Enterobactérias

Família Enterobacteriaceae

• Características gerais– Grupo heterogêneo – Bastonetes Gram

negativos (1-5um)– Não esporulados– Anaeróbios facultativos

ou aeróbios– Imóveis ou possuem

flagelos peritríqueos

Habitat

• São encontrados principalmente no trato gastro-intestinal de animais – Mamíferos, vermes

• Solo• Plantas • Água

• Os bacilos entéricos Gram-negativos tb são chamados de coliformes

Principais espécies

• Taxonomia complexa e fluida• Mais de 25 gêneros e 110 espécies– Técnicas filogenéticas para avaliar a distâcia

evolutiva: hibridização, sequenciamento• 20-25 espécies de importância clínica para o

homem• Grupo de bactérias mais comumente isolado

no laboratório clínico

Principais espécies

• Escherichia coli• Shigella• Salmonella• Grupo Kleibsiella-enterobacter-serratia• Grupo Proteus-morganella-providencia• Citrobacter• Yersinia• Outras: Kluyvera, Edwardsiella

Estrutura antigênica• Possuem uma estrutura antigênica complexa:

Antígeno O: Porção polissacarídica do LPSAntígeno K: Cápsula, formada por polissacarídeos e proteínasAntígeno H: Flagelar

• Antígeno O: Soro-grupos• Antígeno O + H: Soro-tipos

Estrutura antigênica

• Antígeno O: LPS– Porção exterior do LPS– Termoestáveis– Tipos antígenicos estão

associados a patogenias específicas

Estrutura antigênica

• Antígeno K: Cápsula• Externos ao antígeno O• Podem ser

polissacarídeos ou proteínas

Estrutura antigênica

• Antígeno H: flagelo

– Longos filamentos helicoidais

– Permitem a locomoção bacteriana: nanomotor!

– Mais de 50 proteínas estão envolvidas na montagem e função

– variação de fase(expressão de diferentes flagelinas)

Estrutura antigênica

Fatores de virulência

• Endotoxina • Cápsula• Sistema de secreção do tipo III• Variação de fase antigênica• Sideróforos• Resistência a antimicrobianos

Fatores de virulência• Endotoxina

• Lipopolissacarídeo (LPS)• Presente na face

externa da membrana externa de Gram negativo• Lipídio A possui

propriedades toxigênicas• Resistência a

peptídeos catiônicos antimicrobianos

Fatores de virulência

• Cápsula

– Proteção contra a opsonização

– Resistência a fagocitose– Indução de abscessos

Fatores de virulência

• Variação de fase antigênica– Alterações no fenótipo bacteriano• Hereditário e Reversível

– Estruturas de superfície• LPS, Cápsula, Fimbria, flagelo, omps

– Evasão do sistema imune– Colonização (aderência)

Identificação

• Fermentação de açucares– glicose– lactose

• Produção de Gás• Produção de enzimas– Catalase positivos– Oxidase negativos– Reduzem nitrato a nitrito

Patogenia e manifestações clínicas

• Escherichia coli:• Componentes da microbiota normal• Organismo modelo utilizado na biologia molecular

• Infecção no trato urinário– responsável por 90% das infecções rinárias em

mulheres jovens (freq. urinária, dor, hematúriae piúria).

Escherichia coli

• Virotipos associados a doenças diarréicas. Classificados de acordo com:– Forma de ligação as células do hospedeiro– Efeito induzido nas células do hospedeiro– Produção de toxinas– Capacidade invasiva

Escherichia coli

• Escherichia coli Enteropatogênica (EPEC)• Escherichia coli Enterotoxigênica (ETEC)• Escherichia coli Enterohemorrágica (EHEC)• Escherichia coli Enteroinvasiva (EIEC) • Escherichia coli Difusamente aderente (DAEC)• Escherichia coli Enteroagregativa (EAggEC)

Escherichia coli Enteropatogênica (EPEC)

• Diarréia aquosa auto-limitada em alguns casos há cronicidade– Associada também a gastrenterite em crianças (<

