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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN DETECCIÓN DE Campylobacter spp. EN ESPECÍMENES FECALES DE PACIENTES DEL INCMNSZ POR CULTIVO BACTERIANO, ENSAYO INMUNOENZIMÁTICO Y PCR EN TIEMPO REAL T E S I S QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE: LICENCIADA EN BIOQUÍMICA DIAGNÓSTICA P R E S E N T A: ADRIANA VARGAS CHÁVEZ ASESOR EXTERNO: Q.F.B. FERNANDO TUZ DZIB CO-ASESORA INTERNA: M. EN C. ANDREA BECERRIL OSNAYA CUAUTITLÁN IZCALLI, ESTADO DE MÉXICO 2015 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN UNIDAD DE ADMINISTRACIÓN ESCOLAR DEPARTAMENTO DE EXÁMENES PROFESIONALES Vm V[I<'\DAD lIAqoNAI. J ... -TIJI..' \,.'u ;JT!"" AVl>WM.A DE M.rltlc,o ASUNTO: VOTO ","P-ROIlATORIO M. en C. JORGE ALFREDO CUÉLLAR ORDAZ J)IRECTOR DE LA FES CUAUTITLAN PRESENTE -;.,. ..... ATN : M. EN A. ISMAEL HERNÁNÓEZ MA URICIO ,., 11 Jefe del Dcp:1rta mcnto dc' Exlínlc~~cs·Pr.Qfcsiomllcs , de 1<\ FES Cuautithín. Con base en el Reglamento General de Exámenes, y la Dirección de la Facultad, nos permitimos comunicar a usted que revisamos el: Trabajo de Tesis Detección de Campylobacter spp. en especimenes fecales de pacientes dellNCMNSZ por cultivo bacteriano, ensayo inmunoenzimático y PCR en tiempo real. Que presenta la pasante: Adriana Vargas Chávez Con número de cuenta: 307294339 para obtener el Título de la carrera: Licenciatura en Bioguimica Diagnóstica Considerando que dicho trabajo reúne los requisitos necesarios para ser discutido en el EXAMEN PROFESIONAL correspondiente, otorgamos nuestro VOTO APROBATORIO. ATENTAMENTE "POR MI RAZA HABLARÁ EL EspíRITU" Cuautillán Izcalli, Méx. a 13 de Agosto de 2015. PROFESORES QUE INTEGRAN EL ,JURADO NOMBRE P RES[J)ENTE M. en C. Andrea Angela Becerril Osnaya VOCAL • Dra. Alma Lucila N uiiez del Arco SECRETARIO Q. Araceli Gaspar Mcdina le ... SUPLENTE M. en C. Ma. Guadalupe Avilés Robles 2do. SUPLENTE M. en C. Mari tcre DOll1íngul.'z Rojas NOTA: los sinodales suple ntes están obligados a presentarse el día V hora del Examen Profesional (art. 127). IHM/mmgm" FIRMA FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN UNIDAD DE ADMIN LSTRACIÓN ESCOLAR DEPARTAMENTO DE EXÁMENES PROFESIONALES . -.... , Ir VmVEMOAD fllAC"IO.'iAL !WFWMADE M,r:.uc,o ASUNTO: VOTO ARROBATOR.IO M. en C. JORGE ALFREDO CUÉLLAR ORDAZ DIRECTOR DE LA FES CUAUTITLAN PRESENTE ;- - ........ ATN: M. EN A. ISMAEL HERNÁNímz MAURICIO , n-)f :-- .Jefe del J)cp:trta mcn to d e Kx:'Ílilcncs Profcsioll lllcs • de la' FES CuautitJún. Con base en el Reglamento General de Exámenes. y la Dirección de la Facultad, nos permitimos comunicar a usted que revisamos el: Trabajo de Tesis Detección de Campylobacter spp. en espeeimenes fecales de pacientes dellNCMNSZ por cultivo bacteriano, ensayo inmunoenzimático y PCR en tiempo real . Que presenta la pasantel ::~~~~~~~~ Con número de cuenta: ª para obtener el Título de la carrera: Licenciatura en Bioquímica Diagnóstica Considerando que dicho trabajo reúne los requisitos necesarios para ser discutido en el EXAMEN PROFESIONAL correspondiente, otorgamos nuestro VOTO APROBATORIO. ATENTAMENTE "POR MI RAZA HABLARÁ EL EspíRITU" Cuautitlán Izcalli, Méx. a 13 de Agoslo de 2015. PROFESORES QUE INTEGRAN EL JURADO NOMB RE PRESIDENTE M. en C. Andrca Angela Becerril Osnava VOCAL Dra. A tma Lueila Nuñez del Arco SECRETARIO Q. Araceli Gaspar Mcdina le.'. SUI'LENTE M. en C. Ma. Guadalupe Aviles Robles 2do. SUPLENTE M. en C. Maritcrc Domíngucz Rojas NOTA: los sinodales suplentes están obligados a presentarse el día v hora del Examen Profesional (art. 127). IHM/ mmgm* FIRMA Este trabajo fue realizado en el laboratorio de bacteriología intestinal del Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán AGRADECIMIENTOS A mis padres a quienes amo incondicionalmente y que con su confianza, apoyo, sacrificios y valiosos consejos hicieron posible la culminación de mis estudios universitarios. A la Universidad Nacional Autónoma de México, especialmente a la Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán por ser mi casa de estudios y permitir formarme académicamente. Al departamento de Infectología e Investigación del Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán por brindar los recursos, infraestructura y a quienes me brindaron las asesoría necesaria para la realización de este proyecto. Al Q.F.B. Fernando Tuz Dzib por aceptarme como parte de su equipo de trabajo y darme su confianza para la elaboración de este trabajo. A la Q.F.B. Leticia Reyes González por otorgarme parte de su tiempo y paciencia para enseñarme todo sobre la detección microbiológica de Campylobacter. A mis amigas Ali, Denise, Heidi, Irais, Karina, Lupe y Marta con las que aprendí demasiado, e hicieron muy ameno todo este trayecto. ÍNDICE ABREVIATURAS i LISTA DE FIGURAS ii LISTA DE TABLAS iii RESUMEN 1 1 INTRODUCCIÓN 2 1.1 Historia 3 1.2 Características generales de Campylobacter spp. 4 1.3 Patogénesis 5 1.3.1 Respuesta al estrés. 6 1.3.2 Motilidad y quimiotaxis 6 1.3.3 Adhesión e invasión. 7 1.3.4 Toxigenicidad. 8 1.4 Reservorios y fuentes de infección. 9 1.5 Manifestaciones clínicas 10 1.5.1 Complicaciones de la infección por Campylobacter spp. 11 1.6 Epidemiología 12 1.6.1 Incidencia 12 1.6.2 Datos demográficos 13 1.7 Tratamiento y susceptibilidad a antibióticos. 14 1.8 Detección en el laboratorio. 15 1.8.1 Recolección, transporte y almacenamiento de muestras. 15 1.8.2 Aislamiento. 16 1.8.3 Confirmación 18 1.8.4 Identificación a nivel de especie 19 1.8.5 Ensayos inmunoenzimáticos 21 1.8.6 Reacción en cadena de la polimerasa 24 2 JUSTIFICACIÓN 31 3 HIPÓTESIS 31 4 OBJETIVOS 32 5 METODOLOGÍA 33 5.1 Recepción de especímenes fecales. 34 5.2 Cultivo y condiciones de crecimiento. 34 5.2.1 Medios selectivos 34 5.2.2 Preparación de la muestra 34 5.2.3 Método de filtración pasiva. 34 5.3 Identificación. 35 5.4 Ensayo Inmunoenzimático 35 5.5 Método de PCR en tiempo real 36 5.6 Controles de crecimiento y amplificación 37 6 RESULTADOS 38 6.1 Técnicas de cultivo bacteriano 39 6.2 Ensayo inmunoenzimático 40 6.3 Método de PCR en tiempo real 40 7 DISCUSIÓN 42 8 conclusiones 48 9 Perspectivas 49 10 REFERENCIAS 50 i ABREVIATURAS ADN Acido desoxirribonucleico Ac Anticuerpo Ag Antígeno C. Campylobacter CadF Factor de adhesión de Campylobacter a fibronectina CapA Proteína de adhesión A de Campylobacter CB Medio de transporte Cary-Blair CCDA Charcoal Cefoperazone Deoxycholate Agar (Agar desoxicolato cefoperazona carbón) CDC Centers for Disease Control and Prevention (Centros para el control y la prevención de enfermedades) Cdt Cytolethal Distending Toxin (Toxina distensora citoletal) CM Agar sangre de carnero con membrana CO2 Dióxido de carbono CSM Charcoal Selective Medium (Medio selectivo base de carbón) Ct Threshold Cycle (Ciclo umbral) EIA Enzyme Immunoassay (Ensayo inmunoenzimático) ELISA Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (Ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas) glyAGen de la serina hidroximetiltranferasa hipO Gen de la hipuricasa INCMNSZ Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán JlpA Liproproteína A de C. jejuni Kb kilobases LOS Lipoolisacáridos mCC Medio de carbón para Campylobacter NO2 Dióxido de nitrógeno NTC Non-Template Control (Control negativo de templado) Peb1 Proteína Pei, Ellison y Blaser 1 PCR Polymerase Chain Reaction (Reacción en cadena de la polimerasa) PSC Polisacárido capsular SGB Síndrome de Guillain-Barré UFC Unidad formadora de colonias VNC Viable no cultivable ii LISTA DE FIGURAS Figura 1. Imagen de microscopio electrónico de barrido de C. jejuni, se observa su apariencia de sacacorchos y flagelo bipolar (Altekruse, Stern, Fields, & Swerdlow, 1999) 4 Figura 2. Modelo de patogénesis de C. jejuni. La manifestación clínica de la infección por C. jejuni es resultado de la actividad bacteriana (lado derecho) y la respuesta inmune del hospedero (lado izquierdo). (Larson, Christensen, Pacheco, Minnich, & Konkel, 2008) 8 Figura 3. Rutas más importantes para la infección humana por Campylobacter (Young, Davis, & Dirita, 2007) 9 Figura 4. EIA tipo sándwich. Cuando los antígenos (Ag) de Campylobacter están presentes en la muestra la reacción positiva en el EIA PREMIERTM CAMPY se observa con una coloración amarilla bien definida. 21 Figura 5. El ImmunoCard STAT! CAMPY es uno de los métodos inmunocromatográficos comercialmente disponible. Se observa los posibles resultados obtenidos con este método. 22 Figura 6. Reacción en cadena de la polimerasa. Los pasos de la reacción incluyen desnaturalización, hibridación y extensión debido a la acción de la DNA polimerasa. (Winn et al., 2006.) 25 Figura 7. Química de la sonda de hidrólisis. La proximidad de la molécula extintora (quencher, Q) a la molécula fluorescente (R) deriva en una fluorescencia de fondo mínima. La hidrólisis de esta sonda por la actividad de exonucleasa de la DNA polimerasa provoca la difusión del fluoróforo desde la molécula extintora, de modo que la fluorescencia puede suceder cuando el fluoróforo de excita de modo apropiado. (Tille, 2013) 28 Figura 8. Gráfico de amplificación lineal de PCR en tiempo real 29 Figura 9. Morfología colonial de los aislados de Campylobacter jejuni en mCC y agar sangre de carnero en heces 39 Figura 10. Curvas de amplificación por PCR en tiempo real del gen hipO para la detección de C. jejuni en las muestras fecales 41 Figura 11. Curvas de amplificación por PCR en tiempo real del gen glyA para la detección de C. coli en las muestras fecales 41 iii LISTA DE TABLAS Tabla 1. Características para diferenciar Arcobacter y Campylobacter 19 Tabla 2. Características diferenciales de campilobacterias de importancia clínica 20 Tabla 3. Cebadores y sondas usadas en el método de PCR en tiempo real 37 Tabla 4. Muestras fecales positivas de Campylobacter en cultivo, EIA y PCR en tiempo real de las 250 muestras recibidas de Mayo a Junio del 2014. 