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¿Qué es Streptococcus bovis ?
Streptococcus bovis es una bacteria grampositiva que pertenece al complejo bovis / equinus de los estreptococos viridans.
- Está presente en el tracto gastrointestinal de los humanos como un habitante normal, junto con otras especies de Streptococcus . Sin embargo, está presente en un número mucho menor que otras especies similares.
- Anteriormente, S. equinus y S. bovis se consideraban dos especies separadas, pero estudios recientes que involucran la hibridación ADN-ADN han llevado al reconocimiento de que los nombres Streptococcus equinus y Streptococcus bovis son sinónimos subjetivos con el epíteto específico Streptococcus equinus que tiene prioridad.
- Sin embargo, hasta ahora, esto no se ha adoptado en microbiología clínica y el nombre ‘ S. bovis ‘ sigue siendo ampliamente utilizado.
- A pesar de ser un comensal del tracto gastrointestinal en humanos y otros animales, S. bovis se ha asociado con numerosas enfermedades, siendo la más importante el cáncer colorrectal.
- La especie es uno de los miembros más antiguos del grupo bovis que ahora se ha cambiado al complejo bovis / equinus debido a la similitud genética de las dos especies.
- La especie ‘ bovis ‘ se toma de la palabra latina ‘bovis’ que significa vaca, toro u buey, lo que indica el hospedador principal de la especie.
- S. bovis fue aislado por primera vez del tracto gastrointestinal de bovinos o rumiantes por Andrewes y Horder en 1906.
- Pertenece al grupo D del agrupamiento de antígenos de Lancefield y se considera uno de los agentes etiológicos cruciales en diferentes infecciones por estreptococos del grupo D.
Clasificación de Streptococcus bovis
- El género Streptococcus consta de más de 60 especies y 12 subespecies que están estrechamente relacionadas con otras bacterias del ácido láctico que producen ácido láctico como único o principal producto final durante el metabolismo del carbono.
- La familia Streptococcaceae está presente en la rama de Eubacteria dentro del contenido bajo de G + C (<50% en moles) basado en su análisis de secuencia del gen 16S rRNA.
- La característica principalmente morfológica de este género son los cocos grampositivos dispuestos en forma de cadenas como resultado de la división en planos sucesivos que son paralelos entre sí.
- S. bovis es una de las primeras especies ubicadas en el grupo bovis que luego fue rebautizado como grupo bovis / equinus debido a la similitud entre sus secuencias de genes.
- Se ha argumentado que S. bovis y S. equinus pueden usarse como sinónimos, y el uso de S. equinus es más aceptable debido a la prioridad taxonómica.
- S. bovis también forma parte de los estreptococos del grupo viridans debido a la producción de la característica zona de color verde por α-hemólisis en agar sangre. Pertenece al Grupo D del agrupamiento de antígenos de Lancefield.
La siguiente es la clasificación taxonómica de S. bovis :
Dominio: | Bacterias |
Filo: | Firmicutes |
Clase: | Bacilos |
Pedido: | Bacillales |
Familia: | Estreptoococcaceae |
Género: | Estreptococo |
Especies: | S. bovis |
Hábitat de Streptococcus bovis
- Streptococcus bovis es uno de los habitantes habituales del tracto gastrointestinal de los seres humanos, pero su número es relativamente bajo en comparación con otras especies de Streptococcus .
- Además, también se ha aislado del tracto alimentario de vacas, caballos, ovejas y otros rumiantes.
- Los miembros del complejo bovis / equinus se describen como colonizadores del rumen, el cultivo y la cloaca de los animales y el colon de los seres humanos, con una tasa de transporte fecal de los miembros en los seres humanos que oscila entre el 5% y más del 60%.
- Es muy frecuente entre la mayoría de los animales domésticos y salvajes, incluidos osos, lechones, roedores, perros, nutrias marinas e incluso algunas aves.
- Aún no se conoce la fuente exacta del organismo, pero estos llegan al tracto gastrointestinal a través de la boca. En algunos casos, también se ha aislado S. bovis de las heces, pero aún no se ha observado la transmisión de bacterias a través de las heces.
- Las infecciones asociadas con S. bovis a menudo se producen cuando el organismo llega a las partes estériles del cuerpo.
- La temperatura óptima para el organismo es la temperatura corporal media del huésped.
