Prototheca spp.: Interés en patología humana y animal y en fuentes de contaminación (muestras ambientales, alimentos, y muestras de origen animal) - Cultivo; Diagnóstico molecular; Identificación de especie (PCR y secuenciación)

 

Información 20-12-17.

 

El género Prototheca incluye algas unicelulares, aeróbicas, aclorofílicas, y ubicuamente distribuidas en el medio ambiente. Las algas Prototheca viven predominantemente como saprófitas en ambientes acuosos que contienen material vegetal en descomposición. Sin embargo, algunas especies de Prototheca pueden causar una enfermedad infecciosa en humanos y animales denominada prototecosis. Anteriormente, el género Prototheca era considerado como un patógeno raro, pero recientemente, se ha informado un número creciente de casos de infección por estas algas en animales y  humanos, incluida la infección oportunista en pacientes inmunodeprimidos. En animales, la mastitis prototecal bovina produce considerables pérdidas económicas para la industria láctea en todo el mundo. Mientras que en humanos, dado el número creciente de pacientes inmunocomprometidos en todo el mundo, la incidencia de la infección causada por estos organismos está en aumento. Por lo tanto, la prevención y control de la presencia de Prototheca spp. en las principales fuentes de contagio es cada vez de mayor importancia.

El género Prototheca fue descrito por primera vez por Krüger en 1894, como microorganismos unicelulares, no pigmentados, aislados de la resina de los árboles, y considerados entonces como hongos levaduriformes, debido a que en medios de cultivo pueden producir colonias de apariencia similar a la de las levaduras. Actualmente, Prototheca spp. son reconocidas como algas, y asignadas a la clase Trebouxiophyceae, familia Chlorelaceae. Son organismos esféricos, cuyo diámetro varía de 3 a 30 μm de diámetro  y se reproducen asexualmente por liberación de endosporas. Están estrechamente relacionadas con el género de algas verdes Chlorella, género del que actualmente se cree que evolucionaron. Sin embargo, el género Prototheca está compuesto por algas incoloras, aclorofílicas, que han perdido su capacidad fotosintética, y son habitantes saprófitos en el medio ambiente, que bajo ciertas condiciones, dan lugar a infecciones en humanos y animales. El género Prototheca constituye el único género de plantas reconocidas como agentes causales de enfermedades humanas y animales.

Actualmente, se reconocen siete especies dentro del género Prototheca: P. wickerhamii, P. zopfii, P. blaschkeae, P. cutis, P. ulmea, P. stagnora, y P. mirajii. Además, las especies P. wickerhamii y P.zopfii se han diferenciado en dos genotipos, gen.1 y gen.2. De las siete especies actualmente postuladas, cinco (P. zopfii, P. wickerhamii, P. blaschkeae, P. cutis, y P. miyajii) se describen como patógenos oportunistas de humanos y animales. Las especies de Prototheca están extendidas por todo el mundo, y pueden aislarse de diversos reservorios, como el medio ambiente, los animales y los alimentos. Las fuentes típicas de las especies de Prototheca son la resina de los árboles, el pasto, agua dulce y salada, aguas residuales, tierra, animales (como ganado, ciervos y perros), establos, bebederos, excrementos y tracto digestivo de hombres y animales, y alimentos (como mantequilla, piel de patata, frutas, y leche de vaca y sus derivados). Además, cada especie o cepa de Prototheca tiene una susceptibilidad diferente a los agentes de cloración comerciales. Debido a ello, la cloración no es uniformemente efectiva en la eliminación de especies de Prototheca potencialmente patógenas de los efluentes de aguas residuales y desechos domésticos, por lo que las algas sobreviven y regresan al medio ambiente. 

Prototecosis humana

La prototecosis humana es un padecimiento cosmopolita, aunque más frecuente en áreas tropicales. La infección por Prototheca puede ocurrir tanto en pacientes inmunocompetentes como inmunosuprimidos, aunque las infecciones más graves y diseminadas tienden a ocurrir en pacientes inmunocomprometidos. La especie que más comúnmente causa la prototecosis humana es P.wickerhamii, seguida de P.zopfii. La patogénesis de esta infección es en gran parte desconocida. Se cree que las especies de Prototheca pueden infectar a los humanos por contacto de la piel con fuentes potenciales, tales como agua, suelo, piscinas o tanques de agua, animales de granja, y sitios de trabajo con humedad permanente. También, se piensa que en muchos casos los organismos consiguen entrar a través de heridas abiertas, traumatismos, heridas quirúrgicas, o incluso, a través de picaduras de insectos. Se admite que la prototecosis no se transmite de persona a persona. La susceptibilidad a adquirir la infección está vinculada a menudo con alguna forma de inmunosupresión. Los factores de riesgo incluyen: cirugía, diabetes mellitus, tratamiento con inmunosupresores, trasplante renal, infección por el VIH y SIDA, y quimioterapia o radioterapia. No se conoce el periodo de incubación de la enfermedad, pero se piensa que puede tardar de semanas a meses.

