Staphylococcus haemolyticus es un miembro de los estafilococos coagulasa negativos (CoNS). [2] Es parte de la flora cutánea de los seres humanos, [3] y sus poblaciones más grandes se encuentran generalmente en las axilas , el perineo y lasáreas inguinales . [4] S. haemolyticus también coloniza primates y animales domésticos . [4] Es un patógeno oportunista bien conocidoy es el segundo CoNS aislado con mayor frecuencia ( S. epidermidis es el primero). [5] Infeccionespueden ser localizados o sistémicos y, a menudo, se asocian con la inserción de dispositivos médicos . [6] [7] [8] El fenotipo altamente resistente a los antibióticos y la capacidad de formar biopelículas hacen de S. haemolyticus un patógeno difícil de tratar. [5] Su especie más estrechamente relacionada es Staphylococcus borealis . [9]
Staphylococcus haemolyticus | |
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clasificación cientifica | |
Dominio: | Bacterias |
Filo: | Firmicutes |
Clase: | Bacilos |
Pedido: | Bacillales |
Familia: | Staphylococcaceae |
Género: | Estafilococo |
Especies: | S. haemolyticus |
Nombre binomial | |
Staphylococcus haemolyticus Schleifer y Kloos, 1975 [1] |
Biología y bioquímica
S. haemolyticus es inmóvil , no esporulante , facultativamente anaeróbico y grampositivo . Las células suelen tener forma de coco y tienen un diámetro de 0,8 a 1,3 μm. Vive en una amplia variedad de sustratos , que incluyen glucosa , glicerol , maltosa , sacarosa y trehalosa . También da positivo en la producción de acetoína, arginina , dihidrolasa, bencidina , catalasa , hemólisis y lipasa ; da negativo para coagulasa , DNasa , ornitina descarboxilasa , fosfatasa , ureasa y oxidasa . [2]
Condiciones de crecimiento
El crecimiento óptimo se produce entre 30 y 40 ° C en presencia de oxígeno y NaCl al 10% . Sin embargo, algunas cepas pueden crecer a temperaturas que oscilan entre 18 y 45 ° C. El crecimiento a 15 ° C o 15% de NaCl es escaso o ausente. [2]
Estructura del genoma
El genoma de la cepa JCSC1435 de S. 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 de G + C similar . Además, una gran proporción de los marcos de lectura abiertos (ORF) se conserva 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". [10]
Como se señaló, algunos ORF de S. haemolyticus difieren de S. aureus y S. epidermidis . Algunos de estos ORF codifican productos génicos 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 de ácido nucleico y 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 . [10]
El genoma de S. haemolyticus también contiene muchas secuencias de inserción (IS). Estos elementos IS pueden promover frecuentes reordenamientos genómicos que aceleran la diversificación de la especie. En teoría, estas adaptaciones podrían ayudar a S. haemolyticus a superar los efectos adversos de la exposición química (es decir, el uso de antibióticos ). La siguiente tabla contiene una lista de genes que se sabe que están asociados con la resistencia a los antibióticos de S. haemolyticus . [10] [11]
Clase | Agente antimicrobiano | MIC (mg / L) | ID de ORF | Nombre del gen | Producto | Localización |
---|---|---|---|---|---|---|
Penicilinas | Oxacilina | > 512 | SH0091 | meca | Proteína fijadora de penicilina 2 ' | ΨSCC mec (h1435) |
Ampicilina | 64 | SH1764 | blaZ | β-lactamasa | Tn552 | |
meticilina | meca | Proteína fijadora de penicilina 2 ' | ΨSCC mec (h1435) | |||
Cefalosporinas | Ceftizoxima | > 512 | SH0091 | meca | Proteína fijadora de penicilina 2 ' | ΨSCC mec (h1435) |
Macrólidos | Eritromicina | > 512 | pSHaeB1 | ermC | ARNr adenina N-6-metiltransferasa | Plásmido pSHaeB |
SH2305 | msrSA | Sistema de eflujo dependiente de ATP | πSh1 | |||
SH2306 | mphBM | Macrólido 2'-fosfotransferasa | πSh1 | |||
Quinolonas | Ofloxacina | 8 | SH0006 | gyrA | ADN girasa ( topoisomerasa II ) subunidad A ( mutación puntual C7313T) | |
SH1553 | parC (grlA) | Topoisomerasa IV subunidad A ( mutación puntual G1598138A) | ||||
Tetraciclinas | Tetraciclina | 2 | ||||
Minociclina | 0,5 | |||||
Aminoglucósidos | Kanamicina | > 512 | SH1611 | aacA-aphD | Aminoglucósido N-acetiltransferasa bifuncional y aminoglucósido fosfotransferasa | Tn 4001 |
Tobramicina | dieciséis | SH1611 | aacA-aphD | Bifuncional | Tn 4001 | |
