Los estreptococos son un gran grupo de cocos grampositivos, inmóviles y que no forman esporas, aproximadamente 0,5 -1,2 µm de tamaño. A menudo crecen en pares o cadenas y son negativos para la oxidasa y la catalasa.
S. pyogenes tiende a colonizar el tracto respiratorio superior y es muy virulento ya que vence el sistema de defensa del huésped. Las formas más comunes de la enfermedad por S. pyogenes incluyen infecciones respiratorias y cutáneas, con diferentes cepas generalmente responsables de cada forma.
La pared celular de S. pyogenes es muy compleja y químicamente diversa. Los componentes antigénicos de la célula son los factores de virulencia. Los componentes extracelulares responsables del proceso de la enfermedad incluyen invasinas y exotoxinas. La cápsula más externa está compuesta de ácido hialurónico, que tiene una estructura química que se asemeja al tejido conectivo del huésped, lo que permite que la bacteria escape al reconocimiento del huésped como agente agresor. Así, la bacteria escapa a la fagocitosis por neutrófilos o macrófagos, lo que le permite colonizar. El ácido lipoteicoico y las proteínas M ubicadas en la membrana celular atraviesan la pared celular y se proyectan fuera de la cápsula.
Invasión de células epiteliales
Una característica de S. pyogenes es la capacidad del organismo para invadir las células epiteliales. El fracaso de la penicilina para erradicar S. pyogenes de la garganta de los pacientes, especialmente aquellos que son portadores de S. pyogenes, se ha informado cada vez más. Los resultados de un estudio sugirieron fuertemente que si el estado de portador es el resultado de la supervivencia de los estreptococos de las células intraepiteliales, el fracaso de la penicilina para matar a S. pyogenes ingerido puede estar relacionado con la falta de entrada efectiva de penicilina en las células epiteliales. Estas observaciones pueden tener implicaciones clínicas para comprender los portadores y controlar la infección por S. pyogenes.
Factores de virulencia bacteriana
Los antígenos de la pared celular incluyen polisacárido capsular (sustancia C ), peptidoglicano y ácido lipoteicoico (LTA), proteínas R y T, y varias proteínas de superficie, incluidas la proteína M, proteínas fimbriales, proteínas de unión a fibronectina (p. ej., proteína F) y estreptoquinasa unida a células.
La sustancia C está compuesta por un polímero ramificado de L-ramnosa y N-acetil-D-glucosamina. Puede tener un papel en el aumento de la capacidad invasiva. Las proteínas R y T se utilizan como marcadores epidemiológicos y no tienen ningún papel conocido en la virulencia.
Otro factor de virulencia, la peptidasa C5A, destruye las señales quimiotácticas al escindir el componente del complemento de C5A.
La proteína M, el principal factor de virulencia, es una macromolécula incorporada en las fimbrias presentes en la membrana celular que se proyecta sobre la pared celular bacteriana. Es la causa principal del cambio antigénico y la deriva antigénica entre los GAS. (Vea la imagen a continuación).
Infecciones por estreptococos del grupo A. Proteína M. La proteína M se une al fibrinógeno del huésped y bloquea la unión del complemento al peptidoglicano subyacente. Esto permite la supervivencia del organismo inhibiendo la fagocitosis. Las cepas que contienen una gran cantidad de proteína M resisten la fagocitosis, se multiplican rápidamente en los tejidos humanos e inician el proceso de la enfermedad. Después de una infección aguda, en algunos casos se desarrollan anticuerpos específicos de tipo contra la actividad de la proteína M.
Sin embargo, aunque tales anticuerpos protegen contra la infección por un tipo de proteína M homólogo, no confieren inmunidad contra otros tipos de M. Esta observación es uno de los factores que representan un obstáculo teórico importante para el diseño de la vacuna contra S. pyogenes, ya que hasta la fecha se han descrito más de 80 serotipos M.
Brotes comunitarios de enfermedades estreptocócicas particulares tienden a asociarse con ciertos tipos M; por lo tanto, la serotipificación M ha sido muy valiosa para estudios epidemiológicos.
Factores de adherencia bacteriana
Se ha sugerido que al menos 11 componentes de superficie diferentes de GAS desempeñan un papel en la adhesión. En 1997, Hasty y Courtney propusieron que GAS expresara diferentes matrices de adhesinas en varios nichos ambientales. Según su revisión, la proteína M media la adhesión a las células HEp-2, pero no a las células bucales, en humanos, mientras que FBP54 media la adhesión a las células bucales, pero no a las células HEp-2. La proteína F media la adhesión a las células de Langerhans, pero no a los queratinocitos.
