INTRODUCCIÓN

Existen 5 especies pertenecientes al género Escherichia, de entre las cuales Escherichia coli destaca por su importancia clínica. E. coli constituye parte de la microbiota intestinal normal, sin embargo, alguna cepas pueden producir infecciones intestinales y extraintestinales de diversa consideración. Las E. coli diarreogénicas pueden ser clasificadas en 6 grupos, los cuales presentan síndromes clínicos similares:



1) Escherichia coli enterohemorrágica ECEH
2) Escherichia coli enterotoxigénica ECET
3) Escherichia coli enteropatogénica ECEP
4) Escherichia coli enteroinvasora ECEI
5) Escherichia coli enteroagregativa ECEA O ECEAGG
6) Escherichia coli difusamente adherente ECDA



1) E. COLI ENTEROHEMORRAGICA (ECEH)

Es la única categoría de E. coli que es zoonótica, es decir, tiene un amplio reservorio animal, lo que implica condiciones de transmisión y prevención diferentes al resto de las E. coli diarreogénicas. El aspecto clínico más relevante es su capacidad de producir el Síndrome hemolítico urémico (SHU), que es la causa más importante de insuficiencia renal aguda en niños menores de 5 años.

PATOGENIA

a) Adherencia a los enterocitos del colon mediante una fimbria específica, codificada por un plasmidio de virulencia.

b) Adherencia íntima, produciendo la misma lesión “attachement and effacement” observada para ECEP, con alteración del citoesqueleto de la célula hospedero, que está mediada por la proteína de membrana externa intimina, codificada por genes cromosomales y toda la trascendencia de señales implicadas en este fenómeno.

c) Producción de citotoxinas, las cuales a nivel local producen inhibición de la síntesis proteica y daño celular directo, lo que da como resultado necrosis hemorrágica de las vellosidades intestinales, con escasa infiltración de polimorfonucleares y explica la diarrea con sangre. Estas toxinas constituyen uno de los factores de virulencia más importante de ECEH, y se denominan Shiga-like toxin I y Shiga-like toxin II (SLT I y II). Son similares desde el punto de vista biológico e inmunogénico a la toxina de Shigella dysenteriae 1, y también reciben el nombre de Verotoxinas. Estas toxinas se traslocan a nivel de la mucosa hacia el torrente sanguíneo, y puede unirse a receptores GB3 presentes en la membrana de glóbulos rojos, a nivel del endotelio renal, plaquetas y Sistema nervioso central (SNC), produciendo daño sistémico que se traduce clínicamente en el Síndrome hemolítico urémico, que se caracteriza por anemia hemolítica microangiopática, falla renal aguda y trombocitopenia.

Las cepas de ECEH aisladas en Chile, en forma predominante, producen ambas toxinas, y en Argentina producen principalmente SLT II, lo cuál puede indica que las cepas que circulan en diferentes países poseen diferente genotipo y no se relaciona con diferencias en prevalencia o severidad de las infecciones por ECEH.

d) Otros factores de virulencia: Toxina EAST 1
Enterohemolisina
Mecanismo de transporte de hierro
LPS

CLÍNICA

ECEH puede producir desde infecciones asintomáticas , cuadros de diarrea acuosa (10% de los casos), hasta el cuadro clásico de diarrea con sangre y mucus (90% de los casos), la que es precedida por 1 a 2 días de deposiciones acuosas, dolor abdominal, fiebre de corta evolución y vómitos. El periodo de incubación es de 3 a 4 días, y el cuadro de diarrea con sangre se prolonga por 4 a 10 días. La excreción bacteriana posterior a la resolución del episodio se mantiene por 17 a 20 días.

Las complicaciones se presentan en un 5 a 10% de los casos , y corresponden a prolapso rectal, apendicitis, intususpección, cistitis hemorrágica, colecistitis, y alteraciones del SNC , siendo el SHU la complicación más severa y que se observa hasta en un 7% de los casos según lo observado en situaciones de un brote. La letalidad varía en diferentes series entre 1 al 10%. El pronóstico se relaciona directamente con la cuantía del daño intestinal, cuando este es más intenso se libera una mayor cantidad de toxinas (diarrea con sangre) y se caracteriza por iniciarse 2 a 14 días después del comienzo de la diarrea, con palidez de piel y mucosas, oliguria y edema, y hemorragias cutáneas. Los principales factores de riesgo para SHU son:

E. coli serotipo O157:H7 Grupo sanguíneo P1
Cuadros severos Tratamiento con agentes antiespasmódicos
Edades extremas

EPIDEMIOLOGÍA

Se ha descrito como un patógeno emergente, aunque no se sabe si previamente había sido subdiagnosticada o es verdaderamente un patógeno nuevo. Se describió por primera vez en un brote de gastroenteritis en USA, con presentación de cuadros de diarrea con sangre y de SHU, a comienzo de los años 80. En este brote, se demostró tanto en los pacientes como en la carne de hamburguesas de una cadena de restaurantes de comida rápida, la presencia de E. coli serogrupo O157, serotipo H7. Actualmente se han descrito 10 serogrupos y 55 serotipos de ECEH, pero los más comunes son O157:H7, O26:H11, O26:H32, O111:H8 y O111:H30.

