Staphylococcus aureus -Staphylococcus aureus

Staphylococcus aureus
Micrografia eletrônica de varredura de "S. aureus";  cor falsa adicionada
Micrografia eletrônica de varredura de S. aureus ; cor falsa adicionada
Classificação científica editar
Domínio: Bactérias
Filo: Firmicutes
Classe: Bacilli
Pedido: Bacillales
Família: Staphylococcaceae
Gênero: Estafilococo
Espécies:
S. aureus
Nome binomial
Staphylococcus aureus
Rosenbach 1884
Staphylococcus aureus
Outros nomes Staph aureus , S. aureus
Especialidade Doença infecciosa
Tipos Staphylococcus aureus suscetível à meticilina, Staphylococcus aureus resistente à meticilina
Causas Bactéria Staphylococcus aureus
Diagnóstico diferencial outras infecções bacterianas, virais e fúngicas,
Prevenção lavagem das mãos, limpeza de superfícies
Medicamento Antibióticos
Frequência 20% a 30% da população humana, muitas vezes sem sintomas
Staphylococcus aureus em meio de cultivo básico

Staphylococcus aureus é uma Gram-positivos de forma arredondada bactéria , um membro das Firmicutes , e é um membro usual da flora microbiana do corpo, frequentemente encontrado no tracto respiratório superior e na pele . Muitas vezes é positivo para a redução da catalase e do nitrato e é um anaeróbio facultativo que pode crescer sem a necessidade de oxigênio. Embora S. aureus geralmente atue como um comensal da microbiota humana, também pode se tornar um patógeno oportunista , sendo uma causa comum de infecções de pele, incluindo abscessos , infecções respiratórias como sinusite e intoxicação alimentar . As cepas patogênicas freqüentemente promovem infecções pela produção de fatores de virulência , como toxinas de proteínas potentese a expressão de uma proteína da superfície celular que se liga e inativa os anticorpos . O surgimento decepas de S. aureus resistentes a antibióticos , como S. aureus resistente à meticilina (MRSA), é um problema mundial na medicina clínica . Apesar de muita pesquisa e desenvolvimento , nenhuma vacina para S. aureus foi aprovada.

Estima-se que 20% a 30% da população humana sejam portadores de S. aureus por longo prazo, que podem ser encontrados como parte da flora normal da pele , nas narinas e como um habitante normal do trato reprodutivo inferior das mulheres. S. aureus pode causar uma série de doenças, desde infecções cutâneas menores, como espinhas , impetigo , furúnculos , celulite , foliculite , carbúnculos , síndrome da pele escaldada e abscessos , até doenças potencialmente fatais, como pneumonia , meningite , osteomielite , endocardite , síndrome do choque tóxico , bacteremia e sepse . Ainda é uma das cinco causas mais comuns de infecções adquiridas em hospitais e costuma ser a causa de infecções de feridas após a cirurgia . A cada ano, cerca de 500.000 pacientes em hospitais dos Estados Unidos contraem uma infecção estafilocócica, principalmente por S. aureus . Até 50.000 mortes a cada ano nos EUA estão relacionadas a infecções por S. aureus .

História

Descoberta

Em 1881, Alexander Ogston , um cirurgião escocês, descobriu que o Staphylococcus pode causar infecções na ferida após notar grupos de bactérias no pus de um abscesso cirúrgico durante um procedimento que ele estava realizando. Ele o chamou de Staphylococcus por causa de sua aparência agrupada evidente ao microscópio. Então, em 1884, o cientista alemão Friedrich Julius Rosenbach identificou o Staphylococcus aureus , discriminando e separando-o do Staphylococcus albus , uma bactéria relacionada. No início dos anos 1930, os médicos começaram a usar um teste mais simplificado para detectar a presença de uma infecção por S. aureus por meio do teste de coagulase , que permite a detecção de uma enzima produzida pela bactéria. Antes da década de 1940, as infecções por S. aureus eram fatais na maioria dos pacientes. No entanto, os médicos descobriram que o uso de penicilina pode curar infecções por S. aureus . Infelizmente, no final da década de 1940, a resistência à penicilina se espalhou entre essa população de bactérias e surtos da cepa resistente começaram a ocorrer.

Evolução

O Staphylococcus aureus pode ser classificado em dez linhagens humanas dominantes. Existem numerosas linhagens menores também, mas estas não são vistas na população com tanta freqüência. Os genomas de bactérias da mesma linhagem são em sua maioria conservados, com exceção de elementos genéticos móveis . Os elementos genéticos móveis que são comuns em S. aureus incluem bacteriófagos, ilhas de patogenicidade , plasmídeos , transposons e cromossomos de cassete estafilocócica. Esses elementos permitiram que S. aureus evoluísse continuamente e ganhasse novos traços. Existe uma grande variação genética dentro das espécies de S. aureus . Um estudo de Fitzgerald et al. (2001) revelou que aproximadamente 22% do genoma de S. aureus não é codificante e, portanto, pode diferir de bactéria para bactéria. Um exemplo dessa diferença é visto na virulência da espécie. Apenas algumas cepas de S. aureus estão associadas a infecções em humanos. Isso demonstra que há uma grande variedade de capacidade infecciosa dentro da espécie.

Foi proposto que uma possível razão para a grande heterogeneidade dentro da espécie poderia ser devido à sua dependência de infecções heterogêneas. Isso ocorre quando vários tipos diferentes de S. aureus causam uma infecção em um hospedeiro. As diferentes cepas podem secretar diferentes enzimas ou trazer diferentes resistências aos antibióticos ao grupo, aumentando sua capacidade patogênica. Assim, existe a necessidade de um grande número de mutações e aquisições de elementos genéticos móveis.

