Cultivo y antibiograma en infecciones osteoarticulares y heridas

Nivel: Interpreta y emplea

1.- Definición del exámen

Un cultivo es la forma en la que se hacen crecer los microorganismos (colonias) en una superficie solida (agar) o en medio líquido (caldo) e incluso en células (línea celular) y es utilizado como el método principal para poder estudiar a los agentes causales de enfermedades, y saber si se trata de bacterias, hongos, virus, parásitos o algas.

El estudio de la sensibilidad a antimicrobianos de las diferentes bacterias aisladas en muestras biológicas tiene 2 objetivos fundamentales: guiar al clínico en la elección del mejor tratamiento individual, y monitorizar la evolución de la resistencia bacteriana con objeto de revisar el espectro del antimicrobiano y poder actualizar los tratamientos empíricos. Este estudio se realiza mediante el antibiograma, que mide la sensibilidad de una bacteria frente a diferentes antimicrobianos in vitro y a partir de estos resultados predice la eficacia in vivo. Con un antibiograma se pueden obtener resultados cualitativos que indican si la bacteria es sensible o resistente a un antibiótico, o cuantitativos que determinan la concentración mínima (CMI) de antimicrobiano que inhibe el crecimiento bacteriano (en µg/ ml o en mg/l).

2.- Forma de realización del examen

La toma de la muestra es el procedimiento mediante el cual se obtiene el tejido o fluido para estudio microbiológico. La calidad de la muestra debe ser confiable, y la interpretación del resultado del estudio microbiológico depende de la calidad de la muestra. 

Normas generales. Se debe preparar el sitio de obtención lavando la herida con suero y por arrastre mecánico. Usar material estéril y técnica aséptica. El volumen de la muestra en general es pequeño; un trozo de tejido puede fluctuar entre 1 y 5 gramos (equivalente al tamaño de una lenteja). La muestra óptima consta de fluidos y tejido. La técnica óptima para tomar fluido es la punción y la aspiración. Si se emplean tórulas, se deben colocar en medio de transporte ya que el cuerpo humano tiene un gran porcentaje de agua, medio en el cual viven bacterias y gérmenes en general; si se envía una tórula seca, los microorganismos se mueren rápidamente. Las tórulas se deben colocar de inmediato en medio de transporte; si no es posible, enviar en tubo estéril con suero fisiológico antes de 30 minutos al laboratorio. 

El cultivo Stuart es un medio de transporte que se utiliza en muestras que potencialmente contengan gérmenes aerobios. Una vez tomada la muestra, el tiempo de duración es de 24 horas a temperatura ambiente. No es necesario otro tipo de medidas como acercar a calor o frío. 

No se deben tomar muestras de pus ya que éste contiene células muertas y el líquido acidifica rápidamente, provocando la muerte de todas las otras bacterias. Por lo tanto, es importante el arrastre antes de tomar el cultivo. Para el lavado se debe usar un suero tibio.

Si corresponde a una herida, se lava, se desliza la tórula humedecida sobre los bordes de ésta en forma de zig-zag  y se finaliza en la zona central.

Si la herida es profunda también se debe lavar, se toma la muestra de la parte más profunda. 

En el caso de tomar un cultivo de úlcera, se debe lavar y extraer un trozo de tejido viable, es decir que no contenga tejido necrótico o esfacelado. 

La toma de un trozo de tejido se puede realizar con curetas utilizadas por los dentistas, que son bastante buenas para extraer trozos de tejido; también se puede utilizar una tijera de punta curva, un bisturí, o también pinza quirúrgicaque le permitan raspar y sacar un trozo de tejido. 

Algunas recomendaciones ya comentadas: arrastre mecánico previo a la toma de muestra; retiro de tejido esfascelado o necrótico; la tórula debe estar húmeda y el medio de transporte en buen estado (cerrado, sellado y estéril) y no debe estar un tiempo mayor de 24 horas, una vez tomada la muestra

Para las infecciones osteoarticulares:

Líquido articular

La obtención del líquido sinovial se puede realizar por tres procedimientos: punción y aspiración con aguja (artrocentesis), drenaje por artroscopia o artrotomía (drenaje quirúrgico abierto).

Si se obtiene un volumen suficiente de líquido sinovial se debe transferir al menos 1ml en un tubo con anticoagulante para prevenir la coagulación y facilitar el recuento de leucocitos. Para el estudio microbiológico hay que evitar el uso de anticoagulantes, pero en caso de necesidad son preferibles la heparina sódica o el polianetolsulfonato sódico al EDTA (ácido etilendiaminotetraacético) o al citrato.

