Fusubacterium necrophorumBacteria ruminal que invade el higado

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Anaerobio 15 (2009) 36-43 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Anaerobios veterinarios y enfermedades 
Fusobacterium necrophorum: Bacteria ruminal que invade el hígado y provoca 
abscesos en el ganado.q 
S. Tadepalli a,1, S.K. Narayanan aG.C. Stewart bM.M. Chengappa aT.G. Nagaraja a,* 
a Departamento de Medicina de Diagnóstico/Patobiología, Facultad de Medicina Veterinaria, Universidad Estatal de Kansas, Manhattan, KS 66506-5606, EE.UU. 
b Departamento de Patobiología Veterinaria, Bond Life Sciences Center, Universidad de Missouri, Columbia, MO 65211, EE.UU. 
 
 
a r t í c u l o e 
n f o r m a 
 
Historia del artículo: 
Recibido el 7 de enero de 
2008 Recibido en versión 
revisada el 30 de abril de 
2008 
Aceptado el 17 de mayo de 2008 
Disponible en línea el 24 de 
mayo de 2008 
 
Palabras clave: 
Fusobacterium necrophorum 
Rumen Factores 
de virulencia 
Abscesos 
hepáticos 
Bovinos 
a b s t r a c t o 
 
Fusobacterium necrophorum, un anaerobio gramnegativo, con forma de bastoncillo y aerotolerante, es un 
habitante normal del rumen del ganado vacuno. El organismo se encuentra en el contenido ruminal y 
adherido a la pared ruminal. Su función en la fermentación ruminal es metabolizar el ácido láctico y 
degradar el alimento y las proteínas epiteliales. La concentración ruminal es mayor en el ganado alimentado 
con cereales que en el alimentado con forraje. Desde el rumen, el organismo entra en la circulación portal y 
queda atrapado en el hígado para causar abscesos. El organismo es un patógeno oportunista y un agente 
causal primario de abscesos hepáticos, una enfermedad económicamente importante del ganado alimentado 
con cereales. Los abscesos hepáticos suelen ser secundarios a la acidosis ruminal y la rumenitis en el ganado 
alimentado con cereales. Se reconocen dos subespecies de F. necrophorum, la subespecie necrophorum 
(biotipo A) y la subespecie funduliforme (biotipo B), que pueden diferenciarse en función de características 
morfológicas, bioquímicas, biológicas y moleculares. La subsp. necrophorum es más virulenta y se aísla con 
más frecuencia de las infecciones que la subsp. funduliforme. Varias toxinas o productos secretados han sido 
implicados como factores de virulencia. Los principales factores que contribuyen a la colonización ruminal y 
a la invasión del hígado son la hemaglutinina, la endotoxina y la leucotoxina, de la que la leucotoxina es el 
antígeno protector. En algunas condiciones, el organismo interactúa sinérgicamente con Arcanobacterium 
pyogenes, un organismo anaerobio facultativo y agente etiológico secundario, para causar abscesos 
hepáticos. 
2009 Publicado por Elsevier Ltd. 
 
 
 
 
1. Introducción 
 
Fusobacterium necrophorum es un organismo Gram negativo, 
anaerobio y con forma de bastoncillo. El nombre del género 
procede de la palabra latina "fusus", que significa huso, pero F. 
necrophorum no suele tener forma de huso. El nombre de la 
especie deriva de la frecuente asociación del organismo con 
lesiones necróticas en humanos y animales [1-4]. F. necrophorum 
es un importante patógeno humano y animal y se aísla de 
cavidades orales, tractos gastrointestinales y tractos 
genitourinarios de animales y humanos. En humanos, F. 
necrophorum se asocia con el síndrome de Lemierre, una 
enfermedad que afecta principalmente a personas jóvenes y sanas 
[5,6]. La afección comienza como un dolor de garganta agudo con 
exudado purulento, fiebre alta, linfadenopatía cervical y 
submandibular que rápidamente desemboca en abscesos 
metastásicos diseminados, con frecuencia sépticos. 
 
q Este documento es la contribución nº 08-00-j de la Kansas Agricultural 
Experiment Station, Manhattan, KS. 
* Autor correspondiente. Tel.: þ1 785 532 1214. 
Dirección de correo electrónico: tnagaraj@vet.k-state.edu (T.G. Nagaraja). 
1 Dirección actual: Novartis Animal Health US, Inc., Larchwood, IA 51241, EE.UU. 
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Anaerobio 
 
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tromboflebitis de la vena yugular interna [5]. F. necrophorum 
es uno de los anaerobios más comunes aislados de abscesos 
abdominales e infecciones del tracto respiratorio en animales 
[7]. En los caballos, 
Los aislados de F. necrophorum, en particular del tracto 
respiratorio, se han asignado a una especie diferente, 
denominada F. equinum, basándose en las características 
fenotípicas, la hibridación ADN-ADN y la secuencia del gen 16s 
ADNr [8-10]. El organismo es también un patógeno oportunista 
y se asocia generalmente con abscesos y diversas infecciones 
necróticas, en particular infecciones orales, paraorales y del 
tracto respiratorio inferior en caballos [7,11-14]. En caballos de 
carreras, los exámenes bacteriológicos de abscesos 
intraabdominales y hepáticos han revelado que F. equinum es el 
agente etiológico en aproximadamente el 33% de los casos 
causados por anaerobios obligados [14]. En muchos animales 
domésticos y salvajes, F. necrophorum se asocia a numerosas 
enfermedades necróticas, generalmente denominadas 
"necrobacilosis", que pueden afectar a cualquier parte del cuerpo 
[2,3,15]. El organismo es uno de los principales patógenos del 
ganado bovino y los abscesos hepáticos son las infecciones fuso-
bacterianas más comunes [16-18]. Además, también son 
frecuentes la podredumbre podal en bovinos y ovinos y la difteria 
en terneros, que suelen estar causadas por infecciones mixtas con 
otros patógenos, más comúnmente Arca- nobacterium pyogenes y 
Porphyromonas levii [2,3]. 
 