38 Tabla 5. Comparación de las técnicas de cultivo en medio selectivo y en agar sangre de carnero con membrana para la detección de Campylobacter en heces. 39 Tabla 6. Resultados de las diluciones de cepas control en el ensayo inmunoenzimático 40 1 RESUMEN El género Campylobacter es reconocido como uno de los causantes más importantes de la gastroenteritis aguda bacteriana en humanos a nivel mundial, aislándose con mayor frecuencia C. jejuni y C. coli. La identificación de estas bacterias usando cultivos convencionales y ensayos bioquímicos es tardada y laboriosa, requiriéndose más de 4 días. Actualmente existen métodos como los ensayos inmunoenzimáticos y PCR en tiempo real que permiten una rápida identificación sin necesidad de un aislamiento primario, pero son poco usados por los costos que estos ensayos implican. Con el objetivo de identificar Campylobacter en muestras fecales se emplearon métodos convencionales de cultivo, un ensayo inmunoenzimático y PCR en tiempo real, para tomar en consideración sus ventajas en el diagnóstico de rutina en laboratorio. Se procesaron en total 250 muestras de pacientes con síntomas de gastroenteritis. Todas las muestras se examinaron mediante cuatro métodos: aislamiento en medios selectivos a base de carbón, aislamiento por el método de filtración pasiva, el uso del EIA PREMIERTM CAMPY y PCR en tiempo real. De las muestras analizadas el 4.4% fueron positivas para Campylobacter en al menos una prueba; 2% de los cultivos en mCC y 2.4% en CM fueron positivos de C. jejuni, con el EIA 2.4% de las muestras resultaron positivas de las cuales dos no se recuperaron en cultivo y dieron negativo en PCR; finalmente con PCR en tiempo real 2.8% resultaron positivas para C. jejuni y 0.8% positivas para C. coli. Los resultados de este trabajó demuestran que el EIA y PCR en tiempo real proporcionan resultados muy rápidos si se busca una alternativa al cultivo, siendo así la PCR la mejor opción debido a su sensibilidad, rapidez, a que puede emplearse de manera cuantitativa y es capaz de detectar Campylobacter a nivel de especie. 2 1 INTRODUCCIÓN Las diarreas infecciosas suelen ser uno de los problemas de salud más importantes a nivel mundial con una incidencia de 2 millones de casos anuales, y es considerada la segunda causa de muerte en niños menores de 5 años. Algunos de los agentes etiológicos identificados son bacterias pertenecientes a los géneros Shigella spp., Salmonella spp., Escherichia coli, Vibrio cholerae y Campylobacter spp., siendo este último la causa más común de la gastroenteritis humana (Platts- Mills & Kosek, 2014) Las bacterias que pertenecen al género Campylobacter se encuentran ampliamente distribuidas y, desde el año 2005, representa la zoonosis más importante a nivel mundial causante de diarrea tanto en países desarrollados como en países en desarrollo (Platts-Mills & Kosek, 2014; WHO, 2011) En humanos la infección por Campylobacter se presenta como una gastroenteritis aguda con diarrea y/o vómito (Debruyne, Gevers, & Vandamme, 2008), principalmente como consecuencia de la ingesta de alimentos de origen animal contaminados como pollo mal cocinado o productos lácteos. Cuando el diagnóstico de la infección está basado exclusivamente en el cultivo en medio selectivo se ha encontrado que más del 90% de las campilobacteriosis son causadas por Campylobacter jejuni, y el resto por Campylobacter coli. Sin embargo, el avance en las técnicas de aislamiento e identificación ha permitido que especies como C. upsaliensis, C. lari, C. fetus subsp. fetus, C. jejuni subsp. doylei, C. concisus, Arcobacter butzleri y A. skirrowii hayan sido detectadas en muestras de pacientes con sospecha de campilobacteriosis (Man, 2011). El trabajo en el laboratorio para la detección, identificación y diferenciación de especies de Campylobacter incluyen métodos de microscopia, filtración y cultivo en medios selectivos que siguen dando resultados confiables (Nachamkin, 2003). Sin embargo, debido a que estas bacterias son nutricionalmente fastidiosas (requieren ambientes nutricionales complejos) y presentan una tasa de crecimiento lento, su aislamiento resulta ser más costoso y laborioso en 3 comparación a otras especies de importancia como Salmonella o Shigella y por lo tanto los laboratorios no suelen incluirlo en la búsqueda de rutina (Ajene, Fischer Walker, & Black, 2013; Nachamkin, 2003; Nyati & Nyati, 2013). 1.1 Historia Las primeras observaciones al microscopio de bacterias semejantes a Campylobacter fueron hechas por Theodore Escherich en 1886, quien observó bacterias espirales a partir de muestras diarreicas de niños. En 1906 Mcfadyean y Stockman, y posteriormente Smith, identificaron bacterias microaerófilas semejantes a Vibrio refiriéndose a ellas como Vibrio fetus por ocasionar abortos en ganadobovino y ovino. Más tarde otras bacterias semejantes a Vibrio fueron observadas en muestras del yeyuno de becerros con diarrea y las llamaron Vibrio jejuni. Doyle en 1944 llamó Vibrio coli a un organismo similar obtenido de puercos con disentería porcina. Fue en 1963 cuando Sebald y Veron demostraron que estas bacterias poseían características genotípicas y fenotípicas diferentes al género Vibrio e introducen un nuevo género al que llamaron Campylobacter (Percival & Williams, 2013). Después de 1970 se realizaron los primeros aislamientos a partir de deposiciones de humanos por Cooper y Slee en Australia, y Dekeyser y colaboradores en Europa gracias al método de filtración implementado por Butzler, reconociéndose hasta estas fechas como patógeno humano causante de síndromes diarreicos (Winn, Allen, Janda, Koneman, & Procop, 2006). Un avance importante en el cultivo de estos organismos fue hecho por Skirrow, Bolton, Robertson y Blazer, quienes desarrollaron medios selectivos con antibióticos para facilitar el aislamiento de especies de Campylobacter con mayor frecuencia a partir de muestras de heces humanas sin necesidad de implementar la técnica de filtración. Para 1980 Penner, Hennessy, Lior y colaboradores describieron técnicas de serotipificación, que junto con técnicas de biotipificación, fagotipificación y genotipado, se han utilizado como base de la caracterización de las cepas de Campylobacter (Lawson, 2011). 4 1.2 Características generales de Campylobacter spp. El género Campylobacter pertenece a la familia Campylobacteraceae junto con los géneros Arcobacter y Sulfurospirillum, e incluye 25 especies y 8 subespecies, muchas de las cuales son de importancia clínica y económica (Debruyne, Gevers, et al., 2008; Fitzgerald & Nachamkin, 2011). Este género se caracteriza por tratarse de bacilos Gram-negativos con morfología en espiral, de S o curva con un tamaño entre los 0.2 a 0.8 μm de ancho y 0.5 a 5 μm de largo (Figura 1). Son bacterias altamente móviles gracias a la presencia de un flagelo polar en uno o ambos extremos que le proporciona un movimiento circular o de sacacorchos (Nachamkin, 2003; Tille, 2013). Figura 1. Imagen de microscopio electrónico de barrido de C. jejuni, se observa su apariencia de sacacorchos y flagelo bipolar (Altekruse, Stern, Fields, & Swerdlow, 1999) La mayoría de estos microorganismos son microaerófilos, oxidasa positivos, no fermentadores ni oxidativos y obtienen su energía del uso de aminoácidos y de intermediarios del ciclo de Krebs (Winn et al., 2006). C. jejuni es la única especie que hidroliza hipurato de sodio y que pertenece, junto con C. coli, C. lari y C. upsaliensis, al grupo de las especies de Campylobacter conocidas como termotolerantes por crecer preferentemente entre 37° C y 42° C y no por debajo de los 30° C (Hofreuter, 2014) 5 Los integrantes de este género tienen un genoma de aproximadamente 1600 a 2000 kb, siendo un genoma pequeño comparado con otras especies enteropatógenas como Escherichia coli, la cual tiene un genoma de aproximadamente 4000 kb (Fouts et al., 2005; Parkhill et al., 2000; Poly et al., 2007) Además de la forma en espiral característica de este género, se ha descrito una forma cocoide observada a menudo en cultivos viejos o que han tenido una prolongada exposición al aire. Algunos factores que pueden influir la forma cocoide es el tipo de cepa, la temperatura, el pH, la osmolaridad y el medio de cultivo empleado (Winn et al., 2006), por lo que se ha sugerido que esta forma es la presentación del estado latente necesario para la supervivencia bajo condiciones que implican variaciones de temperatura, oxigeno, pH, ambientes osmóticos y es conocida como la forma VNC (Murphy, Carroll, & Jordan, 2006). 1.3 Patogénesis La primera secuenciación del genoma de C. jejuni cepa NCTC 11168 (Parkhill et al., 2000), y posteriormente de cepas de C. coli, C. lari, C. upsaliensis han proporcionado las bases para el estudio de las moléculas y proteínas implicadas en los mecanismos de patogenicidad con los que cuentan estas bacterias, sin embargo, en comparación con otras bacterias enteropatógenas, los mecanismos de especies de Campylobacter son poco conocidos. La relativa escasez en el conocimiento de su patogénesis se debe a las dificultades en la manipulación genética molecular, la variabilidad de la virulencia de las cepas y la falta de un modelo animal eficaz de infección entérica humana. (Fouts et al., 2005). Los mecanismos de patogenicidad de Campylobacter que se han ido estudiando desde la primera secuenciación de su genoma son los implicados en la respuesta al estrés, la motilidad, quimiotaxis, adhesión, invasión y la toxigenicidad. 