El mecanismo principal de transmisión es la ingestión de alimentos contaminados, especialmente carne de origen vacuno mal cocida (35% de animales sanos están colonizados por ECEH), siendo las hamburguesas una fuente importante de infección en brotes epidémicos. Además, se han identificado como fuentes de contaminación los productos derivados del cerdo (en Chile el 70% de los cerdos están colonizados por ECEH), frutas y verduras (contaminación cruzada), jugos y leche no pasteurizada, y también bañarse en aguas contaminadas. También ocurre transmisión persona a persona y ello puede ocasionar brotes epidémicos en centros cerrados como Jardines infantiles, con tasas de ataque secundaria de hasta el 22%. La dosis infectante es baja, semejante a Shigella (102 UFC).

ECEH es una causa poco frecuente de diarrea en Latinoamérica (2 a 3% del total de episodios), pero es causa importante de diarrea con sangre. Se presenta generalmente en forma de casos esporádicos, y también pueden ocurrir brotes, lo cual se ha documentado mejor en países industrializados que mantienen programas de vigilancia de estas infecciones.

Tiene una incidencia estacional con un aumento de casos en primavera y verano. En Chile es la primera causa de diarrea con sangre en niños menores de 5 años (38%),y es el principal agente etiológico de SHU (91%). La tasa de SHU en Chile es de 3.0 – 4.2 por 100.000 casos. Argentina presenta la tasa más alta del mundo de SHU asociado a ECEH, con 21.7 por 100.000 casos. En ambos países, a menudo los serotipos más frecuentemente aislados en diarrea son diferentes a O157:H7, pero éste es el que más se asocia a la aparición de SHU.


DIAGNÓSTICO

El estudio de ECEH no se realiza de rutina, por lo cuál debe ser solicitado y realizado en pacientes de riesgo que presenten diarrea con sangre, cuadros intestinales con diagnóstico diferencial de abdomen agudo y en casos de SHU. El examen directo de las deposiciones no es de utilidad ya que los Leucocitos Fecales son positivos en un 50% de los casos.

La muestra de deposición se siembra en agar MacConkey sorbitol, se incuba en atmósfera aerobia por 24 hrs , y se observan colonias transparentes, ya que no son capaces de fermentar el sorbitol. Se seleccionan 5 10 colonias y se les realiza la serología con antisueros O157 (la más frecuente en SHU) , O26 y O111. La determinación de los serotipos se realiza en los centros de referencia.

Otros estudios: PCR
Sondas DNA
Detección de toxinas cultivo celular o por ELISA


TRATAMIENTO

Se basa en la corrección del trastorno hidroelectrolítico y en el manejo de las complicaciones. La utilidad de los antibióticos es algo controvertido. El tratamiento antibiótico está contraindicado en general, ya que favorecería la liberación de la toxina. Hay algunos estudios con buenos resultados con el uso de fosfomicina en una etapa precoz de la enfermedad, pero estos resultados requieren confirmación.

Prevención:

Debe orientarse fundamentalmente hacia la educación de la población, informar sobre reservorios animales y mecanismos de transmisión, para evitar el consumo de carnes insuficientemente cocidas, evitar la contaminación cruzada en la cocina mediante el lavado de utensilios después de manipular carne cruda y en el control microbiológico de los planteles de faenamiento de vacunos y cerdos para evitar contaminación de carcazas.

Hay vacunas en desarrollo que se encuentran en fase experimental, en base a las toxinas o a factores de adherencia, para uso en forma oral y parenteral.


2) E. COLI ENTEROTOXIGÉNICA (ECET)

ECET fue primeramente reconocida como agente causal de diarrea en cerdos, en los cuales continúa causando una infección letal en animales recién nacidos. Estos estudios dilucidaron los mecanismos de enfermedad, incluyendo la existencia de dos enterotoxinas codificadas por plasmidios. Las primeras descripciones de infección por ECET en humanos indicaron que ciertas cepas de E. coli aisladas de deposiciones de niños con diarrea, inducían secreción de fluidos en intestino de conejo. Posteriormente se demostró que también eran capaces de producir diarrea en adultos.

