Aula 21 Sebenta De Bactereologia

AULA Nº 21 – Infecções com bactérias Gram-negativas No seguimento da aula anterior, nesta aula continuamos a falar de infecções provocadas por bactérias Gram-negativas, sendo as visadas: •

Brucella;

•

Bordetella;

•

Neisseria;

•

Legionella;

•

Haemophilus;

•

Micoplasmas e ureoplasmas.

Brucella São os microorganismos responsáveis pelas bruceloses, clássicas zoonoses onde afectam também animais como os suínos ou o gado que podem transmitir a doença para humanos. A transmissão entre humanos é rara. O sinal clínico evidente de brucelose é a febre ondulante. Existem 3 espécies com patogenicidade para o homem: •

B. melitensis – existentes em caprinos e ovinos, sendo a mais patogénica das 3. Aparece frequentemente em queijos e outros produtos não pasteurizados;

•

B. Abortus – Em bovinos;

•

B. Suis – Em suínos.

Características importantes: •

São bacilos Gram negativos pequenos (0,5 x 0,6-1,5 um);

•

São imóveis;

•

Pode-se fazer uma cultura em meio normal ou enriquecidos como a gelose de sangue com 5% de CO2 para espécies mais exigentes;

•

Crescimento lento: são precisos 3 a 4 dias;

•

Aeróbios estritos;

•

Não fermentativos;

•

Oxidase positiva;

•

Parasitas intracelulares facultativos – têm a capacidade de crescer no interior de macrófagos e neutrófilos;

•

Provocam infecções latentes crónicas;

Estes seres são zoonoses, ou seja, o seu habitat natural é em animais domésticos onde há possibilidade de contaminação para o humano com o agente patogénico. O isolamento de uma Brucella de um produto biológico (sangue de um humano) é sempre considerado como causador da doença → não é encontrado naturalmente na flora do humano.

Os humanos são sobretudo infectados pelo microorganismo via contacto directo ou indirecto com animais: •

Ingestão de leite ou derivados contaminados;

•

Inalação em ambientes fechados com animais infectados;

•

Feridas na pele em contacto com produtos contaminados.

Estes microorganismos podem entrar via trato intestinal, por lesões cutâneas ou até mesmo pelo tracto respiratório. Por ai eles são transportados por macrófagos e neutrófilos até aos gânglios linfáticos e consequentemente para outros órgãos como o fígado ou baço, envolvendo a resposta inflamatória. Nos órgãos, eles desenvolvem e formam granulomas típicos neste tipo de infecção. Ao entrar na corrente sanguínea podem provocar a tal febre ondulante.

Estas bactérias são encontradas essencialmente na zona mediterrânica, apesar de se encontrar um pouco por todo o mundo, isto porque nestas zonas o controlo de

Fig.1 – Cultura de B. melitensis em gelose de sangue

produtos de origem animal e dos seus derivados não está devidamente controlado, aumentando a possibilidade de infecção. Assim sendo, a principal prevenção passa por maior controlo animal e pasteurização do leite deles. Não existe vacina. As principais manifestações são semelhantes a uma gripe: dores de cabeça, febre, dores nas costas, fadiga e suor. O problema é que estes prolongam-se no tempo e passam a artrites com consequente dor, febre recorrente e fadiga. O tratamento faz-se sobretudo por tetraciclinas e doxicilina, sendo associado a rifampicina e gentamicina para maior eficácia e evitar ocorrências. A doxicilina e administrada numa fase mais aguda da doença e o seu tratamento é de longa duração.

Bordetella pertussis De entre o género das Bordetella, a espécie pertussis é a mais preocupante, pois é o agente da tosse convulsa nos humanos, apesar de também existirem as parapertussis e bronchiseptica, que podem existir como agentes patogénicos nos tratos respiratórios inferiores.

Características importantes: •

São cocobacilos gram negativos que podem aparecer aos pares;

•

Aeróbios estritos;

•

Não fermentativos;

•

Imóveis;

•

Parasitas intracelulares facultativos;

•

Não toleram a secura ou luz;

•

Bactérias com metabolismo exigente;

•

Difícil cultura → para além de não tolerarem a secura ou luz, o seu crescimento tem que ser feito em meios enriquecidos durante 3 a 6 dias;

Estes seres são transportados na microbiota de adultos, mas como originam uma patologia tão grave em bebes com menos de 1 ano – a população de maior risco – o seu isolamento de um produto biológico é considerado como causador da doença. É o agente causador da tosse convulsa e o seu principal reservatório é em humanos, onde nos adultos a doença não é tão grave como em bebés, onde antes da introdução da vacina era uma das principais causas de mortalidade infantil, pois o bebe morria sufocado por obstrução das vias respiratórias. Ela prolifera essencialmente no epitélio respiratório humano, não invadindo os tecidos adjacentes. Esta patologia tem 3 fases: •

Fase catarral: è a fase de colonização inicial nas vias respiratórias, com inflamação das membranas mucosas e estado gripal (febre e tosse), que vai aumentando de intensidade ao longo de 10 dias.