6 1.3.1 Respuesta al estrés. C. jejuni, especie estudiada con mayor frecuencia, es inusualmente sensible a diferentes condiciones de estrés ambiental porque carece de respuestas adaptativas como el regulador global RpoS, que a diversas bacterias Gram- negativas les permite sobrevivir en condiciones severas de estrés, y a pesar de ello se ha visto que Campylobacter muestra respuestas adaptativas a condiciones ácidas y aeróbicas, promoviendo la forma VNC (Murphy et al., 2006). Otro sistema que no se ha identificado es el mecanismo osmoregulador, que les permite a las bacterias lidiar con el estrés osmótico. En cuanto al shock térmico, Campylobacter sintetiza 24 proteínas en respuesta a la exposición a temperaturas por encima del rango óptimo para el crecimiento (37-42 °C); además es capaz de llevar a cabo respiración y producción de ATP pero sin replicación a temperaturas de 4 °C, lo que ha permitido aislarla de alimentos refrigerados (Dasti, Tareen, Lugert, Zautner, & Gross, 2010) 1.3.2 Motilidad y quimiotaxis El género Campylobacter se caracteriza por poseer un flagelo polar que facilita la motilidad de las bacterias y tiene una importancia primordial en el comportamiento quimiotáctico. Este flagelo polar está compuesto de flagelina O-glicosilada crucial para acercarse a los sitios de unión en las células epiteliales intestinales. Además, se han identificado dos proteínas implicadas en la regulación del flagelo, el sensor FlgS y el regulador de respuesta FlgR, y las proteínas FlgP y FlgQ esenciales en el movimiento del flagelo. En la secuencia del genoma de C. jejuni se han identificado los genes de quimiotaxis cheA, cheW, cheV, cheY, cheR, y cheB (Dasti et al., 2010; Young et al., 2007). En conjunto, el flagelo y sus componentes son importantes en la interacción de la bacteria con su hospedero, lo que facilita la colonización del intestino. 7 1.3.3 Adhesión e invasión. En la colonización del hospedero generalmente los microorganismos requieren factores de adherencia, los cuales en la mayoría de las bacterias Gram positivas y Gram negativas incluyen a los pilis. A pesar de que este tipo de estructuras no se han identificado en las especies de Campylobacter se han descrito proteínas como las CadF, la JlpA, CapA y Peb1 que contribuyen en la adhesión a las células eucariotas. CadF es una adhesina que se requiere para la adhesión e invasión máxima ya que se adhiere específicamente a la fibronectina de la matriz celular y se encuentra tanto en cepas de C. jejuni y C. coli. JlpA es una lipoproteína de superficie que influye en la respuesta proinflamatoria, observada en infecciones por C. jejuni. Otra lipoproteína involucrada en la colonización y persistencia de la infección es la homologa de adhesina autotrasnportadora CapA. La adhesina periplásmica Peb1 es crucial en la adherencia y comparte homología con las proteínas periplásmicas de unión acopladas a un sistema ABC (ATP-binding cassette) uniéndose con gran afinidad a aspartato y glutamato (Dasti et al., 2010; Young et al., 2007). Otros factores que en su ausencia en modelos animales afectan la adherencia, invasióny virulencia de Campylobacter son: el PSC que le proporciona a la bacteria resistencia al suero; los lipooligosacaridos que tiene actividad endotóxica típica y que presentan ácido siálico en la estructura del antígeno O de LOS semejante al de los gangliosidos neuronales, lo que sugiere que puede ser la causa que conduce a trastornos autoinmunes, como el caso del SGB (Nyati & Nyati, 2013; Young et al., 2007); los antígenos de invasión de Campylobacter (Cia, por sus siglas en inglés) y las proteínas flagelares FlaC, FlaA y FlaB, de los cuales su mecanismo de secreción y el papel que tienen en la invasión no son del todo claras. 8 1.3.4 Toxigenicidad. La única toxina identificada, secretada por varias especies de Campylobacter, incluidas C. jejuni, C. lari, C. coli, C. fetus y C. upsaliensis, es llamada toxina distensora citoletal, que consta de tres subunidades CdtA, CdtB, CdtC. En diferentes líneas celulares se ha visto que Cdt induce distención celular caracterizada por la elongación, hinchamiento y muerte celular (Dasti et al., 2010). El conjunto de estos mecanismos y el estado inmunológico del hospedero son factores que influyen en que Campylobacter sea capaz de invadir las células epiteliales del intestino y replicarse, manifestándose como inflamación y diarrea (Figura 2). Figura 2. Modelo de patogénesis de C. jejuni. La manifestación clínica de la infección por C. jejuni es resultado de la actividad bacteriana (lado derecho) y la respuesta inmune del hospedero (lado izquierdo). (Larson, Christensen, Pacheco, Minnich, & Konkel, 2008) 9 1.4 Reservorios y fuentes de infección. Las especies de Campylobacter generalmente son ubicuas en el medio ambiente y se pueden encontrar como comensales del tracto gastrointestinal de una gran variedad de mamíferos entre los que destacan las vacas, ovejas, cerdos, cabras, roedores silvestres y en toda variedad de aves de corral (Whiley, van den Akker, Giglio, & Bentham, 2013). Los perros, gatos u otros animales de compañía son considerados como posible fuente de infección de C. jejuni para los humanos, aunque también C. upsaliensis y C. helveticus han sido identificados en estos animales (Gölz et al., 2014). Figura 3. Rutas más importantes para la infección humana por Campylobacter (Young, Davis, & Dirita, 2007) La transmisión de .estas bacterias puede ser por consumo de agua o alimentos contaminados (Figura 3). Se ha visto que en países industrializados es común que ocurra la transmisión por el consumo de alimentos de origen animal como carne de aves de corral mal cocida o cruda y en países en vías de desarrollo Campylobacter también puede estar presente en los suministros de agua debido a 10 las condiciones sanitarias inadecuadas, pudiendo infectar a los humanos directamente a través de su consumo (Lawson, 2011). Ya que la infección suele ser por vía fecal-oral, el contacto de manera ocupacional con animales portadores o enfermos supone otra fuente importante de transmisión como en el caso de granjeros, veterinarios o personas encargadas del manejo de alimentos (Bouwman & van Putten, 2012). 1.5 Manifestaciones clínicas Las infecciones en humanos por Campylobacter, en su mayoría, son causadas por C. jejuni y C. coli con una dosis infectiva de 500 células y un periodo de incubación que puede ir de los 2 a 10 días (Blaser & Engberg, 2008; Winn et al., 2006). Cuando Campylobacter infecta el intestino delgado y el colon la infección se presenta como una enfermedad gastrointestinal aguda autolimitante caracterizada por diarrea, fiebre y dolores abdominales. En general, los signos y síntomas por la infección de Campylobacter pueden presentarse de forma variable, desde una forma de corta duración que suele resolverse en una semana, o a un cuadro más severo y prolongado dependiendo del tamaño de inoculo y estado inmunológico del paciente (Blaser & Engberg, 2008; Tille, 2013). La diarrea puede continuar por 2-3 días, pero el dolor abdominal y las molestias pueden persistir aun después de que la diarrea se haya detenido (Kirkpatrick & Tribble, 2011). Los estudios epidemiológicos han sugerido que existen dos tipos de manifestaciones de la enfermedad que dependen del nivel socioeconómico. En los países industrializados comúnmente se manifiesta como un periodo febril (fiebre de 40 °C) con diarrea inflamatoria sanguinolenta o con moco; y en los países en desarrollo la diarrea acuosa no inflamatoria es la presentación común de la enfermedad principalmente en niños mientras que en los adultos se habla de una posible forma de inmunización contra la enfermedad (van Vliet & Ketley, 2001; Young et al., 2007). 11 1.5.1 Complicaciones de la infección por Campylobacter spp. La campylobacterisosis se caracteriza por causar infecciones agudas con diarrea, pero se ha establecido que también contribuye en la patogénesis de condiciones gastrointestinales crónicas. Las complicaciones locales de las infecciones por Campylobacter como colecistitis, pancreatitis, peritonitis o hemorragia gastrointestinal masiva se presentan de manera poco frecuente como consecuencia de la difusión directa desde el tracto gastrointestinal, principalmente en adolescentes y adultos jóvenes. Así mismo, las secuelas gastrointestinales crónicas que se han relacionado a la infección de Campylobacter son el síndrome del intestino irritable, la enfermedad inflamatoria intestinal y la enfermedad celíaca (Allos, Lovine, & Blaser, 2014; Riddle, Gutierrez, Verdu, & Porter, 2012). Las infecciones por campylobacterias pueden llegar a ser prolongadas, severas y recurrentes, originando bacteriemia y manifestaciones extraintestinales, principalmente por C. fetus en aquellos pacientes con sistemas inmunes severamente comprometidos. Las infecciones extraintestinales como meningitis, osteomielitis y sepsis neonatal son muy raras, pero se han llegado a presentar. También, en una baja proporción, se han llegado a desarrollar secuelas post- infección como eritema nodoso o artritis reactiva. (Ajene et al., 2013; Allos et al., 2014; Nachamkin, 2003). El SGB, una neuropatía progresiva aguda caracterizada por parálisis, dolor, debilidad muscular y perdida de sensibilidad distal debido a la desmielinización de las neuronas, es reconocido como la complicación más severa de la infección por Campylobacter con una incidencia de 1 de cada 1000 individuos infectados. En general, uno de cada tres pacientes con SGB han tenido una infección con C. jejuni. Los síntomas de SGB suelen aparecer de 1-3 semanas después del inicio de enteritis por Campylobacter (Nachamkin, 2003; Nyati & Nyati, 2013). 