PATOGENIA

ECET es considerado representante de un prototipo patogénico: coloniza la superficie mucosa del intestino delgado, sin producción de invasión o daño (en humanos) y elabora sus enterotoxinas dando como resultado un aumento de la secreción de líquidos y electrolitos al provocando una diarrea secretoria que se caracteriza por deposiciones liquidas copiosas.

a) Factores de colonización: La primera fase de la infección es la adherencia de la bacteria al enterocito del intestino delgado mediada por fimbrias (pili) denominadas factores de colonización (CFAs). Existen múltiples CFAs, que se diferencian en la morfología y composición antigénica de la fimbria. Estas se unen a los receptores específicos, que son los gangliósidos GM1, que se encuentran en la superficie del enterocito. Los genes para estas adhesinas están codificados en plasmidios.

b) Enterotoxinas: La segunda fase es la producción y liberación de las enterotoxinas termo-lábiles (LT) y/o termo-estables (ST) responsables de la secreción de electrolitos y agua al lumen intestinal.

Toxinas termo-lábiles (LT): Las toxinas termo-lábiles de E. coli están íntimamente relacionadas en estructura y función con la enterotoxina secretada por Vibrio cholerae (CT). Existen dos tipos importantes de LT : LT-I, secretadas por cepas de ECET patógenas tanto de humanos como de animales y LT-II, en cepas patógenas para animales y que rara vez afectan a humanos.

LT-I es una toxina oligomérica compuesta por una subunidad A y cinco subunidades B. Las subunidades B están ordenadas en forma de anillo y se unen firmemente al receptor de la membrana celular (GM1) permitiendo la entrada de la subunidad A, central, responsable de la actividad enzimática de la toxina. Después de unirse a la membrana celular, la toxina es endocitada y traslocada a través de la célula por vesículas del aparato de Golgi. El blanco celular de LT es la adenilato ciclasa localizada en la membrana basolateral de las células epiteliales intestinales la que, por efecto de la toxina, se mantiene permanentemente activada. Esto produce un aumento del cAMP intracelular que deriva en una suprafosforilación de los canales de cloro localizados en la membrana apical de las células epiteliales.
El resultado final es la estimulación de la secreción de cloro por parte de las células secretoras de las criptas y la inhibición de la absorción de NaCl por las células vellosas. El contenido iónico intraluminal aumentado atrae agua pasivamente por vía paracelular provocando una diarrea osmótica. Estudios recientes han evidenciado que el mecanismo de acción de la toxina es aún más complejo.

Toxinas termo-estables (ST): En contraste con las toxinas termo-lábiles, las STs son moléculas más pequeñas, monoméricas y contienen múltiples residuos de cisteína que forman puentes disulfuros siendo los responsables de su estabilidad térmica. Existen dos clases de STs - STa y STb, no relacionadas entre sí, que difieren en estructura y mecanismo de acción. Genes para ambas clases de toxina ST han sido encontrados predominantemente en plasmidios y algunos en transposones. STa (también llamada ST I) es producida por ECET y otras numerosas bacterias gram-negativas incluyendo Yersinia enterocolítica y V. cholerae. STb ha sido encontrada solamente en ECET.

STa es producida primariamente como un precursor de 72 aminoácidos (pre-pro forma) que es clivado por una peptidasa señal a un péptido de 53 aminoácidos. Esta forma es transportada por el periplasma, en donde los puentes disulfuros son formados por la proteína DsbA, de codificación cromosomal. Una proteasa aún no definida procesa pro-STa a la toxina madura de 18 a 19 residuos la que es liberada por difusión a través de la membrana externa. El principal receptor para STa es una enzima llamada guanilato ciclasa (GC-C), localizada en la membrana apical de la célula epitelial intestinal. La unión de STa a GC-C estimula la actividad de la enzima guanilato ciclasa produciendo un aumento del nivel de cGMP intracelular.

Esta actividad, que involucra una serie de complejos procesos, produce finalmente estimulación de la secreción de cloro y/o inhibición de la absorción de NaCl, resultando en una secreción neta de fluidos intestinales (diarrea osmótica).

STb ha sido asociada preferentemente con cepas de ECET aisladas de cerdos, reportandose sólo en algunas cepas aisladas de humanos. El receptor para STa es desconocido pero se sugiere que se une en forma inespecífica a la membrana celular para ser endocitada. A diferencia de STa, estimula la secreción de bicarbonato por parte de las células intestinales por aumento de los niveles de calcio intracelular desde fuentes extracelulares.

Algunas cepas de ECET producen un solo tipo de enterotoxina, otras ambos tipos. Es suficiente que una cepa de ECET tenga la capacidad de secretar una de estas enterotoxinas, LT o ST para provocar diarrea. No se ha observado estricta correlación entre severidad de la diarrea y el genotipo toxigénico, pero en general aquellas cepas que tienen los genes ST (genotipo ST o ST/LT) se asocian a los cuadros mas severos.
























Figura 13.1-1: Esquema patogénico de ECET. Adaptado de Nataro and Kaper (Clin.Microbiol.Rev, Jan 1998, p152).



