Clostridium botulinum es un bacilo grampositivo, formador de endosporas, que se asemeja al aspecto de una raqueta de tenis debido a la presencia de esporas en el extremo subterminal.
Produce una neurotoxina extremadamente letal llamada toxina botulínica y causa el botulismo, una rara enfermedad neuroparalítica potencialmente mortal. El botulismo se manifiesta como varios síndromes clínicos que van desde la intoxicación alimentaria, la infección de heridas hasta el botulismo infantil.
El término botulinum deriva de la palabra latina ‘botulus’, que significa salchicha; ya que las salchichas mal cocinadas se asociaban antiguamente con la intoxicación alimentaria. El botulinum también es producido por otros clostridios como C. butyricum, C. baratti y C. argentinense.
La dosis letal de toxina botulínica para un humano es de 2μg o menos, por lo que el C. botulinum tiene el potencial de ser utilizado como arma biológica. El CDC lo ha catalogado como «agente de categoría A», junto con el Bacillus anthracis, la Yersinia pestis, etc.
Patogénesis
Transmisión:
Es ubicuo en la naturaleza, ampliamente distribuido como saprofito en el suelo, el estiércol animal, los vegetales y el lodo marino. Las conservas caseras, los condimentos y los productos de la pesca son las fuentes más comunes de infección por C. botulinum. La ingestión de miel contaminada es la principal causa de botulismo infantil.
La temperatura de cocción insuficiente, seguida del envasado en condiciones anaeróbicas, facilita la germinación de las esporas y la síntesis de neurotoxinas.
Mecanismo de acción de la toxina botulínica (BoNT)
Clostridium botulinum no es invasivo. Su patogénesis se debe a la producción de la potente neurotoxina «toxina botulínica» (BoNT), probablemente la sustancia más tóxica conocida por ser letal para la humanidad. Produce parálisis flácida. Existen 7 tipos serológicos de neurotoxina botulínica etiquetados como tipos A, B, C , D, E, F y G. El botulismo humano está causado principalmente por los tipos A, B, E y F (raramente).
C. La toxina botulínica está catalogada como un agente potencial de bioterrorismo, pero el botox se utiliza para suavizar las arrugas faciales.
Después de la entrada (ya sea ingerida, inhalada o producida en una herida), la toxina botulínica se transporta a través de la sangre a los terminales nerviosos colinérgicos periféricos. Los lugares más comunes de las terminales nerviosas son las uniones neuromusculares, las terminaciones nerviosas parasimpáticas postganglionares y los ganglios periféricos. No afecta al SNC.
En condiciones normales: Tras la estimulación de los nervios periféricos y craneales, la acetilcolina se libera normalmente de las vesículas en el lado neural de la placa terminal motora. La acetilcolina se une entonces a receptores específicos del músculo, induciendo la contracción.
(Fuente de la imagen: lumenlearning.com)
La toxina botulínica actúa uniéndose a las vesículas sinápticas de los nervios colinérgicos, impidiendo así la liberación de acetilcolina (Ach) en las terminaciones nerviosas periféricas, incluidas las uniones neuromusculares. Esto provoca una falta de estímulo en las fibras musculares, una relajación irreversible de los músculos y una parálisis flácida.
Como la toxina botulínica produce una parálisis flácida, puede utilizarse terapéuticamente para el tratamiento de afecciones espasmódicas como el estrabismo (ojos mal alineados), el blefaroespasmo (parpadeo incontrolable) y la mioclonía.
Manifestaciones clínicas
Las manifestaciones del botulismo se deben a la disminución de acetilcolina en las terminales nerviosas craneales y parasimpáticas. Los síntomas comunes incluyen:
- Diplopía (visión doble) o visión borrosa
- Disfagia (dificultad para tragar)
- Disartria (dificultad para hablar) o dificultad para hablar
- Parálisis flácida simétrica descendente de los músculos voluntarios.
- Disminución de los reflejos tendinosos profundos
- Fatiga
- Mareos
- Náuseas
- Estreñimiento
- La parálisis de los músculos respiratorios puede provocar la muerte.
No hay déficits sensoriales ni cognitivos
Tipos de botulismo
Hay tres tipos principales de botulismo humano en función de cómo se adquiere:
- Botulismo de transmisión alimentaria: Es el resultado del consumo de alimentos contaminados con toxina botulínica preformada, como las conservas caseras.