Una de las teorías propuestas con respecto al proceso de adhesión es un modelo de 2 pasos. El paso inicial para superar la repulsión electrostática de las bacterias del hospedador está mediado por LTA, que proporciona una adhesión débil y reversible. El segundo paso toma la forma de una adhesión firme e irreversible mediada por la proteína M específica de tejido, la proteína F o FBP54, entre otras.Una vez que se ha producido la adherencia, los estreptococos resisten la fagocitosis, proliferan y comienzan a invadir los tejidos locales.
Los GAS muestran una diversidad molecular enorme y en evolución, impulsada por la transmisión horizontal entre varias cepas. Esto también es cierto cuando se comparan con otros estreptococos. La adquisición de profagos explica gran parte de la diversidad, lo que confiere no solo virulencia a través de factores de virulencia asociados a los fagos, sino también una mayor supervivencia bacteriana contra las defensas del huésped.
Productos extracelulares y toxinas
Varios productos de crecimiento extracelular y toxinas producidas por GAS son responsables del daño de la célula huésped y la respuesta inflamatoria.
Hemolisinas
S pyogenes elabora 2 hemolisinas distintas. Estas proteínas son responsables de la zona de hemólisis observada en las placas de agar sangre y también son importantes en la patogénesis del daño tisular en el huésped infectado. La estreptolisina O es tóxica para una amplia variedad de tipos de células, incluido el miocardio, y es muy inmunogénica. La determinación de las respuestas de anticuerpos a esta proteína (título de antiestreptolisina O) suele ser útil en el serodiagnóstico de una infección reciente.
La estreptolisina S es otro factor de virulencia capaz de dañar los leucocitos polimorfonucleares y orgánulos subcelulares. Sin embargo, a diferencia de la estreptolisina O, no parece ser inmunogénica.
Exotoxinas pirógenas
La familia de estreptococos Las exotoxinas pirogénicas (SPEs) incluyen SPEs A, B, C y F. Estas toxinas son responsables de la erupción de la escarlatina. Otros efectos patógenos causados por estas sustancias incluyen pirogenicidad, citotoxicidad y aumento de la susceptibilidad a las endotoxinas. SPE B es un precursor de una cisteína proteasa, otro determinante de la virulencia.
Los aislados de estreptococos del grupo A asociados con el SST estreptocócico codifican ciertas SPE (es decir, A, C, F) capaces de funcionar como superantígenos. Estos antígenos inducen una respuesta febril marcada, inducen la proliferación de linfocitos T e inducen la síntesis y liberación de múltiples citocinas, incluido el factor de necrosis tumoral, la interleucina 1 beta y la interleucina 6. Esta actividad se atribuye a la capacidad del superantígeno para unirse simultáneamente a la región V-beta del receptor de células T y a los antígenos principales de histocompatibilidad de clase II de las células mononucleares presentadoras de antígenos, lo que da como resultado una proliferación generalizada e inespecífica de células T y un aumento producción de interleucina-2.
Nucleasas
Cuatro nucleasas antigénicamente distintas (A, B, C, D) ayudan en la licuefacción del pus y ayuda a generar sustrato para el crecimiento.
Otros productos
Otros productos extracelulares incluyen NADasa (leucotóxico) , hialuronidasa (que digiere el tejido conectivo del huésped, el ácido hialurónico y la propia cápsula del organismo), estreptoquinasas (proteolíticas) y estreptodornasa AD (actividad desoxirribonucleasa).
Proteinasa, amilasa y esterasa son factores de virulencia estreptocócicos adicionales, aunque el papel de estas proteínas en la patogénesis no se comprende completamente.
Suppur espectro de enfermedad ativa
Faringitis estreptocócica
S. pyogenes causa hasta un 15-30% de los casos de faringitis aguda. La enfermedad de Frank se produce según el grado de virulencia bacteriana después de la colonización del tracto respiratorio superior. Un diagnóstico preciso es esencial para la selección adecuada de antibióticos.
Impétigo
La pioderma es la forma más común de infección cutánea causada por GAS . También conocido como impétigo estreptocócico o impétigo contagioso, ocurre con mayor frecuencia en climas tropicales, pero también puede ser muy prevalente en climas del norte, particularmente en los meses de verano. Los factores de riesgo que predisponen a esta infección incluyen un nivel socioeconómico bajo; bajo nivel de higiene general; y lesión local de la piel causada por picaduras de insectos, sarna, dermatitis atópica y traumatismos menores. La colonización de la piel intacta precede al desarrollo de pioderma en aproximadamente 10 días.