Biopsias

La obtención de biopsias de la membrana sinovial se realiza por artroscopia o artrotomía. La artroscopia es el sistema de elección siempre que sea posible.

Las muestras de biopsia ósea se pueden obtener de forma percutánea o mediante cirugía abierta. La biopsia abierta es preferible a la percutánea, que debe ser guiada por una técnica de imagen. Habitualmente, será el traumatólogo quien obtenga las muestras de biopsias.

Para facilitar la interpretación de los resultados de los cultivos y poder detectar el crecimiento de microorganismos contaminantes es recomendable el envío de más de una muestra, particularmente en las IPA en las que se deben enviar entre 5–6 muestras. Se debe recomendar al traumatólogo el empleo de diferentes bisturís para cada muestra.

Abscesos y exudados periimplante

En el caso de los abscesos óseos cerrados pueden no existir signos externos y su punción debe ser guiada por una prueba de imagen.

Implantes

Los implantes retirados en quirófano se deben introducir en contenedores herméticos estériles y se enviarán rápidamente al laboratorio de Microbiología para su cultivo y sonicación, en caso de estar disponible. No se añadirá ningún medio de transporte ni conservante. Dada la dificultad de procesamiento y manejo de algunos implantes, es conveniente ponerse en contacto con el laboratorio de Microbiología.

La inoculación directa de las muestras de líquido sinovial, homogenizados de biopsias y exudados debe realizarse en medios sólidos convencionales para bacterias aerobias (agar sangre, agar chocolate), anaerobias (agar Brucella o agar Schaedler) y medios selectivos para aislamiento de bacilos Gram negativos (agar McConkey o similar). Si se considera necesario y hay muestra suficiente se sembrarán también medios selectivos para estreptococos (CNA agar sangre-colistina-nalidixico. Además, se inoculará un medio caldo de enriquecimiento tipo BHI (brain-heart-infusion), TSB (tryptone-soya-broth) o tioglicolato.

Las botellas de hemocultivos inoculadas con líquidos articulares se introducirán en el sistema automatizado que disponga cada laboratorio.

Para el cultivo de N. gonorroheae se inoculará además una placa de medio Thayer-Martin y se incubará en atmósfera con 5% de CO₂.

Las temperaturas y atmósferas de incubación serán las convencionales para cada tipo de medio de cultivo.

El tiempo de incubación de las placas será de 2–7 días y el de las botellas de hemocultivo y los caldos de enriquecimiento de 7–10 días. En caso de sospecha de microorganismos de crecimiento lento, este período se alargará convenientemente.

3.- Cuáles son las indicaciones del exámen

Las infecciones osteoarticulares (IOA) pueden estar causadas por diferentes tipos de microorganismos, lo que hace difícil la elección de un tratamiento empírico que cubra todas las posibilidades; es decisivo, por tanto, el diagnóstico microbiológico, que culmina con el aislamiento del agente etiológico en cultivo, su identificación y la determinación de su patrón de sensibilidad a los antibióticos. Por lo anterior, cuando exista sospecha clínica de alguna IOA (artritis séptica, osteomielitis, infección relacionada por: prótesis articulares, material de osteosíntesis) está indicado el estudio microbiológico correspondiente.

4.- Contraindicaciones del examen:

Se desaconseja rotundamente la toma de líquido articular y exudados periprotésicos con torundas (mayor contaminación, volumen insuficiente de muestra para los cultivos, inhibición de ciertos patógenos y menor supervivencia de las bacterias). No está indicado el procesamiento de muestras obtenidas a través de tubos de drenaje colocados durante más de 2 días, por la gran probabilidad de contaminación con la microbiota de la piel. No se deben procesar las muestras remitidas con conservantes tipo formol.

5.- Resultado que entrega el exámen:

Dado que todas las muestras que se procesan para el diagnóstico de la IOA proceden de sitios habitualmente estériles, se debe dar valor a cualquier microorganismo que se visualice en la tinción de Gram. Se debe visualizar la extensión completa ya que en este tipo de infecciones los microorganismos suelen estar en cantidades bajas. Si se visualizan microorganismos que se considera que no pueden crecer en los medios habituales se añadirán los medios de cultivo adecuados para su crecimiento. Se valorará la presencia de leucocitos polimorfonucleares que indican la presencia de reacción inflamatoria

6.- Interpretación del resultado de exámen:

Se comprobará diariamente el crecimiento de microorganismos tanto en los medios sólidos como líquidos. Si se observa crecimiento en los medios sólidos se intentará realizar una identificación presuntiva del microorganismo aislado mediante tinción de Gram, catalasa,staphslide, etc., y si se considera relevante se avisará al clínico del hallazgo. En IOA es muy importante una evaluación minuciosa de los cultivos, buscando diferentes morfotipos, sobre todo en el caso del aislamiento de posibles contaminantes de la piel (S. epidermidis, estafilococos coagulasa negativa, etc.).

