Escherichia coli

Qué es Escherichia coli

E. coli es el organismo procariota más estudiado en la historia de la biología. Su genoma fue uno de los primeros en secuenciarse por completo (cepa K-12, en 1997), y sigue siendo la herramienta de referencia en genética molecular, ingeniería de proteínas recombinantes y biotecnología industrial. Desde el punto de vista clínico, representa a la vez un comensal beneficioso del tracto digestivo y un patógeno oportunista capaz de causar enfermedad cuando accede a localizaciones extraintestinales o cuando se trata de cepas que han adquirido factores de virulencia específicos.

El nombre del género rinde homenaje al pediatra y bacteriólogo alemán Theodor Escherich (Ansbach, 1857; Viena, 1911), quien aisló la bacteria a partir de heces de lactantes en 1885 y la denominó Bacterium coli commune, algo así como "bacteria común del colon". En 1919, Castellani y Chalmers reclasificaron el microorganismo en el nuevo género Escherichia.

Características microbiológicas

E. coli es un bacilo de entre 1 y 3 μm de longitud, no esporulado, con flagelos perítricos que le confieren movilidad. Fermenta la glucosa y la lactosa con producción de gas, es catalasa positiva y oxidasa negativa. Su crecimiento óptimo se sitúa entre 35 y 43 °C, rango coherente con la temperatura corporal de los mamíferos, y puede sobrevivir en condiciones aerobias y anaerobias.

El esquema de serotipificación que desarrolló Kauffman distingue antígenos somáticos O (176 descritos), flagelares H (más de 50) y capsulares K (alrededor de 80). La combinación O:H define el serotipo y permite asociar determinadas cepas con cuadros clínicos concretos. Uno de los más conocidos es el serotipo O157:H7, responsable de brotes de colitis hemorrágica y del síndrome urémico hemolítico en niños.

Patovares intestinales

No todas las E. coli patógenas actúan del mismo modo. La microbiología clínica reconoce al menos seis patovares intestinales, cada uno con mecanismos de virulencia, epidemiología y cuadro clínico propios:

E. coli enterotoxigénica (ETEC) es la causa más frecuente de la llamada "diarrea del viajero". Produce enterotoxinas termolábiles y termoestables que estimulan la secreción de líquido hacia la luz intestinal sin dañar la mucosa.

E. coli enterohemorrágica (EHEC), cuyo serotipo más estudiado es el O157:H7, elabora toxinas de tipo Shiga que dañan el endotelio vascular del colon y del riñón. Puede provocar colitis hemorrágica grave y desencadenar el síndrome urémico hemolítico, que cursa con anemia hemolítica microangiopática, trombocitopenia e insuficiencia renal aguda.

E. coli enteropatógena (EPEC) destaca como agente de diarrea infantil en países en desarrollo. Coloniza el epitelio del intestino delgado mediante un mecanismo de adhesión y borrado de las microvellosidades.

Existen además la E. coli enteroinvasiva (EIEC), que produce un cuadro disentérico similar al de Shigella; la enteroagregativa (EAEC), asociada a diarrea persistente en niños y en viajeros; y la de adherencia difusa (DAEC), de significado patógeno menos definido.

Infecciones extraintestinales

Fuera del aparato digestivo, E. coli es el agente etiológico más frecuente de la infección urinaria, tanto en la comunidad como en el medio hospitalario. En mujeres jóvenes, hasta el 80 % de las cistitis no complicadas se deben a esta especie. Cuando la bacteria asciende por el tracto urinario puede causar pielonefritis y, si alcanza el torrente sanguíneo, bacteriemia y sepsis de origen urinario.

Las cepas que poseen la cápsula K1 merecen mención aparte. Son responsables de la meningitis neonatal por gramnegativos, la segunda causa de meningitis bacteriana en el recién nacido tras el estreptococo betahemolítico del grupo B. También pueden provocar peritonitis espontánea en pacientes cirróticos y abscesos intraabdominales tras perforación intestinal.

Resistencia a los antimicrobianos

Un aspecto que ha convertido a E. coli en motivo de preocupación para la salud pública es la creciente aparición de cepas productoras de betalactamasas de espectro extendido (BLEE) y, más recientemente, de carbapenemasas. Estas cepas multirresistentes complican el manejo de infecciones urinarias, la sepsis nosocomial y las infecciones intraabdominales posquirúrgicas. La OMS incluyó en 2017 a Enterobacteriaceae resistentes a carbapenémicos en su lista de patógenos prioritarios para la investigación de nuevos antibióticos.

Preguntas frecuentes

¿De dónde viene el nombre Escherichia coli?

Escherichia rinde homenaje a Theodor Escherich, pediatra alemán que aisló la bacteria en 1885 a partir de heces de lactantes sanos. La denominó Bacterium coli commune ("bacteria común del colon"). En 1919, Castellani y Chalmers la rebautizaron con el nombre actual.

¿Todas las E. coli son peligrosas?

No. La inmensa mayoría de las cepas de E. coli son comensales inofensivos que conviven con el ser humano en el intestino desde las primeras horas de vida. Solo un pequeño porcentaje posee factores de virulencia que las convierten en patógenas.

¿Qué papel tiene E. coli como organismo modelo en investigación?

Es el procariota más utilizado en biología molecular y biotecnología. Su genoma se conoce al detalle, se reproduce con rapidez (puede dividirse cada 20 minutos en condiciones óptimas) y es fácil de manipular genéticamente. Buena parte de los descubrimientos sobre replicación del ADN, regulación génica y producción de proteínas recombinantes se obtuvieron trabajando con cepas de laboratorio derivadas de E. coli K-12.

¿Cómo se previenen las infecciones alimentarias por E. coli?

La cocción completa de la carne (temperatura interna de al menos 71 °C), el consumo exclusivo de leche y zumos pasteurizados, el lavado cuidadoso de frutas y verduras y la higiene de manos constituyen las medidas más eficaces para evitar la ingestión de cepas patógenas.

Referencias

1. MedlinePlus en español. Infecciones por Escherichia coli.
2. Manual MSD, versión para público general. Infecciones por Escherichia coli.
3. Manual MSD, versión para profesionales. Infecciones por Escherichia coli.
4. Organización Mundial de la Salud. E. coli. Datos y cifras.