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Staphylococcus hyicus

Staphylococcus hyicus es una bacteria Gram positiva , anaerobia facultativa, del género Staphylococcus . Consiste en cocos agrupados y forma colonias circulares blancas cuando s...

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Staphylococcus hyicus es una bacteria Gram positiva , anaerobia facultativa, del género Staphylococcus . Consiste en cocos agrupados y forma colonias circulares blancas cuando se cultiva en agar sangre . [ 1 ] S. hyicus es un patógeno animal conocido. Causa enfermedades en aves de corral , [ 2 ] ganado vacuno , [ 3 ] caballos , [ 4 ] y cerdos . [ 5 ] En particular, es el agente causante de la epidermitis exudativa porcina, también conocida como enfermedad del cerdo grasiento, en lechones. [ 6 ] Generalmente se considera que S. hyicus no es zoonótico , [ 1 ] sin embargo, se ha demostrado que puede causar bacteriemia y sepsis en humanos. [ 7 ] [ 8 ]

Staphylococcus hyicus infecta comúnmente a las piaras de cerdos en todo el mundo debido a su distribución global. [ 1 ] Se puede encontrar en cerdos portadores asintomáticos en sitios como la piel, la mucosa de la cavidad nasal, la conjuntiva y los genitales ( vagina de la cerda y prepucio del verraco). [ 1 ] [ 9 ]

Cocos grampositivos en racimos. Podría tratarse de S. hyicus , pero es imposible confirmarlo sin un diagnóstico más exhaustivo.

La infección por S. hyicus se puede prevenir con una vacuna autógena . [ 10 ] [ 11 ] El manejo de los cerdos puede prevenir la enfermedad y reducir la gravedad de un brote . [ 11 ] El tratamiento incluye aerosoles y aceites tópicos [ 12 ] así como antibióticos , que deben probarse para asegurar que S. hyicus sea susceptible a ellos. [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]

Microbiología

Historia y taxonomía

La primera descripción conocida de epidermitis exudativa en cerdos data de 1842 y el agente causal fue identificado posteriormente como Micrococcus hyicus en 1953. [ 1 ] [ 15 ] Basándose en similitudes fenotípicas , M. hyicus fue trasladado al género Staphylococcus en 1965. [ 16 ] [ 1 ] La bacteria similar Staphylococcus chromogenes fue considerada una subespecie de S. hyicus hasta que fue elevada a su propia especie en 1986. [ 15 ] [ 17 ] Otras bacterias estrechamente relacionadas con S. hyicus incluyen S. schleiferi , S. intermedius , S. pseudintermedius y S. felis . [ 18 ]

Características morfológicas

Staphylococcus hyicus , al igual que otros miembros del género Staphylococcus , es un coco grampositivo que forma racimos. [ 1 ] [ 19 ] Es anaerobio facultativo . [ 18 ] Hasta la fecha se han identificado seis serotipos diferentes. [ 19 ] La bacteria es bastante resistente y puede permanecer viable en el ambiente durante largos períodos de tiempo sin desecarse. [ 19 ] [ 9 ]

En agar sangre , las colonias de S. hyicus son de tamaño mediano (de 1 a 3 mm de diámetro) y aparecen blancas, opacas, convexas y circulares. [ 1 ] [ 20 ] [ 18 ] Raramente, se ha observado que algunas aparecen amarillas en agar sangre de oveja, pero la gran mayoría de las colonias no producen ningún pigmento. [ 21 ] Las colonias de S. hyicus normalmente no muestran hemólisis en agar sangre; sin embargo, sí muestran una pequeña zona característica de hemólisis en agar chocolate . [ 20 ] 

Bioquímica e identificación

La identificación de S. hyicus y su diferenciación de organismos similares puede requerir pruebas bioquímicas extensas . [ 20 ] La mayoría de las cepas de S. hyicus son coagulasa positivas; sin embargo, se ha encontrado que algunas cepas aisladas tanto de cerdos como de bovinos son coagulasa negativas, por lo que se puede considerar coagulasa variable. [ 1 ] [ 20 ] [ 22 ] [ 7 ] Esta variabilidad puede dificultar la distinción de bacterias similares como Staphlococcus agnetis sin métodos basados ​​en PCR o genotipificación. [ 20 ] [ 22 ] S. hyicus es catalasa positiva y oxidasa negativa. [ 1 ] [ 20 ] [ 18 ] También muestra normalmente actividad DNasa . [ 20 ] [ 21 ]

