LAS ENTEROBACTERIAS (Parte 6)

Género Citrobacter

Este género comprende a diversas especies presentes en general en el tubo digestivo del hombre y los animales, en el suelo, vegetales y en agua. Son patógenos oportunistas. Al igual que Klebsiella los aislamientos hospitalarios generalmente presentan resistencias a múltiples antibióticos.

Citrobacter junto con Enterobacter, Klebsiella y Escherichia forma el grupo coliforme de bacterias entéricas. El género citrobacter es un grupo de bacilos gramnegativos aerobios que se encuentran frecuentemente en el agua, suelo, comida y el tracto intestinal de animales y humanos. Se sabe que estos microorganismos pueden producir infecciones importantes, especialmente en huéspedes inmunodepresivos. Son organismos ubicuos y son causa frecuente de infecciones en el hombre. Destruyen las microvellosidades, formando lesiones muy características denominadas de adherencia y eliminación.

Género Edwarsiella

El género Edwardsiella incluye un grupo de organismos móviles, productores de SH₂, lactosa – negativos que se asemejan a las salmonellas en algunos aspectos bioquímicos y a veces en su patogenicidad. La Edwardsiella tarda o tardía, se ha aislado de diversos mamíferos y reptiles. A veces se encuentra en el tracto intestinal humano, especialmente en gastroenteritis agudas, y se ha asociado con cuadros de meningitis, septicemia e infecciones de heridas.

No dejan de ser, no obstante raras en el organismo humano y muy probablemente no sean patógenas ex extremo. Los fármacos de elección son kanamicina, amplicilina, cefalotina y cloranfenicol. Son móviles, SH₂ e Indol (+) y fermentan a la glucosa con producción de gas. No producen ß galactosidasa.

Género Proteus

Proteus penneri, denominado con anterioridad como Proteus vulgaris biogrupo 1 o como P. vulgaris indol – negativo, fue reconocido como una especie nueva en 1982. Tradicionalmente, se ha considerado como un representante menor del género Proteus debido a su escasa incidencia epidemiológica. 

No obstante, se asocia a procesos similares a los que producen Proteus mirabilis o P. vulgaris y tiene factores de patogenicidad análogos a los de éstos. Desde el punto de vista de la resistencia a los antimicrobianos, presenta unas características particulares que, unido a algunas peculiaridades en sus perfiles bioquímicos, le hacen fácilmente reconocible en el laboratorio de microbiología.

El género Proteus forma parte de la familia Enterobacteriaceae. El Bergey’s Manual of Deteminative Bacteriology define este género como bacilos gramnegativos, móviles, con flagelos perítricos, aerobios y facultativos anaerobios. 

Tradicionalmente a este género se le ha encuadrado en la tribu Proteae que incluye también a los géneros Providencia y Morganella. Todos ellos se caracterizan por su capacidad para desaminar la fenilalanina trasformándola en ácido fenilpirúvico debido a la producción de fenilalanina desaminasa, hidrolizar la tirosina, desdoblar en casi todos los casos la urea y ser resistentes a la colistina. 

Dentro de este género, también se encuadran otras tres especies, denominadas como genomoespecies, diferenciadas por técnicas de biología molecular y que aún carecen de un nombre. Asimismo, se incluyen las diferentes especies y subespecies de los géneros Providencia y Morganella. La separación de P. penneri de P. vulgaris se propuso en el año 1982 por estudios de homología de secuencia de DNA.



Al igual que en el caso de P. mirabilis y P. vulgaris, se ha establecido una clasificación epidemiológica de los aislados clínicos de P. penneri, utilizando antisueros frente a antígenos somáticos O (lipopolisacárido). También se han desarrollado sistemas de tipificación utilizando proteínas de membrana, el ribotipado y técnicas de PCR (rep-PCR y RAPD-PCR), que han demostrado una estructura poblacional con una elevada diversidad.

El reconocimiento inicial en las placas de cultivo de los microorganismos adscritos al género Proteus es relativamente sencillo, ya que se caracterizan por su crecimiento en ondas en la superficie del agar, bien formado círculos concéntricos a partir de un botón de inoculación o con una película uniforme. Este efecto se conoce como swarming. Esta característica es debida a cambios en los procesos de elongación durante la división celular, formándose células alargadas no septadas y a la hiperexpresión de la síntesis de flagelina, que determina un recubrimiento profuso de las células de estos microorganismos por flagelos. Estos procesos se producen para conseguir una mejor adaptación de los integrantes del género Proteus a los diferentes microambientes en los que se desarrollan. 



