Helicobacter pylori , la bacteria de moda

Helicobacter pylori es una bacteria que infecta el mucus del epitelio estomacal humano. Muchas úlceras y algunos tipos de gastritis son debidas a infecciones por H. pylori. En muchos casos, los sujetos infectados nunca llegan a desarrollar ningún tipo de síntoma. Esta bacteria vive exclusivamente en el estómago humano, siendo el único organismo conocido que puede subsistir en un ambiente tan extremadamente ácido. Es una bacteria espiral (de esta característica morfológica deriva el nombre de Helicobacter) y puede “atornillarse” literalmente por sí misma para colonizar el epitelio estomacal.
 Origen del nombre  La bacteria fue llamada inicialmente Campylobacter pyloridis, después C. pylori (al corregirse la gramática latina) y en 1989, después de secuenciar su ADN se vio que no pertenecía al género Campylobacter y fue emplazada dentro del género Helicobacter. El nombre pylori viene del latín pylorus, que significa “guardabarrera”, y hace referencia al píloro (la apertura circular del estómago que conduce al duodeno).

 Historia 
 Primeras evidencias  En 1875, científicos alemanes descubrieron bacterias espirales en el epitelio del estómago humano. Estas bacterias no podrían ser cultivadas y por consiguiente este descubrimiento se olvidó en aquel momento.[2] En 1892, el investigador italiano Giulio Bizzozero describió una serie de bacterias espirales que vivían en el ambiente ácido del estómago de perros.

El profesor Walery Jaworski de la Universidad de Jagiellonian en Cracovia investigó sedimentos de lavados gástricos obtenidos de humanos en 1899. Además de unas bacterias alargadas, también encontró bacterias con una característica forma espiral, a las cuales llamó Vibrio rugula. Este investigador fue el primero en sugerir la participación de este microorganismo en enfermedades gástricas. Aunque este trabajo fue incluido en el “Manual de Enfermedades Gástricas”, no tuvo mucho impacto debido a que estaba escrito en polaco.[3]
 Redescubrimiento y caracterización  Esta bacteria fue redescubierta en 1979 por el patólogo australiano Robin Warren, quien en investigaciones posteriores (a partir de 1981) junto a Barry Marshall, aisló este microorganismo de las mucosas de estómagos humanos y fue el primero que consiguió cultivarla.[4] En el trabajo original, Warren y Marshall afirmaron que muchas de las úlceras estomacales y gastritis estaban causadas por la colonización del estómago por esta bacteria, y no por estrés o comida picante como se sostenía hasta entonces.[5]
 Implicación en patogénesis  La comunidad médica fue muy reticente a reconocer el hecho de que esta bacteria fuese la causante tanto de úlceras estomacales como de gastritis, ya que creía que las bacterias no podían sobrevivir por mucho tiempo en el medio ácido del estómago. La comunidad empezó a cambiar de idea con base en estudios posteriores que reafirmaron esta idea, incluyendo uno en el que Marshall bebió un cultivo de H. pylori, desarrollando una gastritis y recobrando la bacteria de su propio revestimiento estomacal; con esto, satisfizo 3 de los cuatro postulados de Koch. La gastritis de Marshall se curó sin ningún tratamiento.

Marshall y Warren posteriormente descubrieron que los antibióticos eran efectivos para el tratamiento de la gastritis. En 1994, los National Institutes of Health reportaron que las úlceras gástricas más comunes eran causadas por H. pylori, y recomendaron el uso de antibióticos, siendo incluidos en el régimen de tratamiento.[6] En 2005, Warren y Marshall fueron galardonados con el Premio Nobel de Medicina por sus trabajos acerca de H. pylori.[7]

Antes de comprobarse la implicación de H. pylori en enfermedades estomacales, las úlceras estomacales eran tratadas con medicamentos que neutralizaban la acidez. Esto hacía muchas veces que las úlceras reaparecieran después de dejar el tratamiento. La medicación tradicional frente a la gastritis eran las sales de bismuto (subcitrato de bismuto coloidal o subsalicilato de bismuto).[8] Este tratamiento a menudo era efectivo, pero su efectividad disminuía con un uso prolongado, además de desconocerse el mecanismo de acción de este fármaco. Todavía no está claro si el bismuto puede actuar como un antibiótico. Actualmente, muchas úlceras son tratadas de forma efectiva utilizando antibióticos frente a H. pylori (2006).