Morfología de Streptococcus bovis
- Las células de S. bovis son de forma esférica u ovoide, siendo el diámetro de las células de aproximadamente 0,8 a 1 µm.
- Las células están dispuestas en cadenas, principalmente en pares o en cadenas moderadamente largas. Se observan cadenas más largas con organismos cultivados en caldo líquido.
- La disposición de las células se debe a la división de las células a lo largo de planos sucesivos que son paralelos entre sí como en las células en forma de bastón.
- El microorganismo es catalasa negativo, anaerobio facultativo, no encapsulado, y por lo general lleva fibrillas largas y escasamente distribuidas en la superficie.
- La pared celular está formada por peptidoglicano y ácido teicoico, junto con diferentes tipos de carbohidratos. El tipo de peptidoglicano es Lys-Thr-Ala.
- El peptidoglicano consta de múltiples cadenas de glucanos que se entrecruzan a través de péptidos cortos, y el glucano individual está formado por unidades alternas de N-acetilglucosamina y ácido N-acetilmurámico enlazadas en β-1,4.
- La pared celular contiene ácido ribitol teicoico y carece de cantidades significativas de ramnosa, que es el azúcar principal en algunas especies de Streptococcus. Contiene residuos de fosforilcolina en los ácidos teicoicos de su envoltura celular.
Características culturales de Streptococcus bovis
- La mayoría de las especies de Streptococcus no crecen abundantemente en medios tradicionales como el agar nutritivo y, por lo tanto, requieren medios provistos de carbohidratos y nutrientes específicos.
- Los medios como el agar sangre y el agar chocolate se utilizan comúnmente en la identificación de S. bovis mediante la observación del patrón de hemólisis.
- Para un aislamiento más selectivo, se pueden utilizar medios como el agar de infusión de cerebro y corazón y el agar / caldo de soja tripticasa con sangre de oveja desfibrinada.
- Es un anaerobio facultativo, por lo que se observa un crecimiento abundante en el aire con un 5% de dióxido de carbono a 37 ° C.
- No se observa crecimiento a 10 ° C, pero el crecimiento es positivo a 45 ° C. El organismo puede tolerar un 40% de bilis pero no puede tolerar un NaCl al 6,5% y un pH de 9,6.
1. Agar nutritivo (NA)
- Colonias de color blanco a gris de un tamaño medio de 1 mm de diámetro. Las colonias eran redondas con elevación elevada y un margen completo.
- El crecimiento es en su mayoría deficiente y requiere aire con dióxido de carbono suministrado.
2. Agar sangre (BA)
- En agar sangre se observan colonias convexas típicas, lisas, no pigmentadas, con margen completo.
- El crecimiento se produce fácilmente en agar sangre y presenta varios tipos de hemólisis, pero sobre todo α-hemólisis. En agar sangre se observan aproximadamente 1-2 mm de una zona de hemólisis de color verde.
- Se observa un enverdecimiento pronunciado en agar chocolate.
Características bioquímicas de Streptococcus bovis
Las características bioquímicas de S. bovis se pueden tabular de la siguiente manera:
SN | Características bioquímicas | Streptococcus bovis |
1. | Cápsula | Sin cápsula |
2. | Forma | Cocci |
3. | Catalasa | Negativo (-) |
4. | Oxidasa | Positivo (+) |
5. | Citrato | Negativo (-) |
6. | Rojo de metilo (MR) | Negativo (-) |
7. | Voges Proskauer (VR) | Positivo (+) |
8. | OF (oxidativo-fermentativo) | Anaerobios facultativos |
9. | Coagulasa | Negativo (-) |
10. | DNasa | Negativo (-) |
11. | Factor de agrupamiento | Negativo (-) |
12. | Gas | Negativo (-) |
11. | H 2 O 2 | No determinado |
12. | Hemólisis | α-hemolítico |
13. | Motilidad | Inmóvil |
14. | Reducción de nitratos | Negativo (-) |
15. | Hidrólisis de gelatina | Negativo (-) |
dieciséis. | Producción de pigmentos | Variable |
17. | Prueba de bilis esculina | Positivo (+) |
18. | Proteasa Ig A1 | Negativo (-) |
19. | Ureasa | Negativo (-) |