12 1.6 Epidemiología 1.6.1 Incidencia La campilobacteriosis es una zoonosis de distribución mundial y es la principal enfermedad gastrointestinal bacteriana, responsable de aproximadamente 400- 500 millones de casos al año, superando en ocasiones a la salmonelosis y shigellosis (Bessède, Delcamp, Sifré, Buissonnière, & Mégraud, 2011; Bouwman & van Putten, 2012). La verdadera incidencia de gastroenteritis causada por Campylobacter spp. es poco conocida debido a que son escasos los estudios referentes a esta bacteria y frecuentemente no todos los casos son reportados a órganos nacionales de vigilancia. Existen estudios realizados en diferentes partes del mundo en los que se ha estimado la incidencia basado solo en casos confirmados, por ejemplo, entre 2008 y 2009 en Reino Unido se estimó la incidencia anual de campilobacteriosis en 9.3 casos por cada 1000 habitantes (Tam et al., 2012); en los Países Bajos en el 2009 la incidencia estimada fue de 52 casos por cada 1000000 habitantes (Havelaar et al., 2012). En el 2010 en 27 países europeos la incidencia era de 48.6 casos por cada 100000 habitantes (WHO, FAO, & OIE, 2013). En los EE.UU la red de vigilancia activa de enfermedades transmitidas por alimentos(FoodNet) reportó una incidencia de 14.3 casos por cada 100000 habitantes anualmente (National Center for Emerging and Zoonotic Infectious Diseases, 2012). En los países en que se realizan programas de vigilancia las tasas de incidencia informadas varían aproximadamente entre 25 a 250 por cada 100000 personas, reflejando las diferencias regionales en la incidencia de la campilobacteriosis, las dificultades en su estimación debido a las diferencias en los sistemas de vigilancia, las técnicas de identificación que se hayan empleado y las fuentes de datos consultadas. En cuanto a los países donde no existen programas de nacionales de vigilancia los datos epidemiológicos son escasos y se cree que la incidencia es mayor debido a que existe un alto nivel de infecciones asintomáticas asociadas 13 principalmente a C. coli, que no hacen posible la relación de la detección y la enfermedad (Fitzgerald & Nachamkin, 2011, Platts-Mills & Kosek, 2014). De los pocos estudios que existen en países de América Latina y África, se ha establecido una incidencia de 40000 casos por cada 100000 habitantes; y en el caso de los viajes a estas zonas se ha podido establecer una incidencia de 27000 a 38000 casos por cada 100000 personas al año (Maurtua-Neumann & A Oberhelman, 2013). 1.6.2 Datos demográficos Cualquier individuo es susceptible de ser infectado por Campylobacter pero particularmente afecta a niños menores de 5 Años y jóvenes adultos de 15 a 44 años (Bouwman & van Putten, 2012; WHO et al., 2013). Esto se debe a los factores de riesgo que se presentan en las diferentes edades, como las mucosas y el sistema inmune inmaduros en niños pequeños o la exposición más frecuente en edad adulta a alimentos contaminados durante su preparación o falta de higiene en los mismos. Además, los hombres son los que se ven afectados con mayor frecuencia que las mujeres debido a los distintos hábitos nutricionales, el tipo de exposición y duración, así como las diferencias fisiológicas e inmunológicas (Gölz et al., 2014). Las infecciones por Campylobacter presentan una marcada estacionalidad, sobre todo en climas templados, ya que la incidencia comienza a aumentar en Marzo con un pico en verano que comienza a disminuir a principios de otoño (Fitzgerald & Nachamkin, 2011; Tille, 2013). En países tropicales en vías de desarrollo las infecciones asintomáticas ocurren comúnmente en niños y adultos, además son infectados con menor frecuencia debido a la inmunidad adquirida que va aumentando con la edad; en los países industrializados estos casos son inusuales (Maurtua-Neumann & A Oberhelman, 2013; van Vliet & Ketley, 2001). 14 1.7 Tratamiento y susceptibilidad a antibióticos. Las infecciones sintomáticas por Campylobacter spp. comúnmente son autolimitantes y no requieren terapia antimicrobiana por lo que es tratada principalmente mediante reposición de líquidos y electrolitos dejando la terapia con antibióticos solamente en infecciones severas en niños, en pacientes inmunocomprometidos, en casos severos con disenterías graves y/o en infecciones con duración superior a los 7 días, (Kirkpatrick & Tribble, 2011; Perez- Perez & Kienesberger, 2013). Estudios in vitro demuestran que C. jejuni es susceptible a una gran variedad de antibióticos incluyendo la eritromicina, las tetraciclinas, los aminoglucósidos, cloranfenicol, las quinolonas, los nitrofuranos, y a la clindamicina (Allos et al., 2014; Tille, 2013). Anteriormente, en países industrializados las fluoroquinolonas eran considerados los antibióticos de elección para tratar infecciones sospechosas de Campylobacter sin necesidad de esperar los resultados de laboratorio debido a su amplio espectro de acción pero, después de observar un aumento considerable de cepas resistentes a estos antimicrobianos, la eritromicina se volvió el antibiótico más óptimo para tratar las infecciones por Campylobacter debido a su bajo costo, ser seguro, a su fácil administración y a su espectro de acción que no afecta la microbiota de los pacientes (Allos et al., 2014), dejando como terapia alternativa la ciprofloxacina, la tetraciclina y la clindamicina. En el caso de las cepas adquiridas en países en desarrollo es más probable que sean resistentes a la eritromicina y tetraciclina, en estos casos la elección de la terapia alternativa se debe establecer hasta tener los resultados de las pruebas de susceptibilidad, al igual que en los casos de bacteremias (Fitzgerald, Whichard, & Nachamkin, 2008; Maurtua-Neumann & A Oberhelman, 2013). Debido a que el uso de antimicrobianos en etapas tempranas de la enfermedad reduce los síntomas intestinales aproximadamente 1.3 días, el diagnóstico rápido 15 presuntivo obtenido mediante la detección de Campylobacter directamente de las heces es clínicamente relevante (Allos et al., 2014) 1.8 Detección en el laboratorio. La identificación rápida y correcta del agente infeccioso de las gastroenteritis, principalmente en los casos severos, ayuda a la elección correcta del tratamiento así como a proporcionar datos epidemiológicos certeros. Las especies de Campylobacter son difíciles de aislar de muestras fecales en presencia de la flora normal y a sus requerimientos nutricionales, pero el desarrollo de métodos selectivos ha facilitado esta tarea. Los métodos convencionales disponibles y empleados en algunos laboratorios clínicos para el diagnóstico de Campylobacter incluyen la microscopia, filtración y el cultivo en medios selectivos, pero en las últimas décadas se han desarrollado técnicas que no dependen del cultivo entre las que se incluyen los ensayos inmunoenzimáticos y técnicas moleculares como PCR en sus diferentes modalidades, que han permitido la detección a nivel de especie de Campylobacter directamente de las heces. 1.8.1 Recolección, transporte y almacenamiento de muestras. La identificación de Campylobacter en humanos se realiza a partir de muestras diarreicas o heces de pacientes con gastroenteritis recolectadas en contendores convencionales para ser aisladas inmediatamente después de su llegada al laboratorio debido a que estas bacterias son sensibles a las condiciones ambientales como a la deshidratación, el oxígeno atmosférico, luz solar y temperaturas elevadas (Maurtua-Neumann & A Oberhelman, 2013). Cuando las muestras son procesadas después de 2 h de su recolección deben ser colectadas en medios de transporte como agua peptonada alcalina con tioglicolato y cistina, medio modificado de Stuart o medio Cary Blair que le proporcionan un bajo contenido de nutrientes y las bacterias no se replican pero se mantienen 16 viables por su bajo potencial oxidoreducción y su alto pH que minimiza la destrucción bacteriana por acidificación. El almacenamiento de las muestras puede ser a 4° C hasta por 3 días, para evitar su desecación, pero lo más recomendable es procesarlas lo más pronto posible a su momento de llegada (Fitzgerald & Nachamkin, 2011; Tille, 2013). 1.8.2 Aislamiento. Para el aislamiento de Campylobacter a partir de muestras fecales se usan medios selectivos o el método de filtración pasiva en medio no selectivo. El empleo de mínimo dos medios selectivos diferentes o dos técnicas de aislamiento está asociado con una mayor sensibilidad en el aislamiento (Fitzgerald et al., 2008; Tille, 2013). 