Bordetellae

La tos ferina es una enfermedad infecciosa aguda que afecta predominantemente a niños y se caracteriza por un curso cíclico y una tos espasmódica paroxística.

El agente causal, Bordetella pertussis, fue descubierto por primera vez en 1900 en frotis de esputo de un niño y luego aislado en cultivo puro en 1906 por J. Bordet y O. Gengou. El agente causal de una enfermedad similar a la tos ferina pero más leve, Bordetella parapertussis, fue aislado y estudiado en 1937 por G. Eldering y P. Kendrick e independientemente en 1937 por W. Bradford y B. Slavin. Bordetella bronchiseptica, el agente causal de una enfermedad rara similar a la tos ferina en humanos, fue aislada en 1911 en perros por N. Ferry y en humanos por Brown en 1926. En 1984, se aisló una nueva especie, Bordetella avium, cuya patogenicidad para humanos aún no se ha establecido.

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Morfología de Bordetella

Las Bordetella pertenecen a la clase Betaproteobacteria, son gramnegativas y se tiñen bien con todos los colorantes de anilina. A veces, la tinción bipolar se revela debido a los granos de volutina en los polos celulares. El agente causal de la tos ferina tiene la forma de un bacilo ovoide (coccobacterium) que mide 0,2-0,5 x 1,0-1,2 μm. El bacilo Parakoklyushnaya tiene la misma forma, pero es algo más grande (0,6 x 2 μm). Por lo general, se encuentran solos, pero pueden ubicarse en pares. No forman esporas; se encuentra una cápsula en cultivos jóvenes y en bacterias aisladas de un macroorganismo. Las Bordetella son inmóviles, con la excepción de B. bronchiseptica, que es una bacteria peritrica. El contenido de G + C en el ADN es de 61-70 mol %. Pertenecen a las bacterias hemofílicas.

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Propiedades bioquímicas de Bordetella

Las Bordetella son aerobias estrictas, quimioorganótrofas. La temperatura óptima de crecimiento es de 35-36 °C. El agente causante de la tos ferina en su forma S lisa (denominada fase I), a diferencia de las otras dos especies de Bordetella, no crece en MPB ni MPA, ya que su reproducción se ve obstaculizada por la acumulación de ácidos grasos insaturados en el medio formado durante el crecimiento, así como de azufre coloidal y otros productos metabólicos formados durante el mismo. Para neutralizarlos (o adsorberlos), se debe añadir almidón, albúmina y carbón vegetal o resinas de intercambio iónico al medio de cultivo de las bacterias de la tos ferina. El microbio requiere la presencia de tres aminoácidos en el medio de cultivo: prolina, cisteína y ácido glutámico, cuya fuente son los hidrolizados de caseína o de frijol. El medio tradicional para el cultivo del bacilo de la tos ferina es el medio Bordet-Gengou (agar patata-glicerina con sangre), en el que crece en forma de colonias lisas, brillantes y transparentes, con forma de cúpula y un tono perlado o metálico, de aproximadamente 1 mm de diámetro, que crecen entre el tercer y cuarto día. En otro medio, el agar caseína-carbón (CCA), también entre el tercer y cuarto día, crecen colonias lisas y convexas de aproximadamente 1 mm de diámetro, de color crema grisáceo y consistencia viscosa. Las colonias de bacterias parapertussis no difieren en apariencia de las de la tos ferina, pero son más grandes y se detectan entre el segundo y tercer día, mientras que las colonias de B. bronchiseptica se detectan entre el primer y segundo día.

Un rasgo característico de las bacterias de la tos ferina es su tendencia a cambiar rápidamente sus propiedades de cultivo y serológicas cuando varían la composición del medio nutritivo, la temperatura y otras condiciones de crecimiento. En el proceso de transición de la forma S (fase I) a la forma R rugosa y estable (fase IV), pasando por las fases intermedias II y III, se observan cambios graduales en las propiedades antigénicas; las propiedades patógenas se pierden.

Las bacterias Parapertussis y B. bronchiseptica, así como las bacterias de la tos ferina de fases II, III y IV, crecen en MPA y MPB. Al crecer en un medio líquido, se observa una turbidez difusa con un sedimento denso en el fondo; las células pueden ser algo más grandes y polimórficas, a veces formando filamentos. En la forma R y las formas intermedias, las bacterias presentan un polimorfismo pronunciado.

En el medio Bordet-Gengou, todas las Bordetella forman una zona de hemólisis ligeramente limitada alrededor de las colonias y se extienden difusamente en el medio.

La Bordetella no fermenta carbohidratos, no forma indol ni reduce nitratos a nitritos (con excepción de B. bronchiseptica). La bacteria Parapertussis secreta tirosinasa, que forma un pigmento que colorea el medio y el cultivo de color marrón.

Bordetella contiene varios complejos antigénicos. El antígeno O somático es específico de la especie; el antígeno genérico es el aglutinógeno 7. Los principales aglutinógenos en el agente causal de la tos ferina son el 7.º (genérico), el 1.º (especie) y los 2.º y 3.º, específicos del tipo, detectados con mayor frecuencia. Según su combinación, se distinguen cuatro serovariantes en Bordetella pertussis: 1, 2, 3; 1, 2.0; 1, 0, 3 y 1.0.0.