La pioderma estreptocócica puede ocurrir en niños que pertenecen a ciertos grupos de población y en instituciones superpobladas. Los modos de transmisión son el contacto directo, la contaminación ambiental y las moscas domésticas. Las cepas de estreptococos que causan pioderma difieren de las que causan amigdalitis exudativa.
Las toxinas bacterianas causan proteólisis de las capas epidérmica y subepidérmica, lo que permite que las bacterias se propaguen rápidamente a lo largo de las capas de la piel. y por tanto provocar ampollas o lesiones purulentas. La otra causa común de impétigo es Staphylococcus aureus.
Neumonía
El GAS invasivo puede causar infección pulmonar, a menudo con progresión rápida a la neumonía necrosante.
Fascitis necrotizante
La fascitis necrotizante es causada por la invasión bacteriana en el tejido subcutáneo, con posterior diseminación a través de fascitis superficial y profunda. aviones. La propagación de GAS se ve favorecida por toxinas y enzimas bacterianas (p. Ej., Lipasa, hialuronidasa, colagenasa, estreptoquinasa), interacciones entre organismos (infecciones sinérgicas), factores tisulares locales (p. Ej., Disminución del suministro de sangre y oxígeno) y factores generales del huésped (p. Ej. , estado inmunodeprimido, enfermedad crónica, cirugía).
A medida que la infección se propaga profundamente a lo largo de los planos fasciales, ocurren oclusión vascular, isquemia tisular y necrosis. Aunque el GAS se aísla a menudo en casos de fascitis necrotizante, este estado patológico suele ser polimicrobiano.
Otitis media y sinusitis
Estas son complicaciones supurativas comunes de la amigdalofaringitis estreptocócica. Son causadas por la diseminación de organismos a través de la trompa de Eustaquio (otitis media) o por diseminación directa a los senos nasales (sinusitis).
Espectro de enfermedades no supurativas
Fiebre reumática aguda
La IRA es una secuela retardada no supurativa de la amigdalofaringitis por EGA. Después de la faringitis, pasa un período de latencia de 2-3 semanas antes de que aparezcan los signos o síntomas de IRA. La enfermedad se presenta con diversas manifestaciones clínicas, que incluyen artritis, carditis, corea, nódulos subcutáneos y eritema marginal.
La fiebre reumática puede ser el resultado de la predisposición genética del huésped. El gen de la enfermedad puede transmitirse de forma autosómica dominante o autosómica recesiva, con penetrancia limitada. Sin embargo, aún no se ha identificado el gen de la enfermedad.
Hay pruebas considerables que respaldan el vínculo entre las infecciones por estreptococos del grupo A del tracto respiratorio superior y la IRA, aunque solo ciertos serotipos del grupo M (es decir, 1, 3, 5, 6, 18, 24) están asociados con esta complicación. Las cepas muy mucoides, particularmente las cepas de M tipo 18, han aparecido en numerosas comunidades antes de la aparición de la fiebre reumática. La fiebre reumática se observa con mayor frecuencia en niños de 5 a 15 años (el grupo de edad más susceptible a las infecciones por EGA).
La tasa de ataque después de una infección del tracto respiratorio superior es aproximadamente del 3% para personas con infección no tratada o tratada inadecuadamente. El período de latencia entre la infección por GAS y el inicio de la fiebre reumática varía de 2 a 4 semanas. A diferencia de la glomerulonefritis posestreptocócica (PSGN), que puede seguir a faringitis o pioderma estreptocócica, la fiebre reumática puede ocurrir solo después de una infección del tracto respiratorio superior.
A pesar de la profundidad de conocimiento que se ha acumulado sobre la microbiología molecular de Streptococcus pyogenes, la patogenia de la IRA permanece desconocida. Un efecto directo de una toxina extracelular estreptocócica, en particular la estreptolisina O, puede ser responsable de la patogenia de la IRA, según algunas hipótesis. Las observaciones de que la estreptolisina O es cardiotóxica en modelos animales apoyan esta hipótesis, pero ha sido difícil relacionar esta toxicidad con el daño valvular observado en la IRA.