Outro processo evolutivo notável dentro da espécie S. aureus é sua co-evolução com seus hospedeiros humanos. Com o tempo, essa relação parasitária levou à capacidade da bactéria de ser transportada pela nasofaringe de humanos sem causar sintomas ou infecção. Isso permite que seja transmitido por toda a população humana, aumentando sua aptidão como espécie. No entanto, apenas cerca de 50% da população humana são portadores de S. aureus , com 20% como portadores contínuos e 30% como intermitentes. Isso leva os cientistas a acreditarem que há muitos fatores que determinam se o S. aureus é transportado de forma assintomática em humanos, incluindo fatores que são específicos de cada pessoa. De acordo com um estudo de 1995 realizado por Hofman et al., Esses fatores podem incluir idade, sexo, diabetes e tabagismo. Eles também determinaram algumas variações genéticas em humanos que levam a um aumento da capacidade de colonização do S. aureus , notadamente um polimorfismo no gene do receptor de glicocorticóide que resulta em maior produção de corticosteróides . Em conclusão, há evidências de que qualquer cepa dessa bactéria pode se tornar invasiva, pois é altamente dependente de fatores humanos.

Embora S. aureus tenha taxas reprodutivas e micro evolutivas rápidas, existem várias barreiras que impedem a evolução com a espécie. Uma dessas barreiras é o AGR, que é um regulador de gene acessório global dentro da bactéria. Esse regulador tem sido associado ao nível de virulência da bactéria. Foi descoberto que mutações de perda de função dentro desse gene aumentam a aptidão da bactéria que o contém. Assim, o S. aureus deve fazer uma troca para aumentar seu sucesso como espécie, trocando a virulência reduzida por maior resistência aos medicamentos. Outra barreira para a evolução é o sistema de modificação de restrição (RM) Sau1 Tipo I. Este sistema existe para proteger a bactéria de DNA estranho, digerindo-o. A troca de DNA entre a mesma linhagem não é bloqueada, uma vez que elas possuem as mesmas enzimas e o sistema RM não reconhece o novo DNA como estranho, mas a transferência entre linhagens é bloqueada.

Microbiologia

Coloração de Gram de células de S. saprophyticus , que normalmente ocorrem em grupos: A parede celular absorve prontamente a coloração de cristal violeta .
Características principais do Staphylococcus aureus

S. aureus ( / ˌ s t Æ f ɪ l ə k ɒ k ə s ɔr i ə s , - l - / , grego σταφυλόκοκκος, "baga de uva-do cluster", Latina aureus , "de ouro") é um bactéria aeróbia facultativa , cócica Gram-positiva (redonda), também conhecida como "staph dourado" e "oro staphira". S. aureus não é móvel e não forma esporos . Na literatura médica, a bactéria é frequentemente referida como S. aureus , Staph aureus ou Staph a. . S. aureus aparece como estafilococos (cachos parecidos com uvas) quando vistos através de um microscópio, e tem colônias grandes, redondas, amarelo-ouro, frequentemente com hemólise , quando cultivadas em placas de ágar sangue . S. aureus se reproduz assexuadamente por fissão binária . A separação completa das células filhas é mediada por S. aureus autolisina , e na sua ausência ou inibição direccionada, as células filhas permanecem ligadas umas às outras e aparece como clusters.

S. aureus é positivo para a catalase (o que significa que pode produzir a enzima catalase). A catalase converte o peróxido de hidrogênio ( H
2
O
2
) à água e ao oxigênio. Os testes de atividade da catalase às vezes são usados ​​para distinguir estafilococos de enterococos e estreptococos . Anteriormente, o S. aureus era diferenciado de outros estafilococos pelo teste da coagulase . No entanto, nem todas as cepas de S. aureus são coagulase-positivas e a identificação incorreta das espécies pode impactar no tratamento eficaz e nas medidas de controle.

Staphylococcus é diferente do gênero Streptococcus, de mesmo nome e relevante do ponto de vista médico .

A transformação genética natural é um processo reprodutivo que envolve a transferência de DNA de uma bactéria para outra através do meio intermediário e a integração da sequência do doador no genoma receptor por recombinação homóloga . S. aureus mostrou ser capaz de transformação genética natural, mas apenas em baixa frequência nas condições experimentais empregadas. Outros estudos sugeriram que o desenvolvimento de competência para a transformação genética natural pode ser substancialmente maior em condições apropriadas, ainda a ser descoberto.

Papel na saúde

Em humanos, o S. aureus pode estar presente no trato respiratório superior, mucosa intestinal e pele como um membro da microbiota normal . No entanto, como S. aureus pode causar doenças em certas condições ambientais e do hospedeiro, é caracterizado como um "patobionte".

Papel na doença

Imagem de animação médica em 3D de osso de osteomielite
Imagem de animação médica em 3D de osso de osteomielite
Esta micrografia eletrônica de varredura (SEM) de 2005 descreve numerosos aglomerados de bactérias S. aureus resistentes à meticilina (MRSA).

Embora o S. aureus geralmente atue como uma bactéria comensal , colonizando de forma assintomática cerca de 30% da população humana, às vezes pode causar doenças. Em particular, S. aureus é uma das causas mais comuns de bacteremia e endocardite infecciosa . Além disso, pode causar várias infecções da pele e dos tecidos moles, especialmente quando as barreiras da pele ou da mucosa foram rompidas.

As infecções por S. aureus podem se espalhar pelo contato com o pus de uma ferida infectada, pelo contato pele a pele com uma pessoa infectada e pelo contato com objetos usados ​​por uma pessoa infectada, como toalhas, lençóis, roupas ou equipamentos esportivos. As substituições de articulações colocam uma pessoa em risco particular de artrite séptica , endocardite estafilocócica (infecção das válvulas cardíacas) e pneumonia .

As medidas preventivas incluem lavar as mãos frequentemente com sabão e tomar banho ou tomar banho diariamente.

S. aureus é uma causa significativa de infecções crônicas de biofilme em implantes médicos , e o repressor de toxinas faz parte da via de infecção.