CLÍNICA

La presentación clínica de la infección por ECET es de comienzo brusco, con un corto período de incubación (1 a 2 días) y persiste durante 3 a 4 días. Los síntomas son leves o moderados, con dolor abdominal, náuseas, vómitos y diarrea acuosa, sin sangre, mucus o pus. La presencia de fiebre es inhabitual y el cuadro puede ser autolimitado. Sin embargo en algunos casos puede ser tan severo como lo observado en diarreas por V. cholerae.

La administración de antibióticos efectivos en casos de cuadros severos ,ha demostrado disminuir la duración de la diarrea y la intensidad de la excreción bacteriana, sin embargo la resistencia antibiótica en cepas de ECET es un problema emergente en áreas en las que los antibióticos efectivos no están fácilmente disponibles.

Es necesario tener en cuenta que uno de los pilares fundamentales del manejo de la infección por ECET continúa siendo la mantención de una hidratación adecuada. La terapia de rehidratación oral es frecuentemente la que salva la vida de los lactantes y niños con diarrea por ECET.



EPIDEMIOLOGÍA

ECET está principalmente asociado a dos síndromes clínicos: diarrea acuosa en niños de países en desarrollo y diarrea del viajero. Junto a rotavirus, es uno de los principales causantes de diarrea acuosa con deshidratación en niños de países en desarrollo. En estas regiones, cada uno de estos niños tiene 2 a 3 episodios de diarrea por ECET al año durante sus primeros 2 años de vida. Esto representa más del 25% de todas las diarreas y se ha estimado que produce 700.000 muertes cada año.

En países industrializados, ECET no constituye una enfermedad endémica, sin embargo da cuenta de alrededor de la mitad de los casos de diarrea del viajero. La transmisión ocurre por la ingestión de agua y alimentos contaminados, con un aumento de los casos durante las estaciones cálidas y húmedas.
En Chile se mantiene como una enfermedad endémica por contaminación ambiental afectando principalmente niños menores de 4 años. La cantidad de bacterias necesarias para producir infección (dosis infectante) es alta (108 UFC). Presenta una prevalencia de 12,3% en niños menores de 4 años de poblaciones suburbanas. Estudios de vigilancia pasiva en hospitales y consultorios de Santiago han reportado una incidencia de 21,6% en niños menores de 2 años.

El patrón epidemiológico de la enfermedad está regulado en gran medida por tres factores:

i) Inmunidad de la mucosa intestinal contra el desarrollo de la infección de ECET en individuos expuestos.

ii) Infección asintomática frecuente, y estas personas pueden eliminar una gran cantidad de bacterias en sus deposiciones contribuyendo a mantener la diseminación en el ambiente.

iii) La infección requiere una dosis infectante relativamente alta por lo cual el ciclo largo en el cual intervienen alimentos contaminados (medio que facilita la multiplicación bacteriana) es importante.


Estas tres características crean una situación en la cual la contaminación ambiental por ECET en áreas de infección endémica se traduce en una elevada prevalencia, lo que determina su persistencia. Por lo tanto, de esto se desprende que la magnitud de la prevalencia está asociada al grado de exposición a este enteropatógeno.







DIAGNÓSTICO

Debe tomarse una muestra de deposiciones emitida espontáneamente en recipiente estéril o por hisopado. En el caso de niños pequeños se puede recoger una muestra del pañal cuidando que la deposición sea fresca. Inmediatamente, de tomada la muestra, ésta debe ser introducida en un medio de transporte adecuado, los más utilizados son el medio Cary Blair o BGS (buffer glicerol salino). El cultivo se realiza en agar McConkey, selectivo para enterobacterias, el cual permite ver colonias rosadas (fermentadoras de lactosa), sospechosas de E. coli. La identificación bioquímica confirma la presencia de E. coli.

El diagnóstico de certeza requiere verificar la capacidad de producir enterotoxinas y ello puede conseguirse por diferentes técnicas: inmunoenzimáticas, radioinmunoensayo, hidridación con sondas específicas para los factores de virulencia, PCR para los genes de virulencia. Otras técnicas (las primeras utilizadas), incluyen cultivos celulares o inoculación en asa ligada de conejo o en ratón lactante, pero han sido reemplazadas.

Posteriormente a la detección de las enterotoxinas por cual quiera de los métodos antes señalados se puede efectuar la serotipificación que puede tener un interés epidemiológico si es necesario realizarlo a nivel asistencial cuando nos enfrentamos a un paciente individual. Los serogrupos correspondientes a ECET son: O6, O8, 09, O11, O15, O20, O25, O27, O78, O128, O148, O149, 0153, O159 y O173.


