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.

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, 1937. Zo Bell, J Bacteriol, 46: 39, 1943.

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.

O que são biofilmes? Bactérias planctônicas Biofilme Superfície

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

Como se formam os biofilmes?

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

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

Como se formam os biofilmes?

Propriedades dos biofilmes Maior proliferação Metabolismo reduzido Fase Estacionária Superfície

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

Propriedades dos biofilmes Filtragem Penetração lentificada e/ou reduzida na matriz polissacáride.

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

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

Propriedades dos biofilmes 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 Dunne Jr, Clin Microbiol Rev, 15: 155, 2002.

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

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

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

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

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

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

Padrões de Participação dos Biofilmes na Infecção 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 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 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

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.

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

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

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

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