Se procurará realizar una interpretación conjunta de todas las muestras del mismo paciente. Si se obtienen cultivos mixtos se realizarán los subcultivos necesarios para obtener los microorganismos en cultivo puro. Si no hay crecimiento se reincubarán todas las placas.

En muestras de pacientes portadores de implantes se deben valorar como significativos los aislados de microorganismos que en otras circunstancias se considerarían como microbiota normal de la piel (S. epidermidis, estafilococos coagulasa negativa, Corynebacterium spp., P. acnes, Streptococcus del grupo viridans, etc.). En otro tipo de muestras se deben considerar como causantes de la infección si se aíslan en cultivo puro. La interpretación de su papel en la infección dependerá en gran medida de los resultados de otras muestras del mismo paciente.

Tanto si hay crecimiento en las placas de cultivo primario como si no hay crecimiento y el caldo está turbio, se realizará tinción de Gram y según los microorganismos que se observen se realizarán subcultivos en los medios generales y selectivos adecuados para su aislamiento. Cuando las muestras se han inoculado sólo en caldos de enriquecimiento, es conveniente realizar al final del periodo de incubación un pase «de salida» a medios sólidos, aunque no se haya observado turbidez. En la valoración de los cultivos negativos se debe tener en cuenta la posibilidad de que el paciente haya recibido tratamiento antibiótico previo a la obtención de la muestra.

Se identificarán todos los aislados y se realizarán las pruebas de sensibilidad a los antibióticos según los medios disponibles en cada laboratorio. Si se registra aparentemente crecimiento del mismo microorganismo en distintas muestras del mismo paciente se realizará la identificación y pruebas de sensibilidad a todos ellos, para facilitar la interpretación del papel de los microorganismos aislados en la infección, especialmente en muestras de pacientes portadores de prótesis articulares. En los microorganismos anaerobios no suele estar recomendada la realización de pruebas de sensibilidad a todos los aislados.

Los cultivos de los implantes se deben interpretar de forma cuantitativa.

Se recomienda guardar las placas de la siembra directa hasta que se tengan los resultados definitivos del cultivo, por si fuera necesario realizar pruebas adicionales.

Se informarán todos los microorganismos presentes en la tinción de Gram, siempre que las muestras hayan sido recogidas y conservadas convenientemente. La presencia de leucocitos polimorfonucleares se podrá informar como escasa, moderada o abundante (no se realizan tinciones cuantitativas).

Cualquier información sobre los cultivos que pueda tener significado clínico y pueda reconducir la actitud terapéutica debe ser notificada con la mayor rapidez posible al clínico responsable del paciente mediante informes provisionales escritos o telefónicos.

Antes de emitir los informes de resultados se tratará de evaluar de forma conjunta los resultados de todas las muestras de un mismo paciente, sobre todo en caso de sospecha de IPA. Se tendrán en cuenta los resultados de la tinción de Gram y su concordancia con los resultados de los cultivos. Se considerará si el mismo microorganismo (biotipo y antibiotipo) está en más de una muestra. En el informe de resultados deberán constar todos los microorganismos aislados y la sensibilidad a los grupos de antibióticos que determine cada laboratorio.

Los aislados pertenecientes a la microbiota normal de la piel (Corynebacterium, estafilococos coagulasa negativa, etc.) se informarán como flora de contaminación cutánea en el caso de muestras de pacientes con artritis séptica y osteomielitis. En el caso de infecciones asociadas a implantes se informarán siempre con su sensibilidad a los antibióticos y se destacará si su aislamiento se ha realizado solamente en el caldo de enriquecimiento y si se han aislado únicamente tras cultivo prolongado.

