Methylobacterium spp.: bacteria ubicua, promotora del crecimiento de plantas y patógena oportunista humana: Cultivo cualitativo y cuantitativo; Diagnóstico molecular (PCR) e identificación de especies (PCR y secuenciación).
Las metilobacterias eran bacterias que antes de incluirse en el género Methylobacterium creado en 1976, se incluían en otros géneros como Pseudomonas. Son bacterias cocobacilares, que suelen presentarse agrupadas o a veces formando cadenas, gramnegativas, vacuoladas, aerobias estrictas, la mayoría móviles por un único flagelo. Su crecimiento es dificultoso y de desarrollo lento que requiere de 7 a 10 días para formar colonias en los medios de cultivo sólidos. Sus colonias son pigmentadas de color rosa de 1 a 2 mm de diámetro según el tiempo de crecimiento.
Fisiológicamente son metilotróficas facultativas, ya que pueden utilizar fuentes de carbono de moléculas con varios átomos de carbono, pero que se diferencian de otras bacterias porque pueden desarrollarse a partir de moléculas con un solo átomo de carbono reducido (diferentes del CO2).Al ser metilotróficas facultativas, pueden crecer en medios de cultivo que contengan compuestos carbonados con moléculas de un solo átomo de carbono (sin enlaces de carbono) como metanol, formadehido, ácido fórmico y algunas aminas metiladas (metilamina) o halogenadas. Según las moléculas de carbono que puedan utilizar se han diferenciado dos grupos, las que utilizan metano como única fuente de carbono y las que no pueden utilizarlo. Este hecho facilita que se encuentren en ambientes con escasos nutrientes (oligotróficas) como son las aguas naturales superficiales, aguas de depósitos, o incluso de las redes de distribución de aguas potables por ser resistentes al cloro de las aguas tratadas.
Su temperatura óptima de crecimiento es de 25 a 30ºC. Metabólicamente son productoras de catalasa, de oxidasa y de ureasa, no productoras de indol, ni de SH2. Tanto la reacción del rojo de metilo como la prueba de Voges-Proskauer son negativas. Hidrolizan el almidón, pero no hidrolizan la gelatina, esculina ni el ADN; reducen nitratos, utilizan el citrato como fuente de carbono (prueba de citrato de Simmons), generan ácido a partir de D-arabinosa, pero no a partir de D-glucosa, D-galactosa, D-manosa o maltosa. No crecen en presencia de 10% de NaCl. Se han descritos más de 34 especies distintas. No obstante, su crecimiento lento, hace que sea muy dificultosa la identificación fenotípica a través de pruebas metabólicas, por lo que es más práctica sui identificación molecular, bien con cebadores de amplificación de género (PCR), o secuenciación del gen de 16S ARNr para la identificación de especie.
Por la pigmentación rosada de sus colonias pueden confundirse con otras bacterias cuyas colonias se pigmentan como ocurre con Serratia, Azospirillum, Roseomonas y Asaia.
Son bacterias saprofitas, muy distribuidas en la naturaleza siendo frecuentes en aguas naturales y residuales, tierras, sedimentos de lagos, aire, hojas de plantas, granos de arroz, rumen de vacunos, e incluso en ambientes hospitalarios. En las plantas se encuentran como colonizadoras epifitas en las hojas o endófitas, colonizando intracelularmente los brotes de germinación o crecimiento. Como simbiontes se encuentran en los nódulos de las raíces, donde pueden beneficiarse del metanol generado por las plantas. Producen fitohormonas que estimulan la germinación de semillas y el crecimiento de las plantas aumentando la germinación de las semillas, el área de hojas, o la altura de plantas (Plant growth promoting rhizobacteria –PPR-).
También se han encontrado relacionadas con microalgas. El aumento de interés de las microalgas tanto desde el punto de vista industrial por su alto contenido en lípidos y su capacidad de acumular compuestos de alto valor, como alimentario para ser utilizadas como suplementos alimentarios y para piensos de animales, e incluso para la producción de biocombustibles, o de fertilizantes sintéticos. Al asociarse con las microalgas estimularían su crecimiento y su morfogénesis al liberar minerales esenciales, vitaminas, auxinas reguladoras del crecimiento celular, y moléculas del implicadas en el mecanismo de “Quorum sensing” (percepción de cuórum).
Desde el punto de vista clínico son importantes, porque pueden formar parte de la flora transitoria corporal y provocar infecciones oportunistas por contaminación a partir de varias fuentes ambientales. Se han encontrado como patógenas oportunistas cuando existen procesos subyacentes sobre todo en pacientes inmunodeprimidos, pero también en pacientes sometidos a procesos diagnósticos invasivos en los que se utilizan instrumentos que no pueden esterilizarse adecuadamente. Las infecciones oportunistas pueden localizarse en sangre (bacteriemias), médula ósea, aparato respiratorio (neumonías, empiemas pleurales), peritoneo, meninges, articulaciones o piel. Estas infecciones se producen fundamentalmente en pacientes inmunodeprimidos, como los afectos de neoplasias malignas (pulmón, vejiga, utero, …), linfomas, leucemias tras trasplante de médula ósea, infectados por virus de inmunodeficiencia humana (VIH/SIDA), afectos de insuficiencia renal, esclerosis múltiple o alcoholismo.
Al encontrarse presentes en las conducciones de aguas de los centros sanitarios, por ser resistentes al cloro, son fuente de infección en consultas dentales, en intervenciones quirúrgicas cuando el lavado de manos se realiza con agua de grifos, en las unidades donde se utilizan instrumentos que no se pueden esterilizar adecuadamente como endoscopios flexibles que entran en contacto con mucosas (respiratoria, gastrointestinal, peritoneo, vías genitourinarias, …) y que son tratados con soluciones de glutaraldehido hasta el 2% al que son resistentes.
El tratamiento antimicrobiano requiere conocer su sensibilidad empírica ya que, por sus características de cultivo lento, no son propicias a esperar el resultado de las pruebas de sensibilidad. Los antimicrobianos más recomendados son amikacina, gentamicina, ciprofloxacino, TMP-SMX, ceftriaxona, ceftizoxima o imipenem.
Su crecimiento dificultoso y lento en los medios de cultivo microbiológicos puede dificultar su hallazgo y su diagnóstico microbiológico en los laboratorios ya que habitualmente los cultivos no se mantienen el tiempo requerido para su desarrollo, ni tampoco se suelen incubar a su temperatura óptima de crecimiento. Por esta razón, se han desarrollado métodos moleculares que obvien los problemas de su cultivo y eviten resultados falsos negativos en su diagnóstico.
Pruebas realizadas en IVAMI:
- Cultivo cualitativo y cuantitativo.
- Diagnóstico molecular (PCR).
- Identificación molecular de especies (secuenciación).