El botulisme és el tipus més greu d'intoxicació alimentària; amb freqüència és mortal i es produeix després d'ingerir aliment que conté neurotoxina produïda pel bacteri anaeròbic Clostridium botulinum. Aquest bacteri viu normalment a terra o a l'aigua, però les seves endòspores poden contaminar aliments crus, provinents de vegetals o d'animals, abans de la seva recol·lecció o sacrifici. Si els aliments es cuinen adequadament, de forma que les espores de C. botulinum es desactivin i la toxina quedi destruïda (escalfant-los a 85 °C, durant -com a mínim- 5 minuts; o a 121 °C, durant 3 minuts a una pressió determinada), no sorgeix cap problema. Però si queden endòspores viables, poden iniciar el seu creixement i quantitats mínimes de la neurotoxina que produeixen, (DL50 intracorporal de 1.3–2.1 ng/kg i de 10–13 ng/kg per inhalació) poden ser extremadament tòxiques. Encara que el fred no elimina el C. botulinum, el creixement del bacteri es redueix a temperatures per sota de 4 °C. No es desenvolupa en condicions d'acidesa (pH inferior a 4,6) i la toxina no es generarà en aliments molt àcids (si bé un pH baix no degrada les toxines ja existents). Un medi molt ric en sal comuna o en nitrits també limita la formació de la toxina (és el cas, per exemple, de les semiconserves de pernil).
El 1924, Weinberg i Goy foren els primers en intentar immunitzar cavalls amb toxoides antigènics contra el botulisme administrant als animals per via subcutània i oral toxines A i B detoxificades químicament. Velikanov (1934) creà el primer toxoide per la immunització d'humans. Durant la dècada de 1950, els científics de Fort Detrick, actual seu de lUSAMRAIID, encapçalaren la investigació de vacunes multivalents i antitoxines contra la malaltia i segueixen avui dia diferents línies de recerca avançada per prevenir la infecció.
Etiologia i patogènesi El bacteri Clostridium botulinum es troba en zones contaminades, on els sòls i les aigües no tractades produeixen un brou de cultiu ideal. Aquest bacteri produeix unes espores que sobreviuen en els aliments, els quals es poden contaminar amb aquestes espores en els processos d'elaboració i/o emmagatzematge. Allí produeixen una toxina -de diferents grups genòmics- que en ingressar al cos, fins i tot en mínimes quantitats, sol causar greus intoxicacions. Les toxines (metal·loproteases, estructuralment bastant semblants a les que causen el tètanus, amb una cadena de polipèptids pesada -de 100 kDa- i una lleugera -de 50 kDA-, unides per un pont disulfur) tenen una potent acció neurotòxica, ja que impedeixen l'alliberament de l'acetilcolina, ocasionant paràlisi flàccida, fallida parasimpàtica i aturada cardiorespiratòria. En alguns casos es produeixen disfuncions ventriculars (síndrome de takotsubo), similars a les d'un quadre coronari agut, a conseqüència de l'afectació del sistema nerviós autònom. El període d'incubació de la forma alimentària del botulisme és d'unes 12-36 hores des del moment d'ingerir la toxina. De vegades, la malaltia debuta amb fasciculacions (contraccions musculars involuntàries) generalitzades. El botulisme és considerat una de les malalties de la placa o unió neuromuscular.
De fet, la botulina és la substància més tòxica que existeix. La toxicitat és tan alta, que és probable que amb tan solament tastar l'aliment contaminat per a confirmar que està dolent, la persona s'intoxiqui greument, fins i tot com per a produir la mort.
La malaltia pot ser classificada de diverses formes: segons criteris exclusivament etiològics o de via de penetració, segons determinades característiques fisicoquímiques del bacteri, segons les seves variants genòmiques o segons l'especificitat immunològica dels múltiples tipus de neurotoxines que produeix. Fins fa poc temps, es coneixien set serotipus diferents de la neurotoxina botulínica i uns 40 subtipus. Aquesta nomenclatura és motiu de revisió avui dia.
