Haemophilus influenzae

Haemophilus influenzae, antes chamada bacilo de Pfeiffer, é unha especie de bacterias gramnegativa, con forma de cocobacilo. É unha especie xeralmente de vida aerobia, pero pode crecer tamén como anaerobio facultativo.

Foi descrita en 1892 por Richard Pfeiffer durante unha pandemia de gripe ou influenza. H. influenzae foi erradamente considerada o axente causante da gripe ata 1933, cando se fixo evidente a etioloxía viral desa doenza, pero á bacteria xa lle quedou o nome taxonómico de H. influenzae. Aínda que non produce a gripe, H. influenzae é responsable de diversas enfermidades infecciosas humanas.

H. influenzae foi o primeiro organismo de vida libre do que se secuenciou o seu xenoma completo, que foi publicado en 1995.

 Serotipos 
En 1930, definíronse dúas categorías principais de H. influenzae: as cepas non encapsuladas e as cepas encapsuladas. As cepas encapsuladas clasificáronse baseándose nos sues antíxenos capsulares. Hai seis tipos xeralmente recoñecidos de H. influenzae encapsulada, designados con letras minúsculas: a, b, c, d, e, f.

A diversidade xenética entre as cepas non encapsuladas é maior que nas encapsuladas. As cepas non encapsuladas denomínanse non tipificables (NTHi) porque carecen dos serotipos capsulares; porén, poden ser clasificadas por tipificación de secuencia multilocus. A patoxénese das infeccións por H. influenzae non se comprende totalmente, aínda que a presenza de cápsula no tipo b encapsulado (Hib), un serotipo que causa epiglotite, sábese que é un factor principal de virulencia. As súas cápsulas permítenlles resistir a fagocitose e a lise mediada polo sistema do complemento no hóspede non inmune. As cepas non encapsuladas son case sempre menos invasivas, pero poden producir unha resposta inflamatoria en humanos, a cal pode causar moitos síntomas. A vacinación coa vacina Hib conxugada é efectiva para a prevención das infeccións por Haemophilus influenzae b (Hib), pero non impide a infección polas cepas non tipificables (NTHi).

 Enfermidades 
A maioría das cepas de H. influenzae son patóxenas oportunistas, que xeralmente viven no seu hóspede sen causarlle enfermidades, e causan problemas só cando se crea unha oportunidade por factores como unha infección vírica, redución da función inmunitaria ou inflamación crónica dos tecidos, por exemplo nas alerxias. Infectan ao seu hóspede ao adherirse á célula hóspede utilizando adhesinas autotransportadoras triméricas (TAA).

As enfermidades adquiridas de forma natural causadas por H. influenzae só se dan nos humanos. Nos nenos a H. influenzae tipo b (Hib) causa bacteremia, pneumonía, e un tipo de meninxite bacteriana aguda. En ocasións causa celulite, osteomielite, epiglotite, e artrite infecciosa. De feito, H. influenzae é o principal axente etiolóxico asociado coa epiglotite.

A vacina Hib conxugada é moi efectiva. Por exemplo, nos Estados Unidos, debido ao uso rutineiro da vacina Hib conxugada desde 1990, a incidencia da enfermidade invasiva por Hib diminuíu ata 1,3/100.000 en nenos. Porén, a Hib continúa a ser unha causa importante de infeccións do tracto respiratorio inferior en nenos nos países en desenvolvemento económico nos que a vacina non se usa xeneralizadamente. Esta vacina non afecta ás cepas de H. influenzae non encapsuladas e estas poden causar infeccións de oído (otite media), infeccións oculares (conxuntivite), e sinusite en nenos, e están asociadas á pneumonía.

 Diagnose 
miniatura|250px|H. influenzae con tinguidura de Gram nunha mostra de esputo. Aparece como un cocobacilo gramnegativo.
miniatura|250px|H. influenzae require os factores X e V para crecer. Neste cultivo só creceu arredor do disco de papel que foi impregnado cos factores X e V. Non hai crecemento bacteriano arredor dos discos que conteñan un só destes factores.

O diagnóstico clínico de H. influenzae realízase normalmente por medio de cultivos bacterianos ou por aglutinacións de partículas de látex. A diagnose considérase confirmada cando o organismo é illado dunha parte normalmente estéril do corpo. Neste sentido, a H. influenzae cultivada a partir de mostras da cavidade nasofarínxea ou de esputos non sería indicativo dunha enfermidade por H. influenzae, porque eses lugares son colonizados polo organismo tamén en persoas sas. Polo contrario, o H. influenzae illado do líquido cefalorraquídeo ou do sangue indicaría unha infección por H. influenzae.

 Cultivo 
Os cultivos bacterianos de H. influenzae realízanse en placa de ágar, xeralmente en ágar chocolate que conteña ademais os factores X (hemina) e V (nicotinamida adenina dinucleótido) a 37 °C nun incubador enriquecido en CO2. O crecemento en ágar sangue só se consegue como un fenómeno satélite arredor doutra bacteria. As colonias de H. influenzae teñen un especto convexo, liso, pálido, cincento ou transparente.