19. | Grupo Lancefield | Grupo D |
Fermentación
SN | Sustrato | S. bovis |
1. | Glucosa | Positivo (+) |
2. | Fructosa | Positivo (+) |
3. | Galactosa | Positivo (+) |
4. | Lactosa | Positivo (+) |
5. | Maltosa | Positivo (+) |
6. | Manitol | Negativo (-) |
7. | Manosa | Positivo (+) |
8. | Rafinosa | Variable |
9. | Ribosa | Negativo (-) |
10. | Sacarosa | Positivo (+) |
11. | Almidón | Negativo (-) |
12. | Trehalosa | Variable |
13. | Xilosa | Negativo (-) |
14. | Salicina | Positivo (+) |
15. | Glicerol | Negativo (-) |
dieciséis. | Dulcitol | Negativo (-) |
17. | Celobiosa | Positivo (+) |
18. | Ramnosa | Negativo (-) |
19. | Arabinosa | Negativo (-) |
20. | Inulina | Negativo (-) |
21. | Sorbitol | Negativo (-) |
22. | Piruvato | Negativo (-) |
23. | Glucógeno | Negativo (-) |
Reacciones enzimáticas
SN | Enzimas | S. bovis |
1. | Acetoína | Positivo (+) |
2. | Fosfatasa ácida | Variable |
3. | Fosfatasa alcalina | Negativo (-) |
4. | Ornitina descarboxilasa | No determinado |
5. | Hialuronidasa | Negativo (-) |
6. | β-D-glucosidasa | Positivo (+) |
7. | Leucina aminopeptidasa | Positivo (+) |
8. | Neuraminidasa | No determinado |
Factores de virulencia de Streptococcus bovis
- S. bovis es principalmente una especie benigna que permanece en el intestino de los animales como comensal y ayuda a prevenir la colonización de diferentes microorganismos patógenos.
- Sin embargo, tiene varias estructuras y proteínas que apoyan la colonización e invasión de la superficie del tejido del huésped en individuos inmunodeprimidos.
- Estas estructuras no solo ayudan al organismo a ingresar al cuerpo e iniciar la invasión, sino que también protegen al organismo del sistema inmunológico del huésped.
- El mecanismo exacto de patogénesis asociado con S. bovis aún no se conoce, razón por la cual los factores de virulencia asociados con tales infecciones tampoco se comprenden del todo.
- Los siguientes son algunos de los factores que apoyan la supervivencia y el crecimiento del organismo dentro del cuerpo del huésped:
1. Adhesinas / proteínas de superficie
- Streptococcus bovis porta una serie de genes que codifican el “componente de la superficie microbiana que reconoce las moléculas de la matriz adhesiva” (MSCRAMM) y otras proteínas adhesivas que pueden unirse a componentes de la matriz extracelular (MEC) de las células huésped.
- Estas moléculas permanecen en la pared celular del organismo y son específicas de células particulares en el cuerpo del huésped.
- Las secuencias genómicas de S. bovis apoyan aún más la existencia de tres grupos de genes pilus asignados como pil1 , pil2 y pil3, de los cuales Pil1 fue el primer factor de virulencia identificado experimentalmente.
- Pil1 es responsable de la unión al colágeno, la formación de biopelículas afectadas y desempeña un papel esencial en la etapa inicial de adhesión y colonización de la endocarditis infecciosa.
- Además, la colonización intestinal por S. bovis depende del pilus Pil3, que ayuda a la unión bacteriana uniéndose al moco del colon y al fibrinógeno en humanos.
2. Biopelícula
- Algunas cepas de S. bovis son capaces de formar biopelículas alrededor de dispositivos médicos como catéteres que pueden resultar en infecciones nosocomiales o adquiridas en el hospital.
- La formación de biopelículas brinda protección a las bacterias, ya que actúa como barrera contra las células inmunitarias y los agentes antimicrobianos.
- El proceso de formación de biopelículas es asistido por la presencia de adherencias de unión de fibrinógeno y varias otras enzimas.
3. Antígeno soluble de la pared celular
- En el caso del cáncer colorrectal inducido por S. bovis , se ha descubierto que los antígenos solubles de la pared celular desempeñan un papel importante en la inducción de procesos inflamatorios y cancerígenos.