•

Fase paroxística: é uma fase toxigénica, sem sintomas específicos que permitem diferenciar da fase catarral. Sem possibilidade de tratamento nesta fase, a libertação de toxinas cria uma tosse profunda para libertar o muco produzido, dificuldade inspiratória, dispneia e linfocitose.

•

Fase convalescente: fase de recuperação da patologia ao fim de 6 semanas.

Para esta colonização e consequente produção de toxinas, esta bactéria precisa de um certo número de factores de virulência que permitam a aderência e proliferação no humano, de entre os quais estão as adesinas e toxinas. As duas mais importantes adesinas que actuam no epitélio respiratório são a hemaglutinina

filamentosa

(FHA) e a toxina de pertussis (PTx). A primeira é uma proteína

de

elevado

peso

molecular que cria estruturas filamentosas que se ligam à superfície celular, nos resíduos de galactose de glicolipidos

Fig.2 – Esquema da toxina de pertussis

sulfatados, comuns entre células ciliadas. Mutações nesta estrutura levam a redução da habilidade de aderência do microorganismo. A PTx, para além de ser tóxica, contém propriedades de fixação celular no epitélio da traqueia. É composta por 2 componentes A-B. A subunidade A é composta pela S1 e subunidade B é formada por 5 subunidades – S2, S3, S4 (2x) e S5. As propriedades adesivas resumem-se a S2, que se liga a 1 tipo de glicolipidos de superfície das células ciliadas – lactosilceramidas – e à S3, que se fixa aos gangliosidos da superfície dos fagócitos. Apesar de ter funcionalidade adesiva, a PTx também funciona como toxina. A subunidade S1 tem actividade de ribosilase da proteína G das células hospedeiras, que transfere o radical ADP-ribosil a estas. Isto impede a proteína G de inibir a adenilato ciclase onde a conversão de ATP para AMPc é inibida, aumentando os níveis desta na célula, levando a uma situação de desregulação celular. O resultado é diferente dependendo do tipo celular: uma produção exagerada de muco nas células do trato respiratório e consequente expulsão, causando entupimento das vias aéreas, enquanto nos fagócitos afecta a sua actividade fagocitária e a sua quimiotaxia. Como a subunidade S3 consegue ligar a fagócitos, pensa-se que esta também tem propriedades de parasita intracelular, escapando à lise via produção de toxinas no seu interior. Para além desta toxina, ela consegue produzir adenilato ciclase invasiva de cadeia simples – duas subunidades A-B – que inibe a actividade fagocitária e ajuda ao início da infecção e 2 tipos de lipopolissacáridos (lípido A e lípido X) que afectam a produção de citoquinas e as vias alternativas do complemento. Existem ainda outra toxinas como a citotoxina traqueal. A sua vacinação dá-se por duas vias: vacina com bactérias inactivadas, como na DPT – vacina para a difteria, pertussis e tétano – que é administrada nos primeiros meses/anos de vida, por 5 doses, ou vacina multivalente acelular (sobre os seus factores de virulência como a hemaglutinina filamentosa e outras adesinas). É o principal modo de prevenção desta patologia. O tratamento é apenas eficaz na fase catarral, com eritromicina ou tetraciclina.

Neisseria sp. São seres muito importantes neste capítulo, já que são responsáveis por 2 patologias importantes no humano: gonorreia (Neisseria gonorrhoeae) e meningite (Neisseria meningitidis).