Clínicamente, la prototecosis puede manifestarse en tres formas, lesiones cutáneas, bursitis del olecranon, e infecciones diseminadas o sistémicas. Además, se han documentado presentaciones poco frecuentes como prototecosis del tracto urinario, del tracto respiratorio, intestinal, colpitis, coroiditis, infecciones inguinales, y meningitis. La piel es el órgano más frecuentemente afectado en la infección prototecal. Las lesiones cutáneas pueden presentarse de forma muy variada. Al menos la mitad de los casos de prototecosis son infecciones cutáneas simples, y la mayoría de éstas ocurren en individuos sometidos a terapia inmunosupresora. Por el contrario, los individuos que presentan bursitis por olecranon no están generalmente inmunocomprometidos, pero presentan un trauma, penetrante o no, en el codo afectado. Los signos y síntomas aparecen gradualmente varias semanas después del trauma e incluyen induración leve de la bolsa, acompañada de sensibilidad, eritema, y producción de cantidades variables de líquido serosanguinolento. Por último, la diseminación de Prototheca spp. ocurre en individuos severamente inmunodeprimidos. Los órganos más comúnmente afectados en la prototecosis sistémica son la piel, el tejido subcutáneo, el intestino, el peritoneo, la sangre y el bazo. En la mayoría de los casos descritos de infección diseminada, la especie involucrada fue P. wickerhamii.

Por lo general, el tratamiento de la prototecosis humana implica enfoques médicos y quirúrgicos, y el fracaso del tratamiento no es raro. Las algas del género Prototheca presentan una alta resistencia a antibióticos antibacterianos y antifúngicos. Los antifúngicos como ketoconazol, itraconazol, fluconazol y anfotericina B son los medicamentos más comúnmente utilizados hasta la fecha. Entre ellos, la anfotericina B muestra la mejor actividad contra Prototheca spp.

Prototecosis en animales 

En los animales, la prototecosis se manifiesta principalmente en bovinos y perros. En los bovinos, suele provocar mastitis, la cual constituye la prototecosis más común en animales. La mastitis bovina  es  causada por P. zopfii gen. 2 principalmente, pero también por P. blaschkeae y P. wickerhamii. En el pasado, la prototecosis en el ganado lechero se consideraba rara y se asociaba la infección con condiciones ambientales deficientes e higiene inadecuada del ordeño. Sin embargo, los casos de mastitis prototecal son cada vez más reconocidos como endémicos en todo el mundo. La mastitis bovina es una respuesta inflamatoria de la ubre, que se caracteriza por alteraciones patológicas en la glándula mamaria, una disminución abrupta en la producción de leche, un aumento en el recuento de células somáticas, y cambios fisioquímicos en la leche. A diferencia de la prototecosis humana, la mastitis bovina puede difundirse entre los animales de una explotación. Este contagio se ve favorecido por el hecho de que la mastitis prototecal  no presenta normalmente signos clínicos evidentes. Debido a la alta resistencia de P. zopfii a la terapia antimicrobiana convencional, el mejor método para el control se realiza mediante el diagnóstico precoz y la eliminación de las vacas infectadas. Como consecuencia, la mastitis prototecal bovina produce considerables pérdidas económicas en todo el mundo. 

Control de la contaminación con Prototheca

Debido a la resistencia de estas algas a la cloración, los tratamientos antifúngicos y antibacterianos, es importante adoptar medidas de prevención y control en los principales lugares de contagio. Los trabajadores de arrozales, explotaciones ganaderas, pescadores, agricultores, manipuladores de mariscos crudos, y personal de acuarios, están especialmente en riesgo de exposición a las especies de Prototheca. Principalmente, el control de Prototheca cobra importancia en las explotaciones ganaderas, donde supone grandes pérdidas económicas. Además, debido a que la prototecosis es una zoonosis, existe la posibilidad de que pueda convertirse en un problema de salud pública. Para evaluar el grado de contaminación ambiental, se puede analizar la presencia de Prototheca en diferentes tipos de muestra (agua de bebida de animales, agua de lavado del equipo de ordeño, hisopos de las pezoneras, alimento, material de cama, heces, etc.).También, es de vital importancia el control de los alimentos de origen animal, como la leche y sus derivados.

El diagnóstico de prototecosis se ha realizado tradicionalmente mediante el examen de las características morfológicas y bioquímicas del organismo aislado. Sin embargo, estos métodos tienden a generar resultados equívocos, y a menudo ha sido difícil determinar la especie causante de Prototheca. Recientemente, se ha demostrado que las técnicas moleculares, como la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) utilizando cebadores específicos de especies y genotipos, la secuenciación de nucleótidos del ADN ribosomal, el análisis proteómico, y la PCR en tiempo real, son herramientas útiles en la identificación de Prototheca spp.

Pruebas ofertadas por IVAMI

  • Detección de Prototheca spp. por aislamiento en cultivo, identificación presuntiva y cuantificación.
  • Detección de Prototheca spp. por aislamiento en cultivo e identificación molecular a nivel de especie.
  • Detección molecular directa de Prototheca spp.
  • Detección molecular de Prototheca spp. e identificación a nivel de especie.

Muestra recomendada:

 

  • Muestra líquida sospechosa o sometida a control (agua, leche). Se recomienda un mínimo de unos 250 ml o gramos introducidos en un recipiente de polipropileno (plástico no rígido) estéril.
  • Muestra sólida sospechosa o sometida a control (alimento, tierra, heces…). Se recomienda un mínimo de unos 100 g introducidos en un recipiente de polipropileno (plástico no rígido) estéril.
  • Hisopos para el muestreo de superficies.

 

Conservación y envío de la muestra:

 

  • Refrigerada (preferido) durante menos de 2 días.

 

Plazo de entrega de resultados:

 

  • Detección por aislamiento en cultivo e identificación presuntiva: 3 días
  • Detección por aislamiento en cultivo e identificación molecular: 5 días.
  • Detección molecular de Prototheca spp. directa: 2 días
  • Detección molecular e identificación a nivel de especie: 3 días

Coste de la prueba:  

 

  • Coste de la prueba cultivo e identificación molecular: consultar a ivami@ivami.com.
  • Coste de la prueba detección e identificación molecular: consultar a ivami@ivami.com.