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 LPS Antígeno K: Cápsula, formada por polissacarídeos e proteínas Antígeno 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 Produção de Gás 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

Escherichia coli Enteropatogênica (EPEC) 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) During infection with the extracellular bacterium EPEC, the intimin receptor (Tir) translocates into the host cell and inserts itself into the host-cell plasma membrane (a process mediated by the T3SS). This receptor interacts with intimin on the bacterial surface, thereby firmly anchoring the bacterium to the host cell. The carboxy terminus of EPEC Tir becomes phosphorylated on the tyrosine residue at position 474 by at least two host protein kinases, Fyn and Abl, resulting in host adaptor protein Nck being recruited and binding directly to Tir. During infection with EHEC, by contrast, the tyrosine-phosphorylation event is subverted by the EHEC effector EspFu, so Nck is not required. During EPEC or EHEC infection, N-WASP and the Arp2/3 complex (which consists of seven host proteins) are recruited downstream of the Tir-interacting protein (Nck or EspFu), leading to the generation of actin filaments beneath the attached bacteria and the formation of the pedestal structure. Numerous proteins are found in EPEC pedestals (some of which are listed in the shaded box); however, the precise organization of these proteins in EPEC- and EHEC-induced pedestal generation has not been clearly shown. It has been demonstrated that the tight-junction-associated protein ZO1 localizes to the distal portion of the actin filaments of the EPEC pedestal. In addition, the actin-disassembly protein cofilin has been shown to localize to pedestals and presumably, together with the actin-assembly protein profilin, regulates the actin-filament dynamics in pedestals. Also, the amino terminus of Tir has been shown to bind directly to -actinin, but the effect of this interaction is unknown.

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

Escherichia coli enterotoxigênica (ETEC) 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. nterotoxigenic Escherichia coli (ETEC) becomes anchored to enterocytes of the small bowel through colonization factors (CFs) and an adhesin that is found at the tip of the flagella (EtpA). Tighter adherence is mediated through Tia and TibA. Two toxins, heat-labile enterotoxin (LT) and heat-stable enterotoxin (ST), are secreted and cause diarrhoea through cyclic AMP (cAMP)- and cyclic GMP (cGMP)-mediated activation of cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR).

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 Colite hemorrágica -forma severa de diarréia HUS – insuficiência renal aguda

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 Maior reservatório: Criação de aves 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.

Tipos de infecção causadas por Salmonella 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.

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