El análisis de los resultados de sensibilidad es un aspecto esencial para una adecuada información del antibiograma y tiene una gran trascendencia clínica. En este sentido, la lectura interpretada del antibiograma analiza los fenotipos de sensibilidad y permite deducir posibles mecanismos de resistencia. Además, este proceso permite inferir la sensibilidad de antibióticos no estudiados en el antibiograma y la corrección, en su caso, de falsas sensibilidades observadas in vitro, como ocurre en el caso del antibiograma de una enterobacteria con una BLEE, en el que no siempre aparecen como resistentes todas las cefalosporinas, si bien, en la práctica debe evitarse su uso. Asimismo, favorece la adecuación del tratamiento, el control de las políticas de antimicrobianos, la detección de nuevos mecanismos de resistencia y el conocimiento de su epidemiología. Un requisito esencial para poder realizar una adecuada lectura interpretada es conocer la identidad del microorganismo estudiado, tanto el género como la especie, ya que sin ella el resultado puede llevar a errores en la utilización de los antimicrobianos. Así, una cepa de S. aureus con CMI de cloxacilina de 1 mg/l es sensible a cloxacilina y a todos los b-lactámicos, mientras que si se trata de un estafilococo coagulasa negativa la CMI de 1 mg/l indica resistencia a cloxacilina.

Otro ejemplo es que una CMI de ampicilina de 8 mg/l frente a una enterobacteria indica sensibilidad, pero frente a un estafilococo esta misma CMI indica resistencia, ya que un estafilococo es ya resistente a ampicilina con una CMI de 0,5 mg/l. De esta manera, CMI más bajas no siempre indican mayor actividad y, además, son variables dependiendo del microorganismo y del antibiótico, como se ha indicado anteriormente. También hay otros casos de microorganismos que, aunque pertenecen al mismo género, presentan mecanismos de resistencia diferentes, como es el caso de Proteus vulgaris que es siempre resistente a ampicilina, mientras que Proteus mirabilis es generalmente sensible; o el de Citrobacter freundii que siempre es resistente a ampiclina, amoxicilina-clavulánico y a cefalosporinas de primera y segunda generación, mientras que Citrobacter koseri es siempre resistente a ampicilina pero no a amoxicilina-clavulánico.

Otro requisito para poder realizar correctamente la lectura interpretada del antibiograma es conocer el fenotipo de sensibilidad de un microorganismo, ya que hay bacterias que siempre son resistentes a determinados antibióticos y otras que siempre son sensibles, y la desviación de estos patrones indica si el patrón del antibiograma corresponde a un fenotipo habitual, raro o imposible . Los fenotipos habituales son los aislamientos con mecanismos de resistencia cuya presencia es epidemiológicamente normal en el medio donde se realiza el antibiograma. Un ejemplo de ello son la resistencia a penicilina y sensibilidad a cloxacilina en un aislado de S. aureus. Los fenotipos raros son los que presentan resistencias poco habituales, bien porque han sido recientemente caracterizadas o porque son muy poco frecuentes en nuestro medio. Un ejemplo de los primeros es la resistencia a imipenem enEnterobacter cloacae, y de los segundos las cepas de enterococo resistentes a la vancomicina. Finalmente, los fenotipos imposibles no responden a mecanismos de resistencia conocidos y, por tanto, es necesaria su comprobación. Estos fenotipos imposibles, en muchas ocasiones, representan un error en la identificación del microorganismo o bien problemas técnicos en la realización del antibiograma, pero también hay que tener en cuenta que la repetición de estos fenotipos en bacterias correctamente identificadas puede suponer un nuevo mecanismo de resistencia, tal es el caso de la resistencia a linezolid en enterococos.

7.- Signos de alarma:

Situaciones especiales

a) Pacientes inmunosuprimidos: en que por su situación pueden presentar IOA por cualquier microorganismo: bacteria, virus, hongo o parásito. Es así que en este grupo de pacientes se debe afinar muy bien el diagnóstico de la patología de base, terapia inmunosupresora, otros focos, infecciones concomitantes, colonización por microorganismos inhabituales o con resistencia especial.

b) Pacientes usuarios de drogas endovenosas: presentan con mayor frecuencia esta patología y se ven afectadas algunas articulaciones en particular (por ejemplo, columna). Los agentes más frecuentes son los de la población general más otros como Pseudomona spp, Eikenella spp y Candida albicans.

c) Presencia de patógenos resistentes: para S. pneumoniae tener presente resistencia a penicilina y cefalosporinas de tercera generación y para S. aureus comunitario la resistencia a oxacilina.

8.- Riesgos del examen

Asociados a la artrocentesis: Infección de la articulación, hemartrosis, hematoma, lesión del cartílago articular, dolor en el lugar de la punción, reflejo vasovagal, efecto adverso de anestésicos y fármacos inyectados intraarticularmente (p. ej. glucocorticoides).

9.- Bibliografía

• http://www.medicomicrobiologo.com/home.html
• Sham D. The role of clinical microbiology in the control and surveillance of antimicrobial resistance. ASM News. 1996;62:25-9. 
• http://publicacionesmedicina.uc.cl/pediatriaHosp/InfeccionesOA.html