S. aureus pode permanecer dormente no corpo por anos sem ser detectado. Assim que os sintomas começam a aparecer, o hospedeiro é contagioso por mais duas semanas e a doença geral dura algumas semanas. No entanto, se não for tratada, a doença pode ser mortal. Infecções profundamente penetrantes por S. aureus podem ser graves.

Infecções de pele

As infecções cutâneas são a forma mais comum de infecção por S. aureus . Isso pode se manifestar de várias maneiras, incluindo pequenos furúnculos benignos , foliculite , impetigo , celulite e infecções invasivas mais graves dos tecidos moles.

S. aureus é extremamente prevalente em pessoas com dermatite atópica , mais comumente conhecida como eczema. É encontrada principalmente em locais férteis e ativos, incluindo axilas, cabelo e couro cabeludo. Grandes espinhas que aparecem nessas áreas podem agravar a infecção se laceradas. Isso pode levar à síndrome da pele escaldada estafilocócica , uma forma grave da qual pode ser observada em recém-nascidos .

A presença de S. aureus em pessoas com dermatite atópica não é uma indicação para tratar com antibióticos orais, já que as evidências não mostram que isso traz benefícios para o paciente. No entanto, antibióticos tópicos combinados com corticosteroides podem melhorar a condição. A colonização de S. aureus leva à inflamação da dermatite atópica; Acredita-se que o S. aureus explora defeitos na barreira da pele de pessoas com dermatite atópica, desencadeando a expressão de citocinas e, portanto, exacerbando os sintomas.

Intoxicação alimentar

S. aureus também é responsável por intoxicações alimentares . É capaz de gerar toxinas que produzem intoxicações alimentares no corpo humano. Seu período de incubação dura de uma a seis horas, com a doença em si durando de 30 minutos a 3 dias. As medidas preventivas que podem ser tomadas para ajudar a prevenir a propagação da doença incluem lavar bem as mãos com água e sabão antes de preparar os alimentos. Fique longe de qualquer alimento se estiver doente e use luvas se ocorrerem feridas abertas nas mãos ou nos pulsos enquanto prepara os alimentos. Se armazenar alimentos por mais de 2 horas, mantenha-os abaixo de 4,4 ou 60 ° C ( 40 ° F ou acima de 140 ° F ).

Infecções ósseas e articulares

S. aureus é a bactéria comumente responsável por todas as principais infecções ósseas e articulares. Isso se manifesta em uma das três formas: osteomielite , artrite séptica e infecção de uma cirurgia de substituição da articulação .

Bacteremia

S. aureus é a principal causa de infecções da corrente sanguínea em grande parte do mundo industrializado. A infecção geralmente está associada a rupturas na pele ou nas membranas mucosas devido a cirurgia, lesão ou uso de dispositivos intravasculares , como cateteres , máquinas de hemodiálise ou drogas injetáveis. Depois que as bactérias entram na corrente sanguínea, elas podem infectar vários órgãos, causando endocardite infecciosa , artrite séptica e osteomielite . Esta doença é particularmente prevalente e grave em pessoas muito jovens e muito velhas.

Sem tratamento com antibióticos, a bacteremia por S. aureus tem uma taxa de letalidade em torno de 80%. Com o tratamento com antibióticos, as taxas de letalidade variam de 15% a 50%, dependendo da idade e do estado de saúde do paciente, bem como da resistência aos antibióticos da cepa de S. aureus .

Infecções de implantes médicos

S. aureus é freqüentemente encontrado em biofilmes formados em dispositivos médicos implantados no corpo ou em tecido humano. É comumente encontrada com outro patógeno, Candida albicans , formando biofilmes multiespécies. Suspeita-se que o último ajude o S. aureus a penetrar no tecido humano. Uma mortalidade mais elevada está associada a biofilmes multiespécies.

O biofilme de S. aureus é a causa predominante de infecções relacionadas a implantes ortopédicos, mas também é encontrado em implantes cardíacos, enxertos vasculares , vários cateteres e implantes cirúrgicos cosméticos. Após a implantação, a superfície desses dispositivos fica revestida com proteínas do hospedeiro, que fornecem uma superfície rica para fixação de bactérias e formação de biofilme. Uma vez que o dispositivo infeccione, ele deve ser completamente removido, uma vez que o biofilme de S. aureus não pode ser destruído por tratamentos com antibióticos.

A terapia atual para infecções mediadas por biofilme de S. aureus envolve a remoção cirúrgica do dispositivo infectado seguida de tratamento com antibióticos. O tratamento convencional com antibióticos por si só não é eficaz na erradicação dessas infecções. Uma alternativa ao tratamento com antibióticos pós-cirúrgicos é o uso de grânulos de sulfato de cálcio solúveis carregados com antibióticos, que são implantados com o dispositivo médico. Esses grânulos podem liberar altas doses de antibióticos no local desejado para prevenir a infecção inicial.

Novos tratamentos para o biofilme de S. aureus envolvendo nanopartículas de prata, bacteriófagos e agentes antibióticos derivados de plantas estão sendo estudados. Esses agentes têm mostrado efeitos inibitórios contra S. aureus embutidos em biofilmes. Verificou-se que uma classe de enzimas tem capacidade de degradação da matriz de biofilme, portanto, pode ser usada como agentes de dispersão de biofilme em combinação com antibióticos.

Infecções de animais

S. aureus pode sobreviver em cães, gatos e cavalos e pode causar bumblefoot em galinhas. Alguns acreditam que os cães dos profissionais de saúde devem ser considerados uma fonte significativa de S. aureus resistente a antibióticos , especialmente em tempos de surto. Em um estudo de 2008 realizado por Boost, O'Donoghue e James, descobriu-se que apenas cerca de 90% dos S. aureus colonizados em cães de estimação se apresentavam como resistentes a pelo menos um antibiótico. A região nasal tem sido apontada como o local mais importante de transferência entre cães e humanos.

