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Pseudomona aeruginosa: una bacteria cada vez más poderosa

P. aeruginosa al microscopio de barrido.

Es probable que cada vez que un profesional de la salud escucha las palabras «Pseudomona aeruginosa» sienta escalofríos. Se Trata de una peligrosa bacteria que se está volviendo cada vez más resistente a los antibióticos que contamos actualmente. 

Muchos potentes antibióticos que antes eran efectivos para erradicar a esta bacteria hoy han perdido su eficacia. Por este motivo, enfrentarse a ella constituye un serio reto clínico. La infección por P. aeruginosa aumenta el tiempo de hospitalización de los pacientes y también la tasa de mortalidad. Esto representa un gran gasto en la salud pública. 

Características generales

Pseudomona Aeruginosa es una bacteria gram negativa. Debido a su forma alargada como la de una salchicha se dice que es un bacilo. Su nombre Pseudomona significa gérmen, y “aeruginosa” proviene de su similitud con el color del óxido de cobre cuando es observada en el microscopio. Se caracteriza por su color verde brillante.

A esta bacteria la podemos encontrar en el suelo y en el agua en todo el mundo. Le gusta desarrollarse sobre todo en ambientes húmedos como lo son las piscinas no cloradas y los jacuzzis. De hecho, la mayor parte de las infecciones graves por P. aeruginosa son adquiridas en los hospitales.

Otro dato impresionante de esta bacteria es su capacidad de nutrirse de hidrocarburos. Esto quiere decir que puede crecer en sustancias como el querosén y alimentarse de él. Es un bacilo bastante resistente pues, puede sobrevivir hasta temperaturas de 42°C. 

Es una bacteria que le gusta vivir en el ambiente hospitalario. En este sentido la podemos encontrar en los respiradores, las duchas, los humidificadores e incluso se ha aislado en las manos de los profesionales de salud ocasionalmente.

Cultivo de Pseudomona aeruginosa
Imagen 1. CDC 1976 – Cultivo bacteriano de Pseudomonas aeruginosa en una placa de agar Xilosa Lisina Sodio Desoxicolato (XLD)

Pseudomona aeruginosa: una bacteria oportunista 

Sin embargo, esta bacteria no ataca a las personas sanas. Suele atacar a personas cuyo sistema inmunitario no funciona bien. Por esta razón se le llama bacteria oportunista. Los pacientes que están en mayor riesgo son los que han sufrido quemaduras graves, están recibiendo quimioterapia o padecen de alguna enfermedad pulmonar. Otro grupo particularmente susceptible son personas infectadas por el virus de inmunodeficiencia humana (VIH).

Virulencia: las armas de P. aeruginosa contra el huésped 

La Pseudomona aeruginosa produce una cubierta de polisacáridos. Esta es una especie de líquido pegajoso que le permite adherirse a los tejidos pulmonares. Dicha cubierta también la protege contra nuestras células inmunitarias, e impide que los antibióticos actúen. 

También, secreta toxinas muy dañinas. Una de ella es la exotoxina A, que rompe la delicada capa de tejido de los pulmones llamada epitelio pulmonar. En cambio, las Exotoxinas T y S se encargan de dañar el esqueleto de las células. Mientras que la Exotoxina U produce inflamación del tejido. 

Su principal objetivo: pacientes con afecciones pulmonares

Los pacientes que presentan un riesgo incrementado de sufrir una infección por P. aeruginosa son aquellos que cursan con enfermedades pulmonares crónicas, como la bronquiectasia o el EPOC.

La bronquiectasia es una enfermedad pulmonar en la cual los bronquios se ensanchan. Este aumento de diámetro hace a los pacientes propensos a las infecciones pulmonares que tienden a volverse crónicas. Estas infecciones son bastante difíciles de curar debido a la resistencia de las Pseudomonas a múltiples antibióticos. 

Infección de células pulmonares (en azul, CFSE) por Pseudomonas aeruginosa (en amarillo, Mcherry)
Imagen 2. Joseph Laventie 2019 – Infección de células pulmonares (en azul) por Pseudomonas aeruginosa (en amarillo).

Las personas con bronquiectasias infectadas por P. aeruginosa tienen un peor curso de su enfermedad. A su vez, tienen una alta tasa de mortalidad, la cual ronda el 38%. La infección por P. aeruginosa también es un factor de mal pronostico en aquellos pacientes que se encuentran con soporte ventilatorio, cuya mortalidad se sitúa en un 50-70%.

Otras infecciones causadas por Pseudomona aeruginosa

La P. aeruginosa es capaz de generar infecciones en las vías respiratorias, urinarias y las heridas en personas con un sistema inmunitario debilitado. Incluso puede diseminarse por el torrente sanguíneo ocasionando una infección generalizada llamada sepsis.

También, es capaz de producir otitis externa maligna, la cual afecta a los pacientes diabéticos. Esta es una infección en la parte externa del oído que provoca inflamación del tejido con secreción purulenta, disminución de la capacidad de escuchar e incluso daño neurológico.

Las infecciones en los ojos ocurren ya sea secundaria a lesiones o en los usuarios de lentes de contacto. Es bastante peligrosa, ya que la P. aeruginosa cuenta con enzimas que pueden dañar rápidamente los tejidos del ojo. 