Esta característica se pierde en medios deficientes en electrolitos, como el medio de CLED, con concentraciones subinhibitorias de diferentes alcoholes, como el medio PEA (phenyl-ethyl alcohol agar, habitualmente utilizado en la búsqueda de microorganismos anaerobios) o añadiendo mayor cantidad de agar a los medios de cultivo. La propiedad de producir swarming es común a todas las especies del género Proteus, aunque en algunas cepas de P. penneri está disminuida, siendo necesario reducir la concentración de agar del medio para que se manifieste.




Muchos medios cromogénicos actuales, utilizados para la siembra de orinas, están diseñados para evitar este crecimiento en ondas en las placas de cultivo. Algunos de ellos requieren la realización posterior de pruebas adicionales para la diferenciación de las especies con resultado positivo en la prueba del indol, de aquellos que presentan un resultado negativo.

Proteus penneri es indistinguible en los medios de cultivo habituales de P. mirabilis y P. vulgaris. En medio de agar sangre presenta el típico crecimiento en ondas, en ocasiones menos acentuado, y colonias lactosa negativa planas con bordes irregulares en medio de McConkey. Al igual que los anteriores, tiene un olor característico y, como P. vulgaris, es capaz de producir indol a partir del triptófano. No obstante, puede diferenciarse de éste por su negatividad en las pruebas de la ornitina decarboxilasa y su imposibilidad para utilizar la maltosa (tabla 1). P. penneri también se caracteriza por su negatividad en la utilización de la salicina y la esculina. Algunos autores han señalado que, tras una incubación prolongada de tres días de los caldos utilizados para la prueba de indol, se produce un color verde característico al revelarlo con el reactivo de Kovacs y no el color rojo habitual.

En algunos sistemas de identificación que no utilizan inicialmente la prueba del indol para diferenciar las distintas enterobacterias, puede producirse una falsa identificación de P. penneri como P. mirabilis. En estos casos, puede también utilizarse como criterio diferenciador el fenotipo de sensibilidad a los antibióticos ß – lactamicos. Proteus penneri es naturalmente resistente a la amoxicilina y la cefuroxima, mientras que P. mirabilis puede ser sensible o resistente a la amoxicilina pero habitualmente sensible a la cefuroxima (con la excepción de las cepas que producen ß – lactamasas de espectro extendido (BLEE)).

En general la eficiencia en la identificación del género Proteus que realizan los sistemas comerciales automáticos y las galerías de identificación, habitualmente utilizadas en los laboratorios de microbiología, es superior al 95% cuando se considera el género en su conjunto. No hay descritos problemas específicos asociados a P. penneri que no sean los reseñados con anterioridad. Tan sólo se describen problemas importantes con Proteus hauseri, extremadamente infrecuente en el laboratorio de Microbiología Clínica. Este último estaba anteriormente encuadrado como un subgrupo de P. vulgaris, aunque puede diferenciarse fenotípicamente de éste por su resultado negativo en la utilización de salicina o esculina. Con otros microorganismos cercanos, Morganella y Providencia, la eficiencia en la identificación puede ser inferior al 80%, sobre todo cuando se consideran las especies más infrecuentes en el laboratorio.

El genero Proteus está ampliamente difundido en la naturaleza y forma parte de la microbiota intestinal. Se ha aislado en muestras ambientales, incluyendo tierras, abonos y aguas contaminadas, y en una gran variedad de muestras de animales. Proteus myxofaciens sólo ha sido aislado en insectos. Entre todas las especies que pertenecen a este género es sin duda P. mirabilis la especie mas común, seguido de P. vulgaris.

Proteus penneri ha sido aislado mayoritariamente en muestras del tracto urinario y se ha asociado a infecciones urinarias no complicadas, a pielonefritis aguda y cuadros de urolitiasis. Aunque Proteus, Providencia y Morganella se aíslan con mayor frecuencia en muestras de heces de pacientes con gastroenteritis que en individuos sin esta complicación, su papel patogénico a este nivel es incierto. De entre todos los microorganismos relacionados, sólo ha sido sugerida la implicación de Providencia alcalifaciens en cuadros de diarrea. En ensayos de cultivos celulares este microorganismo tiene capacidad para invadir las células, así como la de producir cuadros de diarrea en animales de experimentación. Con P. penneri no se han realizado estos estudios.

Protetus penneri también se ha relacionado con las infecciones nosocomiales, sobre todo en pacientes ingresados en unidades de cuidados intensivos o con factores de riesgo como diabetes o inmunosupresión. En estos casos se ha aislado de orina, muestras respiratorias, incluyendo secreciones de aspiraciones bronquiales y lavados broncoalveolares, muestras del sistema nervioso central, piel y tejidos blandos, heridas quirúrgicas y en pacientes quemados. En muchas ocasiones forma parte de cultivos mixtos, sobre todo en abscesos abdominales. También se ha aislado de muestras de sangre obtenidas por punción venosa y a través de catéteres.

