Fatores de patogenicidade nas bactérias

Teresa Marques

FCM – UNL

2012

Conceitos

Infeção – Entrada e/ou multiplicação de um microrganismo

potencialmente patogénico no organismo humano, levando a uma resposta imunológica

Doença – sinais e sintomas que resultam da infeção. Dependem dos tecidos atingidos, da lesão e/ou perda de função e da resposta inflamatória sistémica.

Tempo de incubação – tempo necessário para que a ação da bactéria e/ou resposta do hospedeiro causem desconforto (sinais, sintomas)

Patogenicidade - capacidade de causar doença – a ação dos microrganismos faz-se, lesando tecidos e órgãos. Bactérias patogénicas e bactérias patogénicas oportunistas

Virulência – características que contribuem para o grau de patogenicidade: depende de “determinantes genéticos” que se expressam em determinadas condições.

Mecanismos de patogenicidade das bactérias

Entrada no organismo humano

Aderência - colonização

Multiplicação e Poder invasivo – aumento ± rápido do número de microrganismos; produtos resultantes do metabolismo bacteriano: enzimas, ácidos

Toxicidade – produção de toxinas ou outros produtos que lesem os tecidos

Imunopatogenicidade – resposta imunológica e inflamatória excessivas

“Fuga” aos diferentes mecanismos defesas do hospedeiro (cápsula, etc.)

Resistência aos antibióticos (Sim? Não?)

Porta de entrada no corpo humano

Ingestão - Salmonella spp, Vibrio spp

Inalação - Mycobacterium spp, Legionella spp, Bordetella pertussis

Solução de continuidade na pele -S. aureus, S. epidermidis

Traumatismo (necrose de tecidos) - Clostridium tetani

Picada de agulha - Staphylococcus aureus

Picada de artrópode - Yersinia pestis

Transmissão sexual - Neisseria gonorrhoeae, Treponema pallidum

Colonização

Importância da porta de entrada

Tropismo para células, tecidos ou órgãos

Aderência às mucosas, pele e tecidos profundos: especificidade das adesinas ou pili (microrganismo)/recetores (em células do hospedeiro). Constituição de biofilmes

Fatores de aderência

ADESINAS

1) Polipeptídicas

- Fímbrias ou pili , importantes nos Gram negativos tipo 1 – E. coli (cistite) tipo P – E. coli (pielonefrite) tipo 4 – V. cholerae

2) Polissacarídicas - Ácidos teicóicos nos Gram positivos

Staphylococcus spp e Streptococcus spp

- Cápsula; Slime; Biofilme

Streptococcus pneumoniae (c), Neisseria spp (c),Staphylococcus epidermidis (s),

Pseudomonas aeruginosa e Burkholderia cepacia (b),Streptococcus mutans (b)

Poder invasivo

Mecanismos extracelulares O microrganismo adere, rompe as barreiras e dissemina-se no

hospedeiro, ficando no exterior das células, segregando enzimas que vão lesar outras células ou tecidos

Ex: S. aureus e S. pyogenes

Mecanismos intracelulares O microrganismo sobrevive e replica-se em células epiteliais e

endoteliais do hospedeiro ou mesmo em macrófagos e neutrófilos.

Ex: Legionella spp, Coxiella burnetti, Chlamydia trachomatis, Neisseria meningitidis e N. gonorrhoeae

Poder invasivo

Velocidade de multiplicação

Mobilidade

Proteínas com atividade enzimática

Hialuronidase, coagulase, mucinase,

desoxiribonuclease, lecitinase,

hemolisina, fibrinolisina

Toxicidade

TOXINAS – componentes ou produtos libertados por bactérias que destroem tecidos ou ativam processos biológicos deletérios para o hospedeiro

Endotoxinas (shock tóxico)

- lipopolissacáridos, termoestáveis

- componente da parede celular de Gram negativos* (LPS:

lípido A+polissacárido O) e de Gram positivos (peptidoglicano, ácidos

teicóicos)

- libertam-se quando da morte celular

Exotoxinas

- proteínas, termolábeis, citolíticas

- libertam-se durante a fase exponencial de crescimento

- efeito específico

Caracterização das exotoxinas

Especificidade para células ou tecidos

Enterotoxinas (E. coli, S. aureus, V.cholerae)

Neurotoxinas (C. botulinum, C. tetani)

Efeitos biológicos “major”

Toxina esfoliativa (S. aureus)

Toxina eritrogénica (S. pyogenes)

Importância das exotoxinas em algumas doenças

Organism Exotoxin Tissue damaged Action Disease

Clostridium tetani Tetanus toxin (plasmid) Neurones Spastic paralysis Tetanus

Clostridium perfringens α-toxin Erythrocytes, platelets,

leukocytes, endothelium

Cell lysis Gas gangrene

Clostridium botulinum Neurotoxin (phage) Nerve-muscle junction Flaccid paralysis Botulism

Corynebacterium

diphtheriae

Diphtheria toxin (phage) Throat, heart, peripheral

nerve

Inhibits protein synthesis Diphtheria

Shigella dysenteriae Enterotoxin Intestinal mucosa Destroys mucosal cells Dysentery

E. coli Enterotoxin Intestinal epithelium

Fluid loss from intestinal

cells

Gastroenteritis

Vibrio cholerae Enterotoxin (cromos.) Cholera

Staphylococcus aureus α-haemolysin Red and white cells (via

cytokines)

Hemolysis Abscesses

Leucocidin Leukocytes Destroys leukocytes

Enterotoxins* Intestinal cells Induces vomiting,

diarrhea

Food poisoning

TSST1 T cells Release of cytotoxins Toxic shock syndrome

Epidermolytic Epidermis Destroys skin

desmosomal proteins

Scalded skin syndrome

Bordetella pertussis Pertussis toxin Trachea Kills epithelium Whooping cough

Pseudomonas aeruginosa Exotoxin A Cells Cell lysis Various infections

Outros mecanismos de patogenicidade

Imunopatogenicidade

Ação de Ac anti-proteína M do S. pyogenes sobre proteínas semelhantes existentes no tecido cardíaco (“doenças imunológicas”)

Estratégias de “fuga” à resposta imunológica e/ou terapêutica

Variação antigénica

Inibição da fagocitose

Inibição da fusão fago-lisossoma

Formação de biofilmes*

Biofilme

Perspetivas futuras

Determinação rápida das sequências

genómicas dos microrganismos que codificam fatores de virulência, em particular, mecanismos

de resistência a antimicrobianos

Mycobacterium multirresistentes, CMV resistentes aos antivíricos mais usados, MRSA,

Acinetobacter multirresistentes e outros