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Articulo de referencia

Serratia marcescens

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Serratia marcescens ( / s ə ˈ r eɪ ʃ i ə m ɑːr ˈ s ɛ s ɪ n z / ) [ 3 ] es una especie de bacteria Gram negativa con forma de bastón de la familia Yersiniaceae . Es un anaerobio facultativo y un patógeno oportunista en humanos. Fue descubierto en 1819 por Bartolomeo Bizio en Padua , Italia. [ 4 ] S. marcescens está comúnmente involucrado en infecciones adquiridas en el hospital (IAH), también llamadas infecciones nosocomiales, particularmente bacteriemia asociada a catéter , infecciones del tracto urinario e infecciones de heridas , [ 5 ] [ 6 ] y es responsable del 1,4% de los casos de IAH en los Estados Unidos. [ 7 ] Se encuentra comúnmente en los tractos respiratorio yde adultos hospitalizados y en los sistemas gastrointestinales de los niños. S. marcescens puede causar queratitis asociada al uso de lentes de contacto. [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] 

Debido a su abundante presencia en el medio ambiente y a su preferencia por las condiciones húmedas, S.  marcescens se encuentra comúnmente creciendo en baños (especialmente en las juntas de los azulejos , las esquinas de la ducha , las tuberías del inodoro y los lavabos), donde se manifiesta como una decoloración rosa, rosa anaranjada o naranja y una película viscosa que se alimenta de materiales que contienen fósforo o sustancias grasas como residuos de jabón y champú .

Una vez establecida, la erradicación completa del microorganismo suele ser difícil, pero puede lograrse mediante la aplicación de un desinfectante a base de lejía . Enjuagar y secar las superficies después de su uso también puede prevenir la proliferación de la bacteria al eliminar su fuente de alimento y hacer que el entorno sea menos propicio para su desarrollo.

S.  marcescens también puede encontrarse en ambientes como la suciedad y la biopelícula subgingival de los dientes. Debido a esto, y a que S.  marcescens produce un colorante tripirrólico de color naranja rojizo llamado prodigiosina , puede causar decoloración dental . La vía bioquímica para la producción de prodigiosina por S.  marcescens se ha caracterizado analizando qué intermediarios se acumulan en mutantes específicos. [ 11 ]

Taxonomía

Serratia marcescens fue descrita por primera vez en 1819 por el farmacéutico veneciano Bartolomeo Bizio en Padua , Italia. [ 12 ] Bizio nombró el género en honor a Serafino Serrati , el hombre que pilotó el primer barco de vapor en el río Arno en 1795.

Identificación

S.  marcescens es un organismo móvil que puede crecer en temperaturas que oscilan entre 5 y 40 °C (41 y 104 °F) y en niveles de pH que van de 5 a 9. Se diferencia de otras bacterias Gram negativas por su capacidad para realizar la hidrólisis de la caseína , lo que le permite producir metaloproteinasas extracelulares que se cree que funcionan en las interacciones célula-matriz extracelular. Dado que esta bacteria es un anaerobio facultativo , lo que significa que puede crecer tanto en presencia de oxígeno (crecimiento aeróbico) como en ausencia de oxígeno (crecimiento anaeróbico), es capaz de reducir el nitrato en condiciones anóxicas. Por lo tanto, las pruebas de nitrato son positivas, ya que el nitrato se utiliza generalmente como aceptor final de electrones en lugar del oxígeno. S. marcescens también presenta hidrólisis de tirosina y degradación de citrato . [ 13 ] [ 4 ] S. marcescens utiliza citrato para producir ácido pirúvico , por lo que puede depender del citrato como fuente de carbono y dar positivo en la prueba de utilización de citrato. [ 4 ] Para identificar el organismo, también se puede realizar una prueba de rojo de metilo , que determina si un microorganismo realiza fermentación de ácidos mixtos . S. marcescens da un resultado negativo en la prueba. Otra determinación de S. marcescens es su capacidad para producir ácido láctico mediante metabolismo oxidativo y fermentativo. Por lo tanto, S. marcescens es ácido láctico O/F+. [ 14 ]       

