Introducción
La Escherichia coli, comúnmente abreviada como E. coli, es un bacilo Gram-negativo, anaerobio facultativo, no formador de esporas, que pertenece a la familia Enterobacteriaceae. Fue descubierto en el año 1885 por el pediatra alemán Theodor Escherich, de quien adopta su nombre científico.
Morfología y características de crecimiento
E. coli es un bacilo recto en forma de bastón que mide aproximadamente 2 micrómetros de largo por 1 micrómetro de ancho. Posee flagelos perítricos que le confieren motilidad y capacidad de traslado.
Se multiplica de manera rápida por fisión binaria, con un tiempo de generación de solo 20 minutos bajo condiciones óptimas de cultivo. Es una bacteria mesófila, su temperatura ideal de proliferación es de 37°C, aunque puede desarrollarse entre 10-45°C. Tolera un amplio rango de pH entre 4-9, siendo el óptimo un pH neutro de 6-7. Requiere de un ambiente aeróbico o anaeróbico para su metabolismo.
En medios de cultivo solidos como el agar MAC, el agar sangre o el agar EMB, E. coli genera colonias circulares, convexas, de color rosado o con brillo metálico verde. En caldo nutritivo produce turbidez y sedimento. Es una bacteria oxidasa negativa y catalasa positiva.
Función de E. coli en el intestino humano
La mayoría de las cepas de E. coli se consideran comensales del intestino grueso de humanos y animales homeotermos. Cada persona posee alrededor de 1013 bacterias E. coli formando parte de su microbiota intestinal, conviviendo en una relación de mutualismo con el hospedero humano.
Entre los principales beneficios que aportan al organismo se encuentran:
Sintetizan vitaminas K y B que son absorbidas por el humano.
Estimulan el sistema inmune intestinal al promover la producción de IgA y células plasmáticas.
Protegen de patógenos al competir por los nutrientes y el espacio disponible.
Ayudan a mantener la fisiología normal del intestino.
Contribuyen a digerir ciertos azúcares y proteínas.
Previenen el sobrecrecimiento de levaduras y bacterias potencialmente dañinas.
Cepas patógenas de E. coli
Aunque la mayor parte de las E. coli integran la microbiota comensal, existen cepas que pueden volverse patógenas y originar diversas enfermedades intestinales y extraintestinales tanto en humanos como en animales.
Se clasifican en diferentes patotipos de acuerdo a sus factores de virulencia, mecanismos de acción y cuadros clínicos que producen:
E. coli enteropatógena (EPEC): se adhiere íntimamente al epitelio intestinal mediante el sistema de adherencia localizada, provocando lesiones en la mucosa y diarrea acuosa, especialmente en niños.
E. coli enterohemorrágica (EHEC): sintetiza la toxina Shiga o verotoxina que inhibe la síntesis proteica en las células epiteliales, causando colitis hemorrágica. El serotipo O157:H7 es el más virulento.
E. coli enterotoxigénica (ETEC): libera toxinas termolábiles y termoestables que alteran el equilibrio hidroelectrolítico del intestino delgado, produciendo diarrea acuosa conocida como la “diarrea del viajero”.
E. coli enteroagregativa (EAEC): genera un biofilm y secreta una toxina citotónica, causante de diarrea persistente en niños de países en vías de desarrollo.
E. coli enteroinvasiva (EIEC): tiene la capacidad de invadir y multiplicarse dentro de las células epiteliales intestinales, pudiendo ocasionar disentería.
E. coli de adherencia difusa (DAEC): adhiere la superficie de las células epiteliales intestinales mediante fimbrias F1845, produciendo lesiones.
E. coli uropatógena (UPEC): provoca cerca del 90% de las infecciones del tracto urinario, gracias a la expresión de fimbrias para adherirse al urotelio.
Epidemiología e importancia en salud pública
La fuente de infección más frecuente son los alimentos y el agua contaminados con materia fecal de humanos o animales infectados. También se transmite de persona a persona por vía fecal-oral o por contacto directo.
Los factores predisponentes incluyen la ingesta de carne, leche o vegetales crudos o mal cocidos, falta de higiene, inmunosupresión, edad avanzada o temprana, hospitalización. La dosis infectiva es baja, de tan solo 10-100 bacterias.
Las E. coli patógenas causan más de 380.000 casos anuales de diarrea en Estados Unidos, siendo más prevalentes en países subdesarrollados por las malas condiciones sanitarias. Los brotes de E. coli enterohemorrágica por alimentos contaminados constituyen emergencias de salud pública.
Factores de virulencia
Para transformarse en patógenas, las E. coli adquieren factores de virulencia mediante plásmidos o transposones que les confieren capacidades como:
Adherirse: fimbrias o pili como la intimina de las EPEC y la adhesina F1845 de las DAEC.
Invasión: alteran el citoesqueleto e ingresan al interior de las células epiteliales.
Toxinas: verotoxinas, toxina Shiga, toxinas termoestables y termosensibles.
Antifagocitosis: cápsulas K1, K5, antígenos O.
Resistencia al suero: lipopolisacárido de la pared celular.
Sistemas de captación de hierro: aerobactina, enterobactina.
Diagnóstico
El diagnóstico de laboratorio involucra técnicas de cultivo para aislamiento bacteriano en medios diferenciales como el agar EMB o el agar MacConkey. Luego se realizan pruebas bioquímicas y de susceptibilidad antimicrobiana.
También se utilizan métodos moleculares para detectar genes específicos de virulencia mediante PCR o secuenciación genética. La identificación del serotipo es crucial en casos epidémicos y para focalizar el tratamiento.
Tratamiento y prevención
El tratamiento se basa en antibióticos como quinolonas, aminoglucósidos, cefalosporinas, según las pruebas de sensibilidad. Deben controlarse las pérdidas de fluidos y electrólitos. Evitar antibióticos estimula la resistencia antibiótica.
La prevención se basa en medidas higiénicas, especialmente el lavado de manos, consumo de alimentos bien cocidos, evitar contaminación cruzada, control en industria alimentaria y vacunación de animales.
Investigación actual y conclusiones
Las infecciones por E. coli continúan siendo un problema significativo de salud pública y un tema prioritario de investigación médica y veterinaria dada su relevancia como patógeno.
Los aspectos que requieren mayor estudio incluyen determinar los complejos mecanismos de patogenicidad, perfeccionar las técnicas diagnósticas, desarrollar vacunas y nuevos tratamientos ante la creciente multirresistencia a los antibióticos.
Para terminar, la Escherichia coli es una bacteria comensal habita el intestino humano, pero ciertas cepas pueden volverse patógenas y ocasionar cuadros clínicos graves. Su impacto epidemiológico y las infecciones emergentes recalcan la importancia de mantener las investigaciones para controlar sus efectos en la salud pública.
