Coxiella burnetii: características, morfología, hábitat, ciclo biológico
¿Qué es Coxiella burnetii?
Coxiella burnetii es una bacteria gram negativa que afecta el organismo de ciertos animales, causando una patología que se conoce con el nombre de fiebre Q. Su nombre se debe al investigador Cornelius Phillip, quien en 1948 propuso denominarla Coxiella burnetii en honor a Herald Rea Cox y a Macfarlane Burnet, quienes trabajaron arduamente en su estudio, específicamente en su identificación y en el efecto que ocasionaba en sus huéspedes.
De forma general, la fiebre Q no es una enfermedad potencialmente mortal. Sin embargo, hay personas en las que puede afectar algunos órganos importantes como el hígado, los pulmones y el corazón, generando daños que pueden llegar a ser irreversibles.
La bacteria es altamente infecciosa, especialmente si sus partículas son inhaladas. Tanto así que los especialistas consideran que puede ser utilizada en ataques de bioterrorismo. Debido a esto, ha sido clasificada en la categoría B de los agentes potenciales de bioterrorismo.
Características de Coxiella burnetii
Es gram negativa
Coxiella burnetii es una bacteria que cuando es sometida al proceso de tinción de Gram adquiere una coloración fucsia. Esto se debe a que la pared celular conformada por peptidoglicano que se encuentra en su membrana celular doble es sumamente delgada.
Al ser tan delgada, esa pared de peptidoglicano es incapaz de retener las partículas del colorante de Gram, por lo que adoptan el característico color rosado de las bacterias gram negativas.
Es aeróbica
Esta bacteria presenta un metabolismo aeróbico, lo que quiere decir que para desarrollarse y poder vivir requiere de un ambiente en el que esté presente el oxígeno.
Es un patógeno intracelular obligado
Durante el desarrollo de su ciclo biológico, Coxiella burnetii requiere estar obligatoriamente en el interior de las células de su huésped. Esto es así porque se reproduce en unas estructuras conocidas como fagolisosomas, los cuales son el resultado de la fusión de dos organelos citoplasmáticos: los lisosomas y los fagosomas.
Es altamente resistente a condiciones ambientales adversas
Coxiella burnetii es una bacteria que puede resistir exitosamente a niveles extremos de pH, temperatura y humedad. Así mismo, se ha demostrado que puede llegar a ser inmune a la acción de ciertos compuestos químicos como por ejemplo los desinfectantes.
Es patógena
Esta es una bacteria capaz de causar una enfermedad en sus huéspedes que es conocida con el nombre de fiebre Q. Coxiella burnetii infecta a las células y se reproduce en su interior, para luego ser liberada y causar estragos en el organismo del individuo que actúa como huésped, el cual generalmente es un mamífero, como por ejemplo el ser humano.
Morfología
Coxiella burnetii es una bacteria que se caracteriza por tener un tamaño que oscila entre 0.5 – 1 micra de largo y 0-2 – 0.4 micras de ancho aproximadamente.
Presentan forma de bacilo (alargada), aunque algunos especialistas prefieren indicar que su forma se ubica entre los cocos y los bacilos, por lo que son cocobacilos.
Esta bacteria puede presentar dos variantes morfológicas: la variante de gran talla (LCV) y la variante de pequeña talla (SCV). Esta última se asemeja mucho a las esporas desde el punto de vista morfológico y constituye la forma infecciosa de la bacteria. Además, son altamente resistentes a las condiciones ambientales de temperatura, pH y humedad.
Taxonomía
La clasificación taxonómica de Coxiella burnetii es la siguiente:
- Dominio: Bacteria.
- Reino: Monera.
- Filo: Proteobacteria.
- Clase: Proteobacteria Gamma.
- Orden: Legionellales.
- Familia: Coxiellaceae.
- Género: Coxiella.
- Especie: Coxiella burnetii.
Hábitat
Tomando en cuenta que Coxiella burnetii es una bacteria que infecta principalmente al ganado vacuno, ovino y caprino, es factible afirmar que su hábitat natural son los sitios en los cuales se encuentran estos animales. Así mismo, es importante mencionar que se pueden encontrar en el interior de garrapatas.