1075-9964/$ - see front matter © 2009 Publicado por Elsevier Ltd. 
doi:10.1016/j.anaerobe.2008.05.005 
S. Tadepalli et al. / Anaerobe 15 (2009) 36-43 37 
 
 
2. Características de F. necrophorum 
 
F. necrophorum es una bacteria Gram negativa, no móvil, no 
esporulante, con forma de bastón (pleomórfica) [1]. El organismo 
es anaeróbico, pero aerotolerante; el potencial redox óptimo del 
medio de cultivo para el crecimiento se sitúa entre -230 y -280 mV 
[19]. En general, esta especie no fermenta los hidratos de carbono, 
pero algunas cepas 
fermenta débilmente la glucosa; su principal sustrato energético es 
el ácido láctico, que se convierte principalmente en acetato, 
butirato y pequeñas cantidades de propionato [20]. También 
produce una serie de proteasas [21-23]. 
 
3. Subespecies de F. necrophorum 
 
Históricamente, F. necrophorum se ha clasificado en cuatro 
biotipos o biovares: A, B, AB y C [1,2,16]. El biotipo AB se aisló de 
abscesos podales en ovejas y tenía características algo similares a 
los biotipos A y B [24]. Basándose en la comparación de la 
secuencia del ARN ribosómico 16S, está estrechamente 
relacionado con los biotipos A y B [25]. La prevalencia del biotipo 
AB no está bien reconocida y el estatus taxonómico actual no está 
resuelto. El biotipo C no es patógeno y se denominó inicialmente F. 
pseudonecrophorum [26]. Sin embargo, el análisis de hibridación 
ADN-ADN [27] y las comparaciones del análisis de secuencias de la 
región espaciadora intergénica 16S-23S [28] indican que es 
idéntico a F. varium. El biotipo A se denomina F. necrophorum 
subespecie necrophorum y el biotipo B se denomina F. 
necrophorum subespecie funduliforme [29]. Estas dos subespecies 
difieren en la morfología celular, las características de las colonias, 
los patrones de crecimiento en caldo (sedimentación o no 
sedimentación), las enzimas extracelulares, los factores de 
virulencia, la virulencia en ratones y la frecuencia de aparición en 
infecciones [1-3,16,30]. Sin embargo, la identificación de 
subespecies con pruebas convencionales sueleser engañosa e 
incluso conflictiva. Un kit comercial, RapID ANA II (Innovative 
Diagnostic Systems, Atlanta, GA) ha demostrado su utilidad en la 
identificación y subespeciación de aislados clínicos o ruminales de 
F. necrophorum (Tabla 1; [23]). Para diferenciar las subespecies se 
han utilizado métodos filogenéticos como el polimorfismo de la 
longitud de los fragmentos de restricción del ADN, las secuencias 
del ARNr 16S, las secuencias de la región espaciadora intergénica 
16S-23S o las secuencias de la subunidad B de la girasa del ADN 
(gyrB) [31-35]. Otros métodos moleculares para diferenciar 
subespecies incluyen amplificaciones por PCR del gen de la 
hemaglutinina (ausente en la subespecie funduli- forme, [35]) y de 
las regiones promotoras del operón de la leucotoxina [36]. En los 
animales, la subespecie necrophorum se encuentra con más 
frecuencia 
en las infecciones que la subsp. funduliforme y esta última tiende a 
aparecer con más frecuencia en las infecciones mixtas [1,2,16,20]. 
Las cepas de F. necrophorum causantes de infecciones humanas 
parecen ser distintas de la subespecie necrophorum de las 
infecciones animales y parecen parecerse más a la subespecie 
funduliforme [6,37]. Tadepalli et al. [38] emplearon métodos de 
crecimiento, morfológicos y moleculares para subespecificar 
cuatro cepas humanas de F. necrophorum aisladas de casos 
clínicos. Las cuatro cepas humanas eran bacilos cortos, formaban 
un sedimento floculento tras crecer durante una noche en caldo de 
infusión cerebro-corazón esterilizado anaeróbicamente y 
prerreducido, y eran negativas para la actividad de la fosfatasa alcalina 
(prueba RapID ANA II). Según estos resultados, cuatro cepas 
pertenecían a la subsp. funduliforme [21,23]. En las cuatro cepas 
estaba presente un gen rpoB específico de F. necrophorum [39]; sin 
embargo, todas fueron negativas para el gen de la hemaglutinina 
[38]. 
 
4. F. necrophorum en el contenido y en la pared del rumen 
 
F. necrophorum es un habitante normal del rumen [1] y se ha 
aislado del contenido ruminal de bovinos alimentados con 
diversas dietas [40-46]. La concentración en el rumen oscila entre 
105 y 106 /g de contenido ruminal, y está influenciada por la dieta 
y ciertos aditivos alimentarios antimicrobianos. El número de 
células de F. necrophorum en el rumen es al menos 10 veces mayor 
en el ganado alimentado con cereales que en el ganado alimentado 
con piensos. 
dieta basada en forraje (>106 /g frente a <105 /g de contenido 
ruminal; [44]). Dado que F. necrophorum utiliza lactato como 
sustrato principal y no 
La concentración ruminal no se ve afectada por la inclusión del 
ionóforo monensina, pero se reduce significativamente con la 
tilosina. La concentración ruminal no se ve afectada por la 
inclusión del ionóforo monensina, pero se reduce 
significativamente por la tilosina. 
[47] y virginiamicina [48]. 
En el rumen, las fusobacterias están presentes en forma de 
organismos libres o adheridos a partículas de alimento. Sin 
embargo, el ecosistema también incluye una población bacteriana 
específica denominada "bacterias epimurales" que está adherida a 
la pared epitelial. La comunidad epimural es una población 
bacteriana morfológicamente heterogénea y las fusobacterias 
fueron uno de los tipos bacterianos recuperados, pero no se 
identificó la especie de Fusobacterium [49]. Las fusobacterias son 
idóneas para este nicho por su aerotolerancia y su capacidad para 
crecer mejor a pH fisiológico (7,4). Es posible que la adhesión se 
produzca a través de proteínas de la superficie celular, 
denominadas hemaglutininas, que son responsables de la 
aglutinación de las bacterias. 
 
