Detección y diagnóstico de clostridium botulinum en el laboratorio de microbiología.

AUTORES

1. María López Gómez. Técnico superior en Laboratorio de diagnóstico clínico. Hospital Universitario Miguel Servet (Zaragoza).
2. María Dolores Fuentes Martín. Técnico Superior en Laboratorio de Diagnóstico Clínico. Hospital Universitario Miguel Servet (Zaragoza).
3. Marta Sabanza Belloso. Técnico superior en Laboratorio de diagnóstico clínico. Hospital Universitario Miguel Servet (Zaragoza).
4. Gabriel Ciprian Negru. Técnico superior en Laboratorio de diagnóstico clínico. Hospital Universitario Miguel Servet (Zaragoza).
5. Beatriz Jiménez Moraleda. Técnico superior en Laboratorio de diagnóstico clínico. Hospital Universitario Miguel Servet (Zaragoza).
6. Ana Cristina Miguel Molinos. Técnico superior en Laboratorio de diagnóstico clínico. Hospital Universitario Miguel Servet (Zaragoza).

RESUMEN

El botulismo es una enfermedad grave, pero infrecuente. Causada habitualmente por la bacteria Clostridium botulinum, rara vez por algunas de las cepas de Clostridium baratii productoras de neurotoxina F, y cepas de Clostridium butirycum productoras de neurotoxina E. Existen tres formas clínicas de botulismo: la forma clásica o botulismo transmitido por alimentos, el botulismo intestinal, donde colonizan el aparato digestivo (habitual de lactantes), y el botulismo por heridas.

PALABRAS CLAVE

Botulismo, neurotoxina, parálisis, alimentos.

ABSTRACT

Botulism is a serious but rare disease. It is usually caused by the bacterium Clostridium botulinum, rarely by some of the neurotoxin F-producing strains of Clostridium baratii, and neurotoxin E-producing strains of Clostridium butirycum. There are three clinical forms of botulism: the classical form of food-borne botulism, intestinal botulism, where they colonise the digestive tract (common in infants), and wound botulism.

KEYWORDS

Botulism, neurotoxin, paralysis, food.

INTRODUCCIÓN

La historia de este bacilo se inicia oficialmente en 1820, con las investigaciones realizadas por Justinus Kerner (1786-1862), en el reino de Würtenburg, sobre los envenenamientos producidos por salsas con carne, conocidos como botulismo (de botulus, salsa).¹

A lo largo del siglo pasado el interés se fue centrando cada vez más en los embutidos. Bien pronto se observó que el veneno se encontraba en el centro de los embutidos; que no se desarrollaba en presencia de oxígeno; que los embutidos no mostraban signos de putrefacción y que muchas veces eran frescos, recién preparados. Se pensó en ptomaínas, sustancias encontradas en cadáveres exhumados, así como en una serie de compuestos químicos. ²

Entre 1895 y 1897, los microbiólogos belga Emile Pierre van Ermengem, de Ghent, y alemán Wilhelm Kempner, de Berlín, pondrían término a la incertidumbre, al demostrar que el botulismo era causado por la toxina de un bacilo anaerobio. Todo comenzó en diciembre de 1895, en Bélgica, donde concurrió una sociedad musical invitada para tocar una elegía funeraria. Después de la ceremonia fúnebre, la orquesta fue invitada a servirse una colación fría, donde el plato fuerte era un típico jamón salado. Enfermaron 34 personas, incluyendo a todos los músicos, cuyos síntomas se presentaron entre las 24 y 36 horas siguientes a la ingestión e incluyen estrabismo, diplopía, ptosis palpebral, afonía y disfagia. De los restos del jamón, así como del bazo de una de las víctimas aisló van Ermengem esporas de un bacilo anaerobio, que denominó Bacillus botulinus. Además, utilizando un filtrado del cultivo, libre de bacilos y de esporas, pudo reproducir en animales de laboratorio signos de parálisis, demostrando la existencia de una toxina. ³