TRATAMIENTO Y PROFILAXIS

En el tratamiento específico de diarrea, el antimicrobiano de elección en nuestro país continúa siendo cotrimoxazol debido a que ECET aún es altamente sensible. No se recomiendo todavía el uso de fluoroquinolonas en niños por sus potenciales efectos adversos a nivel de cartílago de crecimiento, aunque la experiencia acumulada a nivel mundial con el uso de quinolonas en infecciones pediátricas por bacterias multiresistentes y sensibles a quinolonas, no ha detectado estas efectos indeseables. En adultos los fluoroquinolonas como ciprofloxacina son eficaces y el tratamiento debe ser de corta duración, 3-5 dias. En países industrializados se recomienda fluoraquinolonas (ciprofloxacino, norfloxacino y ofloxacino) como tratamiento empírico de la diarrea del viajero para disminuir el período de la duración de una diarrea en que se sospeche ECET y subsalicilato de bismuto para disminuir la intensidad de los síntomas.

Sin embargo, el creciente problema de resistencia antibiótica y los efectos adversos de medicamentos, son un argumento de peso en contra de la recomendación de la profilaxis antibiótica en forma rutinaria.





Por esto, los expertos recomiendan las siguientes medidas preventivas que ha demostrado ser eficaces:

i) Evitar agua y alimentos potencialmente contaminados durante un viaje.

ii) Subsalicilato de bismuto cuatro veces al día.

iii) Uso de antibióticos en forma empírica sólo si se presenta una diarrea significativa.


Se han desarrollado algunas vacunas orales contra la infección por ECET, tomando como base los Factores de colonización, sin embargo no se ha logrado la protección adecuada ha sido complejo debido a la diversidad antígena de los numerosos factores de colonización intestinal expresados por esta bacteria



3) E. COLI ENTEROPATOGÉNICA (ECEP)


Este grupo de E. coli, presenta adherencia a líneas celulares específicas (cultivo celular). No producen toxinas y tampoco son invasivas.


PATOGENIA

El sello de la infección por ECEP es su capacidad de producir la lesión histológica llamada “attaching-effacing” (A/E) que no tiene una traducción textual (correspondería a adherencia y disolución) y que se caracteriza por la adherencia íntima de la bacteria al enterocito y destrucción de la microvellosidad. Como consecuencia de la adherencia de ECEP, se producen marcados cambios en el citoesqueleto de la célula epitelial, con acumulación de filamentos de actina polimerizada bajo la zona de adherencia de la bacteria, formándose en ocasiones una estructura similar a un pedestal en la célula hospedero que acoge a la bacteria.

Se han descrito 3 etapas en la lesión AIE:

a) Adherencia localizada: Está dada por fimbrias de adherencia que permiten la adhesión entre bacterias formando un conglomerado que se une a la célula epitelial. La fimbria está codificada en un plasmidio llamado “EPEC adherence factor” (EAF).

b) Transducción de señales: La adherencia de ECEP a la célula epitelial induce una serie de señales de transducción en la célula eucariótica. Los genes bacterianos responsables de esta actividad están codificados en un “islote de patogenicidad” que codifica para la producción de proteínas de secreción y una proteína que constituye una adhesina bacteriana llamada intimina. Como consecuencia de estas señales están el aumento del Ca+2 intracelular lo que ayuda a la polimerización de la actina y formación de la lesión A/E. El aumento de Ca+2 además inhibe la absorción de Na+ Cl- y estimula la secreción de Cl- en el enterocito.

La adherencia de ECEP a la célula epitelial, también produce la fosforilación de varias proteínas de la célula epitelial, se activa la enzima protein kinasa, induciendo cambios en la secreción de agua y electrolitos, lo que se traduce en un aumento de la permeabilidad de las uniones intercelulares.

La unión ECEP-enterocito induce la fosforilación de tirosinas, siendo la más importante la Hp90, las que se encuentran insertas en la membrana plasmática de la célula epitelial. Éstas, sirven de receptores para la adhesina intimina, por lo que ECEP representa un modelo de bacteria entero patógena que induce su propio receptor.

c) Adherencia intima: Mediada por una proteína de membrana externa denominada intimina, codificada por gen eae. Es un elemento esencial de la patogenicidad de la bacteria, se ha visto que la administración de anticuerpos contra intimina previenen la diarrea.

Por lo tanto el mecanismo de producción de la diarrea estaría dado fundamentalmente por alteración en el transporte de iones y la mala absorción por alteración de la microvellosidad.


CLÍNICA

Diarrea: es el síntoma más frecuente, de consistencia acuosa y con mucus, generalmente autolimitada. Puede ser profusa siendo la primera causa bacteriana de diarrea con deshidratación en menores de un año. Se puede acompañar de vómitos, fiebre moderada y dolor abdominal. No produce diarrea del viajero.