La última edición del Manual de Microbiología Clínica de la Sociedad Americana de Microbiología (octava edición) adjudica a P. penneri una significación patogénica con valor 1 (patógeno reconocido para el hombre) de entre tres categorías diferentes. La categoría 2 indica patogenicidad probada en contadas ocasiones y la 3 indica que el microorganismo se ha aislado en humanos pero con significación incierta. En la categoría 1 también se incluye otras especies del genero Proteus como P. mirabilis y P. vulgaris mientras que en la categoría 3 se destaca Providencia heimbachae y Providencia rustigianii, generalmente aislados en heces de animales y en el hombre. Esta significación patogénica es diferente de la frecuencia con la que se aíslan en las muestras clínicas que se procesan en los laboratorios de microbiología.

La patogenicidad de P. penneri se asimila a la de P. mirabilis o P. vulgaris y se asocia a la presencia de fimbrias, flagelos, proteínas de membrana externa específicas, lipopolisacárido, enzimas proteolíticas, incluyendo gelatinasas y proteasas, hemolisinas y sobre todo a la producción de ureasa. En la tabla adjunta, se indican los diferentes factores de patogenicidad asociados a P. penneri y su contribución a la virulencia. La mayoría están presentes en el resto de las especies del género Proteus.

La producción de fimbrias en P. penneri le permiten persistir en el tracto urinario sin ser eliminado eficazmente por los sistemas de defensa. Sus fimbrias son algo diferentes de las que se encuentran en P. mirabilis. En el primero se asocian con su capacidad de adherencia a células de los glomérulos y membranas tubulares en el riñón y a materiales plásticos propios de los catéteres. Esta última propiedad también la presenta P. stuartii. Las fimbrias de P. mirabilis se asocian con su adherencia al epitelio que recubre el trato urinario superior y la colonización de la vejiga urinaria.






La producción de ureasa por parte de las especies del género Proteus es considerada como de gran importancia para su patogenicidad y se relaciona con procesos de urolitiasis infectiva o cistitis alcalina incrustante, en los que aparecen sedimentos urinarios asociados a cálculos de estruvita. La ureasa es capaz de desdoblar eficazmente la urea presente en la orina y producir la alcalinización de la misma por producción de hidróxido amónico. Con la alcalinización precipitan Mg²⁺ y Ca²⁺ que habitualmente son solubles a pH fisiológico urinario. Como consecuencia de ello se producen los cálculos de estruvita (MgNH₄PO₄.6H₂O). 




La presencia de exopolisacáridos en la orina y la posibilidad de crecimiento en biopelículas (biofilms) facilita los procesos de nucleación de los cálculos. Aunque este efecto se ha asociado mayoritariamente a P. mirabilis, también se ha observado con P. vulgaris y P. penneri. En estudios de caracterización de proteínas se ha demostrado que la ureasa de P. penneri es similar desde el punto de vista funcional a la del resto de las especies que integran el género Proteus, pero puede diferenciarse bioquímicamente de la del resto de especies de Proteus y de la presente en las cepas de de Morganella o Providencia que producen esta enzima. 




En modelos in vitro, se ha confirmado que su expresión puede inducirse por la presencia de urea, a diferencia de la de P. mirabilis cuya producción es constitutiva. También en modelos in vitro, se ha demostrado que la ureasa de P. penneri participa en la formación de los cálculos de estruvita y que su actividad ureásica es inhibida por el ácido acetohidroxámico. Se ha destacado la capacidad de P. penneri de producir proteasas de IgA como factor coadyuvante en su patogenicidad en el tracto urinario. También la producción de ureasa facilita la alcalización de la orina y las condiciones adecuadas para la actuación de la proteasa de IgA. A diferencia de otros miembros del género, P. penneri produce al menos dos hemolisinas de codificación cromosómica que se relacionan parcialmente con las de Escherichia coli y P. mirabilis y facilitan la adherencia a los tejidos del tracto urinario. Parte de la hemolisina permanece ligada a la célula bacteriana, mientras que otra es eliminada al exterior. Curiosamente, parte de la hemolisina liberada puede degradarse por la proteasa de IgA del mismo microorganismo. Este hecho estaría relacionado con un proceso de eliminación o regulación fisiológica. En ensayos in vitro se ha demostrado que la capacidad de invasión celular que demuestra P. penneri también depende de la producción de hemolisinas y del efecto citotóxico asociado. Se ha demostrado que P. penneri también produce sideróforos, sustancias capaces de secuestrar iones Fe, esenciales para la supervivencia metabólica de las bacterias.