Otra parte de la historia de esta toxina viene dada tras su descubrimiento con fines terapéuticos.Dónde Schantz, en 1972, con permiso de la FDA ( EE.UU), inoculó a voluntarios humanos que sufrían de estrabismo, previo ensayos en monos Rhesus. Pronto las indicaciones se extendieron al blefarospasmo, ciertas formas de tortícolis y otros desórdenes musculares.⁴

En España, el botulismo, es de declaración obligatoria. Para ello, existe una serie de impresos y documentos a rellenar y enviar a la Red Nacional de Vigilancia Epidemiológica (RENAVE).

En 2017 se notificaron ocho casos de botulismo (cinco confirmados, dos probables y uno sospechoso), lo que supuso una TI anual de 0,02. En el año 2018 se notificaron doce casos (cuatro confirmados, tres probables y cinco sospechosos) lo que supuso una TI anual de 0,03.

En 2017 las CCAA que notificaron casos fueron Cataluña tres casos, Baleares dos casos y Andalucía, Madrid y La Rioja un caso cada una. Los seis casos de botulismo notificados en adultos fueron de origen alimentario (alubias y guindillas). En 2018 las CCAA que notificaron casos fueron Castilla y León, seis casos (un caso residente en Cataluña), Asturias dos casos y Aragón, Cataluña, C. Valenciana y Extremadura un caso cada una. 10 de los casos de botulismo alimentario estaban relacionados con el consumo de ensaladilla elaborada con un bote de conserva casera de judías verdes y zanahorias, y pimientos.⁵

En el botulismo transmitido por alimentos, aunque el paciente puede presentar síntomas gastrointestinales como náuseas, vómitos o diarrea, los síntomas iniciales son una marcada astenia, debilidad y vértigo seguidos de visión borrosa, boca seca, disfagia y disartria como consecuencia de la afectación por la toxina de los pares craneales. Los síntomas neurológicos siempre son descendentes (primero se afectan los hombros, posteriormente los brazos, los antebrazos y así sucesivamente). La parálisis de los músculos respiratorios puede ocasionar la muerte si no se instaura ventilación mecánica. La mayoría de los casos se recuperan si son diagnosticados y tratados precozmente.

La clínica del botulismo intestinal en niños incluye estreñimiento, anorexia, succión y llanto débil, pérdida de control de la cabeza y letargo. El cuadro puede variar desde una enfermedad leve de comienzo gradual que no requiere hospitalización a la muerte súbita del niño. Afecta a niños menores de un año, aunque la progresión es más grave en niños menores de 2 meses.

El botulismo por heridas carece de los pródromos gastrointestinales del botulismo transmitido por alimentos, pero es similar en el resto de signos y síntomas neurológicos, aunque estos pueden tardar hasta dos semanas en aparecer. La fiebre en caso de producirse reflejaba una infección de la herida.⁶

OBJETIVO

El objetivo de este artículo es poner en conocimiento este microorganismo, Clostridium botulinum y las toxinas que afectan a humanos (A, B, E, F) que cursan con enfermedad grave y de declaración obligatoria. Y con ello, plasmar con información actualizada, la presente situación y cómo se lleva a cabo su detección en los laboratorios de microbiología clínica, así como su sintomatología.

METODOLOGÍA

Se lleva a cabo la realización de una revisión bibliográfica buscando información relevante en diversos artículos de revistas científico-sanitarias. Como buscador de bibliografía se utiliza Google Académico, páginas web relacionadas con el tema y documentación de organismos oficiales.

RESULTADOS

Agente causal y transmisión:

C. botulinum es microorganismo, gram negativo, de 3-8 nm por 0.5-1.3 nm, móvil, anaerobio, que no crece en atmósferas con contengan más de un 10% oxígeno. Produce esporas termorresistentes, ampliamente difundidas en el medio ambiente, que en ausencia de oxígeno germinan, crecen y excretan toxinas.