EPIDEMIOLOGÍA

ECEP, es una importante causa de diarrea en los países en desarrollo, siendo la primera causa de diarrea con deshidratación en los niños menores de un año. Debido a su alta contagiosidad puede ser causa de brotes nosocomiales. En Chile, han disminuido los brotes en recién nacidos y las infecciones intrahospitalarias en la medida que han mejorado las condiciones de saneamiento ambiental. La prevalencia en estudios recientes es de 6%, en menores de 2 años.

En los países desarrollados la incidencia de casos de diarrea por ECEP es muy baja, salvo algunos brotes aislados.

La transmisión es fecal-oral, a través de la contaminación de manos, alimentos, leche, fómites, entre otros. La dosis infectante es 105 UFC. El reservorio son los niños cursando infecciones sintomáticas o asintomáticas, portadores asintomáticos incluyendo madres y quienes se encargan del cuidado de los niños.

Varios estudios han mostrado que el calostro y la lactancia materna protegen efectivamente contra la diarrea por ECEP.










DIAGNÓSTICO

El diagnóstico de ECEP se hace en base a su definición, considerando 3 aspectos:

a) Capacidad de producir lesión A/E.
b) Presencia de plasmidio EAF.
c) Ausencia de citotoxina tipo Shiga.


Actualmente, existe consenso en definir que si un ECEP produce lesión A/E, posee plasmidio EAF y es toxina-Shiga negativo, sea llamado “ECEP típico”, mientras que un ECEP que produce lesión A/E, es toxina Shiga negativo, pero no posee el plasmidio EAF es considerado un “ECEP atípico”.

Considerando lo anterior el diagnóstico de ECEP puede hacerse desde dos enfoques: el fenotípico y el genotípico.

Pruebas fenotípicas: Orientadas a evidenciar in vitro la lesión A/E, esto puede lograrse inoculando ECEP en cultivo de células HEp-2 y HeLa y mediante tinciones específicas observar la presencia de microcolonias adheridas en determinados sitios del cultivo celular bajo el microscopio.

Pruebas genotípicas: Destinadas a evidenciar mediante técnicas moleculares tales como sondas de DNA o PCR, la presencia de genes de virulencia como los genes eae, fragmentos del plasmidio EAF y genes que codifican para la toxina tipo Shiga.

Utilidad de la serogrupificación: Los E. coli de la categoría ECEP se ubican dentro de ciertos serogrupos definidos en base al antígeno O de la pared celular, es así que los ECEP típicos incluyen serogrupos como O26, O55, O111, O119, O142. Estos serogrupos son los que tienen mayor impacto clínico y epidemiológico. Entre los ECEP no típicos se ubican 016, 044, 086, 0114.

Sin embargo, esta asociación entre serogrupo y categoría de E. coli diarreogénico no es absoluta, ya que algunas cepas del serogrupo O111 pueden ser ECEP y otras ECET, dependiendo de los factores de virulencia que posea la cepa. Por lo tanto, la manera más certera de definir a un ECEP seria en base a sus propiedades de virulencia.


TRATAMIENTO

El principal tratamiento de la diarrea por ECEP es prevenir y corregir la deshidratación. En los casos leves o moderados puede ser suficiente la rehidratación oral, pero en los casos severos se requiere rehidratación parenteral.
El uso de antibióticos se reserva para los casos severos y que no responden a un tratamiento sintomático adecuado. Se pueden utilizar antimicrobianos de acción a nivel intestinal como neomicina, cotrimoxazol, furazolidona, en tratamientos cortos por 5 días.

Es importante mantener una vigilancia de la resistencia antimicrobiana en ECEP, ya que es frecuente la adquisición de resistencia y es necesario estar atentos para modificar normas terapéuticas y evitar la selección y diseminación de cepas resistentes.



4) E. COLI ENTEROINVASIVA (ECEI)

Como su nombre lo indica, este grupo de E. coli se caracteriza por su capacidad para invadir la mucosa del colon. Se encuentra en menor frecuencia que ECET y ECEP.


PATOGENIA

Su mecanismo de patogenicidad es muy similar al presente en Shigella. Ambos microorganismos invaden la mucosa colónica y pueden elaborar una o más enterotoxinas con acción secretora, que pueden jugar un rol en la patogénesis de la diarrea.

a) Invasividad: Está dado por los siguientes eventos:

i) Penetración en la célula epitelial por endocitosis
ii) Lisis de la vacuola endocítica
iii) Multiplicación intracitoplasmática
iv) Movimiento direccional a través del citoplasma
v) Extensión hacia las células epiteliales adyacentes

Cuando la infección es severa, estos eventos evocan una intensa respuesta inflamatoria, la cual puede manifestarse como ulceraciones y provocar diarrea con sangre.

Los genes necesarios para la invasividad se encuentran en un plasmidio y codifican para múltiples proteínas secretoras que participarán en las etapas ya mencionadas.

