El ántrax bajo el microscopio científico

¿Cuál es el agente patógeno?

El carbunco es una zoonosis causada por el Bacillus anthracis. Esta infección puede afectar a todas las especies de mamíferos, domésticos o salvajes, principalmente herbívoros, así como a algunas especies de aves.

El Bacillus anth racis es una bacteria grampositiva, no móvil y formadora de esporas. Sus esporas son muy resistentes. Permanecen viables en el suelo durante décadas, resistiendo la sequía, el calor y la exposición a diversos agentes desinfectantes. En entornos ricos en aminoácidos y glucosa, como la sangre o los tejidos, estas esporas se transforman en formas vegetativas tanto en humanos como en animales.

La cápsula antifagocítica y las toxinas del Bacillus anthracis determinan su virulencia. Estas toxinas están compuestas por el antígeno protector, el factor edematoso y el factor letal. Desempeñan un papel crucial en las manifestaciones patógenas de la enfermedad. Provocan un extenso edema local y una liberación masiva de citoquinas por los macrófagos, que puede ser mortal en los casos graves.

El carbunco se manifiesta de forma diferente según la vía deinfección. Las esporas ingeridas o inhaladas germinan en el organismo, se multiplican y pueden causar síntomas graves o incluso mortales. Pueden producirseinfecciones cutáneas tras el contacto con las esporas, a menudo en personas que trabajan en estrecho contacto con animales infectados o sus productos.

Comprender los mecanismos patogénicos del carbunco es esencial para prevenir y controlar esta peligrosa enfermedad. Mediante el estudio de sus factores de virulencia y vías de transmisión, podemos desarrollar estrategias de prevención más eficaces para proteger la salud pública y animal.

El ántrax, un arma bacteriológica

Las armas biológicas son una categoría de armas que utilizan organismos, como gérmenes patógenos, para debilitar ejércitos o poblaciones enemigas mediante la propagación de enfermedades potencialmente mortales o simplemente incapacitantes. Debido a su potencial dañino, estas armas han sido clasificadas como armas de destrucción masiva. El bioterrorismo implica la dispersión de gérmenes capaces de desencadenar enfermedades mortales.

El uso de armas biológicas se remonta al siglo XX, especialmente durante la Segunda Guerra Mundial. En los años 30, en el marco de un programa de investigación, el ejército japonés utilizó armas biológicas en su conflicto con China. Se realizaron pruebas con ántrax y se inoculó a miles de prisioneros agentes patógenos como la peste.

La investigación sobre armas biológicas se intensificó durante la Guerra Fría, principalmente en Estados Unidos y la URSS. El final de la Guerra Fría y la disolución de la Unión Soviética propiciaron la aparición del bioterrorismo moderno. En la década de 1990, la secta Aum de Japón llevó a cabo varios intentos de atentados con armas biológicas. Entre ellos, intentos de utilizar el virus del Ébola y el ántrax, ambos fallidos. En 1995, la secta eligió el gas sarín, un arma química más sencilla y segura, para el atentado contra el metro de Tokio.

Más tarde, en 2001, se produjeron una serie de ataquescon ántrax en Estados Unidos, que constituyeron los primeros verdaderos atentados bioterroristas. Se enviaron sobres contaminados con carbunco que provocaron 22 casos de infección, cinco de ellos mortales. Estos atentados pusieron de manifiesto la amenaza que suponen las armas biológicas e impulsaron importantes investigaciones para identificar a los responsables.

¿Qué aspecto tiene la enfermedad en los animales?

Las especies susceptibles de contraer la infección por carbunco incluyen todas las especies de mamíferos, tanto domésticos como salvajes, con énfasis en los herbívoros, así como un pequeño número de aves. Los síntomas de la infección varían según las especies animales y, por lo general, se manifiestan de tres formas distintas.