Existen siete formas diferentes de toxina botulínica (TXB) identificadas con las letras de la A a la G. Cuatro de ellas (tipos A, B, E y ocasionalmente F). La toxina A posee mayor afinidad por el tejido nervioso, impidiendo la liberación de acetilcolina, provocando la parálisis fláccida o atonía muscular.

El reservorio de este microorganismo es el suelo, así como los sedimentos marinos y el tracto intestinal de diversos animales. En el caso del botulismo intestinal son múltiples las fuentes de posibles esporas para los niños, e incluyen alimentos como la miel y el polvo. Además, hay productos de origen vegetal que son susceptibles de contener esporas de Clostridium.

Clostridium botulinum es capaz de producir en el hombre y en el resto de mamíferos la intoxicación conocida como botulismo, y que es consecuencia de la ingestión de una toxina preformada en el alimento contaminado. El botulismo alimentario (predominante mundo occidental), puede ocurrir a raíz de que un alimento que va a conservarse se contamine con esporas; o cuando la conserva no inactiva las esporas, sino que destruye otras bacterias de la putrefacción que pueden inhibir la proliferación de C. botulinum y, además, proporciona las condiciones de pH (mayor de 4’5) y temperatura (menor de 120°C) que permiten la germinación y la elaboración de la toxina; y cuando no se calienta el alimento ya contaminado hasta una temperatura que destruya la toxina antes de ingerirla (a partir de 85-100 °C). La toxina tipo E se puede producir incluso a temperaturas de 3,3º.

El botulismo intestinal suele afectar a niños menores de un año, anteriormente se conocía como botulismo infantil o del lactante y raramente a adultos que presentan alguna alteración anatómica o funcional del intestino, inmunocomprometidos o en tratamiento antibiótico. Una vez ingeridas las esporas, éstas germinan en el intestino y dan origen a bacterias que se reproducen y liberan la toxina. El botulismo por heridas ocurre cuando las esporas se introducen en una herida abierta y se reproducen en un ambiente anaeróbico. Se suele asociar a un traumatismo grave en el que la herida se contamina por tierra o grava, o a fracturas abiertas tratadas inadecuadamente. Excepcionalmente, C. botulinum puede infectar heridas por punción en consumidores de drogas por vía parenteral o causar sinusitis en consumidores de drogas por vía intranasal.⁷

Los síntomas en el botulismo alimentario aparecen a las 12-36 horas tras la exposición, aunque a veces tardan días en manifestarse. En el intestinal, se desconocen. Y en el causado por heridas oscila entre 4-14 días.

Laboratorio:

Clostridium es de naturaleza exigente, cuya identificación en un laboratorio de microbiología resulta complicado, requiriendo un largo período de incubación.

El diagnóstico de laboratorio debe realizarse solamente en los pacientes sintomáticos (diarrea y/o dolor abdominal, frecuentemente acompañados de leucocitosis y fiebre) y en heces no formes (niveles 5 a 7 de la escala de Bristol), con la importante excepción de los casos en que haya sospecha de íleo paralítico o megacolon tóxico. Las muestras pueden ser líquido cefalorraquídeo, suero, restos de alimentos, heces, vómitos…⁸ En botulismo alimentario se debe confirmar la presencia de la toxina en el alimento.

-El método de referencia: en laboratorios autorizados, se realiza la inoculación de suero o alimento a roedores, y observación de su evolución. Se deberá administrar al roedor el antisuero.⁹

-Detección de la toxina botulínica puede llevarse a cabo en líquido, suero e incluso restos de alimentos dónde se enfrentan a antisueros específicos de cada tipo de toxina. Se realiza mediante inmunoensayo (ELISA o EIA).

-Métodos moleculares basados en la Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR) y la secuenciación de neurotoxina A, B, E y F.