A tinguidura de Gram e a observación microscópica dun espécime de H. influenzae mostrará que é gramnegativa, bacilar ou cocobacilar, e sen ningunha disposición característica (como cadeas, grupos etc.). O organismo cultivado pode ser caracterizado utilizando as probas da catalase e oxidase, que dan ambas as dúas positivo. Cómpren probas serolóxicas para distinguir o polisacárido capsular e diferenciar entre H. influenzae b e as cepas non encapsuladas.

Aínda que o cultivo de H. influenzae é moi específico, carece de sensibilidade. O uso de antibióticos antes de tomar as mostras reduce enormemente o éxito do illamento porque mata á bacteria antes de que a identificación sexa posible. Ademais, H. influenzae é unha bacteria moi delicada no seu cultivo, e calquera modificación dos procedementos de cultivo pode reducir moito as taxas de illamento. Os laboratorios de mala calidade que hai ás veces nos países en desenvolvemento económico obteñen unhas baixas taxas de illamento de H. influenzae.

H. influenzae crece na zona hemolítica de Staphylococcus aureus se cultivamos ambas os microorganismos en placa de ágar. A hemólise de células sanguíneas causada por S. aureus libera o factor V que cómpre para o crecemento de H. influenzae, que non se encontra fóra de dita zona hemolítica. O ágar Fildes é mellor para o illamento. No medio Levinthal as cepas capsuladas mostran unha iridescencia distintiva.

 Aglutinación de partículas de látex 
A proba de aglutinación de partículas de látex (LAT) é un método máis sensible que os cultivos para detectar H. influenzae. A mostra mestúrase con partículas de látex cubertas con anticorpos, e se o antíxeno da bacteria está presente únese aos anticorpos e isto fai que as partículas de látex se aglutinen.University of Maryland Medical Center Como o método depende da detección de antíxenos máis que de bacterias viables, os resultados non son empecidos polo uso previo de antibióticos. Ten tamén o beneficio engadido de ser moito máis rápido que os métodos de cultivo. Porén, as probas de sensibilidade a antibióticos non son posibles usando só a proba de aglutinación de partículas de látex, polo que é necesario facer paralelamente un cultivo.

 Métodos moleculares 
Os ensaios utilizando a técnica da reacción en cadea da polimerase (PCR) son máis sensibles que os cultivos ou a aglutinación de partículas de látex, e son moi específicos. Porén, os ensaios de PCR non se aplican aínda de forma rutineira nos laboratorios clínicos. A inmunoelectroforese contracorrente é tamén outro efectivo método de diagnóstico de investigación, pero foi substituído en grande medida pola PCR.

 Interacción con Streptococcus pneumoniae 
Tanto H. influenzae coma Streptococcus pneumoniae poden encontrarse no sistema respiratorio superior humano. Nun estudo in vitro de competición entre estas especies, S. pneumoniae sempre domina a H. influenzae ao atacala con peróxido de hidróxeno e quitarlle as moléculas de superficie que H. influenzae necesita para sobrevivir.

In vivo, cando ambas as especies se sitúan xuntas na cavidade nasal, en dúas semanas, só H. influenzae sobrevive. Cando se sitúan separadamente na cavidade nasal, ambas as dúas poden sobrevivir. Cando se examinou o tecido respiratorio superior de ratos expostos a ambas as especies bacterianas, encontrouse un enorme número de neutrófilos (células inmunitarias). Nos ratos expostos a unha soa das bacterias estes neutrófilos non se atopan.

As probas de laboratorio mostran que os neutrófilos expostos a H. influenzae mortas eran máis agresivos ao atacar a S. pneumoniae que os non expostos. A exposición dos neutrófilos a H. influenzae mortas non tiña efecto sobre as H. influenzae vivas.

Hai dúas explicacións posibles para esta resposta:

 Cando H. influenzae é atacada por S. pneumoniae, envía sinais ao sistema inmunitario para atacar a S. pneumoniae.
 A combinación de dúas especies bacterianas desencadea unha resposta inmune que non se produce cando está presente só unha das especies.

Non está claro por que H. influenzae non é afectada pola acción do sistema inmunitario.

 Tratamento 
Haemophilus influenzae produce beta-lactamases, e pode modificar as súas proteínas de unión á penicilina, polo que adquire resistencia aos antibióticos da familia da penicilina.
En casos graves, os antibióticos de elección son a cefotaxime e ceftriaxona administrados directamente no torrente sanguíneo, e, nos casos menos graves, é preferible unha asociación de ampicilina e sulbactam, cefalosporinas de segunda xeración, ou fluoroquinolonas. (tamén se observaron cepas de H. influenzae resistentes á fluoroquinolona).