La primera forma provoca una infección digestiva aguda. Los síntomas incluyen dolor abdominal, cese de la rumia, edema del cuello y excrementos con sangre negra. La segunda forma provoca una infección respiratoria. Se manifiesta con tos seca, edema agudo de los pulmones, excreciones nasales espumosas de color óxido y edema del cuello. La tercera forma inicia una infección generalizada, o septicemia. Ésta puede aparecer inmediatamente o seguir a las formas anteriores, causando la muerte súbita del animal.

El carbunco afecta tanto a los animales de granja como a los salvajes. Entre los animales domésticos, los bovinos y las ovejas son más susceptibles que los caballos y las cabras. Los síntomas de la enfermedad en los animales pueden ser agudos, subagudos o crónicos. En los casos graves, el animal puede sucumbir en dos o tres días, desarrollando un síndrome hemorrágico caracterizado por hemorragias por la nariz, la boca y el ano.

Las descripciones históricas de la enfermedad muestran manifestaciones específicas. Por ejemplo, en las ovejas, la enfermedad aparece rápidamente y causa la muerte súbita en pocas horas, o progresa lentamente con un empeoramiento gradual de los síntomas. En los caballos, se manifiesta como un carbunco de aparición rápida o como una enfermedad de evolución lenta. El ganado vacuno desarrolla síntomas similares con signos distintivos como anginas acompañadas de una masa ganglionar entre las mandíbulas. Los carnívoros, las aves y los animales de sangre fría son en general menos susceptibles a la enfermedad, salvo en determinadas condiciones específicas. En cambio, los animales salvajes, los primates y los ciervos son los más susceptibles.

¿Cómo se transmite la enfermedad?

La transmisión del carbunco en los animales puede producirse por vía digestiva o por inhalación, principalmente en las siguientes circunstancias:

• Pastoreo en tierras contaminadas con esporas, a menudo denominadas “campos malditos”.
• Ingestión de agua, heno, paja, ensilado u otros alimentos contaminados con esporas.

Cuando los animales pastan en hierba contaminada, sobre todo cerca de cadáveres de carboneros, o comen forraje procedente de zonas contaminadas, se exponen a lesiones en las mucosas. Estas lesiones favorecen la transmisión de la enfermedad. Las esporas de la bacteria permanecen en el suelo durante muchos años. Actividades como los movimientos de tierra o las fuertes lluvias en la estación cálida pueden hacer que vuelvan a la superficie. De este modo, contaminan el medio ambiente.

La transmisión al ser humano se produce principalmente por contacto cutáneo con animales infectados, sus cadáveres o subproductos como despojos, pieles, lana y cuernos. La ingestión de carne o leche contaminadas es una vía de transmisión excepcional en Francia. Además, la inhalación de esporas, sobre todo al manipular lana contaminada, puede provocar una enfermedad específica en los trabajadores, conocida como “enfermedad del cardador de lana”.

La infección en humanos también puede producirse por contacto con la piel, ingestión, inhalación o inyección. Las heridas abiertas aumentan la susceptibilidad a la infección cutánea, que también puede desarrollarse en la piel intacta. Por lo general, la infección cutánea no es contagiosa, pero se han registrado casos muy raros de transmisión entre humanos. La ingestión de carne o leche poco cocinadas que contengan formas vegetativas del microorganismo puede provocar una infección gastrointestinal, mientras que la inhalación de esporas puede causar una infección pulmonar a menudo mortal. Esta enfermedad también puede contraerse intencionadamente (bioterrorismo).

¿Cuáles son los síntomas en los seres humanos?

Las distintas formas de contaminación por Bacillus anthracis tienen efectos diferentes en el organismo. En el ser humano, existen tres formas de contaminación: cutánea, digestiva y respiratoria. Una cuarta forma de contaminación es posible en los toxicómanos, a través de la inyección con una jeringuilla contaminada. La mayoría de los pacientes de carbunco desarrollan la enfermedad entre uno y seis días después de la exposición. Sin embargo, el periodo de incubación del carbunco por inhalación puede superar las seis semanas.