Mientras H. pylori sigue siendo la bacteria más importante conocida que habita en el estómago humano, algunas especies más del género Helicobacter han sido ahora identificadas en otros mamíferos y en algunas aves. Se ha comprobado que algunas de estas pueden infectar a humanos. Existen especies de Helicobacter que son capaces de infectar el hígado de ciertos mamíferos y de causar por tanto diversas enfermedades hepáticas.
 Estructura de la bacteria  
Estructura de H. pyloriH. pylori es una bacteria Gram negativa de forma espiral, de alrededor de 3 micras de largo con un diámetro aproximado de unas 0,5 micras. Tiene unos 4–6 flagelos. Es microaerófila, es decir, requiere oxígeno pero a más bajas concentraciones de las encontradas en la atmósfera. Usa hidrógeno y metanogénesis como fuente de energía. Además es oxidasa y catalasa positiva.
Modelo molecular de la enzima ureasa de H. pyloriCon su flagelo y su forma espiral, la bacteria “taladra” literalmente la capa de mucus del estómago, y después puede quedarse suspendida en la mucosa gástrica o adherirse a células epiteliares. H. pylori produce adhesinas, las cuales se unen a lípidos asociados a membranas y a carbohidratos
 Infección  
Tinción Inmunohistoquímica de Helicobacter procedente de una biopsia estomacal.La infección por H. pylori puede ser sintomática o asintomática (sin efectos visibles en el enfermo), se estima que más del 70% de las infecciones son asintomáticas. En ausencia de un tratamiento basado en antibióticos, una infección por H. pylori persiste aparentemente durante toda la vida. El sistema inmune humano es incapaz de erradicarla.
 Vía de infección  La bacteria ha sido aislada de heces, saliva y placa dental de pacientes infectados, lo cual sugiere una ruta gastro-oral o fecal-oral como posible vía de transmisión.
 Epidemiología  Se estima que más de dos tercios de la población mundial se encuentra infectada por esta bacteria. La proporción de infección varía de nación a nación. En el mundo occidental (Oeste de Europa, Norteamérica y Australia), la proporción es de alrededor de un 25% de la población, siendo mucho mayor en el tercer mundo. En este último caso, es común, probablemente por las pobres condiciones sanitarias, encontrar infecciones en niños. En los Estados Unidos, la infección se da principalmente entre personas de edad avanzada (más del 50% de éstas ocurren en personas de más de 60 años frente a un 20% entre personas de menos de 40) y entre pobres.