- Botulismo por heridas: Es una intoxicación sistémica resultante del crecimiento de C. botulinum y la producción de toxina en las heridas. Se presenta como el botulismo alimentario, excepto por la ausencia de características gastrointestinales.
- Botulismo infantil: El botulismo infantil es mucho más leve que la versión adulta. Es el resultado de la ingestión de alimentos (normalmente miel) contaminados con esporas de C. botulinum por parte de niños ≤1 año de edad. Las esporas germinan en el intestino y las células vegetativas secretan la toxina botulínica. Las manifestaciones clínicas incluyen la incapacidad de chupar y tragar, el debilitamiento de la voz, la ptosis, el cuello flácido y la debilidad extrema, por lo que se denomina síndrome del niño flácido. Es una enfermedad autolimitada; el pronóstico es excelente si se maneja con cuidados de apoyo y alimentación asistida.
Las esporas no germinan normalmente en el intestino de los adultos, sin embargo pueden germinar en el intestino de los bebés.
Diagnóstico de laboratorio
El diagnóstico del botulismo incluye el aislamiento y la identificación de los bacilos mediante procedimientos bioquímicos de cultivo convencionales y la demostración de la presencia de la neurotoxina botulínica en una muestra del paciente o en los alimentos (para la investigación de brotes) con la prueba de neutralización de la toxina
La demostración de la toxina botulínica (prueba de neutralización del ratón) en el suero o en las heces confirma el diagnóstico clínico de botulismo.
Muestra
Suero, heces, contenido gástrico, vómito, hisopo de herida, exudado o tejidos según el tipo de botulismo.
(Fuente de la imagen- Lindström & Korkeala, 2006)
Microscopía directa
Tinción de Gram de frotis realizados a partir de alimentos o heces sospechosos-revela bacilos grampositivos, no encapsulados, con esporas subterminales, ovaladas y abultadas.
Cultivo
- Aislamiento- el cultivo se realiza en agar sangre o en caldo de carne cocida de Robertson (RCM).
- En caldo RCM: Se produce turbidez con partículas de carne que se vuelven:
- Negras y producción de olor fétido-C. botulinum A, b, f (proteolítico)
- Pink- C. botulinum C, D, E (sacarolítico).
- En agar sangre: Las colonias son grandes, irregulares, semitransparentes, hemolíticas y con borde fimbriado.
El crecimiento en los medios de cultivo puede confirmarse mediante tinción de Gram, pruebas bioquímicas o ensayos moleculares. El serotipado se realiza con antisueros específicos del tipo.
Características identificativas de Clostridium botulinum
- Móvil por flagelos peritricos.
- Exhiben actividad de lipasa en agar yema de huevo.
Prueba de neutralización de toxinas (bioensayo en ratón)
El bioensayo en ratón in vivo es la prueba «estándar de oro» para detectar la toxina botulínica activa. Este ensayo implica la inyección intraperitoneal de un alimento presuntamente contaminado en un ratón y la observación durante 4-6 días para detectar la enfermedad/muerte.
Si esa actividad letal puede neutralizarse (en otro conjunto de ratones) mediante la inyección de anticuerpos contra uno de los serotipos de la toxina botulínica, se confirma la presencia de neurotoxina botulínica.
Diagnóstico molecular
Técnicas moleculares como la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) dirigida a los genes de la neurotoxina son ideales para la detección e identificación de C. botulinum. La tipificación posterior (por ejemplo, la tipificación de la toxina o la tipificación de los genes) puede realizarse mediante electroforesis en gel de campo pulsado (PFGE) y polimorfismo de longitud de fragmento amplificado (AFLP).
Referencias y lecturas adicionales
- Tille, P. (2017). Bailey & Microbiología diagnóstica de Scott (14 edición). Mosby.
- Procop, G. W., & Koneman, E. W. (2016). Koneman’s Color Atlas and Textbook of Diagnostic Microbiology (Séptima, edición internacional). Lippincott Williams and Wilkins.
- Rasooly, R., & Do, P. M. (2008). Development of an In Vitro Activity Assay as an Alternative to the Mouse Bioassay for Clostridium botulinum Neurotoxin Type A. Applied and Environmental Microbiology, 74(14), 4309-4313.
- Lindström, M., & Korkeala, H. (2006). Laboratory Diagnostics of Botulism. Clinical Microbiology Reviews, 19(2), 298-314.
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