En el ser humano, la forma cutánea externa es la más común y suele evolucionar favorablemente. Sin embargo, sin tratamiento, esta forma puede provocar la muerte en el 5-20% de los pacientes. Las formas internas, como la visceral, la gastrointestinal o la respiratoria, dependen de la vía de entrada de la bacteria y pueden causar una septicemia mortal sin tratamiento. La forma respiratoria es la más grave y el pronóstico suele ser desfavorable, sobre todo si no se administra rápidamente un tratamiento antibiótico parenteral masivo.

Forma cutánea

La forma cutánea del carbunco comienza como una pápula de color rojo oscuro, indolora y pruriginosa, que aparece entre 1 y 10 días después de la exposición a las esporas infecciosas. Esta pápula se convierte en una vesícula rodeada por una zona de eritema y edema grave. Se forman ulceraciones e induraciones, seguidas de la aparición deuna escara negra, conocida como pústula maligna. Pueden aparecer adenopatías locales, acompañadas de malestar, mialgias, cefaleas, fiebre, náuseas y vómitos. La herida puede tardar varias semanas en curarse y el edema en desaparecer.

El carbunco cutáneo es la forma más frecuente (95% de los casos). La infección puede ir acompañada de linfangitis, adenopatías dolorosas y edema grave, con posibilidad de bacteriemia. Un tratamiento antibiótico oral adecuado es eficaz, pero en ausencia de tratamiento, la tasa de mortalidad puede alcanzar el 20% en caso de sepsis.

La forma heroinómana se produce tras inyecciones de heroína contaminada con esporas de carbunco. Se caracteriza por la infección de la piel y los tejidos subcutáneos en el lugar de la inyección, con posible dermohipodermatitis, necrosis, fascitis y bacteriemia. El desarrollo de una úlcera de decúbito típica es raro, y el pronóstico en estos casos es grave.

Forma gastrointestinal

La forma digestiva del carbunco se caracteriza por un inicio rápido, marcado por fiebre alta, cefaleas, dolor abdominal y presencia de sangre negra en las heces. Si no se trata rápidamente, esta forma de la enfermedad puede ser mortal. Se produce por la ingestión de carne que contiene endosporas, pero sigue siendo poco frecuente. El carbunco gastrointestinal se produce cuando las esporas se encuentran en el tracto gastrointestinal, causando dos tipos de síntomas: una forma orofaríngea, con úlceras esofágicas u orales y septicemia; y una forma intestinal, caracterizada por náuseas, vómitos, diarrea sanguinolenta, perforación intestinal y septicemia, posiblemente acompañada de ascitis.

Esta forma puede tratarse, pero la mortalidad varía entre el 25% y el 60% en función de la rapidez del tratamiento. Los síntomas incluyen fiebre, náuseas, vómitos, dolor abdominal y diarrea hemorrágica, con posibilidad de necrosis intestinal y septicemia mortal. El carbunco gastrointestinal es altamente letal, mientras que el orofaríngeo se manifiesta con lesiones ulceradas y edematosas en la garganta, acompañadas de inflamación de los ganglios linfáticos cervicales y síntomas como dolor de garganta, fiebre y dificultad para tragar.

Forma respiratoria

La forma respiratoria del carbunco se caracteriza por un inicio rápido, que comienza con un resfriado común y progresa rápidamente a una enfermedad pulmonar grave y a menudo mortal. Es el resultado de lainhalación de esporas a través de partículas contaminadas, generalmente en forma de aerosol. Las esporas inhaladas son fagocitadas por los macrófagos de los alvéolos pulmonares, se multiplican y liberan toxinas hasta dos meses después.

Los síntomas iniciales incluyen fiebre, dolores musculares, dolor de cabeza y tos seca, pero sin síntomas nasales. Pocos días después, se produce un deterioro repentino con insuficiencia respiratoria, dolor torácico e hipotensión arterial. En casi la mitad de los casos se producen complicaciones como meningitis hemorrágica o septicemia.

