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Biofilmes e sua relevância em infecções hospitalares Carlos Magno Castelo Branco Fortaleza Superintendente Superintendência de Controle de Endemias – SUCEN.

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1 Biofilmes e sua relevância em infecções hospitalares Carlos Magno Castelo Branco Fortaleza Superintendente Superintendência de Controle de Endemias – SUCEN Professor Assistente Faculdade de Medicina de Botucatu, UNESP.

2 O que são biofilmes? Evidências Clássicas Em ambientes aquáticos, predominam bactérias ligadas a superfícies. O mesmo pode ser demonstrado para bactérias em... –Solo –Tecidos Vegetais –Tecidos Animais. ZoBell, J Bacteriol, 33:86, Zo Bell, J Bacteriol, 46: 39, 1943.

3 O que são biofilmes? Uma comunidade estruturada de células de microorganismos, embebida em uma matriz polimérica e aderente a uma superfície inerte ou viva. Costerton et al, Science 284: 1318, 1999.

4 Bactérias planctônicas O que são biofilmes? Superfície Biofilme

5 Prós e contras de formar comunidades Vantagens... –Crescimento ordenado. –Captação de nutrientes. –Proteção. Desvantagens... –Acúmulo de metabólitos tóxicos.

6 Como se formam os biofilmes?

7 Adesão Primária Aproximação da superfície –Acaso? –Motilidade /Quimiotaxia? Interações –Eletrostáticas –Hidrofóbicas Fatores da superfície –Plaquetas, fibrinas Fatores do Microorganismo –Adesinas (pili, fímbrias)

8 Adesão Secundária (Ancoragem) Formação da matriz extra-celular Polissacárides + Componentes ancorados

9 Como se formam os biofilmes?

10 Propriedades dos biofilmes Superfície Metabolismo reduzido Fase Estacionária Maior proliferação

11 Circulação de água, oxigênio e nutrientes. Propriedades dos biofilmes

12 Filtragem Penetração lentificada e/ou reduzida na matriz polissacáride.

13 Propriedades dos biofilmes Redução da Atividade Menor atuação dos antimicrobianos em células bacterianas quiescentes.

14 Propriedades dos biofilmes Redução da Atividade O ambiente do biofilme (ex.: pH) prejudica a atividade antimicrobiana.

15 Filtragem Penetração lentificada e/ou reduzida na matriz polissacáride. Redução da Atividade Menor atuação dos antimicrobianos em células bacterianas quiescentes. S. epidemidis – Vancomicina P. aeruginosa - Aminoglicosídeos S. aureus – Cefalexina E. coli - Quinolonas Propriedades dos biofilmes Dunne Jr, Clin Microbiol Rev, 15: 155, 2002.

16 Biofilmes no Ambiente Camadas do solo; Ambientes aquáticos; Ambientes urbanos: –Sistemas de tubulação (água e esgoto) –Reservatórios de água; –Edificações. Davey & O´toole. Clin Microbiol Rev, 2000; 64: 847

17 Biofilmes e Doença Humana Dente: –Placa bacteriana Pulmão –Fibrose Cística Vias urinárias: –Prostatite Costerton et al. J Clin Invest, 2003; 112: 1466

18 Até 60% das Infecções Hospitalares têm participação de biofilmes em sua patogênese. Davey & O´toole. Clin Microbiol Rev, 2000; 64: 847

19 Microorganismos Importantes Candida albicans Cateteres venosos centrais Dispositivos intra-uterinos Staphylococcus Coagulase-neg. Cateteres venosos centrais Próteses de quadril Próteses valvares Enterococcus sp. Próteses de quadril Sondas vesicais de demora Klebsiella pneumoniae Cateteres venosos centrais Sondas vesicais de demora Pseudomonas aeruginosa Próteses de quadril Cateteres venosos centrais Sondas vesicais de demora Staphylococcus aureus Próteses de quadril Cateteres venosos centrais Próteses valvares Donlan, Emerging Infect Dis. 8:991, 2002

20 Biofilmes e Corpos Estranhos Infecção urinária –Sonda Vesical de Demora Sepse –Cateter Venoso Central Infecção Cirúrgica –Implantes: Ortopédicos Cirurgia plástica Cirurgia Cardíaca Donlan, Emerging Infect Dis. 8:991, 2002

21 Padrões de Participação dos Biofilmes na Infecção Padrão: –Inoculação intra-operatória –Microorganismo muito virulento. Agente: –Staphylococcus aureus. Evolução: –Reação inflamatória intensa; –Manifestação precoce; –Sintomas podem anteceder biofilme. Gallo et al, Biomed Papers, 2003; 147: 27

22 Padrão: –Inoculação intra-operatória –Microorganismo pouco virulento. –Grande inóculo Agente: –Staphylococcus epidermidis, bacilos Gram (-) –Microorganismos atípicos (ex.: micobactérias) Evolução: –Formação do biofilme –Manifestação precoce ou tardia Gallo et al, Biomed Papers, 2003; 147: 27 Padrões de Participação dos Biofilmes na Infecção

23 Padrão: –Inoculação intra-operatória –Microorganismo pouco virulento. –Pequeno inóculo Agente: –Staphylococcus epidermidis, bacilos Gram (-) –Microorganismos atípicos (ex.: micobactérias) Evolução: –Formação do biofilme –Manifestação tardia (até 1-2 anos) Gallo et al, Biomed Papers, 2003; 147: 27 Padrões de Participação dos Biofilmes na Infecção

24 Padrão: –Contaminação por via hematogênica Agente: –Diversos, procedentes de pele, boca ou trato gastrointestinal Evolução: –Pode não ter relação temporal com cirurgia Observação: –Bem documentado com próteses de quadril. –Não é documentado em próteses mamárias. Gallo et al, Biomed Papers, 2003; 147: 27 Padrões de Participação dos Biofilmes na Infecção

25 Prevenção da formação de biofilmes... Prevenir a infecção... –Sítio cirúrgico associada implantes –Sepse associada a CVC –Urinária associada a SVD Uso de materiais menos aderentes Dúvida... –Implantes impregnados?. Donlan e Costerton, Clin Microbiol Rev, 15: 167, 2002.

26 Biofilme – propostas terapêuticas Antibióticos em alta concentração local: –Somente utilizado para cateteres venosos centrais; –Somente validado para alguns microorganismos. Mermel, Clin Infect DIS 2001: 32

27 Biofilme – propostas terapêuticas Antibióticos capazes de penetrar no biofilme. Remoção do biofilme por ultra-som. –Alguns trabalhos. –Nenhum resultado consistente. Davey & O´toole. Clin Microbiol Rev, 2000; 64: 847

28 Portanto... Na grande maioria das vezes, para o controle do biofilme é necessária a remoção do implante.

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