Staphylococcus hyicus produce una enzima bacteriolítica y un ácido teicoico específico de S. hyicus . [ 20 ] Las cepas porcinas expresan receptores de superficie para inmunoglobulina G, pero estos no se expresan comúnmente en las cepas bovinas. [ 20 ] La mayoría de las cepas son capaces de fermentar glucosa , fructosa , manosa , lactosa y trehalosa , pero no maltosa . [ 20 ] [ 18 ]

La diferenciación de S. hyicus de otros miembros del género se puede realizar basándose en la secuencia de su gen 16S rRNA [ 21 ] [ 23 ] [ 24 ] o en el gen de la termonucleasa ( nuc ). [ 25 ] El genoma completo (2.472.129 pares de bases ) de S. hyicus ATCC 11249 T también fue secuenciado y anotado en 2015. [ 26 ]

Virulencia y resistencia antimicrobiana

Virulencia

La división de S. hyicus en cepas virulentas y avirulentas se basa en la producción de una toxina exfoliativa ( factor de virulencia ), que produce la presentación clínica de epidermitis exudativa, ya que estas toxinas se dirigen específicamente al estrato granuloso y al estrato espinoso . [ 27 ] [ 6 ] [ 28 ] Las cepas productoras de la toxina exfoliativa (SHET) de S. hyicus se dividen además en portadoras de plásmido (SHETB) y sin plásmido (SHETA). [ 29 ] [ 30 ] Se encontró que los genes que codifican cuatro toxinas exfoliativas diferentes (ExhA, ExhB, ExhC y ExhD) eran homólogos a SHETB. [ 31 ] Estas exotoxinas son similares a la toxina exfoliativa (ETA, ETB, ETD) que produce Staphylococcus aureus . [ 27 ] [ 31 ] [ 32 ] El mecanismo de acción es a través de toxinas exfoliativas similares a la serina proteasa. [ 31 ] La desmogleína 1 porcina (Dsg1) es una molécula de adhesión intracelular desmosomal que es escindida por las toxinas exfoliativas producidas por S. hyicus, lo que permite la separación del estrato granuloso y el estrato espinoso. [ 33 ] [ 27 ] Se han reportado otros factores de virulencia, la producción de proteína A con sitios de unión para inmunoglobulina G (IgG) permite la evasión de los fagocitos, la producción de coagulasa para formar coágulos, proteínas de unión a fibronectina de superficie para la adhesión y la producción de estafilocinasa y lipasa para evadir las defensas del huésped. [ 27 ] Estos factores de virulencia en combinación con otros factores como la edad, la inmunosupresión, la susceptibilidad genética, el trauma (físico, químico, solar), el estado de la enfermedad y las condiciones ambientales pueden variar la expresión de la epidermitis exudativa experimentada. [ 27 ]

Resistencia antimicrobiana

Se ha informado frecuentemente que Staphylococcus hyicus es resistente a una variedad de agentes antimicrobianos. [ 34 ] S. hyicus ha demostrado resistencia a penicilina, estreptomicina, tetraciclina, trimetoprima, eritromicina, sulfonamidas, lincomicina y cloranfenicol. [ 34 ] Pruebas de resistencia adicionales de aislamientos de S. hyicus encontraron alta resistencia a penicilina, macrólidos, tetraciclina, sulfonamidas y estreptomicina, pero S. hyicus fue sensible a ciprofloxacina, cloranfenicol y florfenicol. [ 35 ] [ 34 ] Esta resistencia a múltiples fármacos se ha vinculado a ciertos genes. Para la resistencia a betalactámicos , el mecanismo es por alteración de la producción de proteína de unión a penicilina que está codificada por mec A. [ 34 ] [ 36 ] Además, se ha sugerido que la resistencia puede transmitirse entre especies de estafilococos, especialmente cuando se trata a cerdos de forma profiláctica. [ 36 ] Otros genes de resistencia plasmídica implicados son tet (L) para tetraciclinas, erm (C) para macrólidos, lincosamidas y estreptograminas, y el gen str similar a pS194 es para resistencia a cloranfenicol y estreptomicina. [ 34 ] Se han reportado elementos genéticos para resistencia a meticilina y zinc, por lo que se recomienda realizar pruebas de susceptibilidad antes del tratamiento. [ 27 ]

Enfermedad en todas las especies

El Staphylococcus hyicus es conocido principalmente por causar enfermedades en los cerdos, pero se ha demostrado que también causa problemas en otras especies.