Patogenicidad

Antibiograma de S.  marcescens en agar Mueller- Hinton

En humanos, S.  marcescens puede causar una infección oportunista en varios sitios, [ 16 ] incluyendo el tracto urinario , el tracto respiratorio , heridas, [ 7 ] mamas, [ 17 ] y el ojo, [ 18 ] donde puede causar conjuntivitis , queratitis , endoftalmitis e infecciones de los conductos lagrimales . [ 19 ] También es una causa rara de endocarditis y osteomielitis (particularmente en personas que usan drogas intravenosas recreativamente ), neumonía y meningitis . [ 6 ] [ 7 ] La mayoría de las cepas de S.  marcescens son resistentes a varios antibióticos debido a la presencia de factores R , que son un tipo de plásmido que porta uno o más genes que codifican resistencia ; todas se consideran intrínsecamente resistentes a la ampicilina , los macrólidos y las cefalosporinas de primera generación (como la cefalexina ). [ 6 ]

En el coral cuerno de alce , S.  marcescens es la causa de la enfermedad conocida como viruela blanca . [ 20 ] En los gusanos de seda , también puede causar una enfermedad letal, especialmente en asociación con otros patógenos. [ 21 ] En las vacas, se ha descrito como causa de mastitis . [ 22 ]

Una forma clínica poco frecuente de gastroenteritis que se presenta en la primera infancia es causada por la infección con S.  marcescens . El color rojo del pañal puede confundirse con hematuria (sangre en la orina), lo que puede dar lugar a investigaciones innecesarias por parte de los médicos. [ 23 ]

S. marcescens causa la enfermedad del amarillamiento de la vid de las cucurbitáceas , lo que provoca pérdidas a veces graves en los campos de melones. [ 24 ]

Las cepas virulentas de S.  marcescens pueden afectar a las colonias de abejas melíferas . [ 25 ] [ 26 ]

Historia

Posible papel en los milagros medievales

Pan sangriento : S.  marcescens creciendo en pan

Debido a su pigmentación roja, causada por la expresión del colorante prodigiosina , [ 27 ] y su capacidad de crecer en el pan, se le ha denominado "bacilo milagroso". [ 28 ] Como resultado de estas propiedades, S.  marcescens también se ha invocado como una explicación naturalista de los relatos medievales de la aparición "milagrosa" de sangre en el Corporal de Bolsena , [ 27 ] aunque no existe ninguna prueba formal del propio corporal para confirmar o negar esto. El supuesto milagro siguió a una celebración de la Misa en Bolsena en 1263, dirigida por un sacerdote bohemio que tenía dudas acerca de la transustanciación , o la transformación del pan y el vino en el Cuerpo y la Sangre de Cristo durante la Misa. Durante la misa, la Eucaristía parecía sangrar y cada vez que el sacerdote limpiaba la sangre, aparecía más. [ 27 ] Este evento se celebra en un fresco de Rafael llamado La Misa en Bolsena en el Palacio Apostólico en la Ciudad del Vaticano . [ 29 ] Durante un estudio de conservación del Corporal realizado en 2015 por la conservadora textil Ester Giovacchini, se utilizó fotografía de fluorescencia UV para mapear la reliquia. Giovacchini informó que las imágenes UV resaltaron depósitos biológicos consistentes con manchas de sangre, que se habían separado en componentes de plasma y suero, reflejando los pliegues originales en la tela. [ 30 ] [ 31 ]

El crecimiento de S.  marcescens en el pan, llamado pan de sangre , pan sangriento o pan rojo , es un problema poco común pero conocido en la fabricación de alimentos. [ 32 ] [ 33 ]

Descubrimiento

S. marcescens fue descubierto en 1819 por el farmacéutico veneciano Bartolomeo Bizio , como la causa de un episodio de decoloración rojo sangre de la polenta en la ciudad de Padua . [ 34 ] Bizio nombró al organismo cuatro años después en honor a Serafino Serrati , un físico que desarrolló un barco de vapor primitivo ; el epíteto marcescens ( del latín 'en descomposición') fue elegido debido a la rápida degradación del colorante; las observaciones de Bizio lo llevaron a creer que el organismo se descomponía en una sustancia similar al mucílago al alcanzar la madurez. [ 35 ] Serratia fue renombrada más tarde como Monas prodigiosus y Bacillus prodigiosus antes de que se restaurara el nombre original de Bizio en la década de 1920. [ 34 ]

