Yersinia pestis: Cultivo; Diagnóstico molecular (PCR) [(Yersinia pestis: Culture; Molecular diagnosis (PCR)].

Información 26-12-2019.

Yersinia pestis es el agente etiológico de la peste, una enfermedad que se transmite desde roedores infectados a humanos, principalmente a través de la picadura de pulgas. La enfermedad también puede producirse al inhalar aerosoles contaminados o por contacto directo con tejidos de animales infectados. Y. pestis ha causado tres pandemias de peste en la era moderna (a mediados del siglo VI, a mediados del siglo XIV -conocida como la Peste Negra-, y a principios del siglo XX), y la bacteria aún persiste de forma endémica entre las poblaciones de roedores de muchos países.

Y. pestis fue descubierta por el bacteriólogo del Instituto Pasteur Alexandre Yersin, y casi al mismo tiempo por el bacteriólogo japonés Kitasato Shibasaburō, durante un brote de peste en Hong Kong en 1894. Se trata de un bacilo o cocobacilo gram-negativo, inmóvil y anaerobio facultativo, que posee un conjunto de factores de virulencia que facilitan la infección de las pulgas y la evasión de la respuesta inmune de los mamíferos infectados, lo que lleva a la muerte rápida del hospedador en ausencia de un tratamiento adecuado.

Entre los factores de virulencia, destacan los antígenos antifagocitarios Factor 1 (F1) y antígeno-V (LcrV). La bacteria libera F1, el cual se ensambla en una estructura tipo cápsula que aumenta la resistencia de Y. pestis a la fagocitosis por los macrófagos. LcrV también aumenta la resistencia a la fagocitosis, así como la regulación negativa de la respuesta inflamatoria. Además, el sistema de secreción de tipo III (type-III secretion system, T3SS) permite que la bacteria inyecte proteínas en macrófagos y otras células inmunes. Estas proteínas, llamadas proteínas externas de Yersinia (Yersinia outer proteins, Yops), incluyen por un lado Yop B/D, que forman poros en la membrana de la célula huésped y se han relacionado con la citólisis, y por otro lado YopO, YopH, YopM, YopT, YopJ y YopE, que son inyectadas en el citoplasma de las células del hospedador mediante T3SS por el poro creado por YopB/D, y limitan la fagocitosis y las vías de señalización celular importantes para la defensa inmunitaria innata.

Y. pestis se encuentra presente en varios reservorios animales, particularmente en roedores, en todos los continentes excepto Oceanía. Sin embargo, sigue siendo un problema relativamente raro en la mayoría de los países, y el 90% de los casos ocurren en África. Los tres países más endémicos del mundo son la República Democrática del Congo, Madagascar y Perú. Madagascar es el país más afectado, con informes de brotes de peste entre la población cada año.

Contrariamente a la creencia popular, las ratas no comenzaron directamente la propagación de la peste bubónica. Es principalmente una enfermedad en las pulgas (Xenopsylla cheopis, o pulga de la rata) que infestaron a las ratas convirtiéndolas en las primeras víctimas de la peste. La infección en un humano ocurre cuando una persona es mordida por una pulga que ha sido infectada al morder a un roedor, el cual también había sido infectado por la picadura de una pulga que era portadora de la bacteria. Los microorganismos se multiplican dentro de la pulga, uniéndose para formar un tapón que bloquea su estómago y hace que no pueda succionar y alimentarse, por lo va cambiando de animal o de persona en busca de alimento e inyectando Y. pestis al tratar de succionar. Los brotes graves de peste humana generalmente se inician por otros brotes de enfermedades en roedores, o por un aumento en la población de roedores.

Las personas infectadas por esta bacteria generalmente presentan, después de un período de incubación de entre uno a siete días, un síndrome febril agudo junto con otros síntomas inespecíficos como aparición repentina de fiebre, escalofríos, cefaleas y debilidad, vómitos y náuseas. La infección puede ocurrir de manera natural de tres formas diferentes:

• Peste bubónica: es la forma más común de peste, y se adquiere a través de la picadura de una pulga infectada. La bacteria penetra en el organismo a través de la picadura y se desplaza hacia los ganglios linfáticos, donde se replica. Los pacientes desarrollan fiebre repentina, cefaleas, escalofríos y debilidad, y uno o más ganglios linfáticos inflamados, sensibles y dolorosos (llamados bubones). En etapas avanzadas de la infección, estos bubones pueden convertirse en ulceraciones purulentas. Cuando la infección avanza puede extenderse a los pulmones, y producir un tipo más grave de peste llamada peste neumónica. La transmisión de la peste bubónica de humano a humano es rara.