1.8.2.1 Medios selectivos El aislamiento exitoso de Campylobacter spp. a partir de especímenes fecales depende del medio selectivo elegido y de las condiciones de incubación. Los medios selectivos pueden contener antibióticos como la cefoperazona en combinación con vancomicina o bacitracina para inhibir bacterias Gram positivas; rifampicina para inhibir tanto bacterias Gram positivas como Gram negativas; la polimixina B o E (colistina) es usada para inhibir la mayoría de bacterias Gram negativas a excepción de Proteus spp.para la cual se adiciona timetoprima o deoxicolato; además incluyen cicloheximida, anfotericina B o nistatina para inhibir competidores fúngicos (Corry, 2014). Los medios selectivos se dividen en dos grandes grupos: medios a base de agar sangre con antibióticos como el medio de Blaser (Campy BAP), el medio de Skirrow, el medio Butzler, y medios a base de carbón que no contienen sangre como agar desoxicolato cefoperazona carbón modificado y el CSM, siendo estos últimos más sensibles que el método de filtración o el uso del medio de Skirrow. (Nachamkin, 2003) 17 1.8.2.2 Técnica de filtración pasiva La técnica de filtración pasiva es un método de aislamiento desarrollado por Steele y McDermott, usada como complemento para el aislamiento primario de Campylobacter en medios no selectivos como el agar sangre, permitiendo el aislamiento de especies de Campylobacter sensibles a los agentes de los medios selectivos, especialmente de especies poco comunes (Corry, 2014; Winn et al., 2006). Esta técnica se fundamenta en el pequeño tamaño y alta motilidad de Campylobacter que le facilita el paso a través de filtros de membrana de acetato de celulosa con poros de 0.45 a 0.65 µm, que no permiten que bacterias más grandes pasen. Las desventajas que presenta esta técnica es que no todas las bacterias del inoculo penetran el filtro y no puede ser usado como método cuantitativo, además el tiempo de incubación mínimo debe ser 5 días (Nachamkin, 2003; Steele & McDermott, 1984). 1.8.2.3 Incubación La mayoría de las especies de Campylobacter requieren para su incubación una atmosfera microaeróbica que contenga aproximadamente 5% de O2, 10% de CO2 y 85% NO2. Las especies termotolerantes son capaces de crecer a una temperatura superior a los 30° C con mayor desarrollo en un rango 42-45°C en el cual se inhibe el crecimiento de otras especies bacterianas por lo que es la temperatura ideal en los laboratorios de diagnóstico clínico; el periodo de incubación es de hasta por 72 h para un crecimiento óptimo (Fitzgerald & Nachamkin, 2011; On, 2013). Por el contrario, las especies no termotolerantes, como C. fetus, C. hyointestinalis, C. curvus, C. rectus, se inhiben por los agentes selectivos convencionales, las mezclas de gases comúnmente empleados y/o la incubación a 42° C y por lo tanto su aislamiento se puede realizar más fácilmente mediante filtración pasiva en medios no selectivos con incubación en una atmósfera microaeróbica enriquecida con hidrógeno y dióxido de carbono incubándolos 5 días a 37° C (Lastovica, 2006; Man, 2011). 18 1.8.3 Confirmación Las pruebas para confirmar la presencia de Campylobacter requieren cultivos puros, pero se puede realizar un diagnóstico rápido presuntivo mediante el examen directo de muestras fecales diarreicas en microscopio de campo oscuro o de contraste de fases al observar la característica morfología y el típico movimiento de sacacorchos de dicha bacteria, aunque requiere demasiada experiencia por parte del microbiólogo (Debruyne, Gevers, et al., 2008; Fitzgerald & Nachamkin, 2011). 1.8.3.1 Morfología colonial En medios que contienen sangre, las colonias características de Campylobacter son ligeramente rosadas, redondas, convexas, lisas y brillantes, con un borde regular. En los medios a base de carbón las colonias son grisáceas, planas, de forma irregular de apariencia seca o húmeda, con tendencia a extenderse, y debido a la incubación prolongada pueden llegar a verse colonias redondas, convexas y con brillo metálico. Cuando el medio es fresco es posible observar un velo sobre la superficie del agar debido al movimiento de las bacterias (OIE, 2008; Winn et al., 2006) 1.8.3.2 Microscopía El uso de la tinción Gram, a partir del frotis del aislado de heces, permite observar en un microscopio óptico la morfología de bacilos curvos y/o en espiral distintivo de este género bacteriano. Las especies de Campylobacter tienden a presentar una tinción débil haciendo necesario el uso de carbolfucsina como colorante de contraste o puede extenderse el tiempo con el colorante de contraste de safranina por lo menos 10 minutos para una mayor intensidad de tinción (Fitzgerald & Nachamkin, 2011; Winn et al., 2006) 19 1.8.3.3 Otras pruebas Las pruebas de oxidasa y catalasa positivas, junto con la variación en las temperaturas de incubación, forman parte del esquema para la confirmación del género Campylobacter (Tabla 1), por ejemplo C. jejuni y C. coli no se desarrollan en microaerofilia a 25° C y en aerobiosis a 42° C; las especies no termotolerantes pueden crecer a 37 °C en microaerofilia pero no a mayor temperatura. Además, las especies de Arcobacter spp. presentan morfología colonial y celular semejante a Campylobacter y la variación en la temperatura de incubación permite diferenciar estos géneros, debido a que Arcobacter spp. es capaz de crecer en microaerofilia a 42° C y aeróbicamente a temperatura ambiente mientras que Campylobacter spp. solo en microaerofilia por arriba de los 30° C (Corry, 2014; Fitzgerald & Nachamkin, 2011; Tille, 2013). Tabla 1. Características para diferenciar Arcobacter y Campylobacter Género Reducción de nitratos Crecimiento en glicina al 0.5% Hidrólisis de urea Crecimiento a Morfología celular Vainas flagelares 15° C 30° C 42° C Arcobacter + ND V + + - Bacilos curvos y espiralados Ausentes Campylobacter + V - - + V Bacilos curvos y espiralados Ausentes +: 90% o más de las cepas son positivas; -: 90% o más de las cepas son negativas; V: variable 11%-89% de las cepas son positivas; ND: no disponible. (Winn et al., 2006) 1.8.4 Identificación a nivel de especie El esquema convencional para identificar Campylobacter y microorganismos relacionados está basado en las características fenotípicas como la morfología celular y colonial, reacciones bioquímicas, pruebas de temperatura de crecimiento y tolerancia. En la mayoría de los laboratorios clínicos la identificación solo se realiza a nivel de género, ya que debido a la compleja y rápida evolución taxonómica, los requerimientos de crecimiento exigentes y a que son 20 relativamente inertes bioquímicamente vuelve problemática la caracterización fenotípica de otras especies diferentes a C. jejuni. Las pruebas que comúnmente se utilizan por su rapidez son hidrólisis de hipurato e hidrólisis de indoxil acetato que permiten la identificación de C. jejuni por ser la única capaz de hidrolizar hipurato, pero debido a que se han encontrado cepas con hidrólisis de hipurato negativo, junto con la prueba de hidrólisis de indoxil acetato positivo es posible reportarla como C. jeuni/ C. coli hipurato negativo, confirmándose solo por amplificación del gen hipO (Corry, 2014; On, 2013; Tille, 2013). En la Tabla 2 se pueden observar otras de las pruebas complementarias para la identificación de algunas de las especies de Campylobacter de mayor importancia clínica. Tabla 2. Características diferenciales de campilobacterias de importancia clínica Especie Catalasa Nitrato Sulfuro de hidrógeno Acetato de indoxilo Hipurato Crecimiento 25° C 37° C 42°C Mac- Conkey C. coli + + - + - - + + + C. concisus - + + - - - + C + C. curvus - + + V - - + V V C. fetus subsp. fetus + + - - - + + - + C. hyointestinalis + + + - - V + + + C. jejuni subsp. jejuni + + - + + - + + - C. jejuni subsp. doylei v - - + + - + D - C. lari + + - - - - + + + C. rectus - + + + - - + D - C. upsaliensis - (d) + - + - - + + - +: 90% o más de las cepas son positivas; -: 90% o más de las cepas son negativas; V: variable 11%-89% de las cepas son positivas; D: reacción débil; ND: no disponible; resultados contradictorios en la literatura. (Winn et al., 2006) 21 1.8.5 Ensayos inmunoenzimáticos Los métodos convencionales de detección de Campylobacter requieren el aislamiento previoen medios selectivos los cuales son laboriosos y consumen mucho tiempo. En la actualidad se han desarrollado métodos inmunológicos de diagnóstico rápido, independientes de los cultivos bacterianos, donde se identifican antígenos directo en las muestras de heces diluidas sin previo aislamiento. Los métodos más utilizados para detección directa de patógenos entéricos en heces son los ELISA o EIA. Los ELISA/EIA, son enzimoinmunoanálisis, generalmente diseñados de tipo “sándwich”, que involucran un Ac inmovilizado a una matriz sólida que captura los Ags específicos, ya sea células o toxinas bacterianas presentes en la muestra, y un segundo Ac conjugado a una enzima que se une al Ag, la aparición de color en la mezcla de reacción al adicionar un sustrato cromógeno indica una prueba positiva (Figura 4). La validación de estos ensayos incluye pruebas de inclusión para asegurar que detectan diferentes cepas de C. jejuni y C. coli, y de exclusividad para asegurar que no haya reacciones cruzadas con bacterias estrechamente relacionadas (Law, Ab Mutalib, Chan, & Lee, 2015; Oyarzabal & Battie, 2012). Figura 4. EIA tipo sándwich. Cuando los antígenos (Ag) de Campylobacter están presentes en la muestra la reacción positiva en el EIA PREMIERTM CAMPY se observa con una coloración amarilla bien definida. A g Ag 22 El método inmunocromatográfico de flujo lateral es un EIA modificado disponible comercialmente en un dispositivo simple, generalmente recubierto de plástico, utilizada para detecciones rápidas sin necesidad de más de 15 min para obtener un resultado. La prueba se realiza en una tira de nitrocelulosa en una zona se encuentran los anticuerpos marcados específicos contra el antígeno de interés y es donde se coloca la muestra de donde migran por capilaridad a la mitad de la tira que tiene inmovilizados anticuerpos específicos contra el antígeno que permiten la formación del complejo anticuerpo-antígeno-anticuerpo y por lo tanto visible por la aparición de una banda de color. Existe una tercera zona conocida como zona de control a donde la muestra sigue migrando y el exceso de conjugado se une dando una segunda banda de color. Dos bandas claras de color en la membrana es un resultado positivo, una solo banda indica resultado negativo (Figura 5). La principal desventaja de esta técnica es que puede tener un umbral más alto de detección en comparación con la EIA, lo que aumenta los falsos positivos (Oyarzabal & Battie, 2012). Figura 5. El ImmunoCard STAT! CAMPY es uno de los métodos inmunocromatográficos comercialmente disponible. Se observa los posibles resultados obtenidos con este método. 