Neisseria gonorrhoea: •

Diplococos gram negativos em forma de grão de café;

•

São imóveis:

•

Aeróbios;

•

Oxidase positiva;

•

Organismo exigente → só cresce em meio de culturas de gelose de chocolate a 5% de CO2;

•

Têm pilli de grande variabilidade antigénica → dificulta a resposta do sistema imunitário para neutralizar a bactéria;

•

Parasita intracelular facultativo → aparece nos exsudados uretrais no interior dos neutrófilos;

•

Produz a endotoxina LOS (lipooligossacárideo);

•

Bastante susceptível a variações de temperatura, humidade, radiação UV, entre outros

São gonorreia,

o

agente

uma

causador

uretrite

da

sexualmente

transmissível. Durante o acto sexual, estes agentes são libertados e fixam-se ao longo do trato urogenital, pelos seus pilli, criando uma infecção purulenta. Nos homens cria uma inflamação piogénica da mucosa da uretra associada a disúria, podendo

envolver

até

a

próstata

–

prostatite. Nas mulheres pode haver

Fig.3 - Cultura de chocolate de Neisseria sp.

endocervicites e infecções genitais ascendentes: inflamação no tubo uterino (salpingite), abcessos no ovário ou até mesmo peritonite. A libertação sistémica deste agente pode provocar artrites, endocardites ou conjuntivites, para além de poder atingir outras zonas – cervix, faringe ou recto. O reservatório destes agentes são os humanos assintomáticos da doença e o maior grupo de risco são os jovens e pessoas sexualmente activas. O LOS é um dos maiores responsáveis pela inflamação intensa em vários órgãos. Reage de forma semelhante ao LPS das bactérias gram negativas, onde estimula a produção de TNF-α que causa dano celular, com a presença do lipido A na sua membrana externa, que funciona como endotoxina. Também protege a bactéria da reacção com o complemento. Os seus pilli com a sua variabilidade antigénica dificultam a remoção por parte do organismo deste agente, destacando-se a proteína externa opa, que podem ser de vários tipos, aumentado a sua variabilidade antigénica, tal como as porinas Por. A proteína opa é parte integrante no processo de endocitose directa, onde há formação de um vacúolo na célula epitelial, que é transportado para a zona basolateral, saindo por exocitose e continuando a proliferação bacteriana. Eles conseguem capturar ferro por proteínas siderófilas como a lactoferrina

e transferrina,

facilitando a sua rápida proliferação. Também segrega IgA proteases que hidrolizam os anticorpos IgA existentes nas mucosas. O seu tratamento tradicional consistia em penicilina G 200000, nas desde 1976 começaram a aparecer estirpes produtoras de β-lactamases e, por isso, resistentes à penicilina, sendo agora usado cefalosporinas. É frequente em casos de gonorreia haver outro tipo de associações associadas e por isso haver terapias com outros agentes como a ceftriaxone associado à tetraciclina no caso de infecções com Chlamydia e Neisseria. Não existe vacina.

Neisseria meningitidis: •

Diplococos gram negativos em forma de grão de café;

•

São imóveis:

•

Aeróbios;

•

Oxidase positiva;

•

Parasita intracelular facultativo → aparece no liquido cefalo-raquidiano, no interior de neutrófilos;

•

Organismo exigente → só cresce em meio de culturas de gelose de chocolate ou sangue em ambiente húmido a 5% de CO2;

•

Possui cápsula polissacaridica.

•

Em pessoas saudáveis, coloniza na cavidade nasal e na faringe

São diferenciados dos anteriores pela sua cápsula polissacaridica, sendo um importante factor de virulência. São subdivididos em vários grupos serológicos, onde os mais perigosos são aqueles em que a bactéria consegue formar cápsula: A, B, C, Y e W135. Para além da meningite, eles conseguem provocar septicemias, pneumonias, uretrites e artrites. Estão essencialmente na nasofaringe no humano, onde a sua infecção dá-se por contacto dessa população com um indivíduo não imune ao organismo, por aerossóis ou em ambientes fechados, onde as pessoas estão em contacto por longos períodos de tempo. Como o grupo de risco são crianças com menos de 5 anos, as creches e infantários tornam-se ambientes propícios a estas infecções meningocócitas. As meningites podem ser causados não só pela Neisseria mas também por outros microorganismos, sendo este conjunto designado por meningococos. Estes microorganismos entram na corrente sanguínea e fixam-se às meninges, colonizando nesses tecidos e criando os sinais/sintomas relacionados à patologia: dores de cabeça, febre, rigidez da nuca e mal-estar generalizado. Os factores de virulência são semelhantes à N. gonorrhoeae – LOS, Opa e Por. O seu diagnóstico é a análise do líquido cefalo-raquidiano, onde normalmente é límpido, mas nesta patologia torna-se purulento e no microscópio pode-se verificar neutrófilos com parasitas intracelulares. No tratamento também se utiliza penicilinas e cefalosporinas de largo espectro. A sua vacinação é feita contra os antigénios capsulares dos grupos A, C,Y e W-135 em crianças com mais de 2 anos. O grupo B ainda não possui vacina, visto que o seu LOS é muito pouco imunogénico, esperando-se agora que as infecções sejam particularmente do tipo serológico B.