Como es bien conocido, esta bacteria puede encontrarse en forma de esporas inactivas en el suelo, las cuales pueden ser ingeridas por alguna víctima potencial. Es importante reconocer que su reservorio principal son los animales ya mencionados, por lo que es muy frecuente encontrarla en granjas.
En lo que respecta a su distribución, se puede afirmar sin lugar a dudas que esta bacteria es ubicua, es decir, se encuentra ampliamente distribuida por toda la geografía mundial.
Ciclo biológico
El ciclo biológico de Coxiella burnetii es un poco complejo, ya que involucra a sus dos formas morfológicas. Estas son la variante de gran talla, conocida por sus siglas LCV, y la variante de pequeña talla o SCV.
Ingreso a la célula
La forma infecciosa de la bacteria es la variante de pequeña talla (SCV), la cual es altamente resistente a las condiciones ambientales adversas y presentan un metabolismo poco activo. Esta se une a unas proteínas que se encuentran en la superficie de las células eucariotas, que se conocen con el nombre de integrinas. De esta forma logran acceder al interior de la célula.
En el interior celular
Una vez dentro, unos 5 minutos después de haber entrado, son asimilados por una estructura celular que se conoce con el nombre de fagosoma. Estos a su vez se fusionan con otras estructuras denominadas lisosomas, formando así una macroestructura llamada fagolisosoma. Esto ocurre aproximadamente entre 2 horas y 2 días después de que la bacteria ingresara a la célula.
Ahora bien, es importante destacar que en cada fagolisosoma se encuentra una célula bacteriana. Sin embargo, las células no son infectadas por una sola bacteria, sino por miles, por lo que en un momento dado, hay muchísimos fagolisosomas con células bacterianas en su interior.
Posteriormente, a través de mecanismos que todavía no se encuentran muy claros, los fagolisosomas entran en contacto y sus membranas se fusionan, formando una vacuola de gran tamaño que ocupa casi todo el interior de la célula. Un elemento determinante en la continuidad del ciclo es el nivel del pH, el cual es ácido, encontrándose entre 4,7 y 5,2 aproximadamente.
El pH ácido tiene un efecto activador en la bacteria, potenciando su metabolismo, haciendo que las SCV se transformen en la variante de gran talla (LCV). Estos eventos se dan antes de que se cumplan 6 días de la infección.
Contrario a lo que ocurre con las SCV, las LCV tienen un metabolismo bastante activo, lo que permite que comiencen a dividirse a través del proceso de fisión binaria.
Tras esto, transcurridos 6 días o más después de la infección, las LCV son capaces de generar SCV, así como también algunas esporas, las cuales tienen la capacidad de salir de la célula huésped y así poder infectar a otras células.
Vector
El principal vector de Coxiella burnetii son las garrapatas, específicamente aquellas que pertenecen a las familias Ixodidae y Argasidae.
Garrapatas de la familia Ixodidae
Son conocidas entre los especialistas como “garrapatas duras”. Esto se debe a que presentan una especie de coraza resistente, localizada principalmente en la parte dorsal de su cuerpo. Así mismo, en la parte anterior del cuerpo se pueden evidenciar las piezas bucales a través de las cuales se fijan a su huésped para alimentarse.
De acuerdo a los especialistas que han estudiado su comportamiento, las garrapatas de la familia Ixodidae se mantienen unidas a su huésped durante un período de tiempo más prolongado que garrapatas de otras familias.
Garrapatas de la familia Argasidae
Este tipo de garrapatas son todo lo opuesto a las garrapatas de la familia Ixodidae. Por ejemplo, no presentan un cuerpo cubierto por una coraza, sino que este se encuentra, en cierta forma, desnudo.
Igualmente, los elementos morfológicos característicos de esta garrapata, como la cabeza y sus piezas bucales son visibles solamente cuando se ve a la garrapata por su parte inferior.