23 Algunos de los EIA disponibles para la detección de Campylobacter comercialmente disponibles son PremierTM CAMPY EIA, ProSpecTTM Campylobacter EIA, Ridascreen® Campylobacter, ImmunoCard STAT! ® CAMPY y Xpect Campylobacter, que son capaces solo de detectar C. jejuni o C. coli directamente de las heces, pero no de diferenciarlos. El ensayo ProSpectTM Campylobacter (Remel Inc.), es un EIA en sándwich que se lleva a cabo en una microplaca y usa anticuerpos policlonales conjugados con peroxidasa de rábano. Este ensayo presenta una sensibilidad analítica de 105-6 UFC/ml y los resultados se pueden leer visualmente o espectrofotométricamente. Diferentes estudios han demostrado que tiene una sensibilidad de 89% y una especificidad del 98% (Dediste et al., 2003; Granato et al., 2010; Platts-Mills et al., 2014) El EIA PREMIERTM CAMPY (Meridian Bioscience Inc.) emplea un anticuerpo monoclonal que se une a un antígeno en común de C. jejuni y C. coli. Presenta un límite de detección de 106-7 UFC/ml, y el fabricante reporta una sensibilidad de 97% y una especificidad de 96% en un estudio de 2073 muestras, que junto con los trabajo de Granato (2010), Bessède y colaboradores (2011) demuestran una alta especificidad y sensibilidad de este EIA, pero siguen siendo pocos los datos sobre su desempeño. Otro EIA en microplaca, Ridascreen Campylobacter (R-Biopharn AG), también emplea anticuerpos monoclonales pero no ha tenido un buen desempeño como menciona el fabricante (Bessède et al., 2011). El ensayo inmunocromatográfico ImmunoCard STAT! CAMPY (Meridian Bioscience, Inc.) detecta la bacteria mediante un complejo coloidal/anticuerpo y presenta una especificidad semejante a los EIA con una sensibilidad analítica de 107 UFC/ml (Bessède et al., 2011; Granato et al., 2010). Otro ensayo inmunocromatográfico, disponible comercialmente, es el Xpect Campylobacter (Remel Inc.) que permite obtener resultados rápidos pero con muy baja sensibilidad (Tissari & Rautelin, 2007). 24 De acuerdo a la comparación entre los cultivos bacterianos y la detección de antígenos, los inmunoensayos presentan una mayor sensibilidad que los cultivos (Bessède et al., 2011; Granato et al., 2010), por lo tanto estos métodos pueden ser una alternativa para el diagnóstico de infecciones gastrointestinales por Campylobacter, y tienen como ventajas la rapidez, sencillez y la fácil interpretación. Sin embargo, recientemente el CDC ha publicado datos que sugieren que los EIAs no deben ser utilizados como único método para detección de Campylobacter en muestras fecales y los casos “positivos” deben ser confirmados con el cultivo (Fitzgerald & Nachamkin, 2011; Oyarzabal & Battie, 2012) Aún no está establecido si el pobre desempeño de estos ensayos es inherente de ellos o se debe a la falta de optimización, ya que no existen suficientes estudios que lo corroboren, debido a los altos costos prohibitivos que implica la adopción de estos métodos en combinación con los cultivos de rutina. 1.8.6 Reacción en cadena de la polimerasa Gracias a los avances en biología molecular, los métodos basados en el análisis de ácidos nucleicos ha revolucionado el diagnóstico microbiológico. Los ácidos nucleicos presentan una estructura estable que puede ser heredada de generación en generación con gran fidelidad, lo que los hace excelentes blancos moleculares para la detección de microorganismos mediante la búsqueda de genes específicos a través de herramientas rápidas, sensibles y cuantitativas. La técnica de amplificación por PCR, en la que se aísla y reproducen secciones específicas del ADN bacteriano, es la de mayor utilidad para la detección e identificación de microorganismos. Esta técnica se fundamenta en la amplificación in vitro de una secuencia conocida de ADN mediante una ADN polimerasa termoestable y un par de oligonucleótidos (cebadores) que delimitan el fragmento a amplificar, permitiendo aumentar de forma exponencial las copias de un fragmento concreto de su genoma. 25 Los pasos de la PCR (Figura 6) incluyen la desnaturalización, donde la doble hélice de ADN es separada en dos hebras, que servirán de molde, mediante la incubación de las muestra a una temperatura entre 90-95° C. El segundo paso de la reacción es el alineamiento, donde los cebadores se unen a los extremos 3’ complementarios que flanquean el fragmento de interés, siendo necesario la disminución de la temperatura entre 45-65°C, la cual dependerá de la composición nucleotídica y del tamaño de los cebadores. En el paso final de extensión o elongación, a una temperatura normalmente de 72°C, se produce la síntesis de una cadena sencilla en dirección 5’→3’ mediante la ADN polimerasa, la cual incorpora los desoxinucleotidos fosfato presentes en el medio siguiendo la cadena molde y produciendo así un fragmento de doble cadena por complementariedad. Dicho ciclo se puede repetir normalmente unas 25 a 45 veces para permitir la amplificación de suficientes amplicones (fragmentos amplificados por PCR) para poder detectarlo mediante electroforesis en gel de agarosa y tinción con bromuro de etidio, o mediante hibridación con sondas específicas (Mackay, 2004).Figura 6. Reacción en cadena de la polimerasa. Los pasos de la reacción incluyen desnaturalización, hibridación y extensión debido a la acción de la DNA polimerasa. (Winn et al., 2006.) 26 La PCR se ha empleado en gran cantidad de estudios para detectar e identificar diferentes especies de Campylobacter, principalmente C. jejuni y C. coli, en diferentes tipos de muestras (Debruyne, Samyn, et al., 2008; Fernández-Cruz et al., 2010; Maher et al., 2003; Singh, Rathore, Singh, & Cheema, 2011). También se han empleado técnicas de PCR modificadas que pretenden aumentar el potencial de la técnica, tal es el caso de la PCR múltiple que permite detectar varias especies o varios genes en una misma muestra y reacción (Buchan et al., 2013; Kabir et al., 2011; Yamazaki-Matsune et al., 2007), resultando en ahorro de tiempo, de reactivos y de volumen de la muestra. No obstante, la especificidad de la reacción puede disminuir por la competencia entre cebadores cuando se usa más de un par, disminuyendo así la disponibilidad de los reactivos y por ende la sensibilidad de la amplificación. Las principales ventajas que tiene el uso de la PCR son su sensibilidad, su especificidad, su capacidad de procesamiento de grandes cantidades de muestra y la detección de los microorganismos directamente de la muestra sin previo aislamiento, lo que es muy útil en el caso de microorganismos que son difíciles de recuperar en cultivo (de Boer et al., 2013; On, 2013). Sin embargo, la aplicación de PCR para la detección de patógenos directamente de las muestras biológicas, principalmente en muestras fecales, se vuelve más complicado por la presencia de varios inhibidores de la PCR, como hemoglobina, polisacáridos, grasas, proteínas, iones y sales, que pueden conducir a falsos negativos (Claassen et al., 2013; Wilson, 1997). Debido a ello, la elección del método de extracción del ADN deberá estar basada en la naturaleza de la muestra y el tipo de célula de la que se obtendrá el ADN. Actualmente existen diferentes métodos de extracción de ADN bacteriano de muestras fecales automatizados y no automatizados que han dado buenos resultados eliminado la mayoría de los inhibidores (Claassen et al., 2013; Mirsepasi et al., 2014; Nelson, Palombo, & Knowles, 2010). 