Usos y mal uso

Función en las pruebas de guerra biológica

Hasta la década de 1950, se creía erróneamente que S.  marcescens era un " saprófito " no patógeno, [ 7 ] y su coloración rojiza se utilizaba en experimentos escolares para rastrear infecciones. Durante la Guerra Fría , se utilizó como simulante en pruebas de guerra biológica por parte del ejército estadounidense , [ 36 ] que lo estudió en pruebas de campo como sustituto de la bacteria de la tularemia , que en ese momento se estaba utilizando como arma.

El 26 y 27 de septiembre de 1950, la Marina de los EE. UU. llevó a cabo un experimento secreto llamado Operación Sea-Spray en el que se liberaron globos llenos de S.  marcescens que estallaron sobre áreas urbanas del Área de la Bahía de San Francisco en California . Aunque la Marina afirmó posteriormente que la bacteria era inofensiva, a partir del 29 de septiembre, 11 pacientes en un hospital local desarrollaron infecciones urinarias graves y muy raras. Uno de los pacientes afectados, Edward J. Nevin, murió. [ 37 ] Los casos de neumonía en San Francisco también aumentaron después de la liberación de S.  marcescens . [ 38 ] [ 39 ] (Nunca se ha establecido de manera concluyente que la bacteria simulada haya causado estas infecciones y la muerte). El hijo y el nieto de Nevin perdieron una demanda que presentaron contra el gobierno entre 1981 y 1983, con el argumento de que el gobierno es inmune, [ 40 ] y que la probabilidad de que la bacteria rociada haya causado la muerte de Nevin era mínima. [ 41 ] La bacteria también fue combinada con fenol y un simulante de ántrax y rociada en el sur de Dorset por científicos militares estadounidenses y británicos como parte de los ensayos DICE que se llevaron a cabo de 1971 a 1975. [ 42 ]

Desde 1950, S.  marcescens ha aumentado constantemente como causa de infección humana, con muchas cepas resistentes a múltiples antibióticos . [ 5 ] Los primeros indicios de problemas con la vacuna contra la influenza producida por Chiron Corporation en 2004 involucraron contaminación por S.  marcescens .

Inyectables contaminados

A principios de 2008, la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA) emitió una alerta nacional sobre un lote de solución de lavado con heparina precargada USP. [ 43 ] Se descubrió que las jeringas de lavado intravenoso con heparina estaban contaminadas con S. marcescens , lo que provocó infecciones en pacientes. Los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) confirmaron el crecimiento de S.  marcescens en varias jeringas sin abrir de este producto.

También se ha vinculado a S. marcescens con 19 casos en hospitales de Alabama en 2011, incluyendo 10 muertes. [ 44 ] Todos los pacientes involucrados estaban recibiendo nutrición parenteral total en ese momento; los dos farmacéuticos responsables de formular la solución fueron acusados ​​penalmente. [ 45 ]

Seguimiento del flujo de aguas subterráneas

Debido a su capacidad para crecer en placas de agar formando céspedes uniformes y bien coloreados , y a la existencia de un fago específico de S.  marscecens , se ha utilizado para rastrear flujos de agua en sistemas kársticos de piedra caliza. Se inyectan cantidades conocidas de fago en un punto fijo del sistema de agua kárstico y se monitorean los flujos de interés mediante muestreo convencional de pequeño volumen a intervalos de tiempo fijos. En el laboratorio, las muestras se vierten sobre céspedes de S.  marscecens cultivados y se incuban. Las placas incoloras en los céspedes indican la presencia de fago. Se afirmó que el método era sensible a diluciones muy altas debido a su capacidad para detectar partículas de fago individuales. [ 46 ] [ 47 ]

Utilizar como organismo modelo

La infección experimental de moscas de la fruta Drosophila con S. marcescens se usa comúnmente como modelo para la infección bacteriana intestinal. La infección por S. marcescens es común. [ 48 ] Se manifiesta como una decoloración rosada o placa en o sobre larvas, pupas o en el alimento generalmente a base de almidón y azúcar (especialmente cuando se prepara incorrectamente). 