Estas discrepancias se atribuyen a una mayor higiene y al mayor uso de antibióticos en países más ricos. De cualquier forma en los últimos años están apareciendo cepas de H. pylori que presentan resistencia a antibióticos. Hay ya cepas resistentes incluso a metronidazol en el Reino Unido.
Modo de infección de H. pylori:
1. H. pylori penetra la capa mucosa del estómago y se adhiere a la superficie de la capa mucosa epitelial gástrica.
2. Produce amoníaco a partir de la urea para neutralizar el ácido gástrico.
3. Migración y proliferación de H. pylori al foco de infección.
4. Se desarrolla la ulceración gástrica con destrucción de la mucosa, inflamación y muerte de las células mucosas.
 Diagnóstico  Existen diferentes métodos para diagnosticar una infección de H. pylori. Uno es detectando anticuerpos específicos en una muestra de sangre del paciente o de heces, utilizando antígenos. También se utiliza la prueba del aliento con urea, en la cual el paciente bebe urea marcada con 14C o 13C, produciéndose posteriormente (debido al metabolismo de la bacteria) dióxido de carbono marcado, el cual es detectado en la respiración. Otro método de diagnóstico es la biopsia, y apunta a medir la ureasa activa en la muestra extraída (test rápido de la ureasa). Otra forma de diagnosticar una infección de H. pylori es por medio de una muestra histológica o de un cultivo celular.
 Problemas en el diagnóstico  Ninguno de estos métodos es completamente infalible. La prueba de anticuerpos sanguíneos, por ejemplo, tiene tan sólo entre un 76% y un 84% de sensibilidad. La medicación, por otro lado, puede afectar a la actividad de la ureasa y dar falsos positivos en los métodos basados en ella.
 Tratamiento  Actualmente se trata solo cuando se presenta infección sintomática. Se usa Claritromicina, Amoxicilina, Tetraciclina. Anteriormente se utilizaba metronidazol, pero ahora se sabe que se presenta resistencia en más del 80%.
Colonización de H. pylori sobre la superficie del epitelio regenerativo. (Warthin-Starry’s silver)
 Infección asintomática  En pacientes que presentan una infección asintomática, el tratamiento generalmente no está recomendado…
 Infección sintomática  En pacientes con úlceras gástricas en donde se detecta H. pylori, el procedimiento habitual es erradicarlo hasta que la úlcera sana. El tratamiento más extendido es la triple terapia. El gastroenterólogo de Sydney Thomas Borody inventó la primera triple terapia en 1987. Hoy en día la triple terapia estándar es amoxicilina, claritromicina y omeprazol; en algunos casos se usa un inhibidor de la bomba de protones diferente. El metronidazol es utilizado en lugar de amoxicilina en aquellos pacientes alérgicos a la penicilina. Esta terapia ha revolucionado el tratamiento de las úlceras gástricas y ha hecho posible la cura de esta enfermedad, siendo que previamente sólo se controlaban los síntomas utilizando antiácidos, antagonistas de los receptores H2- o inhibidores de la bomba de protones.

