuelven no infecciosas (no transmiten el microorganismo que causa la enfermedad).

Mycobacterium leprae: Microscopio optico

Mycobacterium leprae: Microscopio electrónico

Distribución de la lepra