Cuadro 1 
Características de las subespecies de Fusobacterium necrophorum de origen ruminal o de absceso hepático del ganado bovino. 
 
Características Subsp. necrophorum Subsp. funduliforme Referencia 
Características bioquímicasa 
Ureasa - - Tan et al. [19] 
Glicosidasas - - 
Aminopeptidasas - - 
Producción de indoles þ þ 
Fosfatasa þ - 
Virulencia en ratones, % de mortalidad 92-97 8-10 
Actividades biológicasb 
Título de leucotoxinac 8621 997 Narayanan et al. [46] 
Concentración de leucotoxinad (mg/ml) 694 371 
Título de hemaglutininae 15 2.5 
Características molecularesf 
Gen RpoB þ þ Aliyu et al. [39] 
Gen de la hemaglutinina (haem) þ - Narongwanichgarn et al. [35] 
Longitud del promotor del operón lkt (pb) 548 337 Zhang et al. [36] 
a Determinado en el sistema RapID ANA II. 
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b Características de los aislados de absceso hepático únicamente. 
c Recíproco de la dilución del sobrenadante de cultivo que provocó una reducción del 10% de la viabilidad de las células polimorfonucleares bovinas. 
d Cuantificado mediante ELISA en sándwich. 
e Recíproco de la dilución de sobrenadante de cultivo que aglutinó una suspensión de eritrocitos de pollo al 0,5%. 
f Métodos de amplificación PCR. 
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eritrocitos de varias especies [50]. Los informes sobre 
aislamientos de F. necrophorum de la pared ruminal son limitados 
y siempre están relacionados con lesiones ruminales [44]. F. 
necrophorum se aísla con frecuencia de paredes ruminales que 
presentan paraqueratosis y rumenitis y con menos frecuencia de 
epitelio ruminal no afectado [41,51,52]. Se desconoce si F. 
necrophorum es un miembro normal de la población epi- mural. 
Además, se carece de información sobre las concentraciones, la 
presencia de la subespecie y los factores que afectan a las 
concentraciones de F. necrophorum adherido a la pared ruminal. 
El papel de F. necrophorum, como parte de la comunidad 
bacteriana ruminal, incluye la fermentación del ácido láctico, un 
producto de la fermentación del almidón o de los azúcares 
solubles, para producir ácidos grasos volátiles (acetato, propionato 
y butirato) y la digestión de proteínas de los piensos o de las 
células epiteliales. El organismo también se ha identificado como 
una bacteria ruminal productora de hiperamoníaco en rumiantes 
alimentados con forraje en Nueva Zelanda [53]. En el rumen de 
bovinos se han obtenido aislados estrechamente relacionados con 
F. necro- phorum con diferencias en algunos rasgos fisiológicos 
[53] capaces de utilizar la lisina como fuente de energía, 
contribuyendo así a la fermentación de aminoácidos de desecho 
[54]. Los aislados desaminadores de la lisina también produjeron 
amoníaco a tasas elevadas confirmando que se trata de una de las 
bacterias hiperproductoras de amoníaco en el rumen. Sin 
embargo, la suplementación con lisina de las dietas del ganado no 
enriqueció la población de Fusobacterium en el rumen, 
posiblemente debido a la inhibición dependiente del pH por los 
ácidos de fermentación [55]. 
 
5. Factores de virulencia de F. necrophorum 
 
Los factores de virulencia implicados en las infecciones por F. 
necrophorum son los siguientes: leucotoxina, lipopolisacárido 
endotóxico (LPS), hemolisina, hemaglutinina, cápsula, adhesinas o 
pili, factor de agregación plaquetaria, toxina dermonecrótica y 
varias enzimas extracelulares, como fosfatasas, proteasas y 
desoxirribonucleasas [2,3,17,30]. Estos factores contribuyen a la 
entrada, colonización, proliferación, establecimiento del 
organismo y al desarrollo de lesiones en la pared ruminal 
(abscesos ruminales o rumenitis) y abscesos en el hígado [17]. La 
adhesión al epitelio ruminal y la formación de abscesos en la pared 
ruminal y el parénquima hepático se ven favorecidas por tres 
factores principales: las hemaglutininas, el LPS y la leucotoxina. 
Además, F. necrophorum interactúa sinérgicamente con A. 
pyogenes, un organismo anaerobio facultativo que se asocia con 
frecuencia como agente etiológico secundario de abscesos 
hepáticos en el ganado, para causar una infección mixta [30]. 
 
5.1. Hemaglutininas 
 
Desde hace tiempo se sabeque F. necrophorum, en particular la 
subespecie necrophorum, aglutina eritrocitos de pollos y otras 
especies animales [1]. Shinjo et al. [56] informaron de que ambas 
subespecies de F. necrophorum variaban en su capacidad de 
aglutinar eritrocitos de diferentes especies animales. La subsp. 
funduliforme tiene un título de hemaglutinación relativamente bajo 
con eritrocitos de pollo y vacuno en comparación con la subsp. 
necrophorum (Tabla 1; [46]). La hemaglutinina es una proteína 
termolábil de bajo peso molecular (19 kDa) rica en aminoácidos 
alanina, glutamina e histidina [57]. No se sabe si la hemaglutinina 
es una proteína de la membrana externa o una proteína secretada 
que aglutina eritrocitos. Kanoe et al. 
[58] demostraron que la hemaglutinina estaba presente en la 
superficie celular y sugirieron que podrían ser apéndices 
bacterianos. Los aislados animales de subsp. necrophorum con 
hemaglutinina eran más virulentos que los aislados animales y 
humanos de subsp. funduli- forme que carecían de hemaglutinina 
[59]. Shinjo y Kiyoyama [60] informaron de que una cepa mutante de 
F. necrophorum que carecía de hemaglutinina no era tan letal para los 
ratones como la cepa de tipo salvaje. Aumento de 
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virulencia de subsp. necrophorum, en comparación con subsp. 
funduliforme, puede deberse en parte a una mejor adherencia 
al epitelio ruminal [50]. La adherencia bacteriana se inhibió 
mediante pretratamiento con suero antihemaglutinina [50,61] 
o tripsina y pepsina [61]. El pretratamiento con lipasa y 
neuraminidasa no tuvo ningún efecto sobre la adherencia 
bacteriana al epitelio ruminal [61]. Por lo tanto, la 
hemaglutinina puede desempeñar un papel significativo en la 
adhesión e invasión de las células epiteliales ruminales por F. 
necrophorum, un paso inicial en la patogénesis de los abscesos 
hepáticos en el ganado. 
 