Aunque el carbunco pulmonar representa menos del 5% de los casos, su tasa de mortalidad es extremadamente alta en ausencia de tratamiento, especialmente en profesiones expuestas como los clasificadores de lana. Sin embargo, el tratamiento precoz con antibióticos modernos puede reducir la mortalidad a menos del 50%. Esta forma no es contagiosa entre humanos.

¿Cómo se diagnostica la enfermedad?

El diagnóstico del carbunco implica varios métodos para identificar el germen a diferentes niveles. El cultivo de muestras es habitual, aunque este método requiere mucho tiempo, mientras que la serología sólo da positivo en una fase posterior. El diagnóstico por PCR también es una opción.

El historial de actividades ocupacionales y el historial de exposición son de vital importancia. Deben realizarse cultivos y tinciones de Gram de muestras procedentes de diversos lugares identificados clínicamente, como lesiones cutáneas, sangre, líquido pleural, líquido cefalorraquídeo o heces.

Es esencial evitar ciertos escollos, como utilizar el examen de esputo y la tinción de Gram para identificar la inhalación de carbunco, dada la rareza de la enfermedad en el tracto respiratorio.

Para el diagnóstico microbiológico, los profesionales pueden utilizar diversos métodos, como el cultivo de muestras en diferentes tipos de fluidos biológicos, el examen directo de las muestras, la PCR específica y las pruebas serológicas (ELISA). También se recomienda una prueba de sensibilidad a los antibióticos para orientar el tratamiento antibiótico.

Si se sospecha clínicamente la presencia de carbunco, un laboratorio de nivel L3 debe manipular las muestras. Los laboratorios de referencia pueden realizar cultivos, pruebas de susceptibilidad a los antibióticos y PCR. Cualquier sospecha de carbunco debe discutirse con el Centro Nacional de Referencia del Carbunco.

En cuanto a la gestión y el transporte de las muestras, se recomienda el triple embalaje para garantizar su seguridad. El aislamiento de los pacientes infectados no tratados también es importante para evitar una posible transmisión de persona a persona.

¿Cómo se puede prevenir el carbunco?

El carbunco es muy contagioso y sólo requiere precauciones higiénicas estándar. La vacuna más utilizada, la cepa Sterne, es viva y se reserva para uso veterinario debido a su reactividad inflamatoria potencialmente peligrosa en humanos. Para los humanos, en el Reino Unido y Estados Unidos se utilizan vacunas acelulares que contienen la proteína PA del Bacillus anthracis.

Para prevenir los riesgos asociados al carbunco, es necesario vacunar al ganado en las zonas de riesgo. También hay que limpiar y desinfectar las instalaciones y los equipos ganaderos. Los trabajadores deben recibir formación específica sobre los riesgos del carbunco y las prácticas de prevención.

En caso de infección, las autoridades aplican las medidas de control definidas en el Código Rural. Entre ellas figuran la vigilancia continua del ganado, el aislamiento de los animales infectados, la desinfección de los locales y la prohibición de vender productos procedentes de las explotaciones afectadas.

Es fundamental reducir las posibles fuentes de contaminación, en particular evitando el contacto con las heces de los animales y manipulando los cadáveres o desechos animales con guantes impermeables.

En cuanto a la vacunación en humanos, actualmente no existe en Francia ninguna vacuna eficaz y segura. Sin embargo, las personas de alto riesgo utilizan una vacuna que contiene una proteína antigénica protectora, que requiere una serie de dosis intramusculares para garantizar una protección eficaz.

En caso de exposición a esporas de carbunco, se recomienda administrar una serie de vacunas junto con una terapia antibiótica preventiva. En caso de emergencia, la vacuna debe administrarse incluso después de la exposición, a menos que haya habido una alergia grave previa.

Para evitar la contaminación de pastos y explotaciones ganaderas, es esencial incinerar los cadáveres de los animales infectados por carbunco. En caso de epidemia, los antibióticos son eficaces en las primeras fases de la enfermedad. Se recomienda la vacunación de los animales no enfermos.

¿Cuál es el tratamiento?