Desafortunadamente, se ha incrementado el número de infecciones individuales que portan cepas resistentes a este primer tratamiento con antibióticos. Esto ha hecho que el tratamiento inicial falle y se requiera de aplicaciones adicionales de terapia antibiótica. En estos casos donde aparece resistencia se utiliza una cuádruple terapia incorporándose el bismuto, un metal que es también efectivo en combinación con otras drogas. En casos de resistencia a claritromicina se recomienda el uso de levofloxacina como parte de la terapia.
 Terapias alternativas  Por otro lado hay algunas evidencias preliminares que indican que el consumo regular de brócoli puede erradicar a H. pylori[9] . Giaconda, una compañía biotecnológica australiana de la cual Thomas Borody es el mayor accionista, está trabajando en una nueva terapia para tratar cepas de H. pylori resistentes.
 Cáncer y H. pylori  El cáncer gástrico y el linfoma de MALT (linfoma de la mucosa asociada al tejido linfoide), han sido relacionados con H. pylori, por lo que esta bacteria ha sido catalogada en el grupo I de carcinógenos por la Agencia Internacional de Investigación del Cáncer. Mientras que la asociación de estas enfermedades con H. pylori está apoyada por sospechas razonables, no está totalmente claro que haya una relación causal involucrada.
 Mecanismos de acción  Se investigan dos mecanismos relacionados con esta supuesta capacidad de H. pylori de producir cáncer. El primero involucra la posibilidad de generar radicales libres asociada a una infección de H. pylori, la cual produciría un aumento en la tasa de mutación de la célula huésped. El segundo mecanismo ha sido llamado ruta perigenética[10] e involucra la trasformación del fenotipo de la célula huésped por medio de alteraciones en proteínas celulares tales como proteínas de adhesión. Se ha propuesto que H. pylori sería capaz de inducir inflamación y niveles localmente altos de TNF-alfa o interleucina 6. De acuerdo con el mecanismo perigenético propuesto las moléculas señalizadoras de inflamación, tales como TNF-alfa, podrían alterar la capacidad de adhesión de las células epiteliales del estómago y conducir a la dispersión y migración de estas células epiteliales mutadas sin necesidad de alteraciones adicionales en genes supresores de tumores, tales como genes que codifican para proteínas de adhesión celular.
 Reflujo ácido y cáncer de esófago  La tasa de infección por H. pylori ha ido decreciendo en países desarrollados, presuntamente debido a las mejoras en la higiene y al incremento del uso de antibióticos. En consecuencia, la incidencia de cáncer de estómago en los Estados Unidos ha descendido en un 80% desde 1900 a 2000. No obstante, se ha visto un dramático incremento —en este mismo periodo— de ciertas enfermedades relacionadas con el reflujo gastroesofágico y el cáncer de esófago. En 1996, Martin J. Blaser expuso una teoría en la cual H. pylori podría tener un efecto beneficioso ya que regularía la acidez en el estómago, bajando el impacto de las regurgitación de los ácidos del estómago hacia el esófago. Esta teoría, a la espera de más pruebas sólidas que la confirmen, aún no está universalmente aceptada.
 Estudios genómicos de diferentes cepas  
Micrografía de barrido de H. pyloriSe conocen varias cepas de Helicobacter, y el genoma de dos de ellas ha sido completamente secuenciado.[11] El genoma de la cepa “26695″ consta de 1,7 millones de pares de bases, con un total de aproximadamente 1.550 genes. Las dos cepas secuenciadas muestran muchas diferencias genéticas, con más de un 6% de nucleótidos diferentes. El estudio del genoma de H. pylori se centra en aspectos relacionados con la patogenicidad, es decir, la habilidad de este organismo en causar enfermedades. En la base de datos del genoma de H. pylori existen unos 62 genes en la categoría de patogénesis.
 Isla Cag de patogenicidad  Ambas cepas secuenciadas tienen una isla de patogenicidad (una secuencia de genes que se cree que participa en la capacidad infecciosa de la bacteria) llamada Cag: Mide 40 Kilobases de tamaño y contiene unos 40 genes. Esta isla de patogenicidad está generalmente ausente en cepas de H. pylori aisladas de humanos con infecciones asintomáticas.

El gen cagA codifica una de las proteínas de virulencia mayoritarias en H. pylori. Las cepas bacterianas que tienen el gen cagA, están asociadas con la habilidad de causar úlceras severas. Este gen codifica la síntesis de una proteína relativamente larga (1.186 aminoácidos). La proteína CagA ingresa al interior de las células humanas donde interrumpe el normal funcionamiento del citoesqueleto. La isla de patogenicidad Cag, tiene unos 30 genes que codifican un complejo de transporte (sistema de secreción tipo IV). Después de fijarse a las células epiteliales del estómago, la proteína CagA es inyectada dentro de la célula por este sistema de secreción. La proteína CagA es fosforilada en un residuo específico de tirosina por proteínas de membrana de la célula huésped. Se ha visto que cepas patogénicas de H. pylori activan el receptor del factor de crecimiento epidérmico (EGFR en inglés), una proteína de membrana con tirosina quinasa. La activación del EGFR por H. pylori está asociado con alteraciones en las señales de transducción y de expresión génica en las células huéspedes y este hecho puede contribuir a su patogenicidad. También se ha sugerido que la región C-terminal de la proteína CagA (aminoácidos 873-1002) podría regular la transcripción genética de la célula huésped, independientemente de la fosforilación. Se piensa, debido al bajo contenido GC del gen cagA en comparación con el resto del genoma, que este gen fue adquirido por transferencia horizontal desde otra bacteria cagA+.
 Implicaciones evolutivas  Cada población humana posee una característica distribución de cepas de H. pylori que típicamente infectan a miembros de su población. Esta característica ha llevado a los investigadores a usar H. pylori para estudiar los patrones de migración en humanos. Se puede establecer que las cepas de H. pylori en indios amazónicos tienen su origen en el Este de Asia más que en Europa, sugiriendo que estas poblaciones llegaron a América al menos hace 11000 años.