27 1.8.6.1 PCR en tiempo real El proceso para la detección de microorganismos por PCR, en general, implica la extracción del ADN, la amplificación por PCR y la detección mediante electroforesis, todo este proceso puede durar hasta 24 h y aumenta la probabilidad de contaminaciones y/o de degradación del ADN, lo que ha llevado a la implementación de modalidades más rápidas y específicas como la PCR en tiempo real, que es capaz de realizar la amplificación y detección al mismo tiempo. La PCR en tiempo real se basa en el mismo principio que la PCR punto final pero, en lugar de utilizar la electroforesis en geles de agarosa para detectar la secuencia amplificada, utiliza la fluorescencia como indicador de la amplificación. Durante la amplificación, el termociclador, que tiene incorporado un lector de fluorescencia, detecta la señal emitida tras la excitación del o los fluoróforos utilizados, con la correspondiente longitud de onda, siendo esta señal proporcional a la cantidad de ADN formado en cada ciclo (Higuchi, Fockler, Dollinger, & Watson, 1993).Esta técnica puede ser cualitativa o cuantitativa. Los sistemas de detección por fluorescencia pueden ser inespecíficos mediante agentes intercalantes, que son fluorocromos que aumentan notablemente la emisión de la fluorescencia cuando se unen a ADN de doble hélice y el más empleado por su facilidad de utilización y disponibilidad es SYBR® Green I. Los sistemas específicos de secuencia se tratan de sondas marcadas con fluoróforos, cuya diana se encuentra en el producto de amplificación. Las sondas de hibridación más utilizadas, y las utilizadas en este trabajo, son las sondas de hidrólisis, denominadas también sondas TaqMan (Costa, 2004). Las sondas de hidrólisis son oligonucleótidos marcados con un fluorocromo donador en el extremo 5’, que emite fluorescencia al ser excitado y un aceptor (quencher) en el extremo 3’ que absorbe la fluorescencia liberada por el donador cuando están espacialmente próximas. Sin embargo, durante la amplificación de ADN, la sonda se hibrida con su cadena complementaria pero la ADN polimerasa, que tiene actividad 5’ exonucleasa, hidroliza el extremo libre 5’ de la sonda 28 durante su desplazamiento en la amplificación, produciendo la liberación del fluorocromo donador (Figura 7). Como donador y aceptor están espacialmente alejados, la fluorescencia emitida por el primero es captada por el lector (Costa, 2004), la cual es proporcional al incremento de ADN de cada ciclo. El empleo de sondas garantiza la especificidad de la detección y pueden ser empleadas en análisis multiplex pero su costo es más elevado que el SYBR® Green I y las optimizaciones de las condiciones de reacción resulta más difícil. Figura 6. Química de la sonda de hidrólisis. La proximidad de la molécula extintora (quencher, Q) a la molécula fluorescente (R) deriva en una fluorescencia de fondo mínima. La hidrólisis de esta sonda por la actividad de exonucleasa de la DNA polimerasa provoca la difusión del fluoróforo desde la molécula extintora, de modo que la fluorescencia puede suceder cuando el fluoróforo de excita de modo apropiado. (Tille, 2013) Entre los fluorocromos más empleado como aceptor en las sondas son el 6-FAM™ (6-carbo fluoresceína) que es excitado eficientemente a 488 nm y es fácilmente conjugado a los oligonucleótidos emitiendo una señal fuerte. Otro de los fluorocromos empleados es VIC® que se excita eficientemente cerca de los 538 29 nm. Los quencher son moléculas fluorescentes o capaces de absorber energía luminosa dentro del rango apropiado de longitud de onda y entre los más usados esta TAMRA™ (6-carboxil-tetrametil-rodamina). Además de los fluorocromos aceptor y donador presentes en las sondas, la PCR en tiempo real incluye un tercero conocido como de referencia, el más empleado es ROX™ (6-carboxy-X- rodamina), el cual no interactúa con los componentes de la reacción pero es útil para normalizar la señal en el software del equipo (Dorak, 2006). El resultado de una PCR en tiempo real se visualiza en un gráfico de amplificación. En él se lee la fluorescencia leída por el termociclador en el eje de las ordenadas y el número de ciclos de la PCR en el eje de las abscisas. De esta forma, la curva de amplificación consta de una fase inicial donde la producción de fluorescencia está por debajo del nivel de detección del termociclador, una segunda fase en la que se da un incremento de la fluorescencia, el cual es en forma exponencial en su inicio, y una tercera fase (Plateau) donde finaliza la reacción y se estabiliza la fluorescencia. En este gráfico es posible establecer un valor de fluorescencia umbral (Threshold) que señala la zona de aumento exponencial (Figura 9). Figura 7. Gráfico de amplificación lineal de PCR en tiempo real 30 La PCR en tiempo real tiene grandes ventajas respecto a la PCR punto final ya que la amplificación y detección se dan al mismo tiempo sin necesidad de metodologías posteriores para la visualización de los amplicones mediante electroforesis lo que la hace ideal para análisis cuantitativos; el uso de sondas permite el monitoreo constante de la reacción además aumenta la especificidad de la misma; el tiempo y las cantidades requeridas por corrida son menores; así mismo existe un menor riesgo de contaminación debido al sellado de las reacciones (Costa, 2004; Mackay, 2004). 31 2 JUSTIFICACIÓN En México la búsqueda de especies de Campylobacter en los laboratorios clínicos se realiza con poca frecuencia debido a que el aislamientollega a ser costoso, laborioso y tardado por ser microorganismos con requerimientos especiales para su crecimiento. Esta es una de las principales razones por la que no hay suficientes datos epidemiológicos que corroboren la importancia clínica de Campylobacter spp. en México; requiriendo la evaluación de métodos más eficientes como los inmunoensayos enzimáticos y la técnica de PCR en tiempo real que permitan la identificación directa en los especímenes fecales, reduciendo el tiempo de detección y puedan ser empleados de manera rutinaria, al menos en algún hospital de tercer nivel. En el laboratorio de bacteriología intestinal del INCMNSZ, de acuerdo a datos previos del laboratorio, se ha aislado Campylobacter spp. en medios selectivos a base de carbón en 1.4% de las muestras recibidas anualmente, por lo que se decidió realizar la búsqueda de este género mediante cultivo, inmunoensayo y PCR en tiempo real para determinar si el cultivo sigue siendo un buen método para su identificación o si es necesario implementar otra técnica más específica. 3 HIPÓTESIS Mediante los métodos PCR en tiempo real y ensayo inmunoenzimático la identificación del género Campylobacter puede realizarse en menor tiempo y con mejor sensibilidad que con los métodos convencionales de cultivo. 32 4 OBJETIVOS Objetivo general Identificar el género Campylobacter en muestras fecales de pacientes del INCMSZ por métodos de cultivo bacteriano, inmunoensayo y la técnica de PCR en tiempo real. Objetivos particulares Aislar e identificar Campylobacter spp. en los especímenes fecales de pacientes del INCMSZ por cultivo en medio selectivo a base carbón suplementado con antibióticos. Identificar especies de Campylobacter no comunes en heces mediante el método de filtración pasiva. Detectar antígenos de Campylobacter en muestras fecales por el ensayo comercial Premier™ CAMPY. Determinar la presencia de C. jejuni y C. coli en las muestras mediante la identificación de los genes hipO y glyA por PCR en tiempo real. 33 5 METODOLOGÍA M ... u .. , ... ,. ~nmod lo do ...... """.0...,.,. ... I "-nb"" .. ......... Ión''''' ' - 'E;;::;' ~n co,"" " ""'" ,. . , B .. -. _70'< • • ."b .. , .. M_do ~~ ... "."S'~ ""~, ,ón .... ". .,m",......rni'~ ,,,,,,lo,, """,.re r """'--....".I~ ~ .... l '- Ert"",lÓnd~ . ... ",b,", ~n -. ..... "S'. hK lood. "". ~ntl .""", .. , ." , .. • • Ist . ... 7500 ,....~-.. .. M~ ... • • .. ,r_ "" • • .. _"'"'" .....IIm ""' .... "" • _,;;nd~ <>I"'"n". 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Las muestras que se emplearon fueron los especímenes fecales de pacientes con signos y síntomas de gastroenteritis recibidos en el Laboratorio de Bacteriología Intestinal del departamento de Infectología INCMNSZ de Mayo a Junio del 2014, recolectados y transportados en medio de transporte Cary-Blair. 5.2 Cultivo y condiciones de crecimiento. 5.2.1 Medios selectivos Las muestras recolectadas se sembraron en medios selectivos y diferenciales para bacterias enteropatógenas, incluyendo el mCC. El mCC que contiene agar carbón, cefoperazona y desoxicolato (CCDA-Preston, Oxoid CM0739) esta adicionado con Cefoperazona (32 mg/l), Vancomicina (10 mg/l), y Anfotericina B (2.5 mg/l). Las cajas se incubaron en una jarra con vela para generar el ambiente microaerofílico a 42° C por 48 h. Después del periodo de incubación las placas fueron revisadas, seleccionando colonias planas pequeñas y/o medianas de color grisáceo, y principalmente las que presentaban brillo metálico. 5.2.2 Preparación de la muestra Los hisopos del CB se colocaron en 500 µL de caldo Brucella y se separan 100 µL para el método de filtración, 200 µl para el EIA y 200 µl se mantuvieron a -70° C hasta la extracción del ADN para la técnica de PCR en tiempo real. 5.2.3 Método de filtración pasiva. El método de filtración pasiva en CM se realizó colocando 100 µl de la suspensión fecal sobre la membrana de acetato de celulosa estéril con poro de 0.65 µm de diámetro (Millipore) previamente colocada sobre la placas con agar sangre de carnero. Para promover el paso de Campylobacter spp. a través de la membrana se incubaron a 37° C por 30 min. Posteriormente, cuando la suspensión fecal se 35 filtró completamente, la membrana se retiró cuidadosamente y las placas se incubaron en jarras BBL GasPak con sobres generadores de dióxido de carbono e hidrógeno sin catalizador a 37° C por 72 h. 5.3 Identificación. Las colonias con morfología sospechosa de Campylobacter se resembraron en agar sangre de carnero e incubaron por 24 h bajo las condiciones a las que crecieron originalmente, dejando una placa extra a temperatura ambiente para descartar la presencia de Arcobacter spp. Las colonias sospechosas con tinción de Gram negativa, con morfología en espiral o sacacorchos y la prueba de oxidasa positiva se reportaron como Campylobacter spp. Para la identificación a nivel de especie se realizó la prueba de hidrólisis de hipurato para confirmar la presencia de C. jejuni y la prueba de hidrólisis de indoxil-acetato (C. jejuni, C. coli y Arcobacter spp. son positivas; C. fetus y C. lari son negativos) 5.4 Ensayo Inmunoenzimático Para la determinación con el EIA