Archivos mensuales: diciembre 2016

La amenaza de los renos zombies

Mañana, 21 de diciembre de 2016, a las 11h 44m, hora oficial peninsular, según cálculos del Observatorio Astronómico Nacional (Instituto Geográfico Nacional – Ministerio de Fomento) comienza en España el invierno. Durará 88 días y 23 horas, y terminará el 20 de marzo de 2017 con el comienzo de la primavera1.

Llega el invierno y con él la nieve. No es el caso de España, pero en otros países, grandes zonas quedan cubiertas por una gruesa capa de nieve, nieve, en otros tiempos, casi perpetua… pero no ahora. Ahora los años son mucho más cálidos y como consecuencia de ello zonas que siempre estuvieron cubiertas de nieve, sufren el deshielo y dejan al descubierto lo que alguna vez estuvo seguro bajo esa gruesa capa de nieve perpetua.

 

 

La noticia

A finales del mes de julio, en medio de un período de intenso calor, apareció una curiosa noticia, “renos muertos hacia más de 75 años habían despertado de su letargo y habían causado diversos fallecimientos y una gran alarma social”.

En realidad la noticia era que como consecuencia de las altas temperaturas habidas en la región siberiana de Yamalo Nenets, un distrito autónomo de Siberia, situado a unos 2000 km al noreste de Moscú, se había producido un brote de “peste siberiana”, como allí denominan al carbunco o anthrax, consecuencia del deshielo producido en una zona donde se habían “enterrado” cadáveres de renos muertos por carbunco hacía varios años.2,3,4,5,6,7,8

En rojo el distrito de Yamalo Nenets donde se ha producido el brote

 

Este brote de ántrax ha matado a más de 2000 renos y ha infectado al menos a 20 personas, la mayoría niños, uno de los cuales ha fallecido a causa de la forma intestinal de la infección.

Las autoridades rusas han indicado que se ha procedido a tratar a la población de Yamalo Nenets en riesgo con antibióticos como medida preventiva, y se ha vacunado a veterinarios y pastores. Especialistas trabajan para descontaminar la zona y deshacerse de los cadáveres de los renos infectados mediante incineración, y se trabaja para identificar los lugares empleados en el pasado como cementerios de animales.

 

 

Las endosporas

Algunas bacterias Gram positivas (principalmente de los géneros Bacillus, Clostridium, Sporosarcina y Thermoactinomyces) cuando perciben que se avecina un largo periodo de privación de nutrientes (fuente de carbono, fuente de nitrógeno o incluso carencia de fosfato) son capaces de esporular, es decir, de formar endosporas9.

En el proceso de esporulación o esporogénesis la célula vegetativa inicia una serie de complejos cambios genéticos, metabólicos y estructurales, que conducen a la diferenciación, en el interior de la célula vegetativa original, de una célula durmiente (la endospora). La célula madre, la célula vegetativa original que generó la endospora, finalmente se autodestruye (autolisis), liberando la endospora, que es capaz de permanecer en estado durmiente (criptobiótico), varios decenios.

Ciclo vegetativo y de esporulación en el Bacillus subtilis10

 

El nombre de endospora viene a sugerir la existencia de una espora o semilla “dentro, (endo significa dentro), pero no es una verdadera espora, es decir, no es una forma de descendencia, como lo son las esporas de los Actinomicetes o de los hongos. Es una forma de supervivencia.

Las endosporas son células en estado durmiente o de letargo, con una bajísima tasa metabólica (no son formas reproductivas), que representan una etapa del ciclo de vida de determinadas bacterias, y que se caracterizan por una estructura peculiar, diferenciada respecto de las células vegetativas, por un estado metabólico prácticamente nulo, y una elevada resistencia a los agentes ambientales hostiles o desfavorables.

Las endosporas presentan11:

  • Una actividad metabólica prácticamente nula (hipometabolismo)
  • Una gran resistencia al calor
  • Una gran resistencia a las radiaciones (UV, rayos X y radiación gamma)
  • Una gran resistencia a los productos químicos

La composición química y la estructura de las endosporas juegan un papel muy importante en la resistencia de las mismas12,13,14,15.

La resistencia al calor puede ser debida a su bajo contenido en agua (~ 30 %) y alto contenido en ácido dipicolínico (acido piridin-2,6-dicarboxílico, CAS 499-83-2) (~ 15%).

La resistencia a las radiaciones se atribuye a la presencia de puentes disulfuro, debido a la cisteína de las proteínas de la cubierta externa.

La resistencia al efecto de los productos químicos se atribuye a la impermeabilidad de la gracias a su gran grosor y su peculiar composición a base de proteínas ricas en aminoácidos hidrófobos y con abundantes puentes disulfuro (cistinas).

 

 

La enfermedad

El carbunco o ánthrax es una enfermedad infecciosa producida por las bacterias de Bacillus anthacis, aunque la transmisión de la enfermedad parece ser debida a las endosporas del mismo y no a la forma vegetativa. Dependiendo de la vía de entrada en el organismo tenemos tres formas de carbunco con diferentes síntomas y letalidad, debido a la dificultad un diagnóstico temprano por la similitud de sus síntomas con los de otras enfermedades16,17.

La infección se produce cuando las endosporas penetran la piel a través de una herida (carbunco cutáneo) o la mucosa del aparato digestivo (carbunco gastrointestinal), o bien cuando se inhalan las endosporas (carbunco inhalatorio). Después de la ingestión por macrófagos en el lugar de penetración, la bacteria adopta la forma vegetativa y procede a proliferar en los espacios extracelulares y a producir la cápsula y las toxinas. Cuando se inhalan esporas, éstas se depositan en los espacios alveolares y de ahí son transportadas a los nódulos mediastínicos, donde germinan en un período de 60 días.