La mortalidad asociada al carbunco no tratado varía según el tipo y la vía de infección:

• Carbunco por inhalación y meníngeo: 100%
• Carbunco cutáneo: 10 a 20%
• Carbunco gastrointestinal: aproximadamente 40%
• Carbunco orofaríngeo: 12 a 50%

Un tratamiento rápido que incluya un diagnóstico preciso, un tratamiento adecuado y cuidados intensivos puede reducir la mortalidad, especialmente en los casos de carbunco por inhalación. El tratamiento incluye la administración de antibióticos y otros fármacos, y el drenaje del líquido pleural si es necesario.

En los casos de carbunco cutáneo sin complicaciones importantes, los médicos prescriben varios antibióticos orales durante 7 a 10 días. Entre ellos, ciprofloxacino, levofloxacino, moxifloxacino, doxiciclina y amoxicilina.

Para tratar las formas graves de carbunco, como el carbunco por inhalación, los profesionales sanitarios administran un tratamiento intravenoso combinado. Este tratamiento incluye al menos dos antibióticos con actividad bactericida y un inhibidor de la síntesis de proteínas. Administran estos antibióticos durante al menos dos semanas. A continuación se administra un tratamiento oral durante 60 días para prevenir las recaídas.

La profilaxis post-exposición consiste en la administración de antibióticos y, eventualmente, de vacunas en los sujetos expuestos al carbunco por inhalación. En caso de resistencia a los fármacos, los médicos pueden considerar alternativas terapéuticas, como el uso de antibióticos específicos o anticuerpos monoclonales. Se recomienda el drenaje del líquido pleural en casos de insuficiencia respiratoria para garantizar una ventilación adecuada.

Por último, es esencial seguir las recomendaciones de las autoridades de salud pública, como los CDC, en materia de tratamiento y profilaxis del carbunco para optimizar las posibilidades de recuperación y reducir la propagación de la enfermedad.

¿Cómo se propaga el carbunco en el mundo?

En el siglo XX, las epizootias eran frecuentes en Europa y Asia, y más raras en Australia y Canadá. Ocurren con más frecuencia en los meses más cálidos, cuando se alternan la sequía y las lluvias torrenciales. Se han identificado focos endémicos permanentes en Etiopía, Irán, China y México. En Europa, la enfermedad es especialmente prevalente en la región mediterránea.

En Francia se producen brotes regulares de la enfermedad en el ganado vacuno. Todos los años se registran casos en algunos departamentos del Macizo Central, Saboya y el Nordeste. Entre 1999 y 2009, las autoridades registraron 74 focos de carbunco bacteridiano. Informaron de casos en julio de 2009 cerca de La Rochette en Saboya, en julio de 2012 en Ródano-Alpes y en agosto de 2016 en Mosela.

Entre 2002 y 2010, los médicos diagnosticaron cuatro casos de infección humana en Francia. Se trataba principalmente de carbunco cutáneo. Los pacientes habían manipulado lana de oveja contaminada o tocado cadáveres de vacas infectadas.

En el extremo norte de Siberia, el calentamiento global representa un riesgo importante. El deshielo del permafrost puede liberar la bacteria, que sigue siendo infecciosa durante miles de años. En el verano de 2016, tras 75 años en el permafrost, el Bacillus anthracis reapareció en el distrito autónomo de Yamalo-Nenets, en el extremo norte de Rusia, probablemente transportado por un cadáver de reno descongelado sacado a la superficie.

La epidemia infectó principalmente a renos, afectando a más del 80% de la población animal. Estos animales enfermos presentaban síntomas cutáneos que podían tratarse con antibióticos. Sin embargo, casi el 20% de los casos desarrollaron problemas pulmonares mortales si no recibían tratamiento inmediato. Las autoridades pusieron en cuarentena la región y lanzaron operaciones para incinerar los cadáveres utilizando helicópteros militares y drones. También registraron víctimas humanas, entre ellas la muerte de un niño de 12 años y el sacrificio de más de 2.000 renos.