Mecanismos de resistencia de la Pseudomona aeruginosa

Como se mencionó anteriormente, las Pseudomonas se están volviendo multirresistentes a los antibióticos. Cada vez contamos con un arsenal terapéutico más reducido para luchar contra ella. Las maneras en las que las Pseudomonas se vuelven inmunes a los antibióticos son bastante variadas. Entre ellas tenemos la producción de B-lactamasas, las bombas de expulsión, la resistencia adquirida y la mutación de las porinas de la membrana.

Principales mecanismos de resistencia a amtibióticos de la Pseudomona aeruginosa la P. aeruginosa
Imagen 3. Ondas y Partículas 2022. Visión general de los principales mecanismos de resistencia a los antibióticos de la P. aeruginosa.

B-lactamasas

Estas enzimas son una poderosa arma de la Pseudomona contra los antibióticos. Muchos antibióticos tienen en su estructura química un anillo betalactámico.

Las B-lactamasas se encargan de “cortar” ese anillo volviendo inactivo al antibiótico. Por ejemplo, la B-lactamasa  AmpC le otorga a la bacteria resistencia contra la mayoría de las penicilinas y cefalosporinas. 

Bombas de expulsión

Se trata de un conjunto de enzimas que actúan como una bomba, expulsando hacia el exterior de la bacteria los antibióticos y otras moléculas nocivas para ella.

Estas bombas tienen la capacidad de ser inducidas por los antibióticos, es decir, que ante la presencia de un antibiótico, se crean más bombas de expulsión. Recientemente, se ha descubierto una nueva bomba de expulsión llamada MexAB-oprM que se encarga de expulsar muchos grupos de antibióticos como las quinolonas, macrólidos, B-lactámicos, entre otros.

Resistencia adquirida

Ocurre cuando una bacteria que es resistente a un antibiótico, le transmite a otra bacteria no resistente su mecanismo de resistencia. Las bacterias se transmiten esta información por medio de material genético empaquetado en una estructura llamada plásmidos.

Los plásmidos son algo muy parecido a un virus.  Gracias a esto, la bacteria que antes era no resistente, se vuelve resistente a un antibiótico. Las Pseudomonas pueden transmitirse por este medio a las betalactamasas de espectro extendido. 

Mutaciones de las porinas de la membrana

Debido a la membrana de la bacteria es prácticamente impermeable a muchas moléculas, los antibióticos solo pueden pasar a través de las porinas.

Las porinas son canales a través de la membrana de la bacteria que permiten el paso de ciertas sustancias. Sin embargo, últimamente se han detectado mutaciones en las porinas que impiden el paso de ciertos antibióticos que anteriormente podían pasar a través de ellas. 

Unidas son más poderosas: la capacidad de las Pseudomonas de formar biofilms

Los Biofilms o biopelículas son comunidades de diferentes especies de microorganismos, entre los cuales tenemos hongos, virus y otras bacterias.

Estas comunidades están envueltas en una sustancia que ellas producen y las protegen de los antibióticos y del sistema inmunitario del huésped. En estas comunidades, los microorganismos se protegen entre sí. E incluso, son capaces de comunicarse entre ellas utilizando un complejo sistema químico de señales. Gracias a esta comunicación, regulan el crecimiento de la biopelícula.

Las biopelículas son tan efectivas para proteger a las bacterias, que en algunas ocasiones se deben utilizar dosis mil veces superiores a las habituales para poder atacarlas. Algo imposible de administrar a un paciente, ya que causaría toxicidad. 

Esta interacción de la P. aeruginosa con otros microorganismos, en especial los virus, explica por qué ocurren con mucha frecuencia casos de co-infección. Es decir, que una infección inicialmente viral termine infectándose también con bacterias.  Un claro ejemplo de esto es la interacción con el Covid-19, donde se han encontrado tasas de co-infección con P. aeruginosa cercanas al 7% de los pacientes hospitalizados. 

Otro aspecto preocupante de las biopelículas es que le brindan a estas bacterias la capacidad de crecer en dispositivos médicos como lo son los tubos endotraqueales, catéteres endovenosos, las sondas y las prótesis.  

Una mirada al futuro

Como hemos podido observar, la situación actual con Pseudomona aeruginosa es un claro ejemplo de resistencia bacteriana. Esto nos recuerda la importancia del uso responsable de los antibióticos. Queda de nuestra parte, tanto médicos como pacientes, evitar su uso indiscriminado. De esta manera, evitaremos que nuestro arsenal de antibióticos contra las Pseudomonas y otras bacterias se vea cada vez más limitado. En caso contrario, nos enfrentaremos a escenarios de infecciones muy difíciles o imposibles de tratar.

Referencias

  • Luján Roca, D., 2022. Pseudomonas aeruginosa: un adversario peligroso. [online] Scielo.org.ar. Disponible en: <http://www.scielo.org.ar/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0325-29572014000400009>
  • Manual MSD versión para público general. 2022. Infecciones por Pseudomonas – Infecciones – Manual MSD versión para público general. [online] Disponible en: <https://www.msdmanuals.com/es-ve/hogar/infecciones/infecciones-bacterianas-bacterias-gramnegativas/infecciones-por-pseudomonas>.
  • Lopez, L., 2022. Pseudomonas aeruginosa biofilms and their partners in crime – Institute for Bioengineering of Catalonia. Institute for Bioengineering of Catalonia. Disponible en: <https://ibecbarcelona.eu/pseudomonas-aeruginosa-biofilms-and-their-partners-in-crime/>.
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