• Peste neumónica: es resultado de la infección por Y. pestis en los pulmones. Es la forma más virulenta de infección y el periodo de incubación puede ser muy corto, incluso inferior a 24 horas. La transmisión entre humanos se puede producir a través de secreciones respiratorias o aerosoles, pero este tipo de presentación también puede desarrollarse a partir de una peste bubónica o septicémica no tratada, después de que la bacteria se haya diseminado hacia los pulmones. Se trata de una neumonía de desarrollo rápido con dificultad para respirar, dolor torácico, tos y, a veces, secreciones respiratorias sanguinolentas, pudiendo llegar finalmente a fallo respiratorio y shock.

• Peste septicémica: es el resultado de la bacteria multiplicándose en sangre y diseminándose por todo el organismo. Generalmente ocurre como consecuencia de una peste bubónica o neumónica no tratada. Los pacientes desarrollan fiebre, escalofríos, debilidad extrema y dolor abdominal. Las endotoxinas bacterianas pueden causar coagulación intravascular diseminada (CID), produciendo pequeños coágulos por todo el cuerpo que pueden ocasionar necrosis isquémica. Además, la CID produce un agotamiento de los factores de la coagulación del organismo, por lo que las hemorragias son difíciles de controlar. En consecuencia, se producen hemorragias cutáneas y de otros órganos, lo que puede causar hemoptisis y hematemesis. Sin tratamiento, la peste septicémica suele ser mortal.

• Peste faríngea: se trata de un tipo poco común de infección, que se da en personas que han comido carne cruda o poco cocinada de animales infectados por Y. pestis. Aunque puede producir síntomas similares a las otras formas de peste, también causa síntomas específicos como faringitis, disfagia, linfadenitis submandibular, amigdalitis y dolor abdominal. Este tipo de infección es más habitual en zonas de Oriente Medio, Norte de África y Asia Central, y la mayoría de veces se ha producido por consumo de carne de camellos infectados.

• Otras formas de infección: se han informado casos de peste gastrointestinal, cutánea, meníngea y endoftálmica.

La peste se diagnostica primero por la sintomatología y por un historial de posible exposición a roedores. Debido a que los síntomas pueden ser similares a los observados en otros procesos como la tularemia, el dengue o la neumonía, el diagnóstico debe incluir la identificación de Y. pestis en una prueba de laboratorio. El aislamiento de la bacteria en cultivo de muestras clínicas constituye el “gold standard” de diagnóstico. Las muestras deben obtenerse de lugares apropiados para aislar la bacteria y dependen de la presentación clínica: aspirado de ganglios linfáticos, hemocultivos (en caso de septicemia), o esputo, lavado bronquial o traqueal y biopsia pulmonar (en caso de peste neumónica).

Además del cultivo, se pueden emplear también técnicas moleculares. Los genes de virulencia ubicados en tres plásmidos bien caracterizados (pFra, pYV y pPst) y en la "isla de patogenicidad" cromosómica de Y. pestis pueden usarse como diana para la identificación y caracterización de esta bacteria. En los casos en que los organismos vivos no son cultivables (como en muestras de autopsias), las muestras de tejido linfoide, bazo, pulmón, hígado o médula ósea pueden arrojar evidencia de infección por Y. pestis mediante métodos como la inmunofluorescencia directa (IFD) o la PCR.

Y. pestis es un organismo clasificado dentro de la Categoría A por el CDC. Esto implica que está considerado como un agente de alta prioridad que representa un riesgo a la seguridad pública debido a su facilidad para ser transmitido persona a persona y a que la infección puede producir una elevada tasa de mortalidad y generar el pánico entre la población. Actualmente, en condiciones naturales, la peste está bastante bien controlada y sigue siendo una enfermedad rara, incluso en la mayoría de las áreas del mundo en las que es endémica. Sin embargo, uno de los mayores peligros futuros puede ser la amenaza de este microorganismo utilizado como arma biológica.

Pruebas realizadas en IVAMI:

• Culture.
• Diagnóstico molecular (PCR).

Muestra recomendada: 

• Para cultivo y detección molecular mediante PCR: aspirado de ganglios linfáticos, esputo, lavado bronquial/traqueal, líquido pleural, sangre, exudado de úlcera, muestras de biopsia/autopsia (secciones de ganglio linfático, pulmón, hígado, bazo). 

Conservación y envío de la muestra:

• Refrigerada (preferido) durante menos de 2 días.
• Congelada: más de 48 horas. 

Plazo de entrega: 

• Cultivo: 4 a 5 días laborables.
• Diagnóstico molecular (PCR): 48 a 72 horas. 

Coste de la prueba:  

• Cultivo: Consultar a ivami@ivami.com.
• Diagnóstico molecular (PCR): Consultar a ivami@ivami.com.