Legionella pneumoniae

È a espécie dentro da família Legionella que é causador da chamada doença dos legionários, pois há uns anos houve um encontro de antigos legionários em Filadélfia, onde estes apanharam uma pneumonia e morreram devido a esta. Na autópsia foi descoberto este microorganismo que foi a causa da pneumonia, via a cultura apresentada na figura. Características importantes: •

Bacilos gram negativos de tamanho bastante variável (2 a 5 um);

•

Organismo fastidioso → é difícil realizar uma cultura desta bactéria, pois precisa de ferro, cisteina e humidade;

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Cultura em meio BCYE, com 5 a 10% de CO2;

•

Reage bem contra variações de temperatura entre os 5 e 60ºC;

•

Aeróbias;

•

Tem mobilidade – flagelação perítrica;

•

São parasitas intracelulares facultativos;

•

Tem uma relação simbiótica com amibas;

•

Não fermenta glícidos.

São responsáveis por 2 tipos de doença: Doença dos Legionários e Febre de Pontiac, que afectam ambas as vias respiratórias. Os doentes em risco são idosos com a função pulmonar ou imunitária comprometida. A sua patogénese baseia-se no seu parasitismo intracelular, onde sobrevivem alveolares,

à

fagocitose

através

fagossoma-lisossoma

do e

por

bloqueio também

geração de radicais livres.

macrófagos da

fusão

inibindo

a

Fig.4 – Cultura de Legionella

Na doença dos

Legionários a sua incubação é até 10 dias, aparecendo necrose pulmonar com formação de microabcessos. A febre de Pontiac é parecida com uma gripe do tipo não pneumónico com febre. O seu tempo de incubação é de apenas 2 dias. Estes encontram-se em meio aquático não salino, onde os sistemas de distribuição de água potável e os sistemas de ar condicionado são as principais fontes

disseminadores do agente patogénico, podendo ocorrer episódios de epidemia. Tem uma relação protectora com protozoários: Em meios aquáticos, estes microorganismos fundem-se no interior das amibas, formando vacúolos para seu armazenamento e protecção. Quando as amibas se reproduzem via esporos, elas reagrupam-se nos esporos para resistir assim a grandes variações ambientais. O tratamento é diferente dependendo da situação: azitromicina e levofloxacina para casos mais graves e eritromicina para manifestações menos severas da patologia. Os macrólidos podem-se usar para os 2 tipos de doença.

Haemophilus Influenzae Esta bactéria pertence à família das Pasteurellaceae, formada pela: •

Pasteurella o P. Haemolytica – provoca pneumonias nos bovinos e caprinos; o P. multilocida – provoca cólera das galinhas;

•

Haemophilus o H. influenzae - responsável por meningites;

Características importantes: •

Cocobacilos gram negativos;

•

São imóveis;

•

Aeróbios facultativos;

•

Tem

uma

cápsula

formada

por

poliribose fosfato; •

São 6 serotipos, sendo o tipo B o mais virulento;

•

Cresce em meios de cultura de chocolate e em sangue;

Fig. 5 – Crescimento de H. Influenzae apenas em zonas com o factor X

•

Precisa para o seu crescimento NAD (factor V) e hematina (factor 10) – grupo heme em que o átomo de ferro está oxidado;

•

Responsável por meningites em bebes com menos de 18 meses;