5.2. Endotoxina 
 
Como ocurre con cualquier otra bacteria Gram negativa, la 
membrana externa de F. necrophorum contiene LPS 
endotóxicos. La composición química del LPS de F. 
necrophorum varía en función de la subespecie, la pureza del 
LPS y las técnicas analíticas empleadas en la extracción [62-
65]. En general, el LPS de F. necrophorum tiene azúcares 
reductores y neutros (50,5%), hexosaminas (8,5%), 2-keto-3-
deoxi-octonato 
(KDO) (0,8%), lípido A (21,0%), proteína (2,4%), nitrógeno 
(2,1%) y fósforo (1,7%), muy similar al LPS "clásico" de otras 
bacterias Gram negativas. Inoue et al. [66] informaron de una 
mayor cantidad de LPS en la subsp. necrophorum (2,6%) en 
comparación con la subsp. funduliforme (1,2%) basándose en el 
peso celular seco. Además, se ha demostrado que la endotoxina 
de la subsp. necro- phorum es más virulenta para los embriones 
de pollo y más pirógena para los conejos que el LPS de la subsp. 
funduliforme [66]. Sin embargo, García et al. [67] informaron de 
que la cepa de subsp. funduli- forme utilizada por Inoue et al. 
[66] se identificó como una nueva especie, F. 
pseudonecrophorum, ahora clasificada como F. varium [26,27]. 
Por lo tanto, se necesitan estudios adicionales para aclarar las 
discrepancias en las composiciones en relación con las 
actividades biológicas de los LPS en las dos especies. 
Subespecie de F. necrophorum. 
Varios investigadores han estudiado el efecto del LPS en la 
génesis de abscesos hepáticos en animales de laboratorio. 
Scanlan et al. [68] evaluaron los parámetros biológicos 
implicados en la formación de abscesos hepáticos en ratas 
mediante inoculación intraportal. Los niveles plasmáticos de 
endo- toxina de la subsp. necrophorum se detectaron 
fácilmente en relación con los obtenidos con la endotoxina de 
la subsp. funduliforme. La patogenia de los abscesos hepáticos 
inducidos por F. necrophorum en ratones y la necrosis hepática 
aguda en conejos fueron estudiadas en detalle por Nakajima et 
al. [69-71]. Demostraron que la inyección de una mezcla de F. 
nec- rophorum y su LPS inducía necrosis hepática y formación 
de abscesos en ratones [69]. La naturaleza antigénica de los 
LPS de ambas subespecies se evaluó mediante inyecciones 
intraperitoneales en ratones y conejos [66]. Se determinaron 
los títulos de anticuerpos contra los respectivos LPS para 
confirmar la naturaleza antigénica de los LPS de F. 
necrophorum. García et al. [72] informaron de que las 
diferencias en la virulencia asociada a la endotoxina de 
diferentes subespecies de F. necrophorum se debían a los 
cambios en el tráfico de leucocitos y el contenido de 
endotoxina en ratones. La endotoxina de la subespecie 
necrophorum causó una neu- trofilia inicial, seguida de una 
monocitosis progresiva y una linfopenia grave que condujo a la 
formación de un absceso hepático. Con la endotoxina de subsp. 
funduliforme se observó una monocitosis y neutropenia 
sostenidas, sin desarrollo de abscesos hepáticos. Aunque 
ambas endotoxinas activaron la quimiotaxis de PMN, subsp. 
nec- 
La endotoxina rophorum activó los PMN a dosis mucho más bajas 
(1 mg). 
que la endotoxina de subsp. funduliforme. Se cree que la 
intensa neutrofilia observada con la endotoxina de subsp. 
necrophorum puede ser un mecanismo de defensa terminal del 
hospedador activado por citocinas inflamatorias. El hecho de que 
la endotoxina de subsp. funduliforme no produzca abscesos 
hepáticos puede deberse a las diferencias en las vías celulares que 
conducen a la eliminación de la infección. Okahashi et al. [64] 
estudiaron las actividades mitogénicas del LPS purificado de F. 
necrophorum en ratones. Se observó que el LPS parcialmente 
purificado era más mitógeno que el LPS purificado para las células 
del bazo de ratón, lo que puede deberse a la presencia de proteínas 
contaminantes. El LPS purificado de F. necrophorum 
S. Tadepalli et al. / Anaerobe 15 (2009) 36-43 41 
 
 
fue capaz de activar a los macrófagos peritoneales para que 
sintetizaran la citocina proinflamatoria interleucina-1 (IL-1). Es 
necesario seguir evaluando el papel de las citocinas estimuladas 
por LPS en el desarrollo de abscesos hepáticos para establecer la 
importancia de la endotoxina como factor de virulencia de F. 
necrophorum. 
 