Contrario a lo que ocurre con las garrapatas de la familia Ixodidae, las de la familia Argasidae no permanecen fijas al huésped durante mucho tiempo, sino que se alimentan de este en períodos cortos. Como dato de interés, estas garrapatas tienen varios estadios de ninfa durante su desarrollo. En cada estadio se alimenta de un huésped distinto.
Enfermedad causada
Coxiella burnetii es el agente causal de una enfermedad que se conoce con el nombre de fiebre Q.
Esta enfermedad es considerada una zoonosis, ya que su reservorio natural es el ganado vacuno, bovino y caprino. Sin embargo, a través de diferentes mecanismos es posible que el germen causal (Coxiella burnetii) sea transmitido al ser humano y de esta manera causar algún desequilibrio, desencadenando una serie de síntomas y signos que en la mayoría de los casos son agudos.
Los grupos etiológicos de riesgo están representados por personas que trabajan en granjas y que están en constante contacto con los animales ya mencionados. Igualmente, ha llamado poderosamente la atención de los especialistas en el tema el contagio de esta enfermedad en personas que laboran en instituciones de cuidado veterinario.
Contagio
Existen varias formas a través de las cuales el ser humano se puede infectar con la bacteria Coxiella burnetii.
Por inhalación
La forma más común de transmisión de esta bacteria es la inhalación. Esto ocurre porque la bacteria suele encontrarse en la leche de los animales infectados, las heces, la orina y más aún en los fragmentos de la placenta, así como también en el cordón umbilical.
Cuando una persona inhala partículas de la bacteria, lo más seguro es que termine desarrollando la fiebre Q, ya que la virulencia de este microorganismo es elevada.
Igualmente, los científicos especialistas en el comportamiento de esta bacteria han determinado que es capaz de infectar a ciertos microorganismos como amebas, las cuales en ocasiones se encuentran en sistemas de aire acondicionado. Indiscutiblemente, esta es una de las formas a través de las cuales el ser humano podría inhalar partículas bacterianas.
Por acción de un vector
Esta vía de contagio ocupa el segundo lugar en lo que se refiere a frecuencia. Como es bien sabido, la garrapata es uno de los animales que tiene un papel importante en el ciclo biológico de Coxiella burnetii.
Cuando el ácaro pica a un animal que se encuentra infectado, adquiere a la bacteria y posteriormente, cuando pica a un animal sano, la inocula en este.
Sin embargo, lejos de lo que se pueda pensar, la infección en seres humanos producto de la picadura de una garrapata es poco frecuente.
Por contacto directo humano – humano
La transmisión de una persona infectada a otra sana es realmente excepcional. En la literatura médica se encuentran algunos casos de contagio a través de hemoderivados y también mediante las relaciones sexuales desprotegidas. Esto último es posible porque en diversas investigaciones se han encontrado partículas bacterianas en líquidos corporales como el semen.
Por la ingestión de alimentos infectados
Es importante recordar que en los animales infectados la bacteria se puede encontrar en la leche. Debido a esto muchos afirman que la ingesta de alimentos provenientes de animales infectados podría ser una vía válida de contagio.
Sin embargo, no existen registros confiables y verídicos a través de los cuales se evidencie el contagio de Coxiella burnetii por la ingesta de queso o de derivados lácteos.
Síntomas
La mayoría de las personas que padecen la fiebre Q permanecen asintomáticas, es decir, no presentan ningún tipo de síntomas. Sin embargo, también hay otros que sí manifiestan un cuadro clínico agudo, el cual puede aparecer de forma súbita. Entre los síntomas se pueden encontrar:
- Fiebre, la cual en un principio es moderada, pero conforme va pasando el tiempo puede incluso llegar a 41°C (105°F)
- Escalofríos
- Cansancio, que puede ser extremo
- Dolor de cabeza intenso
- Síntomas respiratorios como tos y dolor torácico pleurítico
- Síntomas digestivos como diarrea, vómitos y náuseas.
- Hepatomegalia
Puede ocurrir que la infección se convierta en crónica, el paciente puede llegar a desarrollar afecciones como la endocarditis, insuficiencia renal e incluso hepatitis.