El Bacillus anthracis está clasificado como agente bioterrorista potencial. Los incidentes históricos incluyen la epidemia de Sverdlosk en 1979 y los ataques con ántrax de 2001 en Estados Unidos.

¿Cuál es la situación de la enfermedad?

Desde el punto de vista de la salud pública, el carbunco es una enfermedad de declaración obligatoria en humanos. Además, los regímenes agrario y general de la Seguridad Social reconocen la enfermedad como relacionada con el trabajo y susceptible de indemnización. El Código del Trabajo francés clasifica la bacteria responsable, Bacillus anthracis, en el grupo de riesgo 3, y la OMS y la OIE la vigilan a escala internacional.

En Francia, el carbunco es una enfermedad de declaración obligatoria desde 2002. Las autoridades sanitarias locales evalúan los riesgos y proporcionan tratamiento postexposición a las personas expuestas, principalmente ganaderos, veterinarios y trabajadores de las plantas de transformación de subproductos animales. La bacteria produce toxinas potencialmente mortales. También se considera un agente potencial de bioterrorismo debido a su capacidad para formar esporas.

La Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail (Anses) ha confirmado los casos sospechosos de carbunco. Está investigando para identificar el origen de las cepas bacterianas. Está desplegando medidas de salud pública para detectar rápidamente las infecciones humanas por B. anthracis, evaluar los riesgos de los animales infectados e informar a los profesionales sanitarios y al público.

Se están poniendo en marcha iniciativas para proteger la salud de animales y personas. Estas iniciativas incluyen la vacunación del ganado, el refuerzo de la inspección de la carne, el seguimiento de los casos humanos y la sensibilización de la población.

Protocolos estrictos garantizan la desinfección y descontaminación. Se están haciendo esfuerzos para garantizar el suministro de material médico esencial. Además, se están llevando a cabo actividades de comunicación de riesgos y movilización de la comunidad para concienciar e informar al público.

Historia de la enfermedad

El carbunco existe probablemente desde la antigüedad, a menudo confundido con otras dolencias que afectan al ganado. Aristóteles atribuía a veces las muertes repentinas de animales de pastoreo a la “mordedura venenosa” de las musarañas. Estas muertes podían, de hecho, ser el resultado de un carbunco agudo.

En el siglo XIX, los historiadores de la medicina relacionaron esta afección con historias mitológicas. Mencionaban la túnica de Neso y las plagas de Egipto en la Biblia. Hipócrates utilizó el término “carbunco” para describir una lesión cutánea que recordaba al ántrax. Sin embargo, la naturaleza exacta de esta lesión sigue siendo incierta según los criterios modernos.

La enfermedad fue reconocida oficialmente en el siglo XVI, en particular por la República de Venecia. Las descripciones se hicieron más precisas en los siglos XVII y XVIII, sobre todo entre los trabajadores de la lana y los peluqueros que trabajaban con productos animales importados.

En 1769, Fournier, de la Academia de Dijon , identificó la enfermedad humana de forma más moderna con el nombre de “carbunco maligno”. Describió diversas lesiones cutáneas y reconoció que la enfermedad se transmitía a los humanos al manipular lana de oveja.

A principios del siglo XIX, médicos y veterinarios investigaron intensamente el carbunco, debido a sus importantes repercusiones sanitarias y económicas. En 1876, Robert Koch demostró la capacidad de la bacteria del carbunco para formar esporas.

Las vacunas veterinarias, iniciadas por Chauveau, Toussaint y Pasteur en la década de 1880, redujeron considerablemente la mortalidad animal debida al carbunco. Sin embargo, estas primeras vacunas tenían limitaciones en cuanto a la duración de la protección y la estabilidad. Esto llevó a investigaciones posteriores para mejorar su eficacia.

Las vacunas contra el carbunco humano tuvieron un comienzo difícil en la década de 1910 . Sin embargo, en las décadas siguientes se lograron avances significativos, con el desarrollo de vacunas vivas en la Unión Soviética y China, y de vacunas inactivadas en el Reino Unido y Estados Unidos en las décadas de 1950 y 1960.