Factores de virulencia asociados a Proteus penneri

Factor de virulencia	Contribución a la patogenicidad
Fimbrias	Adherencia a tejidos y material protésico
Flagelos	Movilidad ascendente desde el uréter al riñón
Ureasa	Desdoblamiento de la urea Alcalinización del pH de la orina Formación de cálculos de estruvita Citotoxicidad
Proteasas	Proteasas de IgA
Desaminasas	Producción de cetoácidos que actúan como sideróforos
Invasividad	Internalización en células del hospedador
Hemolisinas	Adherencia e invasión celular Citotoxicidad
Polisacárido capsular	Formación de biofilms Nucleación de cálculos
Lipopolisacárido	Endotoxicidad. Resistencia al suero

Proteus penneri, al igual que P. vulgaris, es intrínsecamente resistente a la amoxicilina y a las cefalosporinas de espectro reducido, siendo característica su resistencia a la cefuroxima. Este perfil de sensibilidad es debido esencialmente a la producción de una ß-lactamasa denominada HugA similar a la ß-lactamasa CumA de P. vulgaris. Por la resistencia que confieren a la cefuroxima, es frecuente referirse a ellas como cefuroximasas. HugA y CumA son penicilinasas cromosómicas de clase A (con centro activo de serina), que se inhiben por el ácido clavulánico y que se incluyen en el grupo 2e de la clasificación de ß-lactamasas de Bush, Jacoby y Medeiros publicada en el año 1995. 

En este grupo también se integran la ß-lactamasa de Citrobacter koseri. Desde el punto de vista fenotípico e hidrolítico, este grupo se encuentra cercano a las ß-lactamasas de Klebsiella oxytoca (ß-lactamasas K1) del grupo 2be, en el que también se encuadran las BLEE. Las ß-lactamasas HugA, CumA, K1 y la de C. koseri tienen un perfil hidrolítico amplio que incluye las penicilinas, cefuroxima, ceftriaxona y cefotaxima, pero no la ceftazidima, cefamicinas (cefotixitina) y carbapenemas.

En resumen, podemos decir que el perfil de resistencia a los antibióticos ß-lactámicos en P. penneri y P. vulgaris es tan característico que puede utilizarse como control de la identificación realizada con los sistemas automáticos que ofrecen simultáneamente la identidad del microorganismo estudiado y su sensibilidad a los antimicrobianos. Este perfil se emplea como ejemplo típico en el proceso de lectura interpretada del antibiograma.

Proteus penneri, al igual que el resto de los integrantes del género Proteus, es resistente a la colistina y a las tetraciclinas. El primer caso está relacionado con la presencia de un LPS característico con gran cantidad de grupos 4-amino-L-arabinosa que reducen su afinidad por los antibióticos polipeptídicos. Con ello se impide el desplazamiento de los iónes Ca²⁺ y Mg²⁺ del LPS, la desorganización de las membranas externas e internas de la pared de la bacteria y la muerte celular. Otras enterobacterias con resistencia similar a la colistina son Providencia, Morganella, Serratia y Cedecea.

El género Proteus tiene resistencia natural a las tetraciclinas. Se han caracterizado diversos mecanismos responsables de la resistencia. Uno de ellos, TetJ, participa en mecanismos de expulsión. El gen asociado es cromosómico y su expresión inducible por la presencia de tetraciclinas, aunque también se han descrito mecanismos de expulsión con expresión constitutiva. Asimismo, se ha detectado resistencia transferible asociada a plásmidos. El sistema de transporte AcrAB también se asocia a la resistencia intrínseca de algunas especies del género Proteus a las tetraciclinas y a la pérdida de sensibilidad frente a las glicilciclinas (tigeciclina).

Proteus penneri es resistente al cloranfenicol, aunque pueden existir discrepancias en los resultados de sensibilidad según el método utilizado para su estudio. Con un disco de 30 µg suele producir halos de inhibición de menos de 14 mm. En algunos casos se ha demostrado que esta resistencia es plasmídica al igual que la resistencia a las sulfonamidas.

La resistencia a los aminoglucósidos en P. penneri no difiere de la encontrada en P. mirabilis y es debida mayoritariamente a enzimas modificantes de aminoglucósidos. Recientemente, y de modo similar a lo que ocurre con otros patógenos urinarios, la resistencia a las quinolonas está incrementándose, aunque no alcanza cifras tan alarmantes como en E. coli. El mecanismo de resistencia es debido a mutaciones simples o dobles en las subunidades de topoisomerasas gyrA y parC. Al contrario de lo que sucede habitualmente en E. coli, existen trabajos que demuestran un alto número de aislamientos con mutaciones simples y dobles en gyrB y la inserción de nucleotidos que confieren resistencia a las quinolonas. 

Por último, los microorganismos integrantes del género Proteus deben ser considerados resistentes a la nitrofurantoína con independencia del valor de la CMI obtenido en las pruebas de sensibilidad. La producción de ureasa por estos microorganismos provoca la alcalinización de la orina. A pH alcalino, la nitrofurantoína pierde actividad antibacteriana.