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Factores de patogenicidad de Bordetella

Las fimbrias (aglutinógenos), la proteína de membrana externa pertactina (69 kDa) y la hemaglutinina filamentosa (proteína de superficie) son responsables de la adhesión del patógeno al epitelio ciliar de las secciones medias del tracto respiratorio (tráquea, bronquios). La cápsula protege contra la fagocitosis. La hialuronidasa, la lecitinasa, la plasmacoagulasa y la adenilato ciclasa suelen estar presentes. La endotoxina (LPS) contiene dos lípidos: A y X. La actividad biológica del LPS está determinada por el lípido X; el lípido A tiene baja pirogenicidad y no es tóxico. El LPS tiene inmunogenicidad (vacuna de célula completa), pero causa sensibilización. Existen tres exotoxinas. La toxina pertussis (117 kDa) es similar en estructura y función al coleragen, exhibe actividad de ADP-ribosiltransferasa (ribosilato transducina, una proteína de membrana celular diana que forma parte del sistema que inhibe la adenilato ciclasa celular), es un potente inmunógeno, aumenta la linfocitosis y la producción de insulina. La citotoxina traqueal es un fragmento de glicano peptídico, es pirogénica, artritogénica, induce sueño de ondas lentas y estimula la producción de IL-1, en respuesta a la cual se sintetiza óxido nítrico (factor citotóxico). Daña las células epiteliales traqueales y causa ciliostasis. La dermonecrotoxina termolábil es neurotrópica, tiene actividad vasoconstrictora, es homóloga al factor necrotizante citotóxico 1 (CNF1) de Escherichia coli. Su diana son las proteínas Rho de las membranas celulares. La dermonecrotoxina se detecta mediante una prueba intradérmica en conejos (prueba de Dold).

Inmunidad

Después de la enfermedad, se forma una inmunidad estable que dura toda la vida; la inmunidad postvacunación dura solo entre 3 y 5 años.

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Epidemiología de la tos ferina

El origen de la infección en la tos ferina y la parapertussis es un paciente con una forma típica o latente, especialmente en el período previo a la aparición de la tos espasmódica. En la enfermedad similar a la tos ferina causada por B. bronchiseptica, el origen de la infección pueden ser animales domésticos y salvajes, entre los que a veces se observan epizootias (cerdos, conejos, perros, gatos, ratas, cobayas, monos), y la afectación más frecuente es del tracto respiratorio. El mecanismo de infección es aéreo. Bordetella tiene un tropismo específico por el epitelio ciliar del tracto respiratorio del huésped. Las personas de todas las edades son susceptibles a la infección, pero los niños de 1 a 10 años son los más susceptibles.

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Síntomas de la tos ferina

El período de incubación de la tos ferina es de 3 a 14 días, con mayor frecuencia de 5 a 8 días. El patógeno, tras penetrar en la mucosa del tracto respiratorio superior, se multiplica en las células del epitelio ciliar y luego se propaga por vía broncogénica a las secciones inferiores (bronquiolos, alvéolos, bronquios pequeños). Bajo la acción de la exotoxina, el epitelio de la mucosa se necrosa, como resultado de lo cual se irritan los receptores de la tos y se crea un flujo constante de señales en el centro de la tos del bulbo raquídeo, en el que se forma un foco persistente de excitación. Esto conduce a la aparición de ataques de tos espasmódica. La tos ferina no se acompaña de bacteriemia. La flora bacteriana secundaria puede provocar complicaciones.

Durante el curso de la enfermedad se distinguen las siguientes etapas:

• período catarral, que dura aproximadamente 2 semanas y se acompaña de tos seca; la condición del paciente empeora gradualmente;
• período convulsivo (espasmódico) o espasmódico, que dura hasta 4-6 semanas y se caracteriza por ataques de tos “perruna” incontrolable que ocurren hasta 20-30 veces al día y los ataques pueden ser provocados incluso por irritantes no específicos (luz, sonido, olor, manipulaciones médicas, examen, etc.);
• el período de resolución, cuando los ataques de tos se vuelven menos frecuentes y de menor duración, se rechazan las áreas necróticas de la membrana mucosa del tracto respiratorio superior, a menudo en forma de "moldes" de la tráquea y los bronquios; duración: 2-4 semanas.

Diagnóstico de laboratorio de la tos ferina

Los principales métodos de diagnóstico son bacteriológicos y serológicos; para un diagnóstico acelerado, especialmente en etapas tempranas de la enfermedad, se puede utilizar la inmunofluorescencia. Para aislar un cultivo puro, se utiliza moco de la nasofaringe o esputo, que se siembra en medio AUC o Bordet-Gengou. La siembra también puede realizarse mediante el método de "placas para la tos". El cultivo se identifica mediante una combinación de propiedades culturales, bioquímicas y antigénicas. Las reacciones serológicas (aglutinación, fijación del complemento y hemaglutinación pasiva) se utilizan principalmente para el diagnóstico retrospectivo de la tos ferina o en casos en los que no se ha aislado un cultivo puro. Los anticuerpos contra el patógeno aparecen a partir de la tercera semana de la enfermedad; el diagnóstico se confirma mediante un aumento del título de anticuerpos en muestras de suero tomadas con intervalos de una a dos semanas. En niños de dos años de vida, las reacciones serológicas suelen ser negativas.

Tratamiento de la tos ferina

Para el tratamiento se utilizan antibióticos (gentamicina, ampicilina); son eficaces en el período catarral de la enfermedad e inútiles en el período convulsivo.

Prevención específica de la tos ferina

Para la prevención rutinaria de la enfermedad, los niños se vacunan contra la tos ferina con la vacuna antitos ferina-difteria-tétanos (DPT) adsorbida, que contiene 20 mil millones de bacterias de tos ferina muertas en 1 ml. La vacuna antitos ferina muerta, producida por separado y utilizada en grupos infantiles según indicaciones epidemiológicas, se basa en el mismo componente. Este componente es reactogénico (propiedad neurotóxica), por lo que actualmente se están estudiando activamente vacunas acelulares que contienen de 2 a 5 componentes (toxoide pertussis, hemaglutinina filamentosa, pertactina y 2 aglutinógenos fimbriales).