S. aureus é um dos agentes causais da mastite em vacas leiteiras . Sua grande cápsula de polissacarídeo protege o organismo do reconhecimento pelas defesas imunológicas da vaca .

Fatores de virulência

Enzimas

O S. aureus produz várias enzimas, como a coagulase ( coagulases ligadas e livres), que coagula o plasma e reveste a célula bacteriana, provavelmente para prevenir a fagocitose . A hialuronidase (também conhecida como fator de disseminação) decompõe o ácido hialurônico e ajuda a disseminá-lo. A desoxirribonuclease , que decompõe o DNA, protege S. aureus da morte mediada por armadilha extracelular de neutrófilos . O S. aureus também produz lipase para digerir lipídios, estafilocinase para dissolver a fibrina e auxiliar na disseminação e beta-lactamase para resistência a medicamentos.

Toxinas

Dependendo da cepa, o S. aureus é capaz de secretar várias exotoxinas , que podem ser categorizadas em três grupos. Muitas dessas toxinas estão associadas a doenças específicas.

Superantígenos
Antígenos conhecidos como superantígenos podem induzir a síndrome do choque tóxico (SST). Este grupo compreende 25 enterotoxinas estafilocócicas (SEs) que foram identificadas até o momento e nomeadas em ordem alfabética (SEA - SEZ), incluindo enterotoxina do tipo B , bem como a toxina da síndrome do choque tóxico TSST-1 que causa TSS associada ao uso de tampão . A síndrome do choque tóxico é caracterizada por febre , erupção cutânea eritematosa , pressão arterial baixa , choque , falência de múltiplos órgãos e descamação da pele . A falta de anticorpos para TSST-1 desempenha um papel na patogênese da TSS. Outras cepas de S. aureus podem produzir uma enterotoxina que é o agente causador de um tipo de gastroenterite . Essa forma de gastroenterite é autolimitada, caracterizada por vômitos e diarreia de 1 a 6 horas após a ingestão da toxina, com recuperação em 8 a 24 horas. Os sintomas incluem náuseas, vômitos, diarreia e dor abdominal intensa.

Toxinas esfoliativas
As toxinas esfoliativas são exotoxinas implicadas na síndrome da pele escaldada estafilocócica (SSSS), que ocorre mais comumente em bebês e crianças pequenas. Também pode ocorrer como epidemias em berçários de hospitais. A atividade protease das toxinas esfoliativas causa descamação da pele observada com SSSS.
Outras toxinas
As toxinas estafilocócicas que atuam nas membranas celulares incluem toxina alfa , toxina beta , toxina delta e várias toxinas bicomponentes. Cepas de S. aureus podem hospedar fagos , como o profago Φ-PVL que produz Panton-Valentine leucocidina (PVL), para aumentar a virulência . A toxina bicomponente PVL está associada à pneumonia necrosante grave em crianças. Os genes que codificam os componentes do PVL são codificados em um bacteriófago encontrado em cepas de MRSA associadas à comunidade.

RNA pequeno

A lista de pequenos RNAs envolvidos no controle da virulência bacteriana em S. aureus está crescendo. Isso pode ser facilitado por fatores como o aumento da formação de biofilme na presença de níveis aumentados desses pequenos RNAs. Por exemplo, RNAIII , SprD , SprC, RsaE , SprA1, SSR42, ArtR, SprX e Teg49 .

Estratégias para regulação pós-transcricional pela região 3 'não traduzida

Muitos mRNAs em S. aureus carregam três regiões primárias não traduzidas (3'UTR) com mais de 100 nucleotídeos , que podem potencialmente ter uma função reguladora.

Uma investigação adicional de i caR mRNA (mRNA que codifica para o repressor do principal composto expolisacarídico da matriz de biofilme de bactérias) demonstrou que a ligação 3'UTR à 5 'UTR pode interferir com o complexo de iniciação da tradução e gerar um substrato de fita dupla para RNase III . A interação é entre o motivo UCCCCUG no 3'UTR e a região Shine-Dalagarno no 5'UTR. A deleção do motivo resultou no acúmulo do repressor IcaR e na inibição do desenvolvimento do biofilme. A formação de biofilme é a principal causa de infecções em implantes de Staphylococcus .

Biofilme

Biofilmes são grupos de microrganismos, como bactérias, que se ligam uns aos outros e crescem em superfícies úmidas. O biofilme de S. aureus está embutido em uma camada de lodo de glicocálice e pode consistir em ácidos teicóicos, proteínas do hospedeiro, DNA extracelular (eDNA) e antígeno intercelular polissacarídeo (PIA). Nem todos os biofilmes de S. aureus contêm PIA. Biofilmes de S. aureus são importantes na patogênese da doença, pois podem contribuir para a resistência aos antibióticos e evasão do sistema imunológico. O biofilme de S. aureus possui alta resistência a tratamentos com antibióticos e resposta imune do hospedeiro. Uma hipótese para explicar isso é que a matriz do biofilme protege as células incorporadas, agindo como uma barreira para evitar a penetração do antibiótico. No entanto, a matriz do biofilme é composta por muitos canais de água, então essa hipótese está se tornando cada vez menos provável, mas uma matriz do biofilme possivelmente contém enzimas degradantes de antibióticos, como β-lactamases, que podem impedir a penetração do antibiótico. Outra hipótese é que as condições na matriz do biofilme favorecem a formação de células persistentes , que são células bacterianas latentes e altamente resistentes a antibióticos. Biofilmes de S. aureus também apresentam alta resistência à resposta imune do hospedeiro. Embora o mecanismo exato de resistência seja desconhecido, os biofilmes de S. aureus aumentaram o crescimento sob a presença de citocinas produzidas pela resposta imune do hospedeiro. Os anticorpos do hospedeiro são menos eficazes para o biofilme de S. aureus devido à distribuição heterogênea do antígeno , onde um antígeno pode estar presente em algumas áreas do biofilme, mas completamente ausente em outras áreas.