Tratamiento
Tomando en cuenta que la fiebre Q es causada por una bacteria, el tratamiento que recetan los médicos es con antibióticos. El antibiótico de elección para tratar esta infección es la doxiciclina.
Ahora bien, el tiempo de duración del tratamiento depende de si es agudo o crónico. En el primer caso el tratamiento se debe administrar por espacio de 2 a 3 semanas. Por el contrario, en el caso de infecciones crónicas el tratamiento puede llegar a durar hasta 18 meses.
Así mismo, en el caso de haber complicaciones que involucren otras estructuras como a los órganos del sistema nervioso central o al hígado, también deben administrarse otro tipo de medicamentos.
En el caso de las personas con problemas en el hígado, deben tomar también prednisona, en tanto que las personas que padecen de meningoencefalitis, también deberán hacer una terapia con fluoroquinolona.
El tratamiento quirúrgico también puede ser necesario en el caso de los pacientes que sufren de endocarditis producto de la infección por Cloxiella burnetii. Podrían necesitar cirugía para modificar o cambiar las válvulas aurículoventriculares.
Pruebas químicas para detectarla
El diagnóstico de la infección por Coxiella burnetii es posible a través de varios procedimientos. A continuación se mencionan los más utilizados por los profesionales de la medicina.
Inmunofluorescencia indirecta del tejido infectado
Esta es la técnica más utilizada por los especialistas para diagnosticar la infección por Coxiella burnetii. Esta prueba sirve básicamente para determinar la presencia de anticuerpos contra la bacteria.
El procedimiento para esta prueba es el siguiente:
- En primer lugar, se administra el factor reumatoide, con la finalidad de eliminar las posibilidades de algún falso positivo en lo que se refiere a la detección de Inmunoglobulinas IgM.
- Seguidamente, sobre un portaobjetos se colocan antígenos de la bacteria Coxiella burnetii.
- Posteriormente sobre este sustrato se coloca una muestra del tejido que se considera que puede estar infectado. Si en la muestra del tejido hay presencia de la bacteria, se han formado allí anticuerpos contra ella y, en consecuencia, se forma el conocido complejo “antígeno – anticuerpo”.
- Inmediatamente, a esto se le agrega una anti inmunoglobulina humana conjugada con un compuesto conocido como fluoroformo. Esta inmunoglobulina reacciona con el anticuerpo del complejo antígeno – anticuerpo que se formó inicialmente.
- Finalmente esto se ve con un microscopio de inmunofluorescencia y allí se confirma el diagnóstico.
Reacción en cadena de la polimerasa (PCR)
La reacción en cadena de la polimerasa es una técnica que tiene como finalidad amplificar pequeños fragmentos de ADN. Esta técnica se puede aplicar en suero o muestras recolectadas a través de biopsia, así como también en el suero o la sangre.
A pesar de que este es un examen altamente sensible, un resultado negativo no excluye necesariamente el diagnóstico de una infección por Coxiella burnetii. Para algunos especialistas, este es un examen complementario, ya que el examen determinante es el de inmunofluorescencia.
Otros exámenes sanguíneos
Es importante mencionar que hay algunas anomalías que se evidencian en un hemograma completo que le pueden dar al médico especialista una orientación acerca del diagnóstico de infección por Cloxiella burnetii.
Un elevado porcentaje de las personas que se encuentran infectadas por la bacteria presentan una condición que se conoce como leucocitosis. Esta se define como un incremento de los niveles de glóbulos blancos (leucocitos) en sangre.
Así mismo, la elevación de ciertas enzimas como la aspartato aminotransferasa, la fosfatasa alcalina y la alanina transaminasa indican que el paciente podría estar infectado por Coxiella burnetii.
En este sentido, cuando el médico detecta estas anomalías, sumado al cuadro clínico del paciente, puede sospechar de una infección por la bacteria ya mencionada. De ser esto así, deberá ordenar un examen cuyo resultado sea definitivo, como el de la inmunofluorescencia.