5.3. Leucotoxina 
 
Los efectos citotóxicos de los cultivos y sobrenadantes de F. 
necrophorum sobre los leucocitos de conejos y ovejas fueron 
observados por primera vez por Roberts [73]. Se determinó que la 
naturaleza macromolecular de la toxina era una proteína de alto 
peso molecular denominada leucocidina. Roberts [73] también 
determinó que la leucocidina no tenía sinonimia con la hemolisina 
descrita anteriormente. Por lo tanto, se pensó que la leucocidina 
podía ser un importante factor de virulencia de F. necro- phorum. 
Más tarde se confirmaron in vitro los efectos citotóxicos de la 
leucotoxina de F. necrophorum sobre los macrófagos peritoneales 
de conejo [74]. 
La leucotoxina de F. necrophorum es una proteína secretada 
que es citotóxica para los neutrófilos, macrófagos, hepatocitos y 
posiblemente para las células epiteliales ruminales [75]. La 
citotoxicidad parece ser específica para los neutrófilos de 
rumiantes (bovinos y ovinos) y humanos, pero no para los de 
cerdos o conejos, y sólo es moderadamente tóxica para los 
neutrófilos de caballos [76-78]. La toxina induce la apoptosis a 
bajas concentraciones y lisa las células de leucocitos bovinos a 
concentraciones más altas y es más activa contra los PMN que 
contra los linfocitos [75,79]. Varios factores como la fase de 
crecimiento, la composición del medio, el pH del cultivo, la 
temperatura de incubación, el potencial redox y la concentración 
de hierro afectan a la producción de leucotoxinas [19]. Las 
actividades leucotóxicas máximas se observaron durante las fases 
de crecimiento logarítmico tardío y estacionario temprano en 
ambas subespecies. 
F. necrophorum subsp. necrophorum produce más leucotoxina 
que subsp.funduliforme [3,19,23,43,68,77,80]. Las diferencias en 
la producción de leucotoxinas observadas también pueden ser 
responsables de las variaciones en la virulencia asociadas a las dos 
subespecies [2,44,59,60] y pueden explicar por qué la subsp. 
necrophorum se aisló con más frecuencia de abscesos hepáticos 
bovinos [16,20]. Se observaron hallazgos similares entre las cepas 
de subsp. necrophorum aisladas del rumen y de abscesos hepáticos 
bovinos [23,46]. 
Se han descrito dos leucotoxinas distintas para F. necrophorum. 
Scanlan et al. [81] describieron una leucotoxina de bajo peso 
molecular (350-450) estable al calor y resistente a las proteasas, 
mientras que Tan et al. [80] describieron una toxina proteica de 
alto peso molecular y lábil al calor. Narayanan et al. [82] 
caracterizaron la leucotoxina proteica de F. necrophorum subsp. 
necrophorum identificando y secuenciando el gen de la 
leucotoxina (lktA) y expresando la leucotoxina de longitud 
completa en Escherichia coli. El operón de la leucotoxina consta de 
tres genes, lktB, lktA y lktC, de los cuales el segundo es el gen 
estructural de la leucotoxina (Fig. 1). La proteína LktB tiene un 
dominio putativo POTRA (asociado al transporte de polipéptidos) 
en su extremo N-terminal (residuos 86-161). El dominio POTRA se 
encuentra hacia el N-terminal de las proteínas de la familia ShlB 
(Serratia marcescens outer membrane protein) [83,84]. ShlB es 
importante en la secreción y activación de la hemolisina de S. 
marcesecens, ShlA. Se ha postulado que el dominio POTRA tiene un 
efecto chaperón. 
 
 
 
Fig. 1. El operón tricistrónico de la leucotoxina, lktBAC, de Fusobacterium necrophorum 
subsp. 
necrophorum y subsp. funduliforme. 
42 S. Tadepalli et al. / Anaerobe 15 (2009) 36-43 
 