Estudos no desenvolvimento de biofilmes têm se mostrado relacionados a mudanças na expressão gênica. Existem genes específicos que foram considerados cruciais nas diferentes fases de crescimento do biofilme. Dois desses genes incluem rocD e gudB, que codificam para a enzima ornitina-oxo-ácido transaminase e glutamato desidrogenase, que são importantes para o metabolismo de aminoácidos. Estudos têm mostrado que o desenvolvimento do biofilme depende dos aminoácidos glutamina e glutamato para funções metabólicas adequadas.

Outras estratégias imunoevasivas

Proteína A

A proteína A é ancorada a pontes de pentaglicina de peptidoglicano estafilocócica (cadeias de cinco resíduos de glicina ) pela transpeptidase sortase A. A proteína A, uma proteína de ligação a IgG , se liga à região Fc de um anticorpo . Na verdade, estudos envolvendo mutação de genes que codificam para a proteína A resultaram em uma virulência reduzida de S. aureus medida pela sobrevivência no sangue, o que levou à especulação de que a virulência com contribuição da proteína A requer a ligação de regiões Fc do anticorpo.

A proteína A em várias formas recombinantes tem sido usada há décadas para ligar e purificar uma ampla gama de anticorpos por cromatografia de imunoafinidade . As transpeptidases, como as sortases responsáveis ​​por fatores de ancoragem como a proteína A ao peptidoglicano estafilocócico, estão sendo estudadas na esperança de desenvolver novos antibióticos para combater as infecções por MRSA.

S. aureus em ágar tripticase soja : A cepa está produzindo uma estafiloxantina de pigmento amarelo .
Pigmentos estafilocócicos

Algumas cepas de S. aureus são capazes de produzir estafiloxantina - um pigmento carotenóide dourado . Este pigmento atua como um fator de virulência , principalmente por ser um antioxidante bacteriano que ajuda o micróbio a escapar das espécies reativas de oxigênio que o sistema imunológico do hospedeiro usa para matar os patógenos.

As cepas mutantes de S. aureus modificadas para não ter estafiloxantina têm menos probabilidade de sobreviver à incubação com um químico oxidante, como o peróxido de hidrogênio , do que as cepas pigmentadas. As colônias de mutantes são rapidamente mortas quando expostas aos neutrófilos humanos , enquanto muitas das colônias pigmentadas sobrevivem. Em camundongos, as cepas pigmentadas causam abscessos persistentes quando inoculadas em feridas, enquanto feridas infectadas com as cepas não pigmentadas cicatrizam rapidamente.

Esses testes sugerem que as cepas de Staphylococcus usam estafiloxantina como uma defesa contra o sistema imunológico humano normal. Os medicamentos destinados a inibir a produção de estafiloxantina podem enfraquecer a bactéria e renovar sua suscetibilidade aos antibióticos. Na verdade, devido às semelhanças nas vias de biossíntese de estafiloxantina e colesterol humano , uma droga desenvolvida no contexto da terapia para redução do colesterol demonstrou bloquear a pigmentação de S. aureus e a progressão da doença em um modelo de infecção em camundongo .

Diagnóstico clássico

Cocos Gram-positivos típicos, em grupos, de uma amostra de escarro, coloração de Gram

Dependendo do tipo de infecção presente, uma amostra apropriada é obtida e enviada ao laboratório para identificação definitiva por meio de testes bioquímicos ou baseados em enzimas. Uma coloração de Gram é realizada primeiro para orientar o caminho, que deve mostrar bactérias Gram-positivas típicas , cocos, em aglomerados. Em segundo lugar, o isolado é cultivado em ágar sal manitol , que é um meio seletivo com NaCl 7,5% que permite o crescimento de S. aureus , produzindo colônias de cor amarela como resultado da fermentação do manitol e consequente queda no pH do meio .

Além disso, para a diferenciação em nível de espécie, catalase (positiva para todas as espécies de Staphylococcus ), coagulase ( formação de coágulo de fibrina , positiva para S. aureus ), DNAse (zona de depuração em ágar DNase), lipase (uma cor amarela e cheiro de odor rançoso ) e testes de fosfatase (uma cor rosa) são todos feitos. Para intoxicação alimentar estafilocócica, a tipagem de fago pode ser realizada para determinar se os estafilococos recuperados da comida foram a fonte de infecção.

Diagnóstico rápido e digitação

As atividades e os alimentos recentes que o paciente comeu recentemente serão questionados por um médico, e um exame físico será realizado para avaliar quaisquer sintomas. Com sintomas mais graves, exames de sangue e cultura de fezes podem ser adequados. Laboratórios de microbiologia diagnóstica e laboratórios de referência são fundamentais para a identificação de surtos e novas cepas de S. aureus . Avanços genéticos recentes permitiram técnicas confiáveis ​​e rápidas para a identificação e caracterização de isolados clínicos de S. aureus em tempo real. Essas ferramentas apoiam estratégias de controle de infecção para limitar a disseminação bacteriana e garantir o uso apropriado de antibióticos. A PCR quantitativa está cada vez mais sendo usada para identificar surtos de infecção.

Ao observar a evolução de S. aureus e sua capacidade de se adaptar a cada antibiótico modificado, dois métodos básicos conhecidos como "baseado em banda" ou "baseado em sequência" são empregados. Mantendo esses dois métodos em mente, outros métodos, como tipagem de sequência multilocus (MLST), eletroforese em gel de campo pulsado (PFGE), tipagem de bacteriófago , tipagem de locus spa e tipagem SCCmec são frequentemente realizados mais do que outros. Com esses métodos, pode-se determinar onde as cepas de MRSA se originaram e também onde estão atualmente.