Tratamiento y resistencia a los antibióticos

Tradicionalmente, las infecciones por S. marcescens se han tratado con cefepima , carbapenémicos (Siedner et al., 2014; Tamma et al., 2022 citados en Tavares-Carreon et al., 2023), aminoglucósidos como la amikacina , gentamicina y tobramicina (Bertrand y Dowzicky, 2012; Sader et al., 2014 citados en Tavares-Carreon et al., 2023). Sin embargo, datos clínicos recientes han demostrado una eficacia decreciente de la gentamicina y la tobramicina, lo que forma parte de una tendencia hacia el aumento de la resistencia y la reducción de las opciones de tratamiento. El desarrollo de estas resistencias a los antibióticos comunes se debe en parte a la resistencia adaptativa por sobreexposición y selección de cepas resistentes, pero S. marcescens también tiene resistencia intrínseca por fuentes como modificaciones de lipopolisacáridos , que pueden reducir la penetración de antibióticos, y resistencia adaptativa por producción de biopelículas (Tavares-Carreon et al., 2023). La producción de biopelículas aumenta la resistencia a los antibióticos porque las bacterias en la base de la biopelícula están menos expuestas a los antibióticos, las bacterias en la biopelícula no crecen tan rápido y hay tasas más rápidas de transferencia horizontal de genes , lo que permite que los genes de resistencia se propaguen fácilmente dentro de la población. En 2017, la Organización Mundial de la Salud incluyó a Serratia entre los grupos de bacterias más críticos para los que se necesitan urgentemente nuevos antibióticos debido a su resistencia a múltiples fármacos y la amenaza que representa para hospitales, residencias de ancianos y pacientes que utilizan ventiladores y catéteres sanguíneos . [ 49 ] [ 50 ]

Las infecciones cutáneas por S. marcescens son poco comunes, pero pueden sospecharse en casos de celulitis en individuos inmunocomprometidos , particularmente cuando los antibióticos convencionales son ineficaces. [ 51 ] S. marcescens es naturalmente resistente a la amoxicilina y a la amoxicilina/ácido clavulánico debido a que produce una enzima cefalosporinasa . [ 51 ] También es resistente a muchos otros antibióticos, incluyendo penicilina , cefalosporina , tetraciclina , macrólido , nitrofurantoína y colistina . [ 52 ] Los antibióticos de amplio espectro como las cefalosporinas de tercera generación , las fluoroquinolonas y el imipenem/cilastatina están indicados para el tratamiento de las infecciones cutáneas por S. marcescens . [ 51 ] Aunque las fluoroquinolonas como la ciprofloxacina suelen ser eficaces contra S. marcescens , [ 53 ] [ 52 ] también se ha informado que la bacteria es sensible [ 53 ] o resistente a la levofloxacina . [ 54 ] También se puede considerar la cirugía si los antibióticos no son eficaces rápidamente. [ 51 ] [ 55 ]

Biopelículas

La floretina puede reducir la virulencia de S. marcescens al interrumpir la detección de quórum y la formación de biopelículas. [ 56 ] Cuando se trataron con cloranfenicol , las biopelículas de S. marcescens mostraron reducciones significativas en el crecimiento. [ 50 ] [ 57 ] Los estudios genéticos han demostrado un papel para los pili de tipo I (fimbrias) en la formación de biopelículas de S. marcescens . [ 55 ] [ 58 ]

Véase también

Referencias

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Lecturas adicionales

  • Hernandez Marchant R; Oyarce Rojas P; Arcaya O (1960). "El síndrome del pañal rojo. Infección por Serratia marcescens " . Rev Chil Pediatr (en español). 31 (4): 335– 9. doi : 10.4067/s0370-41061960000400001 . PMID 13713665 . 
  • " Serratia marcescens " . Navegador de taxonomía NCBI . 615.
  • Cepa tipo de Serratia marcescens en Bac Dive - la metadatabase de diversidad bacteriana. Archivado el 15 de mayo de 2018 en Wayback Machine.