-Búsqueda de anticuerpos anti- AChR (receptor de la acetilcolina) y anti-MuSK (anticuerpos dirigidos contra la tirosina quinasa específica del músculo) que no están presentes si se manifiesta esta enfermedad.

-Tras su siembra en medio de cultivo (agar sangre, agar Brucella, agar Schaedler…), y obtención de colonias aisladas se puede realizar la identificación mediante MALDI-TOF (espectrometría de masas).¹⁰

El diagnóstico de las muestras enviadas se realizará en el Centro Nacional de Microbiología del Instituto de Salud Carlos III de Madrid, para su análisis microbiológico e identificación de la toxina que causa el botulismo.

Tratamiento:

El diagnóstico es esencialmente clínico y se confirma por la determinación de la toxina botulínica en sangre, heces o en los alimentos contaminados. El tratamiento implica una adecuada terapia de soporte y la administración temprana de la antitoxina botulínica trivalente (A, B y E) que está disponible en España a través del Servicio de Medicamentos Extranjeros (Agencia Española de Medicamentos y Productos Sanitarios).

La antitoxina botulínica actúa bloqueando la toxina botulínica circulante enlenteciendo la progresión de la enfermedad, pero no revierte los síntomas, ya que la unión de la toxina a las terminaciones nerviosas es irreversible, impidiendo la liberación de la acetilcolina. Ante una sospecha de botulismo alimentario, la administración de antitoxina botulínica trivalente debe comenzar lo antes posible, sin esperar al resultado de las pruebas microbiológicas/serológicas. Es aconsejable realizar una prueba de hipersensibilidad cutánea previa por la posibilidad de reacción alérgica.

En el botulismo causado por heridas, se administra antitoxina y penicilina G. En el botulismo infantil no es útil ni antitoxina ni antibiótico.¹¹

CONCLUSIÓN

El botulismo causa entre un 5 y un 15% de mortalidad en pacientes infectados. La causa de la muerte suele ser el fallo respiratorio o complicaciones como la neumonía. La curación se produce una vez que se han desarrollado nuevas terminaciones nerviosas. La recuperación es muy lenta y puede persistir debilidad motora y trastornos vegetativos incluso hasta un año después.

Cuando existe una sospecha de esta patología es imprescindible ingresar al paciente en cuidados intensivos, y a su vez dar celeridad en el diagnóstico de la enfermedad. Las horas sin la administración de la antitoxina son vitales.

La medida más importante a tener en cuenta es la prevención. Las esporas de C. botulinum no resisten temperaturas de 120ºC durante 5 minutos. Por lo que cuando se van a preparar conservas caseras, se ha de tener en cuenta este dato. En empresas conserveras se lleva a cabo el control riguroso de los ciclos de autoclave y su posterior control de Ph. También es recomendado calentar los alimentos a más de 80ºC, ya que la toxina se inactiva.

Dado que se trata de una Enfermedad de Declaración Obligatoria, los Servicios de Vigilancia Epidemiológica deben de llevar a cabo una perfecta coordinación con el fin de hallar el foco del brote y establecer medidas de prevención precisa.

BIBLIOGRAFÍA

1. Schaffner W. Clostridium botulinum. En: Mandell, Douglas & Bennett’s Principles and Practice of Infectious Diseases. Mandell GL, Bennett JE and Dolin R, editors. 3rd. edit., Churchill Livingstone, NY 1990, pp: 1847-50.
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5. Resultados de la Vigilancia Epidemiológica de las enfermedades transmisibles. Informe anual. Años 2017-2018. Instituto de Salud Carlos III. Disponible página 12 en: https://www.isciii.es/QueHacemos/Servicios/VigilanciaSaludPublicaRENAVE/EnfermedadesTransmisibles/Documents/INFORMES/INFORMES%20RENAVE/RENAVE_Informe_anual__2017-2018.pdf
6. Mintegi S. En: Manual de Intoxicaciones en Pediatría. 3ª edición. 2012 (Madrid), p:301-303
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