Com o MLST, essa técnica de tipagem usa fragmentos de vários genes de manutenção conhecidos como aroE, glpF, gmk, pta, tip e yqiL . Essas sequências são então atribuídas a um número que dá a uma sequência de vários números que servem como perfil alélico. Embora seja um método comum, uma limitação desse método é a manutenção do microarray que detecta novos perfis alélicos, tornando-o um experimento caro e demorado.

Com o PFGE, um método ainda muito utilizado desde seu primeiro sucesso na década de 1980, continua sendo capaz de ajudar na diferenciação de isolados de MRSA. Para conseguir isso, a técnica usa eletroforese em gel múltipla, juntamente com um gradiente de voltagem para exibir resoluções claras de moléculas. Os fragmentos de S. aureus, então, fazem a transição para baixo no gel, produzindo padrões de banda específicos que são posteriormente comparados com outros isolados na esperança de identificar cepas relacionadas. As limitações do método incluem dificuldades práticas com padrões de banda uniformes e sensibilidade PFGE como um todo.

A tipagem de locus spa também é considerada uma técnica popular que usa uma única zona de locus em uma região polimórfica de S. aureus para distinguir qualquer forma de mutação. Embora essa técnica seja geralmente barata e menos demorada, a chance de perder o poder discriminatório, tornando difícil a diferenciação entre os complexos clonais de MLST, exemplifica uma limitação crucial.

Tratamento

Para cepas suscetíveis, o tratamento de escolha para infecção por S. aureus é a penicilina . Um antibiótico derivado de algumas espécies de fungos Penicillium , a penicilina inibe a formação de ligações cruzadas de peptidoglicano que fornecem a rigidez e força em uma parede celular bacteriana . O anel β-lactama de quatro membros da penicilina está ligado à enzima DD-transpeptidase , uma enzima que, quando funcional, faz ligações cruzadas com as cadeias de peptidoglicanos que formam as paredes das células bacterianas. A ligação de β-lactama à DD-transpeptidase inibe a funcionalidade da enzima e não pode mais catalisar a formação das ligações cruzadas. Como resultado, a formação e degradação da parede celular são desequilibradas, resultando na morte celular. Na maioria dos países, no entanto, a resistência à penicilina é extremamente comum (> 90%), e a terapia de primeira linha é mais comumente um antibiótico β-lactâmico resistente à penicilinase (por exemplo, oxacilina ou flucloxacilina , ambos com o mesmo mecanismo de ação como penicilina) ou vancomicina, dependendo dos padrões de resistência local. A terapia combinada com gentamicina pode ser usada para tratar infecções graves, como endocardite , mas seu uso é controverso devido ao alto risco de danos aos rins. A duração do tratamento depende do local da infecção e da gravidade. A rifampicina adjuvante tem sido usada historicamente no manejo da bacteriemia por S aureus , mas as evidências de ensaios clínicos randomizados mostraram que isso não traz nenhum benefício geral em relação à antibioticoterapia padrão.

A resistência aos antibióticos em S. aureus era incomum quando a penicilina foi introduzida pela primeira vez em 1943. Na verdade, a placa de Petri original na qual Alexander Fleming do Imperial College London observou a atividade antibacteriana do fungo Penicillium estava cultivando uma cultura de S. aureus . Em 1950, 40% dos isolados hospitalares de S. aureus eram resistentes à penicilina; em 1960, isso havia aumentado para 80%.

Resistente à meticilina Staphylococcus aureus (MRSA, frequentemente pronunciado / m ɜr s ə / ou / ɛ m ɑr ɛ s / ), é um de um número de estirpes muito temido de S. aureus que se tornaram resistentes aos mais β-lactama antibióticos. Por esse motivo, a vancomicina , um antibiótico glicopeptídeo , é comumente usada para combater o MRSA. A vancomicina inibe a síntese do peptidoglicano, mas ao contrário dos antibióticos β-lactâmicos, os antibióticos glicopeptídicos têm como alvo e se ligam aos aminoácidos na parede celular, evitando a formação de ligações cruzadas do peptidoglicano. As cepas de MRSA são mais frequentemente encontradas associadas a instituições como hospitais, mas estão se tornando cada vez mais prevalentes em infecções adquiridas na comunidade.

Infecções cutâneas menores podem ser tratadas com pomada antibiótica tripla . Um agente tópico que é prescrito é a Mupirocina, um inibidor da síntese de proteínas que é produzido naturalmente pela Pseudomonas fluorescens e tem tido sucesso no tratamento da veia nasal de S. aureus.

Resistência a antibióticos

Células bacterianas de S. aureus , que é um dos agentes causadores da mastite em vacas leiteiras : sua grande cápsula protege o organismo do ataque das defesas imunológicas da vaca.

A resistência estafilocócica à penicilina é mediada pela produção de penicilinase (uma forma de beta-lactamase ): uma enzima que cliva o anel β-lactâmico da molécula de penicilina, tornando o antibiótico ineficaz. Antibióticos β-lactâmicos resistentes à penicilinase, como meticilina , nafcilina , oxacilina , cloxacilina , dicloxacilina e flucloxacilina são capazes de resistir à degradação pela penicilinase estafilocócica.

Suscetibilidade a antibióticos comumente usados.