Gentamicina | 64 | SH1611 | aacA-aphD | Bifuncional | Tn 4001 | |
Glucopéptidos | Vancomicina | 4 | ||||
Teicoplanina | 64 | |||||
Fosfomicina | Fosfomicina | > 512 | pSHaeA1 | fosB | Glutatión transferasa | Plásmido pSHaeA |
Pared celular
Como otros microbios grampositivos , S. haemolyticus tiene una pared celular gruesa y bastante homogénea (60-80 nm) compuesta de peptidoglicano , ácido teicoico y proteína . 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. [2] [12] Las alteraciones de estos puentes cruzados están implicadas en la resistencia a los glucopéptidos. [12] Los ácidos teicoicos de S. haemolyticus son polímeros solubles en agua con grupos fosfodiéster repetidos unidos covalentemente al peptidoglicano. El ácido teicoico de peptidoglicano tipo L-Lys-Gly 3.5-4.0, L-Ser0.9-1.5 contiene glicerol y N-acetilglucosamina . Los principales ácidos grasos de la pared celular son CBr-15, CBr-17, C18 y C20. [2]
Cápsula
Ciertas cepas de S. haemolyticus son capaces de producir un polisacárido capsular (CP). [10] [13] La cepa JCSC1435 de S. haemolyticus contiene un operón de cápsula ubicado dentro del "entorno oriC". [10] Este operón contiene 13 ORF en una región de 14 652 pb y se denomina locus cap sh . Los primeros siete genes de cap sh ( capA sh a capG sh ) son homólogos al locus cap5 o cap8 de S. aureus . Sin embargo, capH a capM son exclusivos de S. haemolyticus , [10] y esta región codifica enzimas para un residuo de azúcar tridesoxi único que es N-acilado por ácido aspártico . [13]
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 glucosa al 1% , caldo de infusión cerebro corazón o caldo Columbia con NaCl al 2% favorece la producción de PC; el cultivo en placas de agar sal de Columbia no es óptimo. Solo se generan trazas de PC antes del final de la fase exponencial, y la tasa máxima de producción de PC no se produce hasta la fase estacionaria temprana. [13]
La PC 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 . [3] [5] [14] [15] La formación de biopelículas aumenta la resistencia a los antibióticos [5] [14] [15] ya menudo conduce a infecciones persistentes. [16] [17] Las biopelículas de S. haemolyticus no dependen de la adhesina intercelular de polisacáridos (PIA), y la falta del operón ica (el grupo de genes que codifica la producción de PIA) se puede utilizar para distinguir las cepas de S. haemolyticus de otras CoNS especies. [3] [13] [15]
La formación de biopelículas está influenciada por una variedad de factores que incluyen carbohidratos , proteínas y ADN extracelular . Los ensayos de desprendimiento con NaIO 4 , 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 DNasa ha llevado a varios autores a sugerir una función de adhesión de célula a superficie y / o célula a célula para el ADN extracelular. La formación de biopelículas también parece estar influenciada por la presencia de glucosa y NaCl. La formación de biopelículas aumenta cuando se cultiva en TSB con glucosa al 1% y disminuye cuando se cultiva en TSB con NaCl al 3%. [15] La producción de un polisacárido capsular disminuye la formación de biopelículas. [13]
Las concentraciones subinhibidoras (concentraciones inhibitorias por debajo del mínimo ) del antibiótico dicloxacilina también afectan el crecimiento de las biopelículas de S. haemolyticus . Las biopelículas formadas en presencia de concentraciones subinhibidoras de dicloxacilina contienen menos biomasa y tienen una composición alterada. Son más delgados, cubren menos superficie y son menos hidrófobos , pero también tienen un mayor nivel de resistencia a la dicloxacilina. [14]
Toxinas
Algunas cepas de S. haemolyticus producen enterotoxinas (SE) y / o hemolisinas . [10] [18] En un estudio de 64 cepas de S. haemolyticus , se observó la producción de SEA, SEB, SEC y / o SEE (solo SED estuvo ausente). Además, se encontró que el 31,3% de las cepas producían al menos un tipo de enterotoxina . [18]
Identificación
S. haemolyticus se puede identificar a nivel de especie utilizando una variedad de métodos manuales y automatizados. Los más 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), reacción en cadena de la polimerasa y análisis electroforético . del 16S rRNA , hsp60 , o soda secuencia del gen . La preferencia hacia un método en particular generalmente depende de la conveniencia, la economía y la especificidad requerida (algunas especies tienen ARNr 16S idéntico). [7] [19] La especie más estrechamente relacionada de S. haemolyticus es Staphylococcus borealis . [9]