2 anos) – Antibioticoterapia: indicada em casos crônicos

• Não produz toxina e não tem capacidade invasiva • Patogenia: adesão à mucosa intestinal (fator de

aderência EAF) alterações no citoesqueleto celular acúmulo de actina e destruição das microvilosidades formação de estruturas semelhantes a taças ou pedestal (intimina) diarréia

• Lesões do tipo A/E (Attaching and effacing)

Escherichia coli Enteropatogênica (EPEC)

Escherichia coli Enteropatogênica (EPEC)

Escherichia coli enterotoxigênica (ETEC)

• Causa mundial mais comum de diarréia humana associada ao consumo de alimentos ou água contaminada– Diarréia dos viajantes– Pode ser fatal em crianças– Caracterizada pela produção de duas toxinas cujo

genes encontram-se em plasmídeos• LT - termolábil• ST - termoestável

• Aderência ao epitélio intestinal ocorre através da produção de fatores de colonização (CF) ou de adesinas (EtpA)– Secreção da LT (enterotoxina termolábil) e ST

(enterotoxina termoestável). – Leva a um aumento na concentração de cAMP que

resulta na hipersecreção prolongada de água e cloretos. Distensão intestinal e diarreia prolongada.

Escherichia coli enterotoxigênica (ETEC)

Escherichia coli Enterohemorrágica (EHEC)

• O gado é reservatório natural consumo de carne bovina mal cozida – Associada a colite hemorrágica e síndrome urêmica

hemoléitica (HUS)– Patogenia: adesão à mucosa intestinal produção de

verotoxina (VT ou citotoxina ou toxina “shiga-like” – SLT) • Toxina do tipo AB5

– Não tem capacidade invasiva– forma lesões do tipo A/E (attach and effacing)

similares a EPEC

Shigella• Aneróbios facultativos. Fermentam glicose. Não

fermentam lactose (somente S. sonnei). • Contém quatro espécies patogênicas e antigenicamente

diferentes:– S. dysenteriae (Group A)– S. flexneri (Group B)– S. boydii (Group C)– S. sonnei (Group D)– A diferenciação em grupos (A, B, C, e D) é baseada na

sorotipagem para o antígeno O; – O antígeno O é parecido com o de E. coli, logo é

importante se reconhecer o patógeno como Shigella ANTES de fazer sorotipagem.

Patogenia e patologia de Shigella• Infecções limitadas a trato gastrointestinal. • Mecanismos de transmissão: pessoa-pessoa, água e

alimentos (mariscos, crustáceos, frutas, vegetais, frango e saladas) contaminados com fezes humanas, moscas

• Bactéria altamente infecciosa: 10-100 microrganismos elevada resistência ao pH estomacal ácido

• Patogênese: (1) adesão às células intestinais (2) invasão celular (3) multiplicação intracelular e liberação da Toxina de Shiga (4) reação inflamatória intensa e (5) destruição tecidual diarréia

• Disenteria bacilar clássica: diarreia aquosa, febre alta, cólicas abdominais, náuseas, vômitos, cefaléia, perda de peso, fezes sanguinolentas e mucopurulentas

Infecção por Shigella

Shigella

• Tratamento

– Formas brandas: auto-limitadas reposição de líquidos e eletrólitos

– Antibioticoterapia: aumento da severidade da doença, idade do paciente e riscos de transmissão ampicilina, trimetoprim-sulfametoxazol, quinolonas

Salmonella

Salmonella• Ampla distribuição na natureza habitat primário: TGI de animais

(pássaros, répteis, animais de granja) e homem – Transmissão por alimentos contaminados– Sobrevivem congelados em água por longos períodos

• Maior reservatório: Criação de aves• Ovos: transmissão transovariana

• Países em desenvolvimento: A maioria dos casos ocorre em incidentes isolados

• Outbreaks: Leite, leite em pó, queijo, ovos e subprodutos, patê de fígado, frutas e vegetais, chocolate e mustarda

• Comida com alto teor de gordura pode proteger o patógeno• Infecções alimentares representam 1.3 bilhões de casos de

diarréia aguda e 3 milhões de mortes no mundo

Salmonella• Intimamente relacionado com E. coli e Shigella • Capaz de causar infecções localizadas ou sistêmicas– Gatroenterite e febre tifóide

