Francisella tularensis, F. noatunensis subsp. noatunensis y F. noatunensis subsp. orientalis – Cultivo; Diagnóstico molecular (PCR).

Información 12-08-2018.

            Francisella es un género de bacterias gramnegativas, aeróbicas, cocobacilos, no móviles y no encapsulados, que habitan en diversos nichos ecológicos. Los miembros del género Francisella están asociados con diversas fuentes clínicas y ambientales e incluyen patógenos humanos y animales altamente virulentos, patógenos humanos oportunistas, patógenos de peces, endosimbiontes de garrapatas, y organismos aparentemente libres que habitan en aguas salobres. Debido a que algunas especies del género pueden causar enfermedades graves en animales y humanos, la detección e identificación de las especies de este género es fundamental para el tratamiento de los pacientes y ayudar a prevenir o reducir importantes pérdidas económicas en acuicultura.

            Debido a la diversidad de nichos ambientales y a la diversidad genética limitada entre las especies de Francisella, las relaciones taxonómicas entre este género han sido difíciles de resolver. En los últimos años, la diversidad conocida dentro del género Francisella se ha expandido significativamente. Las especies de Francisella se han aislado de diversas fuentes clínicas y ambientales, e incluyen patógenos humanos y animales altamente virulentos (F. tularensis), patógenos humanos oportunistas (F. novicida, F. hispaniensis, F. philomiragia, y F. opportunistica), patógenos de peces (F. noatunensis) y moluscos marinos (F. halioticida), endosimbiontes de garrapatas y ciliados (F. persica y F. endociliophora), y aislamientos de vida libre que habitan en agua de mar (F. salina, F. uliginis, F. novicida TX07-6608) y sistemas de enfriamiento (Francisella spp. W12 -1067, F. frigiditurris y Allofrancisella guangzhouensis).

Las especies patógenas del género Francisella son bacterias facultativas intracelulares, entre ellas, destaca Francisella tularensis, una bacteria altamente virulenta que causa la enfermedad zoonótica tularemia. F. tularensis infecta conejos, ratones, ardillas, castores, ratas, comadrejas, zorros, visones, ovejas, gatos, perros, caballos, cerdos, muchos otros mamíferos silvestres, más de 25 especies de aves, especies de peces, muchos animales de sangre fría e invertebrados. De acuerdo con los estudios epidemiológicos, los roedores (ratones, ratas y ardillas) y las liebres son los reservorios más importantes de la tularemia. En estos pequeños mamíferos, la enfermedad generalmente progresa rápidamente, produciendo necrosis distribuida en múltiples órganos, incluido el bazo, seguido de la muerte, generalmente se produce en pocos días. Alternativamente, se ha descrito un tipo de enfermedad crónica con granulomas en el hígado.

Los humanos pueden infectarse por contacto directo con un animal infectado (a través de cortes o arañazos en la piel, daños en los tejidos, saco conjuntival, o la mucosa orofaríngea), a través de una mordedura de artrópodos hematófagos (por ejemplo, pulgas, piojos, mosquitos, y chinches), ingiriendo agua o alimentos contaminados, o por inhalación de polvo o aerosoles contaminados. La presentación clínica en humanos depende de la ruta de infección y varía en síntomas y gravedad. F. tularensis es capaz de infectar numerosos tipos de células, incluyendo células dendríticas, neutrófilos, macrófagos y hepatocitos o las células endoteliales, pero se cree que se replican in vivo principalmente en macrófagos. Los efectos generales de la tularemia son fiebre, escalofríos, dolor o debilidad muscular y falta de energía. Existen seis tipos clínico-patológicos principales de tularemia con diferentes efectos, sin embargo, hasta el 80% de los casos son úlceroglandulares (úlceras de piel y ganglios linfáticos inflamados) y se producen por el contacto directo con animales infectados. Las diferentes formas de tularemia descritas son: la forma úlceroglandular, glandular, óculoglandular, orofaríngea, neumónica (respiratoria) y septicémica. Independientemente de la ruta de entrada, F. tularensis puede diseminarse desde el sitio de infección inicial a los pulmones, donde puede causar tularemia respiratoria, la forma más grave de la enfermedad.

Se han descrito tres subespecies principales de F. tularensis: tularensis, holarctica, y mediasiatica. Estas subespecies difieren en virulencia y origen geográfico, pero todas causan una enfermedad fulminante en ratones que es similar a la tularemia en humanos. Solo dos subespecies causan la gran mayoría de la tularemia clínica en mamíferos: F. tularensis subsp. tularensis (tipo A), endémica en América del Norte y que se asocia con una mayor mortalidad en humanos, y F. tularensis subsp. holarctica (tipo B) que causa enfermedades menos graves en todo el hemisferio Norte. F. tularensis subsp. mediasiatica se encuentra principalmente en Asia Central y la información sobre su virulencia es limitada. Se cree que F. tularensis subsp. mediasiatica tiene una virulencia relativamente baja en humanos, y solo se conocen casos raros de enfermedades humanas causadas por esta subespecie.

Debido a su baja dosis infecciosa, su capacidad de transmitirse a los humanos a través de múltiples rutas, y su potencial de causar una enfermedad potencialmente mortal, F. tularensis es uno de los patógenos bacterianos más infecciosos conocidos y ha sido clasificado como un agente potencial de guerra biológica y bioterrorismo, un agente de armas biológicas de categoría A. Debido a esta clasificación, se requieren instalaciones de bioseguridad de nivel 3 (BSL3) para estudiar la cepa tipo A.