Cerdo

Staphylococcus hyicus es el agente causal de la epidermitis exudativa en lechones. [ 1 ] [ 5 ] [ 9 ] [ 19 ] Esta condición se conoce comúnmente como enfermedad del cerdo grasiento. [ 6 ] [ 9 ] [ 13 ] Recibe este nombre por su apariencia clásica de costras por todo el cuerpo. Se presenta con mayor frecuencia en lechones en edad de destete o más jóvenes, y puede provocar la muerte ya que el lechón pierde líquido a través de la piel y se deshidrata. [ 37 ] La morbilidad varía mucho, pero puede llegar hasta el 80% en algunos casos. [ 38 ] Las lesiones en forma de máculas suelen ser más graves alrededor de los labios, la nariz y las orejas. [ 9 ] [ 38 ] Estas lesiones son características por su liberación de exudado aceitoso . A medida que progresa a todo el cuerpo, el tratamiento se vuelve más difícil. [ 38 ] La bacteria puede estar presente normalmente en la piel, en la nariz, así como en la vagina y el prepucio. [ 1 ] [ 9 ] Por esta razón, se considera endémica en la mayoría de los rebaños, aunque la patogénesis puede ser esporádica. [ 19 ] También puede causar bacteriemia y sepsis en lechones que, si se recuperan, pueden resultar en un crecimiento deficiente que puede afectarlos de por vida. [ 19 ] S. hyicus también se ha observado como causa de artritis en cerdos jóvenes en ausencia de cualquier signo de epidermitis exudativa. [ 39 ] [ 40 ] [ 41 ]

Ganado

La especie bacteriana se ha aislado de la leche en rebaños lecheros y es una de las causas menos comunes de mastitis contagiosa en la especie Staphylococcus . [ 22 ] Este tipo de mastitis puede ser muy difícil de controlar, ya que las vacas pueden propagarla sin estar clínicamente enfermas. [ 22 ] Esta bacteria causa con mayor frecuencia infecciones intramamarias persistentes, lo que puede llevar a que la vaca deba ser sacrificada del rebaño. [ 42 ] Esta bacteria también puede causar una enfermedad de la piel en el ganado que conduce a un síndrome similar a la sarna , más común en bovinos jóvenes adultos. [ 3 ]

Aves de corral

Staphylococcus hyicus se ha reportado raramente en animales de ave , pero se cree que es una causa de condronecrosis bacteriana junto con otras especies como Staphylococcus agnetis . [ 2 ] La cojera es un motivo de preocupación en la industria y contribuye a pérdidas económicas, así como a problemas de bienestar. [ 2 ] Se considera parte normal de la flora cutánea de las aves y puede contribuir a la viruela aviar . [ 43 ] Esta bacteria también se ha cultivado a partir de carne de pollo etiquetada para consumo humano y podría ser una causa de intoxicación alimentaria por estafilococos. [ 44 ] En un estudio, las cepas de S. hyicus encontradas en carne de pollo comercializada fueron resistentes a todos los antibióticos probados. [ 45 ] Esto es preocupante porque significa que estas bacterias resistentes están en contacto con las personas y podrían tener grandes implicaciones para la salud si se produce una infección. [ 45 ] [ 46 ]

caballos

En los caballos, S. hyicus no es un patógeno común, pero cuando infecta, afecta la piel de las extremidades distales. [ 4 ] [ 47 ] Esta afección puede denominarse eccema de verano o talón graso y produce costras y pérdida de pelo. [ 4 ] Puede curarse por sí sola o tratarse fácilmente con antibióticos a los que la bacteria es sensible. [ 4 ] De esta manera, suele ser un problema estético o una leve molestia, y no pone en peligro la vida como en otras especies. [ 4 ] S. hyicus se observa casi exclusivamente en lesiones y no forma parte de la flora cutánea normal de los caballos sanos. [ 47 ]

Humanos

La infección por S. hyicus en humanos es poco frecuente y, por esta razón, no se considera una zoonosis común. [ 1 ] Existe un mayor riesgo de infección en personas que trabajan frecuentemente en contacto cercano con cerdos infectados, como en un caso reportado en un granjero con un pie previamente infectado que causó bacteriemia . [ 7 ] Otro caso notable es el de un hombre diagnosticado con espondilodiscitis infecciosa . [ 8 ] Un cultivo de su hueso y sangre infectados confirmó la presencia de S. hyicus , lo que sugiere que fue el agente causal. [ 8 ] Este caso es preocupante porque se le consideraba inmunocompetente, lo cual no suele ser el caso en infecciones bacterianas raras. [ 8 ] Se han encontrado muy pocos casos en humanos aparte de estos casos excepcionales, y actualmente no se considera un riesgo para la salud humana. [ 1 ]