• Divisão das salmonelas em sorotipos baseado na composição dos antígenos de superfície: Ag somático - LPS (O), flagelar (H) e capsular (Vi) – Mais de 2500 sorotipos

• Classificação mais correta: Baseada na hibridização DNA-DNA – Detectou-se apenas 7 grupos evolutivos. Maioria dos patógenos humanos estão no grupo I Salmonella enterica subespécie enterica

Salmonella enterica (inclui 1400 sorotipos)

Quatro sorotipos que causam febre entérica, e são importantes na Microbiologia de Alimentos: Salmonella Paratyphi (sorogrupo A); Salmonella Paratyphi (Sorogrupo B); Salmonella Choleraesuis (sorogrupo C1);

Salmonella Typhi (sorogrupo D).

Outros 1400 sorotipos – sorogrupados por antígenos O como A, B, C1, C2, D, E e não tipáveis.

Tipos de infecção causadas por Salmonella

– Febres entéricas: A bactéria se espalha antes de induzir uma resposta inflamatória Causada apenas por algumas Salmonelas, dentre as quai a mais importante é a Salmonella Typhi (febre tifóide).

– Período de incubação de 10-14 dias. Pode ocorrer febre baixa e constipação (prisão de ventre), além de cefaléia. Quando a febre é alta (tifóide) ocorre aumento de baço e fígado com manchas rosadas no tórax e abdomen.

• Bacteriemia com lesões focais - Após infecção por ingestão, ocorre invasão precoce da corrente sanguínea (possíveis lesões nos tecidos dos pulmões, ossos e meninges).

• Enterocolite: Manifestação mais comum de infecção por Salmonela. Multiplicação local induz a expressão de citocinas pelos macrófagos e uma resposta inflamatória Febre, diarréia e dor abdominal.

• Incubação de 8-48 hs. Causa náuseas, cefaléia, vômitos e diarréia profusa.

Tipos de infecção causadas por Salmonella

Diagnóstico de Salmonella

• AMOSTRAS – Sangue (para cultura de céls.). Nas febres entéricas e

septicemias as hemoculturas são frequentemente positivas.

– Fezes: Nas febres entéricas a coprocultura fornece resultados positivos a partir da terceira semana, na enterocolite o cultivo é obtido a partir da primeira semana.

– SOROLOGIA: Teste da aglutinação em tubo (reação de Widal) - detecta anticorpos conta antígenos O e H.

Diagnóstico de Enterobacteriaceae

• CULTIVO – Meios EMB e MacConkey: específicos para detecção

de gram-negativos que não fermentam lactose (como salmonelas e shigelas). Leve inibição de gram-positivos.

– Meio Salmonella-Shigella (SS), ágar entérico de Hektoen, XLD entre outros: Seletivos, favorecem crescimento de Enterobacteriaceae.

– Identificação – As colônias obtidas em meio sólido são submetidas a testes bioquímicos.

Diagnóstico de Enterobacteriaceae

Outras enterobactérias

• São componentes da microbiota intestinal normal

• Em geral são benéficas ao organismo– Fermentação de açucares complexos– Produção de vitaminas

• Patógenos oportunistas– Pacientes imunocomprometidos– Infecções pós cirurgicas

Klebsiella

• Klebsiella pneumonia e K. oxytoca– Cápsula polissacarídica: proteção a fagocitose e

resistência ao complemento• Pneumonia bacteriana adquirida na comunidade– Alcoólicos crônicos

• Infecções hospitalares: Pneumonia, ITU, septicemia– Pacientes imunocomprometidos– Diabetes– Doença pulmonar crônica

Proteus

• Infecções do trato urinário, pneumonia, bacteremia– Proteus vulgaris– Proteus mirabilis: ITU

• Produzem urease resultando na hidrólise da uréia com liberação de amônia. A urina torna-se alcalina: Favorecimento da formação de cálculos

Outras enterobactérias

• Serratia marcescens– Patógeno oportunista causador de infecções

hospitalares– Pneumonia, bacteremia e endocardite

• Citrobacter– ITU, sepse

• Providencia– ITU