 
como función sobre ShlA; puede plegarse en el canal beta-barril 
C-terminal. La presencia de este dominio plantea la posibilidad 
de que LktB esté implicada en la secreción de la leucotoxina LktA 
por F. necrophorum. No se ha determinado la función biológica de 
la proteína LktC. El ORF del gen de la leucotoxina lktA tiene 9726 
pb y codifica una proteína de 3241 aminoácidos con un peso 
molecular de 336.956 Da. El peso molecular de la toxina es 
considerablemente mayor que el de las leucotoxinas producidas 
por otras bacterias como Mannheimia haemolytica (104.000 Da), 
Staphylococcus aureus (38.000 y 32.000 Da) y Actinobacillus 
actinomycetemcomitans (114.000 Da) [82]. La leucotoxina de F. 
necrophorum es única por carecer del aminoácido cisteína, y no 
tiene una similitud de secuencia significativa con ninguna otra 
toxina bacteriana descrita hasta ahora. La leucotoxina 
recombinante se expresó en E. coli y demostró ser citotóxica para 
los leucocitos bovinos. Recientemente, se secuenció el operón de 
la leucotoxina de la subespecie funduliforme y se comparó con el 
operón de la subespecie necro- phorum [85]. El operón lkt de la 
subespecie funduliforme está organizado de forma idéntica al 
operón de la subespecie necrophorum, y consta de tres genes, 
lktB, lktA y lktC (Fig. 1). Aunque la similitud general de la 
secuencia de las proteínas Lkt es alta entre las dos subespecies 
(87% y 88%, respectivamente), las proteínas LktB y LktA tienen 
diferencias significativas en sus secuencias N-terminales (Tabla 
2; [85]). 
Los tres determinantes lkt parecen estar cotranscritos por un 
promotor aguas arriba. Zhang et al. [36] determinaron que el 
promotor de la leuco toxina estaba contenido en la región 
intergénica aguas arriba del determinante lktB. El tamaño de la 
secuencia intergénica difería en las dos subespecies, 548 pb en la 
subespecie necrophorum y 337 pb en la subespecie funduliforme, 
al igual que la propia secuencia. Se observó que la actividad 
promotora de la subsp. funduliforme era débil en comparación 
con la de la subsp. necrophorum mediante ensayos de b-
galactosidasa en un sustrato E. coli. El análisis RT-PCR en tiempo 
real de la expresión de lktA en F. necrophorum reveló que las 
cantidades máximas de ARNm de lktA estaban presentes en la 
fase logarítmica media de crecimiento para ambas subespecies 
[85]. Los perfiles proteínicos y las actividades leucotóxicas 
coincidían con los perfiles de transcripción de lktA [85]. 
La importancia de la leucotoxina como factor de virulencia en 
las infecciones por F. necro- phorum viene indicada por la 
correlación entre la producción de toxinas y la capacidad de 
inducir abscesos en animales de laboratorio [86], la incapacidad 
de las cepas leucotoxina negativas de inducir abscesos podales en 
el ganado tras la inoculación intradérmica [24] y la relación entre 
los títulos de anticuerpos antileucotoxina y la p r o t e c c i ó n 
frente a la infección en estudios de provocación experimental 
[87]. 
Los polipéptidos recombinantes de la proteína LktA de F. 
necrophorum resultaron ser inmunogénicos e indujeron 
protección en ratones desafiados con F. necrophorum [88]. La 
capacidad de F. necrophorum subsp. necrophorum para modular 
el sistema inmunitario del hospedador mediante sus efectos 
tóxicos sobre las células efectoras inmunitarias podría 
desempeñar un papel importante en el proceso de la 
enfermedad. Se ha demostrado que el sobrenadante de cultivo 
libre de células de una cepa de F. necrophorum [19] muy 
productora de leucotoxinas, mezclado con un adyuvante 
adecuado, provoca un alto título de anticuerpos antileucotoxina 
cuando se inyecta en novillos y proporciona una protección 
significativa frente a abscesos hepáticos inducidos 
experimentalmente [87-90]. En estos estudios experimentales de 
provocación, la relación entre los títulos séricos de anticuerpos 
antileucotoxina y la protección se demostró por los títulos más 
altos de anticuerpos tras la vacunación en los novillos que no 
desarrollaron abscesos hepáticos que en los que sí los 
desarrollaron. Se comercializa una vacuna que contiene 
leucotoxoide inactivado de F. nec- rophorum combinado con una 
bacterina de A. pyogenes. 
disponibles para la prevención de los abscesos hepáticos 
(Centurion™; 
Schering-Plough Animal Health Corp., Omaha, NE). La vacuna está 
formulada para contener leucotoxina inactivada de F. necrophorum 
y piolisina de A. pyogenes en un adyuvante patentado de agua en 
aceite y se recomienda administrarla en el momento en que el 
ganado entra en los cebaderos [91]. 
S. Tadepalli et al. / Anaerobe 15 (2009) 36-43 43 
 
 
Cuadro 2 
Diferencias en los pares de bases (pb) del operón de la leucotoxina (lkt) y composición deducida de aminoácidos de las dos subespecies de Fusobacterium necrophorum. 
 
Gene Nucleótidos 
Subsp. necrophorum 
 
(pb)a 
 
 
Subsp. 
 
 
funduliforme 
 
(pb)b 
 
Similitud de secuenciab (%) 
Aminoácidos deducidos 
Subsp. necrophoruma Subsp. funduliformeb Similitud de secuenciab 
(%) 
lktB 1653 1650 88 550 540 87 
lktA 9726 9732 90 3241 3243 88 
lktC 438 438 96 145 145 96 
a Narayanan et al. [32]. 
b Tadepalli et al. [85]. 
 
6. Interacción sinérgica con A. pyogenes 
 
A. pyogenes (anteriormente del género Actinomyces), una 
bacteria grampositiva, pleomórfica, con forma de bastón y 
anaerobia facultativa, es el segundo patógeno más frecuente en los 
abscesos hepáticos del ganado de cebo [2,17,18]. En general, la 
presencia de A. pyogenes oscila entre el 2% y el 20% de los 
abscesos hepáticos [30]. Sin embargo, en algunos casos la 
prevalencia de A. pyogenes en los abscesos hepáticos es 
notablemente superior (hasta el 80%) [18]. Posiblemente, la mayor 
prevalencia de A. pyogenes puede estar relacionada con el grado de 
daño de la pared ruminal causado por la falta de forraje o la 
elevada acidez del rumen. A. pyogenes existe como especie 
comensal en las membranas mucosas, especialmente del tracto 
respiratorio superior y digestivo de los animales, incluida la pared 
ruminal del ganado [92]. Narayanan et al. [93] llevaron a cabo un 
estudio para aislar A. pyogenesdel contenido ruminal y de la pared 
ruminal, donde no se había informado previamente de su 
presencia. El organismo se aisló más fácilmente de la pared 
ruminal (55 de 59 muestras de tejido ruminal) que del contenido 
ruminal (17 de 59 muestras de contenido ruminal). Dado que A. 
pyogenes es un anaerobio facultativo, es más probable que su 
nicho sea la pared ruminal, donde el oxígeno que se difunde desde 
los capilares está presente en bajas concentraciones en el entorno 
por lo demás anaeróbico del rumen [93]. A. pyogenes utiliza 
diversos factores de virulencia. Sin embargo, la hemolisina, 
denominada piolisina, se considera su principal factor de 
virulencia [94]. 
La observación de que A. pyogenes en el hígado es casi siempre 
asociado con F. necrophorum ha llevado a sugerir una sinergia 
patogénica entre ambas especies [95]. El establecimiento inicial de 
F. necrophorum en la pared ruminal o en el parénquima hepático 
puede verse favorecido por A. pyogenes, que utiliza oxígeno para 
crear condiciones anaeróbicas. Obviamente, la leucotoxina de F. 
necrophorum podría a su vez ofrecer protección a A. pyogenes, al 
impedir la fagocitosis por leucocitos o células de kupffer. También 
existe una interacción nutricional entre los dos organismos, ya que 
el ácido láctico, un producto final de A. pyogenes, es un sustrato 
energético para A. pyogenes. 
F. necrophorum [30]. 
 