Función de Staphylococcus hyicus en la epidermitis exudativa (enfermedad del cerdo grasiento)

Antecedentes epidemiológicos

La infección endémica por S. hyicus es un hallazgo común en todo el mundo; sin embargo, el desarrollo de epidermitis exudativa se basa en la oportunidad y la edad de los cerdos involucrados [ 27 ] : 926–930 [ 5 ] [ 6 ] Rara vez hay brotes de epidermitis exudativa con rebaños enteros afectados. [ 19 ] Sin embargo, en casos de brote, a menudo son los más jóvenes los que se ven más gravemente afectados con alta mortalidad y morbilidad. [ 5 ] [ 6 ] [ 19 ] Una predisposición para el brote de la enfermedad incluye rebaños recién fundados, camadas de cerdas jóvenes y una transferencia pasiva general disminuida de anticuerpos para S. hyicus de la cerda a los lechones; [ 19 ] y para el animal individual, aquellos que tienen heridas abiertas, llagas o han estado expuestos a una forma de trauma o irritación están predispuestos a desarrollar una infección por S. hyicus . [ 19 ] Otros factores que pueden aumentar la susceptibilidad individual de los animales a la epidermitis exudativa causada por S. hyicus incluyen parasitismo, infección viral y otros problemas de inmunidad, deficiencias nutricionales, problemas con las prácticas de manejo e higiene y posible susceptibilidad genética. [ 19 ] [ 6 ]

Patogenesia

Los signos clínicos tempranos pueden incluir anorexia , letargo y enrojecimiento de la piel específicamente en las regiones inguinal y axilar. [ 19 ] [ 6 ]

Los procesos inflamatorios epidérmicos acompañados de exudado se atribuyen a las toxinas exfoliativas de S. hyicus . [ 5 ] [ 48 ] [ 33 ] Las toxinas exfoliativas escinden la desmogleína-1 porcina (Dsg1); por lo tanto, crean una oportunidad para la invasión bacteriana epidérmica con la separación del estrato espinoso y el estrato granuloso. [ 33 ] [ 19 ] Con la invasión bacteriana,  comenzarán a aparecer lesiones marrones de 1 a 2 cm (diámetro) dentro del rango de 24 a 48 horas; y las lesiones aparecerán primero cranealmente antes de progresar posteriormente como úlceras costrosas con posible formación de foliculitis supurativa. [ 6 ] [ 19 ] Sin embargo, en animales más jóvenes que pueden morir dentro de 3 a 5 días, las úlceras costrosas pueden estar situadas solo en la región craneal debido a la falta de tiempo para progresar. [ 19 ] A menudo, los lechones jóvenes gravemente afectados por S. hyicus que causa epidermitis exudativa mueren por deshidratación caracterizada por una pérdida de proteínas séricas y electrolitos. [ 19 ]

Además de las características lesiones marrones de la dermis, pueden formarse lesiones ulcerativas en la mucosa de la boca y en la lengua. [ 6 ] [ 19 ] Adicionalmente, los ganglios linfáticos periféricos se inflamarán y los órganos internos como los riñones y los pulmones pueden distenderse. [ 6 ] [ 19 ]

Zonas del cuerpo afectadas

  • Cabeza, cuello, pies, cuerpo en general, boca y lengua [ 6 ] [ 19 ]
  • Los riñones y los uréteres pueden distenderse con acumulación de moco y detritos; además, los pulmones pueden acumular congestión durante el proceso de la enfermedad [ 6 ].

Diagnóstico

La epidermitis exudativa suele ser mortal en lechones, especialmente en aquellos de entre 1 y 5 semanas de edad, ya que son los que corren mayor riesgo de desarrollar la forma aguda de la enfermedad. [ 48 ] [ 33 ] [ 19 ] [ 6 ] [ 5 ] A medida que los animales envejecen, la probabilidad de desarrollar la forma aguda de la enfermedad disminuye, por lo que la mortalidad se reduce; sin embargo, los productores pueden observar una disminución en la conversión alimenticia y el aumento de peso tras la recuperación de la enfermedad. [ 19 ] [ 6 ]

El diagnóstico de epidermitis exudativa a menudo se basa en las lesiones marrones características que progresan a úlceras con costras junto con los otros signos clínicos mencionados anteriormente. [ 19 ]

Prevención de enfermedades

Vacuna

Gestionar las condiciones del establo y el bienestar de los lechones puede reducir la propagación de S. hyicus.

