Corynebacterium diphtheriae

Qué es Corynebacterium diphtheriae

Es la especie tipo del género Corynebacterium, la que fija el patrón para las demás. Sin embargo, no fueron sus fundadores quienes la describieron primero: esa distinción corresponde a Walter Kruse, que en 1886 publicó el organismo bajo el nombre provisional Bacillus diphtheriae. Diez años después, Lehmann y Neumann trasladaron la especie al género recién creado y la convirtieron en su representante de referencia, un detalle de prioridad nomenclatural que rara vez sale de los catálogos taxonómicos.

El genoma de referencia es el de la cepa NCTC 13129, aislada durante un brote grave de difteria en Europa del Este a comienzos de los años noventa y secuenciada por completo en 2003. El análisis reveló, además del gen de la toxina, tres conjuntos de genes que ensamblan otros tantos tipos de pelo bacteriano (SpaA, SpaD y SpaH), cada uno especializado en fijarse a un tejido distinto: el primero a la faringe, los otros dos a las vías respiratorias bajas. Fue la primera vez que se caracterizaron con detalle molecular estructuras de este tipo en una bacteria grampositiva.

Biotipos y clasificación

Clásicamente, la especie se subdivide en cuatro biotipos, bautizados según la gravedad que se les atribuía: gravis, intermedius y mitis, a los que en 1896 los italianos Belfanti y Della Vedova sumaron un cuarto, belfanti. Durante décadas la distinción se apoyó en la morfología de la colonia sobre agar con telurito y en un puñado de pruebas bioquímicas que el escocés John W. McLeod sistematizó en una revisión clásica de 1943. La correlación entre biotipo y severidad nunca se ha confirmado con solidez estadística.

La genómica ha terminado de desmontar el esquema. En 2018, un estudio de secuenciación mostró que el biotipo belfanti comparte menos del 95% de identidad de nucleótidos con la cepa de referencia, una distancia genética suficiente para proponerlo como especie propia: Corynebacterium belfantii. Un año más tarde, otro análisis dividió lo que quedaba de la especie en dos subespecies, C. diphtheriae subsp. diphtheriae y C. diphtheriae subsp. lausannense, esta última nombrada por Lausana, la ciudad suiza donde se aisló la cepa que reveló la diferencia.

Identificación en el laboratorio

En el cultivo comparte género con otras dos especies capaces de fabricar la misma toxina, C. ulcerans y C. pseudotuberculosis, de las que se distingue por un par de pruebas sencillas: C. diphtheriae no hidroliza la ureasa ni produce pirazinamidasa, mientras que las otras dos sí dan positivo para la primera. La confirmación de que una cepa concreta produce realmente la toxina, y no solo lleva el gen que la codifica, se apoya todavía hoy en una prueba de precipitación en gel ideada en 1949 por el microbiólogo húngaro afincado en Gran Bretaña Stephen Elek. Sustituyó de golpe a los ensayos con animales de laboratorio que se usaban hasta entonces, y setenta años de intentos por reemplazarla con técnicas moleculares no han logrado jubilarla del todo: la reacción en cadena de la polimerasa detecta el gen, pero no resuelve si de verdad se traduce en toxina activa.

Dónde vive y cómo se transmite

El ser humano es su único reservorio conocido; no existe, como sí ocurre con C. ulcerans, un ciclo animal documentado. La vía respiratoria, mediante gotas, es la forma habitual de contagio; el contacto con lesiones cutáneas abiertas es la segunda. Puede alojarse en la faringe de personas sin síntomas, portadoras que sostienen su circulación entre un brote y el siguiente.

Qué enfermedades produce

Solo las cepas toxigénicas causan la difteria en su forma clásica. Las que carecen del gen de la toxina no han desaparecido del cuadro clínico: se han descrito casos de faringitis, endocarditis y bacteriemia por cepas no toxigénicas, cuadros locales que no comparten la afectación a distancia característica de la forma tóxica.

Preguntas frecuentes

¿Qué es el biotipo belfanti?

Hasta hace pocos años, uno de los cuatro biotipos clásicos de la especie. Un estudio genómico de 2018 mostró que su distancia genética con el resto era suficiente para tratarlo como una especie aparte, hoy llamada Corynebacterium belfantii.

¿Puede producir enfermedad sin fabricar la toxina?

Sí. Y cada vez se documenta con más frecuencia. Las cepas no toxigénicas pueden colonizar la faringe sin dar ningún síntoma. También se han asociado a faringitis, a endocarditis y, en menor medida, a bacteriemia. Ninguno de estos cuadros presenta el daño a distancia (cardíaco, neurológico, renal) que caracteriza a la difteria clásica. Ese daño depende por completo de la toxina, y estas cepas no la fabrican. El fenómeno ha crecido en las últimas décadas, aunque los mecanismos por los que una cepa pierde o nunca adquiere el bacteriófago tox siguen sin resolverse del todo.

¿Cómo sabe un laboratorio si una cepa concreta produce la toxina?

Con una prueba que casi no ha cambiado desde 1949: la prueba de Elek, una reacción de precipitación en gel entre la toxina y un antisuero específico. La reacción en cadena de la polimerasa detecta el gen tox mucho más rápido, pero no resuelve si ese gen se está expresando de verdad, así que ambas técnicas se siguen usando juntas.

¿Todos los biotipos son igual de peligrosos?

No hay pruebas sólidas de que lo sean. Los nombres gravis, intermedius y mitis reflejan una idea de gravedad que se popularizó a mediados del siglo XX, pero los estudios genómicos más recientes no han encontrado una correlación consistente entre el biotipo y la severidad de la enfermedad.

¿Para qué sirven los pili que se descubrieron en su genoma?

Para adherirse a distintos tejidos del aparato respiratorio. El tipo SpaA se une preferentemente a células de la faringe, mientras que los tipos SpaD y SpaH muestran más afinidad por las vías respiratorias bajas. Corynebacterium diphtheriae fue el primer organismo grampositivo en el que se caracterizaron molecularmente pili de este tipo.

Referencias

1. LPSN (Leibniz Institute DSMZ). Corynebacterium diphtheriae (Kruse 1886) Lehmann and Neumann 1896.
2. Cerdeño-Tárraga AM, et al. Nucleic Acids Research. The complete genome sequence and analysis of Corynebacterium diphtheriae NCTC13129.
3. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. Taxonomic status of Corynebacterium diphtheriae biovar Belfanti and proposal of Corynebacterium belfantii sp. nov..
4. MedlinePlus (Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.). Difteria.
5. Manual MSD, versión para profesionales. Difteria.