- Estas proteínas o antígenos inducen la actividad de la interleucina-8 en diferentes células del cuerpo. Se sabe que la IL-8 induce la sobreexpresión de ciclooxigenasa 2 (Cox-2) que a su vez conduce a niveles aumentados de prostaglandina en las células Caro-2.
- La mayor formación de radicales de oxígeno y óxido nítrico produce mutagénesis en las células de la mucosa intestinal, lo que promueve aún más la inducción de cáncer.
Patogenia de Streptococcus bovis
Streptococcus bovis permanece en el tracto gastrointestinal de los animales como comensal, pero puede causar diferentes formas de infecciones. El mecanismo exacto de la infección y la patogenia de la enfermedad aún no se comprenden con claridad. Aún así, se ha asumido que la formación de biopelículas es el evento principal que permite el crecimiento y la supervivencia del organismo. Los diferentes factores de virulencia expresados por el organismo ayudan en el proceso de patogénesis.
1. Colonización
- La entrada del organismo al organismo huésped se produce a través de la boca a través de diferentes materiales alimenticios.
- Luego, la bacteria llega al área gastrointestinal donde se adhiere a las células epiteliales de la capa mucosa del tracto.
- La unión es iniciada por el “componente de la superficie microbiana que reconoce las moléculas de la matriz adhesiva” (MSCRAMM) y otras proteínas adhesivas que pueden unirse a componentes de la matriz extracelular de las células epiteliales.
- La unión inicial es seguida por la unión de la proteína pil1 que se une al colágeno de las células y ayuda a una mayor colonización del tracto.
- El apego y la colonización son los pasos iniciales en la patogénesis de las infecciones, ya que aseguran que el organismo pueda crecer, reproducirse y mantener la invasión.
2. Invasión
- La colonización del tracto intestinal es seguida por una invasión en la que la bacteria invade el tejido más profundo, llegando finalmente al torrente sanguíneo y causando infecciones en diferentes partes del cuerpo.
- La alteración de la mucosa permite que las bacterias ingresen a los tejidos más profundos y al torrente sanguíneo, desde donde llegan a las válvulas cardíacas y causan endocarditis infecciosa.
- Las bacterias pueden colonizar de forma única la trombina presente en las plaquetas y la fibrina, y las colonias bacterianas se desarrollan con la protección de las nuevas capas de plaquetas y fibrina que se forman mediante la estimulación de la tromboplastina.
- La interacción de Pil1 y Pil3 con componentes de la vía de coagulación intrínseca induce la coagulación de la sangre, que es un evento esencial durante la endocarditis.
- Además, la detección de bacterias por parte del sistema inmunológico inicia una respuesta inflamatoria que afecta aún más a las válvulas cardíacas y las áreas circundantes.
- Mientras tanto, las proteínas solubles de la pared celular producidas por S. bovis inducen la liberación de IL-8, que provoca la sobreexpresión de ciclooxigenasa 2 (Cox-2).
- Esto, junto con la respuesta inflamatoria, induce una mayor formación de radicales de oxígeno y óxido nítrico en el organismo. El aumento de los niveles de estos productos químicos provoca mutagénesis que finalmente conduce al cáncer.
- Así, la bacteria S. bovis se dedica a inducir reacciones inflamatorias graves en la mucosa colorrectal, provocando la liberación de citocinas inflamatorias y angiogénicas que conducen a la formación de radicales libres que están implicados en el desarrollo de todos los tipos de cánceres humanos.
Manifestaciones clínicas de Streptococcus bovis
S. bovis se consideraba anteriormente como un patógeno de grado inferior frecuentemente involucrado en bacteriemia y endocarditis. Además de la endocarditis infecciosa, también se ha sugerido la posibilidad de infecciones por S. bovis en varios sitios fuera del colon y recto, como osteomielitis, discitis y absceso del cuello. Dependiendo de la ubicación geográfica de los pacientes, otras formas de infecciones como adenoma colorrectal, colecistitis, colangitis y enfermedades del tracto biliar también se han asociado con S. bovis .
1. Endocarditis infecciosa
- La endocarditis infecciosa es una de las infecciones asociadas con S. bovis donde el organismo induce la coagulación de la sangre al unirse a las proteínas de unión al fibrinógeno y al colágeno presentes en la sangre.
- El organismo se mueve a través de la sangre y puede unirse a una lesión preexistente del endotelio que podría exponer componentes de la matriz extracelular como fibronectina, laminina y colágeno.