Se puede utilizar una vacuna para prevenir la infección por S. hyicus . [ 10 ] La vacuna se elabora utilizando los genes que codifican la toxina exfoliativa tipo B (ExhB) de cepas de S. hyicus . [ 10 ] Dado que aún no existe una vacuna comercial disponible, se utiliza una vacuna autógena con la cepa de S. hyicus que actualmente afecta a la piara de cerdos para asegurar el desarrollo de inmunidad a la cepa dentro del establo. [ 10 ] [ 11 ] La vacunación reduce la probabilidad de que los cerdos mueran a causa de la enfermedad y puede ayudar a reducir el uso de antimicrobianos para tratar la epidermitis exudativa. [ 10 ] Las cerdas vacunadas pueden transmitir anticuerpos a los lechones para que estos tengan cierta inmunidad pasiva a S. hyicus . [ 11 ]

Manejo de cerdos

Staphylococcus hyicus puede entrar en la piel de los cerdos a través de cualquier corte. Manejar a los cerdos para que no se muerdan entre sí o asegurarse de que el suelo sea blando puede disminuir la infección. [ 11 ] El establo debe desinfectarse y limpiarse regularmente para asegurar que las bacterias no puedan crecer tan fácilmente. [ 11 ] Cualquier cerda nueva que entre en el establo debe lavarse para reducir la contaminación. [ 11 ] Cuando se notan los primeros signos de enfermedad, cambiar la cama o trasladar a los cerdos a un nuevo establo puede reducir la contaminación. [ 11 ] Usar agujas estériles para las inyecciones y controlar la sarna también puede disminuir la infección. [ 11 ] La epidermitis exudativa es contagiosa entre cerdos y el aislamiento rápido puede reducir la posibilidad de que la enfermedad se propague. [ 11 ] Asegurar la bioseguridad de la granja y aislar a cualquier cerdo nuevo antes de introducirlo en la piara puede reducir la transmisión. [ 11 ] Para los lechones jóvenes, reducir la posibilidad de enfriamiento puede influir en la gravedad de la enfermedad de los lechones. [ 11 ] Mantener el establo seco y limpio, así como asegurar una ventilación y humedad adecuadas, puede disminuir la cantidad de S. hyicus que puede crecer en el establo y posiblemente infectar a los cerdos. [ 11 ]

Tratamiento

Los tratamientos para la epidermitis exudativa incluyen antibióticos administrados tópicamente o inyectados, desinfectantes y aceites tópicos que pueden aliviar los síntomas. [ 13 ]  En las granjas que están "libres de antibióticos", los cerdos que enferman se retiran del sistema de producción en lugar de ser tratados. [ 13 ]  Los granjeros generalmente tratan a los cerdos infectados tópicamente con aerosoles o aceites. [ 13 ] Los aerosoles pueden contener antibióticos como novobiocina y penicilina G procaína . [ 13 ] Cualquier cerdo que esté deshidratado puede necesitar líquidos y electrolitos para rehidratarse. [ 11 ] La rehidratación es crucial ya que la deshidratación es la causa común de muerte en los cerdos infectados. [ 11 ]

Se encontró que Staphylococcus hyicus es susceptible a muchos antibióticos, incluidos norfloxacina , [ 12 ] ciprofloxacina , [ 12 ] ampicilina , [ 12 ] cefalexina , [ 12 ] oxitetraciclina , [ 12 ] y gentamicina . [ 12 ] Estos antibióticos podrían usarse para tratar cerdos infectados con S. hyicus . [ 12 ] Se ha demostrado que novobiocina y enrofloxacina son eficaces para controlar Staphylococcus hyicus in vitro . [ 14 ] S. hyicus suele ser susceptible a vancomicina , ya que este antibiótico sigue siendo eficaz contra la mayoría de los estafilococos resistentes a la meticilina . [ 49 ] Con el aumento de la resistencia a los antibióticos en todas las bacterias, es importante enviar muestras a un laboratorio de diagnóstico para realizar pruebas de susceptibilidad para elegir el antibiótico adecuado en ese caso. [ 14 ] [ 46 ] [ 49 ] [ 11 ] Asegurar que las bacterias no desarrollen resistencia a muchos antimicrobianos es importante tanto para la salud animal como para la humana. [ 46 ]  Esto es especialmente cierto en animales de consumo, como los cerdos, porque las bacterias resistentes responsables de muchas enfermedades comunes transmitidas por los alimentos en las personas pueden estar relacionadas con la resistencia antimicrobiana animal. [ 46 ]

Referencias

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Lecturas adicionales

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  • Cepa tipo de Staphylococcus hyicus en Bac Dive - la base de datos de metadatos de diversidad bacteriana
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