È um microorganismo muito adaptado ao ser humano, sendo o seu reservatório a nasofaringe de indivíduos saudáveis, onde a contaminação homem/homem é a principal fonte destes microorganismos. O seu nome deriva do facto de precisar de um precursor do grupo heme para se poder desenvolver – hematina. Em laboratório são usadas geloses de sangue com os factores NAD e hematina para o seu desenvolvimento com tensão de CO2 de 5%, temperatura de 35-37oC e pH = 7,6. É responsável por infecções em bebes e crianças como meninigites (sendo o serotipo B o responsável), epiglotites (laringites obstrutivas que podem sufocar a via aérea do doente), celulites (infecções em tecidos cutâneos), artrites, conjuntivites, sinusites, otites e infecções do trato respiratório, como pneumonias. Os seus factores de virulência passam pelos fimbriae, importante para a aderência a mucosas, pela produção da cápsula de poliribose fosfato que protege da fagocitose, o lipooligossacarideo (LOS) que funciona como endotoxina, e a produção de IgA1 proteases, que como já foi descrito, hidrolizam os anticorpos das mucosas – IgA – inutilizando-os. A prevenção deste agente foi muito importante para diminuir a taxa de incidência de infecções e passa por imunização passiva do indivíduo – vacina. Neste microorganismos usa-se vacinas conjugadas de factores de virulência com “carriers”, isto porque esta bactéria é pouco imunogénica, e com a adição do carrier haverá tanto uma resposta imunitária com produção de anticorpos contra o “carrier” e contra o antigénio adicionado ao carrier, como estudamos em Imunologia. Estas vacinas são essencialmente contra o H. Influenzae do tipo B e contra os polissacarideos da sua cápsula e estão no mercado 3 tipos de vacinas conjugadas, todas com proteínas “carrier” diferentes. O tratamento passa por β–lactamases como a ampicilina, e em estirpes resistentes pode-se usar o ceftriaxone e outras cefalosporinas.

(Imunogenicidade – capacidade de um antigénio criar uma resposta imunitária com produção de anticorpos contra o tal antigénio)

Fig.6 – Vários tipos de vacina comercializadas para o HiB

Micoplasmas e Ureoplasmas Após o estudo da patogenicidade das bactérias gram-negativas, surgem os micoplasmas, bactérias sem parede celular e de forma variada, e por isso imunes a βlactaminas. Só são vistos em microscopia de contraste de fase ou campo escuro. Características importantes: •

Não têm parede celular;

•

Também não possuem pilli, fimbriae ou cápsula;

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Apresentam pleomorfismo → podem ter uma forma variada;

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Têm elevada susceptibilidade a variações osmóticas, detergentes e álcoois;

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Podem ser aeróbios ou anaeróbios;

•

São imóveis;

•

Formam colónias do tipo de ovo estrelado;

•

São organismos fastidiosos.

•

Meios de cultura isotónicos durante 2 a 8 dias.

Fig.7 – Colónias em forma de ovo estrelado

Tendo como reservatório a flora microbiana humana, a particularidade destes microorganismos reside mesmo na falta de parede celular ou de peptidoglicano. Por isso, todas as substancias que actuam ao nível da parece celular de forma a inibir o crescimento bacteriano não têm efeito nestes procariotas. São responsáveis por 10-20% de infecções hospitalares e a sua patogenia passa por uma aderência forte aos epitélios respiratório ou urogenital, não invadindo os tecidos adjacentes. Em pneumonias, fixa-se aos epitélios da traqueia e brônquios, manifestando-se com febre, tosse e dor de cabeça. O período de incubação é de 10-20 dias. A contaminação dá-se via aerossóis. Dependendo do tipo de micoplasma, ele coloniza num determinado trato: •

M. pneumoniae – pneumonias em crianças e adultos jovens;

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Ureoplasma urealyticum – causa infecções urinárias e uretrites;

•

M. hominis – provoca pielonefrites, infecções genitais e doença pélvica inflamatória;

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M. genitalium – parasita do tracto genital e, por vezes, respiratório;

•

Também atacam animais estabulados → pleuropneumonias, mastites e conjuntivites;

O diagnóstico de micoplasmas pode ser realizado de 3 formas: •

Métodos culturais: primeiramente realiza-se uma cultura em meio líquido específico e enriquecido (caldo PPLO), e só depois um isolamento em meio sólido;

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Imunofluorescência: Detecção directa de antigénios de micoplasmas com anticorpos incorporados com um fluorocromo, em exsudados, como o respiratório;

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Ensaios de Biologia Molecular: Através de um produto biológico, por exemplo o sangue, podemos amplificar por PCR e hibridar com “primers” de segmentos específicos do genoma de micoplasmas. Se a bactéria tiver no tecido, o primer híbrida com uma sequencia especifica do genoma da bactéria, amplificando apenas o genoma da bactéria para depois poder identificar e diferenciar entre as várias espécies de micoplasmas. O problema desta técnica reside em que não sabemos se a bactéria, na altura do ensaio está ou não viva, já que a molécula de ADN

não significa que a bactéria esteja viva, apenas demonstra que a bactéria está no tecido biológico. O tratamento passa normalmente por tetraciclinas e macrólidos. Bibliografia http://www.textbookofbacteriology.net/ Acetatos das teóricas + apontamentos Kayser, Medical Microbiology Ed 2005