El movimiento a través del citoplasma parece ser mediado por la unión de filamentos de actina de la célula epitelial, los cuales empujan a la bacteria a través del citoplasma, generalmente en dirección lateral.

b) Enterotoxinas: la infección por ECEI se caracteriza por un período de diarrea acuosa que precede a la diarrea disentérica, se piensa que esto estaría dado por la producción de enterotoxinas, pero ello no ha sido aún claramente establecido.


CLÍNICA

La forma de presentación clínica más común es diarrea acuosa, la cual puede ser indistinguible de la diarrea secretora vista en ECET. Sólo una minoría de los pacientes presentan disentería, es decir deposiciones con sangre, mucus y leucocitos fecales, acompañado de tenesmo y fiebre. La infección asintomática es poco frecuente.




EPIDEMIOLOGÍA

ECEI es genética, bioquímica y clínicamente muy similar a Shigella.

En los países desarrollados la incidencia es baja, ocasionalmente hay brotes asociados a la ingestión de alimentos contaminados.

En los países en desarrollo es endémica exhibiendo una epidemiología similar a Shigella, aunque con una incidencia mucho más baja causando el 1-5% de las diarreas en pacientes que consultan. Un estudio en Chile encontró que se asociaba a 2-3% de los casos de diarrea, más comúnmente en menores de 2 años de edad.

La dosis infectante es mayor que para Shigella. (104 – 105 UFC/ml).


DIAGNÓSTICO

En general la identificación de ECEI tiene dos etapas: primero demostrar mediante pruebas bioquímicas que corresponde a una E. coli y que tiene características fenotípicas o genotípicas de Shigella sp.

Pruebas fenotípicas: Test Sérèny, consiste en observar in vivo que la bacteria es capaz de invadir células epiteliales y para ello se inocula una alícuota de cultivo en la conjuntiva del cobayo albino, observándose producción de queratoconjuntivitis.

Pruebas genotípicas: Estudios moleculares, tales como PCR o sondas de DNA poseen una alta sensibilidad y especificidad (100%).

También se han desarrollado técnicas de ELISA que tienen la ventaja de ser menos costosas y no requerir equipamiento sofisticado.

Utilidad de la serogrupificación: Numerosos serogrupos identificados por el antígeno O, pueden tener características enteroinvasoras, entre ellos: 028ac, 112ac, 124, 136, 143, 144, 152 y 164.


TRATAMIENTO

Es similar al tratamiento de Shigella.


5) E. COLI ENTEROAGREGATIVA (ECEA O ECEAGG)

Fue descrita por Nataro et al. en 1987, a partir de un estudio de patrones de adherencia de E. coli a células Hep-2 en niños chilenos. El patrón de adherencia agregativo (AA) se distingue por una prominente autoaglutinación entre las células bacterianas tanto sobre la superficie celular como en el vidrio libre de células Hep-2 que cubre al cultivo a la microscopía, adoptando una configuración de ladrillos superpuestos ( “stacked-brick” ).
















Figura 13.1-2: Patrones de adherencia de E. coli a cultivo celular Hep-2. (A) Adherencia localizada (AL), característico de ECEP. La bacteria forma microcolonias sobre las células Hep-2. (B) Adherencia agregativa (AA), que define a ECEA. Las bacterias se unen entre sí adoptando la configuración de ladrillos amontonados característica (“stacked brick”). (C) Adherencia difusa (AD). Las bacterias están dispersas sobre las células y en el vidrio que las cubre. Adaptado de Nataro and Kaper (Clin.Microbiol.Rev, Jan 1998, p152).


PATOGENIA

No se ha determinado el mecanismo preciso por el cual ECEAgg produce diarrea ni el segmento intestinal que afecta. Se ha observado que produce un fuerte “biofilm” o película que podría relacionarse con colonización persistente y diarrea mucosa.

Como factor de virulencia se ha implicado a la fimbria específica responsable de la autoagregación (esta categoría de E. coli diarreogénico inicialmente fue denominado Autoagregativo por esta característica). Por otra parte, evidencias experimentales sugieren que tendría efecto citotóxico sobre la mucosa intestinal, visible a la microscópia óptica. La lesión se ha caracterizado por acortamiento de las vellosidades, necrosis hemorrágica de las extremidades de las vellosidades y respuesta inflamatoria moderada con edema e infiltración mononuclear de la submucosa. Distintos grupos han estudiado la presencia de citotoxinas que justifiquen este daño celular pero aún no se han logrado identificar con exactitud.

Los efectos tóxicos requieren la presencia de genes plasmidiales además de aquellos que codifican para las fimbrias de adherencia.


CLÍNICA

Las características clínicas de la diarrea por ECEAgg se han estudiado en brotes, casos esporádicos y modelos de voluntarios humanos, observándose diarrea acuosa, mucoide y secretora, fiebre baja y vómitos escasos o ausentes. Generalmente las deposiciones se presentan sin sangre, aunque se han descrito casos de sangramiento oculto e incluso abundante.