- Los pacientes con endocarditis experimentan síntomas similares a los de la gripe, que incluyen escalofríos y fiebre.
- También son típicos el dolor en el pecho y el soplo cardíaco modificado.
- Se ha descubierto que la endocarditis y la bacteriemia están estrechamente asociadas con el cáncer de colon.
2. Neoplasias
- La bacteriemia por S. bovis se asocia con neoplasias malignas independientemente del sitio, y alrededor del 29% de los pacientes con bacteriemia por S. bovis positiva presentan lesiones tumorales en el colon, el duodeno, la vesícula biliar, el páncreas, el ovario, el útero, el pulmón o el sistema hematopoyético.
- Como resultado de la inflamación crónica y la producción de metabolitos cancerígenos, se forman lesiones en el área colorrectal, lo que induce la malignidad de dichos órganos.
Diagnóstico de laboratorio de Streptococcus bovis
El diagnóstico de laboratorio de las infecciones causadas por S. bovis comienza con la recolección de muestras, que en este caso es sangre. La primera observación es un examen directo de estas muestras bajo el microscopio. El diagnóstico se relaciona principalmente con la identificación del organismo; por tanto, se centra principalmente en el aislamiento y detección del organismo.
1. Características culturales y características bioquímicas
- El cultivo del organismo en diferentes medios selectivos y la observación de la morfología de la colonia en estos medios proporciona una base para la identificación del organismo.
- Esto también reduce el alcance del diagnóstico y hace que el proceso sea más factible.
- El aislamiento del microorganismo a partir de muestras clínicas primarias se consigue en medios de cultivo selectivos como agar sangre suplementado con sangre de carnero al 5%, tras un período de incubación de 18 a 24 h en el aire a 35–37 ° C.
- A continuación, las colonias aisladas se someten a diferentes pruebas bioquímicas que ayudan en la determinación de las especies.
- Dependiendo de la observación microscópica, la morfología de la colonia y las pruebas bioquímicas, se puede detectar S. bovis .
2. Kits de identificación rápida
- Muchos laboratorios clínicos han comenzado a emplear diferentes kits de identificación comercial o instrumentos automatizados que permiten la determinación rápida de especies bacterianas.
- Las composiciones de ácidos grasos celulares microbianos se utilizan para la identificación de especies de estreptococos.
- Algunos de los sistemas automatizados comunes para la identificación de especies de estreptococos incluyen MicroScan Conventional Pos ID, Rapid Pos ID y BBL Crystal Gram-Pos ID.
3. Diagnóstico molecular
- Los métodos moleculares de diagnóstico de bacterias suelen incluir pruebas que ayudan en la identificación del organismo a nivel molecular.
- Este método utiliza el conjunto único de secuencias de ácidos nucleicos presentes en cada organismo que proporciona una identificación más detallada y precisa.
- Uno de los métodos moleculares más importantes es la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), que ayuda en la amplificación y detección del ADN bacteriano.
- Además, se realiza una secuenciación de ADN para determinar la secuencia de ADN de la bacteria que luego se puede utilizar para su identificación.
- La ribotipificación es otro método molecular que implica métodos de polimorfismo de fragmentos de restricción de ARNr.
Tratamiento de Streptococcus bovis
- La mayoría de las cepas de S. bovis son sensibles a la penicilina (CMI ≤ 0,1 mg / L) y deben tratarse con penicilina G intravenosa o ceftriaxona durante cuatro semanas.
- Una alternativa solo para los casos no complicados de endocarditis de válvula nativa es un tratamiento de dos semanas con una combinación de penicilina G o ceftriaxona y gentamicina.
- El tratamiento es relativamente fácil ya que las infecciones son en su mayoría leves y la mayoría de los miembros de S. bovis son susceptibles a la mayoría de los antibióticos.
- Sin embargo, en el caso de endocarditis infecciosa, es posible que se requiera la extracción de válvulas de implante o cirugía.
- Si no se trata o en el caso de un diagnóstico tardío, las lesiones en la capa mucosa pueden volverse malignas y requerir tratamientos extensos.
Dr. Martin Passen, a dedicated nutrition educator with a master’s in nutrition education and nearing completion of a clinical nutrition and dietetics master’s. Passionate about sharing valuable information effectively.