Método | Pruebas realizadas | Interpretación |
---|---|---|
Referencia | 16 pruebas de crecimiento convencionales que incluyen: pigmento de colonias, DNasa, fosfatasa alcalina, ornitina descarboxilasa, ureasa, producción de acetoína, sensibilidad a la novobiocina, resistencia a la polimixina y producción de ácido a partir de D-trehalosa, D-manitol, D-manosa, D-turanosa, D- xilosa, D-celobiosa, maltosa y sacarosa | Los resultados se comparan con la bibliografía sobre especies de estafilococos [19]. |
API ID 32 Staph (bioMe´rieux) | Se agrega una suspensión bacteriana a un conjunto de pocillos 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 se determinan mediante una computadora automatizada utilizando el software APILAB ID 32 [19] |
Staph-Zym (Rosco) | Se agrega una suspensión bacteriana a los minitubos para 10 pruebas metabólicas o enzimáticas | Los resultados se determinan mediante cambios de color, después de 24 horas de incubación, y pruebas de susceptibilidad a la polimixina y la novobiocina [19]. |
UZA (un método rápido de 4 horas) | Este método es un proceso de dos pasos. El primer paso consta de tres pruebas medidas después de cuatro horas de incubación a 37 ° C: producción de ácido a partir de D-trehalosa, ureasa y fosfatasa alcalina. El segundo paso incluye cuatro posibles pruebas, que se administran según sea necesario después de 24 horas de incubación a 37 ° C. Son: ornitina descarboxilasa, susceptibilidad a novobiocina, susceptibilidad a fosfomicina y crecimiento anaeróbico. | Los resultados se comparan con la bibliografía sobre especies de estafilococos [19]. |
PCR y electroforesis | Utiliza cebadores degenerados específicos de genes para amplificar fragmentos de ADN; estos fragmentos se resuelven mediante electroforesis y luego se purifican para la secuenciación del ADN. | Los resultados se determinan mediante un análisis de secuencia [7] |
Importancia clínica
S. haemolyticus es el segundo CoNS más aislado clínicamente ( S. epidermidis es el primero) y se considera un patógeno nosocomial importante . [20] Las infecciones humanas incluyen: endocarditis de válvula nativa , sepsis , peritonitis e infecciones del tracto urinario , heridas , huesos y articulaciones . [3] [4] [5] [13] Las infecciones poco frecuentes de tejidos blandos generalmente ocurren en pacientes inmunodeprimidos . [21] Como otros ECoN, S. haemolyticus se asocia a menudo con la inserción de cuerpos extraños , tales como válvulas protésicas, derivaciones del líquido cefalorraquídeo , prótesis ortopédicas , y intravasculares, catéteres urinarios, y diálisis . [6] [7] [8] S. haemolyticus es resistente a múltiples fármacos [22] y puede formar biopelículas, lo que hace que las infecciones sean especialmente difíciles de tratar. [17]
Infecciones asociadas a catéteres vasculares
S. haemolyticus puede colonizar 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 de la cepa de S. haemolyticus . Por lo general, se considera que la extracción del catéter es el mejor tratamiento, pero no siempre es posible. Alternativamente, se pueden administrar vancomicina o teicoplanina . [8] La evidencia reciente sugiere que los glicopéptidos se pueden complementar con β-lactámicos para trabajar sinérgicamente. [20]
Resistencia antibiótica
S. haemolyticus tiene el nivel más alto de resistencia a los antibióticos entre los CoNS. [15] Varias cepas son resistentes a uno o más de estos antibióticos : penicilinas , cefalosporinas , macrólidos , quinolonas , tetraciclinas , aminoglucósidos , glicopéptidos y fosfomicina (ver tabla en Estructura del genoma), [5] [10] [22] [23 ] y la resistencia a múltiples fármacos es común. [22] Como se indicó anteriormente, han comenzado a surgir incluso cepas resistentes a glucopéptidos (vancomicina y teicoplanina). [6] [20] [24] [25]
Referencias
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enlaces externos
- Genoma de Staphylococcus haemolyticus
- Tipo de cepa de Staphylococcus haemolyticus en Bac Dive - la base de metadatos de diversidad bacteriana