La pregunta crítica en el manejo de pacientes en quienes se ha aislado ECEAgg es si realmente es la responsable de los síntomas. Se acepta como causante de diarrea en tres situaciones:

i) Cuando se demuestra la infección de un durante el curso de un brote documentado.

ii) Cuando la cepa aislada corresponde a uno de los serotipos de ECEAgg que se han asociados con enfermedad.

iii) Cuando el paciente presenta una diarrea persistente y se aísla ECEAgg en más de una muestra de las deposición, en ausencia de otro patógeno entérico.


EPIDEMIOLOGÍA

Estudios epidemiológicos de diversos países en desarrollo han implicado a ECEAgg como agente causal de diarreas prolongadas ( 14 días) y/o persistentes. La asociación de ECEAgg con diarrea pareciera tener una distribución geográfica, detectándose en brotes en India y Brasil mientras que en México, Chile, Bangladesh e Irán se han informado casos esporádicos. En países industrializados no ha sido bien estudiada.

Dada la elevada prevalencia de excreción asintomática de ECEAgg en algunas áreas es probable que el rol de este patógeno esté siendo subvalorado.







DIAGNÓSTICO

El aislamiento se hace del mismo modo que para los otros grupos de E. coli. Sin embargo el diagnóstico definitivo está dado por la demostración del patrón AA en células Hep-2. Otros estudios incluyen sondas genéticas y PCR.

Serogrupos: 015, 044, 077, 0126, 03, 0111, 0141, 051, 092 y 0113.


TRATAMIENTO

No se ha demostrado que el uso de antibióticos modifique el curso clínico de la enfermedad. Faltan estudios clínicos controlados.


6) E. COLI DIFUSAMENTE ADHERENTE (ECDA)

El término “E. coli difusamente adherente” se usa para diferenciar cepas que, dentro de los estudios acerca de E. coli, se adhieren a los cultivos celulares, pero que no forman microcolonias como ECEP. Actualmente, se reconocen como una categoría independiente de cepas diarreogénicas. Este grupo, está bajo investigación con el propósito de definir claramente su papel como agente de diarrea.

PATOGENIA

El patrón de adherencia difusa al epitelio intestinal se ha asociado a la presencia de fimbrias, codificadas por genes cromosomales o plasmidiales.

Al producirse la adherencia a la célula hospedero, ésta produce prolongaciones o pseudópodos, que rodean a la bacteria y la protegen, pero no la internalizan.

No se ha demostrado la presencia de toxinas en este grupo.


CLÍNICA

Cepas de E. coli de adherencia difusa se han aislado de episodios de diarrea acuosa sin sangre, sin leucocitos fecales , de evolución prolongada, en niños mayores de 5 años.


EPIDEMIOLOGÍA

Los estudios epidemiológicos sobre ECDA plantean algunas controversias respecto a su verdadero papel como causante de diarrea, ya que su incidencia en algunos estudios es similar tanto en pacientes sintomáticos como asintomáticos; sin embargo haciendo análisis dirigido por grupos etéreos se ha encontrado asociación con cuadros de diarrea prolongada y diarrea aguda en niños mayores de 5 años.

La distribución estacional es similar a ECET, es decir, con un aumento de la incidencia en los meses cálidos. El mecanismo de transmisión es a través del circuito fecal oral. También se ha sugerido que puede tener un rol como causa de diarrea en países desarrollados.









DIAGNÓSTICO

El diagnóstico se basa en estudios moleculares o en cultivos celulares:

Sondas DNA: Identificación del gen que codifica la expresión de la proteína de las fimbrias (75% de las cepas de ECDA lo poseen).

Cultivo celular: Patrón de adherencia difusa en cultivo de células HEp-2.

No se han definido los serogrupos más comunes.


TRATAMIENTO Y PREVENCIÓN

No ha sido definida la utilidad del tratamiento antibiótico.

Como prevención, las medidas generales para evitar la contaminación fecal de agua y alimentos. No hay vacuna disponible.



BIBLIOGRAFÍA


Karen L., Kotloff, MD. 1999. Bacterial diarrheal pathogens. Advances in pediatric infectious diseases.

Kotloff K. 1999. Bacterial Diarrheal Pathogens. Advances in Pediatric Infectious Diseases, vol 14, p. 219-267.

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Nataro J. 1995. Enteroaggregative and Diffusely Adherent Escherichia coli. Infectious of the Gastrointestinal Tract. Chapter 51.

Nataro J., Kaper J. 1998. Diarrheagenic Escherichia coli. Clinical Microbiology Reviews, p. 142-201.

Prado V., O'Ryan M. 1994. Acute Gastroenteritis in Latin America. Infectious Disease Clinics of North America, vol 8, N° 1, p.77-105.
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