En el carbunco cutáneo las endosporas se introducen a través de la piel no intacta y producen una necrosis localizada con formación de escaras y edema de mucosa que puede ser generalizado. Después de 1 a 3 horas de la inoculación empieza la germinación masiva. Las endosporas son fagocitadas y llevadas a los ganglios linfáticos regionales causando linfangitis y linfoadenopatía dolorosa. Por el torrente sanguíneo se puede difundir y producir toxemia. La mayor parte de los casos de carbunco son de la forma cutánea cuya tasa de letalidad es menor de 1%.16

La forma más rara y más peligrosa de carbunco, que suele ser mortal, es la que se produce por inhalación. Debido a su pequeño tamaño, las esporas son capaces de llegar a los alvéolos y pasar a los ganglios linfáticos regionales y células epiteliales pulmonares. Si pasan a la sangre pueden producir septicemia, incluso meningitis hemorrágica, mediastinitis hemorrágica y edema pulmonar. No es frecuente la neumonía. El edema pulmonar y el shock séptico son las principales causas de muerte. Después de la inhalación de esporas la sintomatología se inicia como un síndrome gripal inespecífico, con fiebre, mialgia, dolor de cabeza y tos no productiva. De 2 a 4 días después se establece bruscamente un fallo respiratorio y en la radiografía torácica se aprecia ensanchamiento del mediastino, linfoadenopatía mediastínica y mediastinitis hemorrágica. A los 2 o 3 días del comienzo de la enfermedad se aprecian bacilos Gram positivos en cultivo de sangre.16

El carbunco gastrointestinal, sin duda el más raro, se manifiesta de dos a cinco días después de la ingestión de carnes mal cocinadas, contaminadas con endosporas, y se manifiesta con náuseas, vómitos, fiebre y dolor abdominal. Poco después se destapa un cuadro diarreico sanguinolento con dolor abdominal agudo como consecuencia de las ulceraciones en el íleo terminal o en el ciego. La mortalidad es del orden del 50%.16

 

 

Referencias:

  1. “Inicio de las estaciones”, Ministerio de Fomento, http://astronomia.ign.es/inicio-de-las-estaciones
  2. “El brote de ántrax que pudo estar enterrado cientos de años y dejó un niño muerto en Rusia”, http://www.bbc.com/mundo/noticias-36988092
  3. “‘Zombie’ Anthrax Outbreak in Siberia: How Does It Kill?”, http://www.livescience.com/55621-zombie-anthrax-kills-in-siberia.html
  4. “Urgent evacuation of reindeer herders from Arctic anthrax outbreak zone”, http://thebarentsobserver.com/en/arctic/2016/07/urgent-evacuation-reindeer-herders-arctic-anthrax-outbreak-zone
  5. “Russian officials blame thawed reindeer carcass in anthrax outbreak”, http://edition.cnn.com/2016/07/28/health/anthrax-thawed-reindeer-siberia/
  6. “Siberian Heatwave Sparks Anthrax Outbreak, Killing A Child And Thousands Of Reindeer”, http://www.huffingtonpost.com/entry/siberia-anthrax-reindeer_us_57a11c78e4b0693164c32de5
  7. “Alerta en Rusia por un brote de ántrax que ha causado ya un muerto”, http://www.elperiodico.com/es/noticias/internacional/alerta-rusia-brote-antrax-siberia-reno-infectado-5306209
  8. “Anthrax Outbreak In Russia Thought To Be Result Of Thawing Permafrost”, http://www.npr.org/sections/goatsandsoda/2016/08/03/488400947/anthrax-outbreak-in-russia-thought-to-be-result-of-thawing-permafrost
  9. “Diferenciaciones celulares”, http://www.ugr.es/~eianez/Microbiologia/09esporas.htm#_Toc5703yolo9368
  10. “The Bacillus subtilis endospore: assembly and functions of the multilayered coat”, Peter T. McKenney, Adam Driks and Patrick Eichenberger, Nat Rev Microbiol. 2013 Jan; 11(1): 33-44
  11. “Endosporas y formas de persistencia”, http://www.biologia.edu.ar/bacterias/micro7.htm#esporulacion
  12. “Formation and Composition of the Bacillus anthracis Endospore”, Hongbin Liu, Nicholas H. Bergman, Brendan Thomason, Shamira Shallom, Alyson Hazen, Joseph Crossno, David A. Rasko, Jacques Ravel, Timothy D. Read, Scott N. Peterson, John Yates III, and Philip C. Hanna, J. Bacteriol. January 2004 vol. 186 no. 1 164-178
  13. “Spores of Bacillus subtilis their resistance to and killing by radiation, heat and chemicals”, P. Setlow, J Appl Microbiol. 2006 Sep;101(3):514-25.
  14. “Structure, Assembly, and Function of the Spore Surface Layers”, Adriano O. Henriques and Charles P. Moran, Annu. Rev. Microbiol. 2007. 61:555–88
  15. “The Bacillus anthracis spore”, Adam Driks, Molecular Aspects of Medicine, Volume 30, Issue 6, December 2009, Pages 368–373
  16. “Protocolo de vigilancia del carbunco”, Murcia Salud, https://www.murciasalud.es/recursos/ficheros/287174-PROTOCOLO_DE_VIGILANCIA_DE_CARBUNCO.pdf
  17. “Medical Progress-Anthrax”, Terry C. Dixon, Matthew Meselson, Jeanne Guillemin, and Philip C. Hanna, N Engl J Med 1999; 341:815-826, September 9, 1999. http://www.nejm.org/doi/pdf/10.1056/NEJM199909093411107