Además de F. tularensis, el género Francisella también incluye patógenos oportunistas. F. novicida, F. hispaniensis y F. philomiragia rara vez son patógenas y sólo causan enfermedad en humanos inmunocomprometidos. Existe un debate en curso sobre si F. novicida debería clasificarse como una especie separada del género Francisella, o como una subespecie de F. tularensis. Sin embargo, existen diferencias clínicas, ecológicas, genómicas, de virulencia y patogénicas entre estas dos bacterias que, cuando se consideran junto con la identidad genética, justifican mantener F. novicida y F. tularensis como especies separadas. Las infecciones por F. novicida son poco frecuentes en humanos y solo se han reportado en personas inmunocomprometidas o personas con problemas de salud subyacentes, lo que refleja que F. novicida es un patógeno oportunista. Sin embargo, F. novicida puede infectar a los ratones, causando una enfermedad similar a la tularemia, comparte ≥ 97,7% de identidad de secuencia y posee factores de virulencia homólogos con F. tularensis subsp. tularensis. Por ello, esta especie es clasificada por muchos autores como una cuarta subespecie de F.tularensis, y es ampliamente utilizada como modelo para estudiar la subespecie virulenta F. tularensis subsp. tularensis, con la ventaja de su fácil manipulación genética sin el requisito de BSL3.

Francisella noatunensis es el agente causal de la Franciselosis de los peces. En los últimos años, las bacterias pertenecientes a la especie Francisella noatunensis han emergido como patógenos graves de diversas especies de peces, tanto de cría como salvajes, en diversas regiones geográficas de todo el mundo. Las cepas de F. noatunensis son altamente patógenas para los peces y pueden causar una elevada mortalidad y pérdidas, causando epidemias a lo largo de todo el mundo, especialmente en piscifactorías. A pesar de que la especie F. tularensis, ha sido relacionada con infecciones en los peces desde 1970, esta bacteria no se ha asociado con la enfermedad de los peces en los últimos años. A la luz de la descripción reciente de las especies del género Francisella patógenas de peces, que comparten varios rasgos fenotípicos con F. tularensis, se piensa que estas descripciones previas pueden ser debidas a identificaciones erróneas. De igual manera, se cree que la franciselosis no es una enfermedad reciente, si no que los métodos de diagnóstico habituales han permitido su identificación en las epidemias de los últimos años. Se han descrito dos subespecies de F. noatunensis. F. noatunensis subsp. noatunensis que afecta a peces de aguas frías comercialmente importantes como el bacalao del Atlántico y el salmón del Atlántico. Mientras, F. noatunensis subsp. orientalis es el agente causante de franciselosis en peces de aguas cálidas, incluida la tilapia, la lubina rayada hídrida, la perca trilineata y peces ornamentales.

Todas las incidencias descritas de franciselosis en peces se manifiestan de manera similar, como infecciones sistémicas, crónicas, y granulomatosas, que dan lugar a diversos grados de mortalidad. Externamente, los peces enfermos no muestran signos clínicos específicos. Las manifestaciones comunes incluyen la observación de una gran cantidad de nódulos blancos, protuberantes y de diversos tamaños, denominados granulomas, en el bazo, riñón y hígado. Sin embargo, prácticamente cualquier tipo de tejido puede verse afectado, y también se han descrito los cambios patológicos asociados en las branquias, corazón, testículos, musculatura, cerebro y ojo. Factores como la temperatura y la coinfección con otras bacterias patógenas parecen afectar a la tasa de mortalidad. Por otro lado, cabe destacar que no hay señales de potencial zoonótico para humanos, las cepas de F. noatunensis no pueden crecer a 37ºC y, por lo tanto, no son virulentas para el humano.

Debido a la elevada infectividad de F. noatunensis, una alta densidad de hospedadores susceptibles en el ambiente acuático de la piscicultura, un patrón de enfermedad crónica, y a la patología en gran parte interna, la franciselosis ha causado grandes pérdidas económicas en la acuicultura.

 

Pruebas realizadas en IVAMI:

  • Detección mediante aislamiento de Francisella tularensis en medios de cultivo selectivo.
  • Detección mediante diagnóstico molecular (PCR) de las especies F. tularensis, F. noatunensis subsp. noatunensis y

Muestra recomendada:

  • Para el análisis de Francisella tularensis en humanos o animales se recomiendan muestras de sangre extraída con EDTA (2 a 5 mL), exudado procedente de lesión cutánea, o exudado obtenido por punción del ganglio linfático afectado.
  • Para la detección de las subespecies de F. noatunensis en peces, los órganos internos en los que principalmente se localiza, preferentemente, bazo, riñón e hígado.

Conservación y envío de la muestra:

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

      Nota: Si se envía sangre para la posterior separación del plasma en el laboratorio, la muestra de sangre no debe ser congelada y debe enviarse en 48 horas.

Plazo de entrega:

  • Detección mediante aislamiento de Francisella tularensis: 5 días.
  • Detección molecular (PCR) de las especies F. tularensis, F. noatunensis subsp. noatunensis y

Coste de la prueba:  

  • Detección mediante aislamiento de Francisella tularensis: Consultar a ivami@ivami.com.
  • Detección molecular (PCR) de las especies F. tularensis, F. noatunensis subsp. noatunensis y : Consultar a ivami@ivami.com