A resistência à meticilina é mediada pelo operon mec , parte do cromossomo mec do cassete estafilocócico (SCC mec ). SCCmec é uma família de elementos genéticos móveis, que é a principal força motriz da evolução do S. aureus . A resistência é conferida pelo gene mecA , que codifica uma proteína de ligação à penicilina alterada (PBP2a ou PBP2 ') que tem uma afinidade mais baixa para a ligação de β-lactamas (penicilinas, cefalosporinas e carbapenêmicos ). Isso permite resistência a todos os antibióticos β-lactâmicos e evita seu uso clínico durante infecções por MRSA. Estudos explicaram que este elemento genético móvel foi adquirido por linhagens diferentes em eventos separados de transferência de genes, indicando que não há um ancestral comum de diferentes cepas de MRSA. Curiosamente, um estudo sugere que o MRSA sacrifica a virulência, por exemplo, a produção de toxinas e a capacidade de invasão, para a sobrevivência e criação de biofilmes

Antibióticos aminoglicosídeos , como canamicina , gentamicina , estreptomicina , já foram eficazes contra infecções estafilocócicas até que as cepas desenvolveram mecanismos para inibir a ação dos aminoglicosídeos, que ocorre por meio de interações de amina protonada e / ou hidroxila com o RNA ribossômico da subunidade ribossômica 30S bacteriana . Três mecanismos principais de resistência aos aminoglicosídeos são atualmente e amplamente aceitos: enzimas modificadoras de aminoglicosídeos, mutações ribossômicas e efluxo ativo do fármaco para fora da bactéria.

As enzimas modificadoras de aminoglicosídeo inativam o aminoglicosídeo ligando covalentemente um fosfato , nucleotídeo ou porção acetil à amina ou ao grupo funcional chave álcool (ou ambos os grupos) do antibiótico. Isso altera a carga ou atrapalha estericamente o antibiótico, diminuindo sua afinidade de ligação ao ribossoma. Em S. aureus , a enzima modificadora de aminoglicosídeo mais bem caracterizada é a aminoglicosídeo adenililtransferase 4 'IA ( ANT (4') IA ). Esta enzima foi resolvida por cristalografia de raios-X . A enzima é capaz de anexar uma porção adenila ao grupo 4 'hidroxila de muitos aminoglicosídeos, incluindo a kamamicina e a gentamicina.

A resistência ao glicopeptídeo é mediada pela aquisição do gene vanA , que se origina do transposon Tn1546 encontrado em um plasmídeo em enterococos e codifica uma enzima que produz um peptidoglicano alternativo ao qual a vancomicina não se liga.

Hoje, o S. aureus se tornou resistente a muitos antibióticos comumente usados. No Reino Unido, apenas 2% de todos os isolados de S. aureus são sensíveis à penicilina, com quadro semelhante no resto do mundo. As penicilinas resistentes à β-lactamase (meticilina, oxacilina, cloxacilina e flucloxacilina) foram desenvolvidas para tratar S. aureus resistente à penicilina e ainda são utilizadas como tratamento de primeira linha. A meticilina foi o primeiro antibiótico dessa classe a ser usado (foi introduzido em 1959), mas, apenas dois anos depois, foi relatado o primeiro caso de Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA) na Inglaterra.

Apesar disso, o MRSA geralmente permaneceu um achado incomum, mesmo em ambientes hospitalares, até a década de 1990, quando a prevalência de MRSA em hospitais explodiu, e agora é endêmico .

As infecções por MRSA em ambiente hospitalar e comunitário são comumente tratadas com antibióticos não β-lactâmicos, como clindamicina (uma lincosamina) e cotrimoxazol (também comumente conhecido como trimetoprima / sulfametoxazol ). A resistência a esses antibióticos também levou ao uso de novos antibióticos anti-Gram-positivos de amplo espectro, como a linezolida , devido à sua disponibilidade como medicamento oral. O tratamento de primeira linha para infecções invasivas graves por MRSA são atualmente antibióticos glicopeptídicos (vancomicina e teicoplanina ). Vários problemas ocorrem com esses antibióticos, como a necessidade de administração intravenosa (nenhuma preparação oral está disponível), toxicidade e a necessidade de monitorar os níveis dos medicamentos regularmente por meio de exames de sangue. Além disso, os antibióticos glicopeptídicos não penetram muito bem nos tecidos infectados (esta é uma preocupação particular com infecções do cérebro e meninges e na endocardite ). Os glicopeptídeos não devem ser usados ​​para tratar S. aureus sensível à meticilina (MSSA), pois os resultados são inferiores.

Devido ao alto nível de resistência às penicilinas e ao potencial do MRSA de desenvolver resistência à vancomicina, os Centros de Controle e Prevenção de Doenças dos Estados Unidos publicaram diretrizes para o uso apropriado da vancomicina. Em situações em que a incidência de infecções por MRSA é conhecida como alta, o médico assistente pode optar por usar um antibiótico glicopeptídeo até que a identidade do organismo infectante seja conhecida. Após a confirmação da infecção por uma cepa de S. aureus suscetível à meticilina , o tratamento pode ser alterado para flucloxacilina ou mesmo penicilina, conforme apropriado.

O S. aureus resistente à vancomicina (VRSA) é uma cepa de S. aureus que se tornou resistente aos glicopeptídeos. O primeiro caso de S. aureus intermediário de vancomicina (VISA) foi relatado no Japão em 1996; mas o primeiro caso de S. aureus verdadeiramente resistente a antibióticos glicopeptídicos foi relatado apenas em 2002. Três casos de infecção por VRSA foram relatados nos Estados Unidos em 2005. Pelo menos em parte, a resistência antimicrobiana em S. aureus pode ser explicada por sua capacidade de adaptação. Várias vias de transdução de sinal de dois componentes ajudam S. aureus a expressar genes que são necessários para sobreviver sob estresse antimicrobiano.

Transporte

Cerca de 33% da população dos EUA são portadores de S. aureus e cerca de 2% são portadores de MRSA . Mesmo os profissionais de saúde podem ser colonizadores de MRSA

O transporte de S. aureus é uma fonte importante de infecção adquirida em hospital (também chamada de nosocomial) e MRSA adquirido na comunidade. Embora o S. aureus possa estar presente na pele do hospedeiro, uma grande proporção de seu transporte é através das narinas anteriores das passagens nasais e pode ainda estar presente nas orelhas. A capacidade das passagens nasais de abrigar S. aureus resulta de uma combinação de uma imunidade do hospedeiro enfraquecida ou defeituosa e a capacidade da bactéria de escapar da imunidade inata do hospedeiro. O porte nasal também está implicado na ocorrência de infecções por estafilococos.