7. F. necrophorum ruminal penetra en el hígado y provoca 
abscesos 
 
Los abscesos hepáticos son la infección por F. necrophorum más 
común y de mayor importancia económica en el ganado vacuno. 
Los abscesos hepáticos se producen a todas las edades y en todos 
los tipos de ganado, pero los abscesos de mayor impacto 
económico se producen en el ganado de cebo [17,18]. Los abscesos 
que se encuentran en el hígado en el momento del sacrificio o de 
las necropsias suelen estar bien encapsulados y poseen paredes 
fiibróticas gruesas. Histológicamente, un absceso típico es 
piogranulomatoso, con un centro necrótico, encapsulado y a 
menudo rodeado por una zona inflamatoria [20]. Los abscesos 
hepáticos son secundarios a los focos primarios de infección en la 
pared ruminal. Debido a la estrecha correlación entre la 
a p a r i c i ó n de patologías ruminales y abscesos hepáticos en el 
ganado vacuno, se suele utilizar el término "complejo rumenitis-
absceso hepático". Aunque no se conoce el mecanismo exacto, se 
acepta que la rápida fermentación del grano por los microbios 
ruminales y la consiguiente acumulación de ácidos orgánicos (ácidos 
grasos volátiles y lactato) 
44 S. Tadepalli et al. / Anaerobe 15 (2009) 36-43 
 
 
dan lugar a acidosis ruminal (aguda o subaguda) [96]. La 
rumenitis inducida por ácido y el daño de la superficie 
protectora, a menudo agravado por objetos extraños 
(partículas afiladas de alimento, pelo, etc.) predisponen a la 
pared ruminal a la invasión y colonización por F. necrophorum 
[97]. A continuación, el organismo penetra en la sangre o 
provoca abscesos en la pared ruminal que, posteriormente, 
liberan émbolos bacterianos en la circulación portal. Las 
bacterias de la circulación portal son filtradas por el hígado, lo 
que provoca la infección y la formación de abscesos. El hígado 
es un órgano altamente vascularizado, por lo tanto ricamente 
oxigenado, y altamente defensivo debido a sus numerosas 
células fagocíticas (leucocitos y células de Kupffer). Por lo 
tanto, F. necrophorum, como anaerobio, tiene que superar tanto 
las altas concentraciones de oxígeno como los mecanismos 
fagocíticos para sobrevivir, proliferar e iniciar la 
f o r m a c i ó n d e abscesos. La leucotoxina y el LPS 
endotóxico de F. necrophorum pueden protegerlo de la 
fagocitosis [2,76]. Además, la liberación de productos 
citolíticos como enzimas lisosomales y metabolitos del oxígeno, 
como consecuencia de la destrucción de los fagocitos, tiene un 
efecto perjudicial sobre el parénquima hepático [74]. El 
sinergismo con bacterias facultativas, en particular A. pyogenes, 
la coagulación intravascular inducida por el LPS endotóxico y el 
factor de agregación plaquetaria; la formación de abscesos 
e n c a p s u l a d o s d e fibrina y la alteración del transporte 
de oxígeno por los eritrocitos dañados (acción de la 
hemolisina) pueden contribuir al establecimiento de un 
microambiente anaeróbico propicio para el crecimiento de F. 
necrophorum dentro de la pared ruminal y el hígado 
[2,17,18,95,98]. 
En la acidosis ruminal, particularmente en la forma aguda, el 
ácido láctico 
se acumula en el rumen en altas concentraciones debido al 
aumento de la producción a partir de carbohidratos 
rápidamente fermentables, como azúcares y almidón [96]. Sin 
embargo, en el rumen acidótico, el número de fusobacterias 
disminuye significativamente, a pesar de la disponibilidad de 
lactato. De hecho, el organismo puede no ser detectable en el 
contenido ruminal en el rumen acidótico [48]. El descenso 
probablemente esté relacionado con la disminución del pH 
ruminal asociada a la acumulación de ácidos grasos volátiles 
ruminales, predominantemente ácido acético. F. necrophorum 
es sensible al pH y se inhibe cuando el pH ruminal desciende 
por debajo de 5,0, produciéndose un crecimiento óptimo 
aproximadamente a pH 7,4. Russell 
[55] ha demostrado que la adición de acetato de sodio a un 
medio basal a pH 6,1 era altamente inhibidora del crecimiento 
de aislados de fusobacterium degradadores de lisina. 
Posiblemente, el pH ácido puede no tener efecto sobre los 
organismos que están adheridos a la pared ruminal o que ya 
han colonizado el epitelio ruminal porque el pH del 
microambiente epitelial permanece cerca de 7,4, que es el pH 
óptimo para el crecimiento de F. necrophorum [2]. Sin 
embargo, la acidez ruminal sigue siendo un factor 
predisponente porque la pared ruminal dañada por el ácido 
facilita la entrada y la colonización por F. necrophorum. 
Las pruebas que apoyan una relación entre las lesiones 
ulcerosas del rumen y los abscesos hepáticos en el ganado de 
cebo se basan en una alta correlación estadística entre la 
aparición de abscesos hepáticos y la patología ruminal 
[99,100]. Se obtuvieron pruebas más directas de que F. 
necrophorum en los abscesos hepáticos se origina en la pared 
ruminal mediante análisis de huellas de ADN de aislados del 
contenido ruminal, la pared ruminal y los abscesos hepáticos 
del ganado [46]. El análisis del polimorfismo de la longitud de 
los fragmentos de restricción de los genes ARNr 16S 
(ribotipado) se utilizó para comparar los aislados del rumen 
con los de la pared ruminal. 
S. Tadepalli et al. / Anaerobe 15 (2009) 36-43 45 
 
 
(contenido y pared) y abscesos hepáticos del mismo animal. En el 
caso de F. necrophorum, los patrones de ribotipos de los aislados 
de absceso hepático concordaban con los de los correspondientes 
aislados de las paredes ruminales en ocho de nueve conjuntos de 
muestras. Ninguno de los seis aislados de contenido ruminal 
coincidía ni con los aislados de absceso hepático ni con los de 
pared ruminal. La falta de similitud genética entre los aislados del 
contenido ruminal y los del absceso hepático no es sorprendente, 
porque el contenido ruminal presumiblemente tiene multitud de 
cepas de F. necrophorum y posiblemente una sola cepa entre esta 
multitud de cepas penetra y coloniza la pared ruminal, que es la 
que tiene una mayor probabilidad de llegar al hígado [46]. 
Además, la cepa que produce altos niveles de leucotoxina tiene la 
mayor probabilidad de sobrevivir en la pared ruminal y en el 
hígado. La leucotoxicidad de los aislados de la pared ruminal y del 
absceso hepático son similares y, por lo general, superiores a los 
aislados del contenido ruminal [23,46]. Esto sugiere además que la 
leucotoxina es un importante factor de virulencia responsable de 
los abscesos hepáticos en el ganado. 
 
