Escherichia coli es un patógeno del tubo gastrointestinal humano que se sabe que causa infecciones de origen alimentario, con brotes epidémicos informados por primera vez en 1983 [1, 2].

E. coli O157, el serotipo más predominante, causa cada año aproximadamente un millón de casos de diarrea y 2000 casos de síndrome urémico hemolítico (SUH) en el mundo [3]. Se trata de un tipo de E. coli enterohemorrágica (ECEH) [4], se sabe que este tipo tiene una “isla” cromosómica de patogenicidad donde se codifica un sistema de secreción de tipo 3 (SST3), una adhesina llamada «intimina» y su receptor «Tir» (siglas en inglés de receptor translocador de intimina) [5]. La interacción de estos tres factores es fundamental en la patogenicidad de la ECEH.

Una vez que las bacterias se introducen en el tubo gastrointestinal, atraviesan la gruesa capa mucosa que protege los enterocitos. Mediante SST, Tir infecta las células y se expresa en la superficie de los enterocitos. La interacción entre Tir y la adhesina intimina permite la adhesión de las bacterias a la superficie mucosa [5]. Y así, la ECEH ha colonizado el tubo gastrointestinal.

Estrategia 2: El ataque

La colonización del intestino es solo una parte de la estrategia de dos frentes que persigue E. coli O157. Se sabe que esta cepa de E. coli produce también una citotoxina llamada toxina Shiga o Stx [1].

Por una parte, Stx aumenta la expresión de nucleolina, que es otro receptor de superficie para la intimina, reforzando de este modo la adherencia de la bacteria a la superficie mucosa.

Por otra parte, una vez lisada la célula bacteriana, Stx se libera en el interior del lumen intestinal y se fija a un receptor globotriaosilceramida (Gb3) en las células endoteliales microvasculares del intestino delgado. El complejo Stx-Gb3 es transportado al interior de la célula y hacia el retículo endoplasmático.

Una vez que llega, el complejo inhibe la síntesis de proteínas, lo que conduce a la muerte celular [6, 7]. En el caso de concentraciones inferiores a las letales, Stx puede conducir a una remodelación de la expresión celular. Como consecuencia, puede haber activación de los trombocitos [8], expresión de moléculas de adhesión [9] y quimiocinas inflamatorias [10]. Se potencia el efecto citotóxico de Dtx, se promueve la adhesión de leucocitos a las células endoteliales y se provoca trombosis y daño tisular. A su vez, la trombosis en los capilares conduce a hemólisis mecánica [11], así que los pacientes presentan eritrocitos fragmentados y reducción en los recuentos de trombocitos.

Estudio de caso e interpretación de los resultados

Un paciente de dos años de edad que llegó al hospital con heces acuosas, posteriormente sanguinolentas y con presencia de fiebre.

En el hemograma se indicaba una HGB de 6.8 g/dl (4.22 mmol/l), que provocó una señal de alerta de «Anemia» en el analizador y un recuento de trombocitos por fluorescencia (PLT-F ) de 27 x10⁹/l. En el cuarto día posterior al ingreso, se observó presencia de un 4 % de esquistocitos en el frotis de sangre.

Eritrocitos clasificados como esquistocitos por la aplicación «Advanced RBC Application» del DI-60, un analizador de imágenes digitales automatizado.

Se observaron interferencias de los esquistocitos en el histograma de trombocitos, lo que provocó una señal de alerta de «PLT Abn Distribution» (distribución anómala de trombocitos).

El histograma del paciente donde se aprecian interferencias en el discriminador superior.

Aumentó la población de reticulocitos observados en el diagrama de dispersión RET (zona púrpura y roja). Además, hay partículas azules que se extienden desde el grupo de eritrocitos maduros hasta la zona de FSC inferior. La presencia de eritrocitos de pequeño tamaño y de esquistocitos en esta zona del diagrama de dispersión provocó una señal de alerta de fragmentos, «Fragments?»

El diagrama de dispersión RET con una población de eritrocitos (azul) que se extiende hacia la zona de FSC inferior.

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Los resultados de las pruebas mostraron también lesión renal aguda y lactato deshidrogenasa (LDH) elevada, además de un aumento de leucocitos y de la proteína C-reactiva (PCR). Esto condujo a la sospecha de síndrome urémico hemolítico (SUH). Se encontraron anticuerpos contra el lipopolisacárido de Escherichia coli O157, lo cual confirmó el diagnóstico de SUH por E. coli. productora de toxina Shiga.

Bibliografía

[1] Tarr PI et al. (1995): Escherichia coli 0157:H7: Clinical, Diagnostic, and Epidemiological Aspects of Human Infection. Clin Infect Dis. 20(1): 1-10.

[2] Riley LW et al. (1983): Hemorrhagic colitis associated with a rare Escherichia coli serotype. N Engl J Med. 308(12): 681-685.

[3] Majowicz SE et al. (2014): Global incidence of human Shiga toxin-producing Escherichia coli infections and deaths: A systematic review and knowledge synthesis. Foodborne Pathog. Dis. 11(6): 447–455

[4] Gambushe SM et al. (2022): Review of Escherichia coli O157:H7 Prevalence, Pathogenicity, Heavy Metal and Antimicrobial Resistance, African Perspective. Infect Drug Resist. 15: 4645–4673.

[5] Joseph A et al. (2020): Shiga Toxin-Associated Hemolytic Uremic Syndrome: A Narrative Review. Toxins. 12(2): 67.

[6] Johannes L et al. (2010): Shiga toxins—From cell biology to biomedical applications. Nat. Rev. Microbiol. 8(2): 105–116.

[7] Kavaliauskiene S et al. (2017): Protection against Shiga Toxins. Toxins. 9(2): 44.

[8] Karpman D et al. (2001): Platelet activation by Shiga toxin and circulatory factors as a pathogenetic mechanism in the hemolytic uremic syndrome. Blood. 97(10): 3100–3108.

[9] Morigi M et al. (1995): Verotoxin-1 promotes leukocyte adhesion to cultured endothelial cells under physiologic flow conditions. Blood. 86(12): 4553–4558.

[10] Zoja C et al. (2002): Shiga toxin-2 triggers endothelial leukocyte adhesion and transmigration via NF-kappaB dependent up-regulation of IL-8 and MCP-1. Kidney Int. 62(3): 846–856.

[11] Bommer M et al. (2018): The Differential Diagnosis and Treatment of Thrombotic Microangiopathies. Dtsch Arztebl Int. 115(19): 327–334.

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