Controle de infecção

A disseminação de S. aureus (incluindo MRSA) geralmente ocorre por meio do contato entre humanos, embora recentemente alguns veterinários tenham descoberto que a infecção pode ser transmitida por animais de estimação, com contaminação ambiental considerada um papel relativamente menos importante. A ênfase nas técnicas básicas de lavagem das mãos é, portanto, eficaz na prevenção de sua transmissão. O uso de aventais e luvas descartáveis ​​pela equipe reduz o contato pele a pele, reduzindo ainda mais o risco de transmissão .

Recentemente, uma miríade de casos de S. aureus foi relatada em hospitais por toda a América. A transmissão do patógeno é facilitada em ambientes médicos onde a higiene do profissional de saúde é insuficiente. S. aureus é uma bactéria incrivelmente resistente, como foi mostrado em um estudo em que sobreviveu em poliéster por pouco menos de três meses; o poliéster é o principal material utilizado nas cortinas de privacidade de hospitais.

As bactérias são transportadas nas mãos de profissionais de saúde, que podem retirá-las de um paciente aparentemente saudável portador de uma cepa benigna ou comensal de S. aureus e, em seguida, passá-la para o próximo paciente em tratamento. A introdução da bactéria na corrente sanguínea pode levar a várias complicações, incluindo endocardite, meningite e, se disseminada, sepse .

O etanol provou ser um desinfetante tópico eficaz contra o MRSA. O amônio quaternário pode ser usado em conjunto com o etanol para aumentar a duração da ação sanitizante. A prevenção de infecções nosocomiais envolve limpeza de rotina e terminal . Vapor de álcool não inflamável em CO
2
Os sistemas
NAV-CO2 têm uma vantagem, pois não atacam metais ou plásticos usados ​​em ambientes médicos e não contribuem para a resistência antibacteriana.

Um meio importante e anteriormente não reconhecido de colonização e transmissão de MRSA associado à comunidade é durante o contato sexual.

S. aureus é morto em um minuto a 78 ° C e em dez minutos a 64 ° C, mas é resistente ao congelamento .

Certas cepas de S. aureus foram descritas como resistentes à desinfecção com cloro

O uso de pomada de mupirocina pode reduzir a taxa de infecções devido ao transporte nasal de S. aureus. Há evidências limitadas de que a descontaminação nasal de S. aureus com antibióticos ou anti-sépticos pode reduzir as taxas de infecções do sítio cirúrgico.

As principais bactérias comuns em cada indústria
Indústria de Catering Vibrio parahaemolyticus , S. aureus , Bacillus cereus
Indústria médica Escherichia coli , S. aureus , Pseudomonas aeruginosa

Pesquisar

Em 2021, nenhuma vacina aprovada existia contra S. aureus . Os primeiros ensaios clínicos foram conduzidos para várias vacinas candidatas, como StaphVax e PentaStaph da Nabi, V710 da Intercell / Merck , SA75 do VRi e outras.

Embora algumas dessas vacinas candidatas tenham mostrado respostas imunológicas, outras agravaram uma infecção por S. aureus . Até o momento, nenhum desses candidatos oferece proteção contra a infecção por S. aureus . O desenvolvimento do StaphVax da Nabi foi interrompido em 2005 após o fracasso dos testes de fase III. A primeira variante da vacina V710 de Intercell foi encerrada durante a fase II / III após maior mortalidade e morbidade foram observadas entre os pacientes que desenvolveram infecção por S. aureus .

A vacina avançada de Nabi contra S. aureus, a candidata PentaStaph, foi vendida em 2011 para a GlaxoSmithKline Biologicals SA. O status atual do PentaStaph não é claro. Um documento da OMS indica que PentaStaph falhou na fase III da fase experimental.

Em 2010, a GlaxoSmithKline iniciou um estudo cego de fase 1 para avaliar sua vacina GSK2392103A. A partir de 2016, esta vacina não está mais em desenvolvimento ativo.

A vacina de quatro antígenos de S. aureus da Pfizer SA4Ag recebeu a designação de via rápida pela Food and Drug Administration dos EUA em fevereiro de 2014. Em 2015, a Pfizer iniciou um ensaio clínico de fase 2b em relação à vacina SA4Ag. Os resultados da fase 1 publicados em fevereiro de 2017 mostraram uma imunogenicidade muito robusta e segura de SA4Ag. A vacina passou por ensaio clínico até junho de 2019, com resultados publicados em setembro de 2020, que não demonstraram redução significativa da Infecção da Corrente Sanguínea Pós-Operatória após Cirurgia.

Em 2015, a Novartis Vaccines and Diagnostics, uma antiga divisão da Novartis e agora parte da GlaxoSmithKline, publicou resultados pré-clínicos promissores de sua vacina Staphylococcus aureus de quatro componentes , 4C-staph.

Em 2020, o óleo essencial, extraído por hidrodestilação das folhas de Myrciaria pilosa, apresentou potencial como medicamento antimicrobiano para controlar a infecção por cepas multirresistentes de Staphylococcus aureus.

Cepas padrão

Uma série de cepas padrão de S. aureus (chamadas de "culturas de tipo") são usadas em pesquisas e em testes de laboratório.

Cepas padrão de Staphylococcus aureus
Nome NCTC ATCC Ano de depósito Comente
Oxford H 6571 9144 1943 Cepa padrão usada para testar a potência da penicilina e pela qual a unidade de penicilina foi originalmente definida.
Rosenbach 12973 29213 1884 Cepa padrão para teste de resistência antimicrobiana EUCAST.

Referências

Leitura adicional

links externos

Classificação