Outros antibióticos que poden usarse son os macrólidos (como a claritromicina), mais tamén se observou resistencia aos macrólidos.

 Prevención (vacinas) 
Disponse de vacinas efectivas contra a H. influenzae tipo b desde principios da década de 1990, e recoméndase para nenos de menos de 5 anos e pacientes asplénicos (co bazo extirpado). A Organización Mundial da Saúde recomenda unha vacina pentavalente, combinando as vacinas contra a difteria, tétano, pertusis, hepatite B e Hib. Aínda non hai suficientes evidencias da efectividade que ten a vacina pentavalente en relación coas vacinas administradas por separado.

As vacinas contra Hib costan aproximadamente sete veces máis que as vacinas contra o sarampelo, polio, tuberculose, difteria, tétano e pertusis. En consecuencia, mentres que o 92% das poboacións dos países desenvolvidos estaba vacinado contra a Hib en 2003, a cobertura da vacinación era de só o 42% nos países en desenvolvemento económico, e de só o 8% nos países máis subdesenvolvidos.

 Secuenciación 
H. influenzae foi o primeiro organismo de vida libre do que se secuenciou o xenoma completo. A secuenciación foi completada por Craig Venter e o seu equipo, e escolleron a Haemophilus porque un dos líderes do proxecto, o premio Nobel Hamilton Smith, traballara con ela durante décadas e podía proporcionar librarías de ADN de gran calidade. O seu xenoma consta de 1 830 140 pares de bases de ADN nun único cromosoma circular que contén 1.740 xenes que codifican proteínas, 2 xenes de ARNts, e 18 xenes doutros ARN. O método de secuenciación utilizado foi a escopeta de xenoma completo.

 Papel protector da transformación 

A presenza de H. influenzae non encapsulada obsérvase a miúdo nas vías aéreas de pacientes con enfermidade pulmonar obstrutiva crónica (COPD). Os neutrófilos tamén aparecen en grandes cantidades nos esputos dos pacientes de COPD. Os neutrófilos fagocitan a H. influenzae, e dese modo activan unha explosión respiratoria oxidativa.Naylor EJ, Bakstad D, Biffen M, Thong B, Calverley P, Scott S, Hart CA, Moots RJ, Edwards SW (2007). Haemophilus influenzae induces neutrophil necrosis: a role in chronic obstructive pulmonary disease? Am J Respir Cell Mol Biol 37(2):135-143. PMID 17363778 Porén, en vez de mataren á bacteria son os propios neutrófilos os que morren (aínda que esa explosión oxidativa probablemente causa tamén danos no ADN de H. influenzae). A imposibilidade de matar a H. influenzae pode explicar a persistencia de infección na COPD.

Os mutantes de H. influenzae defectivos no xene rec1 (un homólogo de recA) son moi sensibles a morrer por axentes oxidantes como o peróxido de hidróxeno.Sánchez-Rincón DA, Cabrera-Juárez E (1991). Lethal and mutagenic action of hydrogen peroxide on Haemophilus influenzae. J Bacteriol 173(20):6632-6634. PMID 1917884 Estes descubrimentos suxiren que a expresión de rec1 é importante para a supervivencia de H. influenzae en condicións de estrés oxidativo. Como é un homólogo de recA, o rec1 probablemente xoga un papel fundamental na reparación recombinacional dos danos no ADN. Así, H. influenzae pode protexer o seu xenoma contra as especies reactivas do oxíxeno producidas polas células fagocíticas do hóspede ao reparar recombinacionalmente os danos oxidativos no ADN.Michod RE, Bernstein H, Nedelcu AM (2008). Adaptive value of sex in microbial pathogens. Infect Genet Evol 8(3):267-285. PMID 18295550 http://www.hummingbirds.arizona.edu/Faculty/Michod/Downloads/IGE%20review%20sex.pdf  A reparación recombinacional do sitio danado dun cromosoma require, ademais de rec1, unha segunda molécula de ADN non danada homóloga. Todas as células de H. influenzae poden captar ADN homólogo procedente doutras células polo proceso de transformación. A transformación en H. influenzae implica polo menos a intervención de 15 produtos xénicos,Fleischmann RD, Adams MD, White O, Clayton RA, Kirkness EF, Kerlavage AR, Bult CJ, Tomb JF, Dougherty BA, Merrick JM, et al. (1995). Whole-genome random sequencing and assembly of Haemophilus influenzae Rd. Science 269(5223):496-512. PMID 7542800 e é probablemente unha adaptación para a reparación de danos no ADN nos cromosomas dunha célula.

 Notas 

 Véxase tamén 
 Ligazóns externas 
 Hib information on the World Health Organization (WHO) site.
 Fact sheet on the Centers for Disease Control and Prevention (CDC) site.
 Hib Initiative — from Johns Hopkins University, London School of Hygiene & Tropical Medicine, CDC & WHO
 November 2nd: World Pneumonia Day Website


Categoría:Proteobacterias