8. Sensibilidad antimicrobianade F. necrophorum 
 
F. necrophorum es sensible a los antibióticos b-lactámicos 
(penicilinas y cefalosporinas); tetraciclinas (clortetraciclina y 
oxitetraciclina); macrólidos (eritromicina, tilosina y tilmicosina); 
lincomicinas (clindamicina y lincomicina) y cloranfenicol, 
novobiocina, ipronidazol, narasina y virginiamicina [101]. El 
organismo es insensible a los aminoglucósidos (gentamicina, kana- 
micina, neomicina y estreptomicina, que son menos activos contra 
los anaerobios en general); a los antibióticos ionóforos (lasalocid, 
monensina y salinomicina) y a los antibióticos peptídicos 
(avoparcina y tio- 
peptina). Sin embargo, F. necrophorum es inhibido por altas 
concentraciones (5 mM) de monensina [53,54], que son mucho más 
altas que las encontradas en el contenido ruminal del ganado 
alimentado con monensina en la dieta. El organismo es algo 
susceptible a la polimixina B, un antibiótico que contiene péptidos. 
La actividad in vitro de las penicilinas y cefalo- 
esporinas contra aislados de F. necrophorum es interesante 
teniendo en cuenta que el organismo es Gram negativo, incluso 
basándose en la arquitectura de la pared celular [102]. La 
resistencia de los aislados a la monensina no es sorprendente 
porque los ionóforos suelen inhibir únicamente a las bacterias 
Gram positivas. La resistencia de F. necrophorum a la monensina 
explica la falta de influencia de la monensina en la prevalencia de 
abscesos hepáticos [103,104]. La susceptibilidad de F. 
necrophorum a la virginiamicina y la tilosina no se ajusta a la 
generalidad, porque ambas son principalmente activas contra 
bacterias Gram-positivas [105-107]. 
Según el US Feed Additive Compendium [108], cinco 
antibióticos (bacitracina, disalicilato de metileno, clortetraciclina, 
oxitetraciclina, tilosina y virginiamicina) están aprobados para su 
uso en la prevención de abscesos hepáticos en ganado de engorde. 
La eficacia de los antibióticos aprobados por la FDA para prevenir 
los abscesos hepáticos varía [109-112]. La bacitracina es el menos 
eficaz y la tilosina es el más eficaz de los cinco antibióticos; sin 
embargo, los valores de CMI de estos antibióticos, excepto para la 
bacitracina, no se correlacionan con su eficacia. Por lo tanto, la 
prevalencia de abscesos hepáticos en el ganado de cebo 
alimentado con tilosina o clortetraciclina no era reflectiva de la 
actividad in vitro. 
El modo de acción de estos antibióticos en la prevención de los 
abscesos hepáticos es posiblemente por inhibición o reducción de 
la población de 
F. necrophorum en el contenido ruminal, la pared ruminal o el 
hígado, o ambos [47,48]. Lo más probable es que el modo de 
acción de la tilosina y la virginiamicina no se extienda más allá de 
la pared ruminal porque la absorción de los compuestos es mínima 
o nula [113]. La inclusión de tilosina o vir- giniamicina en la dieta 
evita el aumento de la población ruminal de F. necrophorum 
asociado a la alimentación con dietas ricas en cereales [47,48]. Sin 
embargo, la clortetraciclina y la oxitetraciclina también podrían 
ejercer sus efectos sobre F. necrophorum adherido a la pared 
ruminal o en el 
46 S. Tadepalli et al. / Anaerobe 15 (2009) 36-43 
 
 
hígado, o ambos. Además, las actividades antimicrobianas de la 
tilosina y la virginiamicina sobre las bacterias ruminales ejercen 
un efecto moderador sobre las tasas de fermentación que, a su 
vez, disminuyen la prevalencia de la acidosis ruminal y los 
abscesos hepáticos [47,48]. 
 
 
9. Conclusiones 
 
F. necrophorum, miembro de la flora normal del contenido 
ruminal y de las bacterias adherentes a la pared ruminal, es un 
patógeno oportunista que constituye el principal agente 
etiológico de los abscesos hepáticos en el ganado vacuno. El 
organismo es un anaerobio aerotolerante y su nicho en el rumen 
es fermentar el ácido láctico y degradar las proteínas de los 
alimentos y de las células epiteliales. La concentración de F. 
necrophorum en el contenido ruminal es mayor en el ganado 
alimentado con grano que en el alimentado con forraje. Los 
abscesos hepáticos son las infecciones por fusobacterias más 
comunes y de mayor importancia económica en los animales. La 
acidosis ruminal y la consiguiente rumenitis son los factores 
predisponentes. La pared ruminal dañada permite la entrada 
desde el rumen y la colonización de la pared ruminal por F. 
necrophorum. A continuación, el organismo viaja a través de la 
sangre portal hasta el hígado para establecer la infección. El 
organismo utiliza diversos medios para crear anaerobiosis y 
eludir los mecanismos defensivos del hospedador para invadir y 
colonizar la pared ruminal y alcanzar el hígado para causar 
abscesos. 
 
 
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