De forma excepcional, el botulisme d'origen alimentari pot ser causat per un altre clostridi, el Clostridium baratii. Aquest tipus de botulisme ha estat descrit poques vegades a la literatura mèdica. Una d'elles a Barcelona. Es coneixen diferents soques d'aquest clostridi, caracteritzades genòmicament i trobades a fonts de contaminació molt diverses. Algunes d'elles són aerotolerants.
El Clostridium butyricum és un bacteri habitual de la microbiota de persones i animals. Les soques no patògenes són emprades en el tractament probiòtic d'algunes malalties. Les soques patògenes, però, poden provocar botulisme infantil i enterocolitis necrotitzants molt greus en nadons preterme. En aquests casos, les diferents soques del bacteri tenen efectes antagònics en la mucosa intestinal, relacionats amb la fermentació dels carbohidrats
No hi ha un tractament específic de la malaltia, a banda d'administrar anticossos policlonals antitòxics (preparats d'immunoglobulines d'origen equí, actius contra diversos tipus de toxines botulíniques) i les oportunes tècniques de suport vital. L'antitoxina més emprada és la trivalent, efectiva contra les toxines de tipus A, B i E. Existeix una antitoxina heptavalent, activa contra tots els tipus coneguts de toxina botulínica (A-G). Treballs in vivo han neutralitzat la toxina E emprant un anticòs IgG humanitzat (sotmès a modificacions paratòpiques). Una combinació d'anticossos monoclonals és capaç de neutralitzar múltiples subtipus de la toxina F (causant d'un baix percentatge de casos de botulisme). S'ha demostrat que determinats derivats de les benzoquinones són inhibidors endocítics de la toxina A, si bé encara no hi ha cap assaig sobre un possible compost terapèutic d'aquest tipus amb una concentració mínima inhibitòria segura. També han estat identificades substàncies quinoleíniques (compostos heterocíclics provinents del naftalè) que inactiven les metal·loproteases de la cadena lleugera de la dita neurotoxina A i que podrien ser clínicament viables.
Des de fa uns anys, es treballa a modificar aquests anticossos per mitjà de lligaments amb pèptids que facilitin la seva penetració intracel·lular i la inhibició de la toxina. També s'intenten dissenyar nous fàrmacs, amb substàncies derivades de la piridina i emprades per tractar malalties degeneratives, dirigits a evitar els danys neuromusculars propis del botulisme. El diagnòstic diferencial del botulisme inclou la síndrome de Guillain-Barré, la miastenia gravis, intoxicació per tetradotoxina o toxiinfecció alimentària per marisc. La detecció precoç de la toxina és fonamental per instaurar el tractament adient. S'ha desenvolupat un test ELISA sobre una base microfluídica que pot identificar-la en uns 75 minuts. Actualment, als laboratoris especialitzats s'utilitzen tècniques de PCR quantitativa (qPCR) d'alta sensibilitat. Un equip d'investigadors xinesos desenvolupa un mètode de tires d'immunocromatografia de flux lateral amb nanopartícules d'or, per detectar de forma ràpida i econòmica en sèrum el botulisme A en zones aïllades o de limitats recursos sanitaris.
No hi ha tampoc una vacuna actualment aprovada per prevenir el botulisme. Diferents grups de recerca treballen en el desenvolupament una vacuna sintètica d'ADN que aconsegueixi una resposta immunològica eficaç contra la malaltia. L'any 2011, els CDC van tancar la seva línia d'investigació sobre la vacuna toxoide pentavalent contra el botulisme esmentada més amunt. Ara, els estudis sobre aquest tema se centren en les relacions de recombinació hoste-receptor. Un altre camp de recerca d'especial interès són les vacunes basades en vectors virals prèviament atenuats o inactivats, tot i que la possibilitat d'integració del genoma viral en el genoma humà limita aquests tipus de treballs.