Una hipótesis más popular es que una anomalía La respuesta inmune del huésped a algún componente del Streptococcus del grupo A es responsable. La proteína M de GAS comparte ciertas secuencias de aminoácidos con algunos tejidos humanos, y esto se ha propuesto como una fuente de reactividad cruzada entre el organismo y el huésped humano que podría conducir a una respuesta inmunitaria inmunopatológica. Además, se ha reconocido la similitud antigénica entre el polisacárido de grupo específico de S. pyogenes y las glicoproteínas que se encuentran en las válvulas cardíacas humanas y bovinas, y los pacientes con IRA tienen una persistencia prolongada de estos anticuerpos en comparación con los controles con faringitis no complicada. Otros antígenos GAS parecen tener una reacción cruzada con las membranas del sarcolema cardíaco.
Durante el curso de la respuesta inmune del huésped al GAS, los antígenos del huésped pueden, como resultado de este mimetismo molecular, confundirse con extraños; esto conduce a una cascada inflamatoria con daño tisular resultante. En pacientes con IRA con corea de Sydenham, están presentes anticuerpos comunes contra los antígenos que se encuentran en la membrana celular de S. pyogenes y el núcleo caudado del cerebro, lo que respalda aún más el concepto de una respuesta autoinmune aberrante en el desarrollo de IRA.
El interés en si tales respuestas autoinmunes desempeñan un papel en la patogenia del síndrome conocido como trastornos neuropsiquiátricos autoinmunes pediátricos asociados con infecciones estreptocócicas (PANDAS) ha sido considerable, aunque es necesario seguir trabajando para establecer el vínculo entre infecciones estreptocócicas y estos síndromes.
Glomerulonefritis posestreptocócica
La glomerulonefritis puede aparecer después de infecciones estreptocócicas del grupo A de la faringe o la piel, y la incidencia varía con la prevalencia de las denominadas cepas nefritogénicas de estreptococos del grupo A en la comunidad. El tipo 12 es el serotipo M más frecuente que causa PSGN después de la faringitis, y el tipo 49 es el serotipo más comúnmente relacionado con la nefritis asociada a pioderma. El período de latencia entre la infección por GAS y la aparición de la glomerulonefritis varía de 1 a 2 semanas.
La patogenia parece estar mediada inmunológicamente. Las inmunoglobulinas, los componentes del complemento y los antígenos que reaccionan con los antisueros estreptocócicos están presentes en el glomérulo al principio de la evolución de la enfermedad y se postula que los anticuerpos provocados por los estreptococos nefritogénicos reaccionan con el tejido renal de tal manera que promueven la lesión glomerular. A diferencia de la fiebre reumática aguda, las recurrencias de PSGN son raras. El diagnóstico de PSGN se basa en la historia clínica, los hallazgos del examen físico y la evidencia confirmatoria de una infección estreptocócica reciente.
Síndrome de choque tóxico
Se han reportado infecciones graves por EGA asociadas con shock e insuficiencia orgánica con una frecuencia creciente, predominantemente en América del Norte y Europa.
Se produce una superposición considerable entre el SST estreptocócico y la fascitis necrotizante estreptocócica, en la medida en que la mayoría de los casos ocurren en asociación con infecciones de tejidos blandos. Sin embargo, el TSS estreptocócico también puede ocurrir en asociación con otras infecciones estreptocócicas focales, incluida la infección faríngea.
La patogenia del TSS estreptocócico parece estar relacionada en parte con la capacidad de ciertos ( es decir, A, C, F) exotoxinas piógenas estreptocócicas (SPE) para funcionar como superantígenos.
Escarlatina
Cuando En el contexto de la faringitis estreptocócica aguda, se presenta una erupción eritematosa fina, difusa, la enfermedad se llama escarlatina. La erupción de la escarlatina es causada por exotoxinas pirogénicas (es decir, SPE A, B, C y F). La erupción depende en gran medida de la expresión de la toxina; la inmunidad humoral preexistente a la toxina SPE específica previene las manifestaciones clínicas de la escarlatina.
La escarlatina aparentemente se ha vuelto menos común y menos virulenta que en décadas pasadas; sin embargo, la incidencia es cíclica, dependiendo de la prevalencia de las cepas productoras de toxinas y del estado inmunológico de la población. Los modos de transmisión, la distribución por edad de los casos y otras características epidemiológicas son similares a los de la faringitis estreptocócica.
Enfermedades del sistema nervioso central
La principal evidencia de Los estudios de la corea de Sydenham, la manifestación neurológica de la fiebre reumática, proporcionan la enfermedad posestreptocócica autoinmune del sistema nervioso central (SNC). Los informes de trastorno obsesivo compulsivo (TOC), trastornos de tics y otros síntomas neuropsiquiátricos que se presentan en asociación con infecciones por estreptococos beta-hemolíticos del grupo A sugieren que la autoinmunidad posestreptocócica puede desencadenar diversas secuelas del SNC.