Premier CAMPY, se transfirieron los 200 µl de suspensión fecal a un tubo con 200 µl de diluyente de muestra/control negativo (solución proteica tamponada, ProClin® 0.1% y gentamicina 0.03%) y se homogenizó en un agitador tipo vórtice por 15 segundos. Posteriormente, se realizó la determinación de acuerdo a las instrucciones del manual. El Premier CAMPY es un ensayo inmunoenzimático que permite la detección de antígenos de Campylobacter en heces de humanos. Se añadió la muestra fecal diluida a los micropocillos recubiertos con anticuerpos monoclonales específicos contra C. jejuni y C. coli, se incubó por 1 h a temperatura ambiente. Al completarse la incubación se realizó el lavado con el buffer de lavado, incluido en el kit, para remover el material no ligado y se agregó el conjugado de peroxidasa de rabano (HRP)-Anti-Campylobacter para formar el complejo anticuerpo-enzima y se dejó en incubación por 30 min. Se realizó un segundo paso de lavado para eliminar 36 nuevamente el material no ligado y se adicionó el sustrato cromógeno que permitió el desarrollo de una coloración azul solo en presencia de los antígenos específicos de C. jejuni o C. coli en la muestra (cambió a amarillo con la adición de la solución de parada). La interpretación de las resultados se realizó espectrofotométricamente a 450/630 nm, reportándose como positivas aquellas con DO mayores a 0.100, que es el punto de corte reportado por el fabricante. Este método tiene una sensibilidad analítica de 1.2 x 106 UFC/ml para C. jejuni y 8.0 x 106 UFC/ml para C. coli. Previamente, para determinar si el caldo Brucella no interfería con el ensayo, se realizaron suspensiones de colonias de cultivos recientes de las cepas control de C. jejuni, C. coli y de C. fetus y Arcobacter spp. en solución salina fisiológica estérilajustadas al tubo 0.5 del Nefelómetro de McFarland con ayuda del Densichek™ plus (bioMerieux Inc.) (aproximadamente 1.5 x 108 UFC/ml). Una vez ajustadas las suspensiones bacterianas se realizaron diluciones decimales seriadas en solución salina fisiológica estéril hasta una concentración de 104 UFC/ml, de cada dilución se colocó 1 ml en diferentes CB y fueron tratadas como las muestras. 5.5 Método de PCR en tiempo real La extracción de ADN se realizó a partir de 200 µl de suspensión fecal, que se diluyeron en 2 ml de buffer de lisis y se mezclaron con 100 µl de silica. Posteriormente se usó el sistema de extracción semi-automatizado NucliSens easyMAG (bioMerieux Inc) siguiendo las instrucciones del fabricante. El ADN se eluyó en 25 µl de buffer de elusión y se almacenó a -20° C hasta su uso. La PCR en tiempo real, para identificar C. jejuni y C. coli, se realizó con una reaccion de amplificación en un volumen final de 25 µl compuesta por 12.5 µl de Platinum® qPCR SuperMix-UDG (Invitrogen Life Technologies), 1 µl de cada cebador 10 µM, 0.5 µl de la sonda de hidrolisis 10 µM (Tabla 3), 0.5 µl de ROX, 4.5 µl de UltraPure™ DNase/Rnase-Free Distilled Water (Life Technologies) y 5 µl de ADN. El protocolo de amplificación se llevó a cabo en el sistema 7500 Real- Time PCR (Applied Biosystems) con las siguientes condiciones: 95° C por 3 min, 37 seguida de 40 ciclos de 95° por 20 s y 60° por 1 min (Vondrakova, Pazlarova, & Demnerova, 2014). En cada placa se adicionó NTC y control positivo para C. jejuni y C. coli. Tabla 3. Cebadores y sondas usadas en el método de PCR en tiempo real Patógeno Gen blanco Secuencia (5’→3’) Amplicon (pb) Referencia C. jejuni hipo F TGCACCAGTGACTATGAATAACGA 124 Vondrakova et al., 2014 R TCCAAAATCCTCACTTGCCATT S VIC- TTGCAACCTCACTAGCAAAATCCACAGCT-TAMRA C. coli glyA F CATATTGTAAAACCAAAGCTTATCGTG 133 R AGTCCAGCAATGTGTGCAATG S FAM-TAAGCTCCAACTTCATCCGCAATCTCTCTAAATTT-TAMRA F: Forward primer (cebador hacia adelante) R: Reverse primer (cebador reverso) S: sonda pb: pares de bases Para el análisis de la amplificación se empleó el Applied Biosystems 7500 Real- Time PCR System SDS Software. Todas las muestras con Ct < 40 fueron consideradas como positivas. 5.6 Controles de crecimiento y amplificación Las cepas bacterianas usadas en este trabajo como controles positivos de crecimiento y amplificación fueron Campylobacter jejuni subsp. jejuni (ATCC® 33560™) y Campylobacter coli (Doyle) Veron and Chatelain (ATCC® 33559™). Como controles negativos se ocuparon cepas silvestres de Campylobacter fetus aislado de sangre y Arcobacter spp. aislado de heces. 38 6 RESULTADOS Durante Mayo y Junio del 2014, se procesaron un total de 250 muestras de pacientes con síntomas de gastroenteritis para identificar Campylobacter spp. utilizando los métodos de cultivo, EIA, y PCR en tiempo real. De las 250 muestras 11 dieron positivo (4.4%) para Campylobacter en al menos una prueba, pero debido a que las muestras C115 y C161 no pudieron ser confirmadas en cultivo o PCR solo se reportaron 9 muestras (3.6%) como positivas. Solo 4 muestras (1.6%) fueron positivas para C. jejuni por los cuatro métodos (Tabla 4). Tabla 4. Resultados positivos para Campylobacter por las técnicas de cultivo, EIA y PCR en tiempo real de 250 muestras recibidas de Mayo a Junio del 2014. Muestra Tipo de consulta mCC CM EIA PCR C2 H + + + C. jejuni C3 CE + + + C. jejuni C11 H + + + C. jejuni C33 H - - - C. coli C39 H - - - C. coli C94 H + + - C. jejuni C96 H + + + C. jejuni C115 H - - + - C151 H - + - C. jejuni C161 H - - + - C186 CE - - - C. jejuni H: paciente hospitalizado, CE: paciente de consulta externa mCC (Medio a base de carbón), CM (agar sangre de carnero con membrana), EIA (Ensayo inmunoenzimático Meridian Biosciences Premier® Campy) 39 Figura 8. Morfología colonial de aislados de C. jejuni en mCC y agar sangre de carnero. 6.1 Técnicas de cultivo bacteriano De las 250 muestras analizadas solo se logró el aislamiento de Campylobacter en 6 de ellas (2.4%), de las cuales 5 fueron positivas en medio selectivo y en método de filtración, mientras que de 1 muestra solo se logró aislar Campylobacter en CM y no en mCC (Tabla 5); en 244 muestras (97.6%) no se recuperaron colonias de Campylobacter. Tabla 5. Comparación de las técnicas de cultivo en medio selectivo y en agar sangre de carnero con membrana para la detección de Campylobacter en heces. Muestras procesadas (250) Aislamiento de Campylobacter (%) mCC CM Muestras positivas 5 (2%) 6 (2.4%) Muestras negativas 245 244 mCC: medio selectivo CM: agar sangre de carnero con membrana Las colonias sospechosas de Campylobacter spp. se caracterizan por ser grisáceas, planas de forma irregular con ligero brillo metálico en mCC, y se observan redondas, lisas y brillantes, con un borde regular sin hemolisis en CM (Figura 9). Todos estos aislados fueron fenotípicamente identificados como C. jejuni por la reacción positiva de hidrolisis de hipurato. 40 6.2 Ensayo inmunoenzimático De las muestras de los pacientes se identificaron 6 muestras positivas (2.4%), de las cuales solo 4 fueron recuperadas por cultivo en mCC y CM. Las dos que no se identificaron en cultivo, también fueron negativas en PCR. Al procesar las cepas control en el EIA, la mínima dilución detectada fue 106 de C. jejuni y C. coli (Tabla 6); C. fetus y Arcobacter spp. no presentaron reacción cruzada. Tabla 6. Resultados de las diluciones de cepas control en el ensayo inmunoenzimático Cepa control Diluciones 104 105 106 107 108 C. jejuni ATCC 33560 - - + + + C. coli ATCC 33559 - - + + + C. fetus - - - - - Arcobacter spp - - - - - 6.3 Método de PCR en tiempo real Por PCR en tiempo real se identificaron 7 muestras positivas de C. jejuni (3.6%) y 2 muestras fueron positivas para C. coli (0.8%). En las Figuras 10 y 11 se observan las amplificaciones positivas del gen hipO de C. jejuni y el gen glyA de C. coli. 41 Figura 9. Curvas de amplificación por PCR en tiempo real del gen hipO para la detección de C. jejuni en las muestras fecales Figura 10. Curvas de amplificación por PCR en tiempo real del gen glyA para la detección de C. coli en las muestras fecales D e lt a R n D e lt a R n C. coli 42 7 DISCUSIÓN Considerando que las especies C. jejuni y C. coli han sido reportadas como las principales causas de campilobacteriosis humana a nivel mundial y en el laboratorio de bacteriología intestinal del INCMNSZ es la segunda bacteria enteropatógena más aislada, se decidió realizar la búsqueda de este género en 250 muestras fecales de pacientes con síntomas de gastroenteritis por tres métodos de identificación basados en cultivo, inmunoensayo y PCR. El método de identificación de Campylobacter en muestras fecales que se utiliza rutinariamente en el laboratorio es el cultivo en medios selectivos a base de carbón que permite el aislamiento de las especies termotolerantes, y normalmente la técnica de filtración pasiva no es usado debido a que, en comparación con el medio selectivo, implica mayor tiempo de procesamiento. Se utilizó la técnica de filtración pasiva porque, además de ser una técnica útil cuando no se cuenta con los componentes adecuados para la preparación del medio selectivo, resulta apropiado para detectar especies que pueden ser inhibidas por los componentes presentes en los medios selectivos, especialmente C. fetus y otras especies poco comunes como C. lari, C. concisus, C. hyointestinalis, C. upsaliensis, entre otras (Jokinen et al., 2012; Salim, Mandal, & Parija, 2014). En esta ocasión en ambas técnicas se identificó C. jejuni pero no con el mismo número de aislamientos, ya que 2% de las muestras fueron positivas en medio selectivo
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