Una variant poc comuna de botulisme és el botulisme infantil. Fou tipificada l'any 1976. Afecta els nens de menys de dotze mesos d'edat (~entre 1-52 setmanes), en els que una colonització temporal de l'intestí per clostridis comporta la producció in situ de toxines botulíniques. La intoxicació és el resultat d'ingerir espores de C. botulinum, no de toxines prèviament formades. Aquesta malaltia, considerada rara, sembla afectar -fins a hores d'ara- nens de tot el món, excepte els africans. Els tipus de C. botulinum aïllats amb més freqüència en aquesta forma de la malaltia han estat els A i B, mentre que els E i F s'han descrit relativament poques vegades. La bibliografia menciona un cas produït pel tipus C. També han sigut identificades soques productores de toxines Ab, Ba i Bf. La infecció provoca pèrdua de la motilitat intestinal i paràlisi progressiva descendent. Alguns especialistes recomanen administrar tiamina en cas d'intoxicació infantil per determinades soques de C. botulinum amb capacitat de degradar aquesta vitamina, ja que el seu dèficit complica la recuperació neurològica del nen. El medi rural i la proximitat a llocs en construcció són factors de risc en el botulisme infantil per la possible presència d'espores al sòl o flotants. S'ha registrat algun cas de mort sobtada causat per inhalació de pols domèstica contaminada. La dosi mínima infectiva d'espores de C. botulinum oscil·la entre 10 i 100. No és recomanable donar infusions d'espècies vegetals als nens molt petits, ja que poden contenir espores no destruïdes. De vegades, aquest tipus de botulisme s'ha originat per la ingesta de melassa de raïm. Es pot presentar com un quadre d'abdomen agut secundari a intussuscepció intestinal. El diagnòstic en nens molt petits no és senzill, ja que algunes formes d'atròfia espinal presenten signes similars i els resultats dels EMGs no són patognomònics.
La variant adulta del botulisme infantil es coneix com a botulisme ocult, indeterminat o botulisme entèric de l'adult. Inclou els casos que no poden ser atribuïts a un aliment concret. Es troben toxines a la femta, però no a l'aliment sospitós (en el qual es poden detectar o no espores). Es veu en persones amb alguna anormalitat del tracte gastrointestinal o antecedents de cirurgia prèvia. Excepcionalment, s'ha descrit en pàrvuls sotmesos a quimioteràpia i antibioticoteràpia endovenosa en el context d'un tractament anticancerós, un fet que fa sospitar que un estat immunitari alterat afavoreix el desenvolupament d'aquest tipus de botulisme.
Entre els aliments més exposats a la contaminació solen trobar-se les verdures i llegums enllaunades a casa o -a vegades- elaborades industrialment, a més dels productes derivats del porc (pernil curat, entre altres) i el peix cru o fumat. El consum de peixos salats i sense eviscerar, d'aigua dolça o marins -de vegades relacionat amb costums tradicionals-, és una causa coneguda de casos de botulisme. La creença que la mel no provoca botulisme s'ha demostrat falsa. Malgrat complir les oportunes normes sanitàries, no és factible aplicar un tractament tèrmic prou intens a la mel per destruir les espores sense alterar les característiques organolèptiques del producte i no es recomana que la consumeixen nens de menys d'un any d'edat. Brots de botulisme han estat provocats pel consum de begudes alcohòliques elaborades "artesanalment" a les presons. Els aliments potencialment responsables d'una intoxicació botulínica són molts i poden tenir grans diferències entre ells segons sigui la zona geogràfica d'origen. A la Xina, durant molts anys, el principal menjar causant de botulisme fou un formatge casolà fet amb tofu i avui dia encara el tofu fermentat provoca casos de botulisme. Salses de formatge industrials, preservades de forma inadequada, han estat diverses vegades l'origen d'intoxicacions als EUA. A Itàlia, esporàdicament es veuen casos de botulisme en relació amb el consum de grelos conservats de forma artesanal.