biofilmes bacterianos e sua atuação na infecção hospitalar

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CENTRO UNIVERSITÁRIO BARÃO DE MAUÁ DEPARTAMENTO DE PATOLOGIA CLÍNICA MICROBIOLOGIA Bruna Vitória Lopes de Freitas Ana Carolina de Souza Maycon Roberto Bisson Jéssica Caroline Reis Spinelli Natália Toscani Araújo BIOFILMES BACTERIANOS E SUA ATUAÇÃO NA INFECÇÃO HOSPITALAR RIBEIRÃO PRETO 2013

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Page 1: Biofilmes bacterianos e sua atuação na infecção hospitalar

CENTRO UNIVERSITÁRIO BARÃO DE MAUÁ

DEPARTAMENTO DE PATOLOGIA CLÍNICA

MICROBIOLOGIA

Bruna Vitória Lopes de Freitas Ana Carolina de Souza

Maycon Roberto Bisson Jéssica Caroline Reis Spinelli

Natália Toscani Araújo

“BIOFILMES BACTERIANOS E SUA ATUAÇÃO NA

INFECÇÃO HOSPITALAR “

RIBEIRÃO PRETO

2013

Page 2: Biofilmes bacterianos e sua atuação na infecção hospitalar

CENTRO UNIVERSITÁRIO BARÃO DE MAUÁ

DEPARTAMENTO DE PATOLOGIA CLÍNICA

MICROBIOLOGIA

Bruna Vitória Lopes de Freitas Ana Carolina de Souza

Maycon Roberto Bisson Jéssica Caroline Reis Spinelli

Natália Toscani Araújo

“BIOFILMES BACTERIANOS E SUA

ATUAÇÃO NA INFECÇÃO HOSPITALAR”

Trabalho de Conclusão de Curso

apresentado ao Centro Universitário Barão

de Mauá, como parte das exigências para

obtenção do Título de Bacharel em

Biomedicina.

Orientador: Profa. Me Gracie Luiza da Silva

RIBEIRÃO PRETO

2013

Page 3: Biofilmes bacterianos e sua atuação na infecção hospitalar

Bibliotecária Responsável: Vanda Lilian Lauande CRB8 3365

F936b

Freitas, Bruna Vitória Lopes de

Biofilmes bacterianos e sua atuação na infecção hospitalar /

Bruna Vitória Lopes de Freitas; Ana Carolina de Souza; Jéssica Caroline

Reis Spinelli; Natália Toscani Araújo; Maycon Roberto Bisson –

Ribeirão Preto, 2013.

51p.il.

Trabalho de conclusão do curso Biomedicina do Centro

Universitário Barão de Mauá

Orientador : Msc. Gracie Luiza da Silva

1. Biofilme 2. Infecção Hospitalar 3. Assepsia I. Souza, Ana

Carolina de II. Spinelli, Jéssica Caroline Reis III. Araújo, Natália Toscani

IV. Bisson, Maycon Roberto V. Silva, Gracie Luiza da VI. Título

CDU 614.4:614.21

Page 4: Biofilmes bacterianos e sua atuação na infecção hospitalar
Page 5: Biofilmes bacterianos e sua atuação na infecção hospitalar

“A mente que se abre a uma nova ideia jamais

volta ao seu tamanho original”.

Albert Einstein.

Page 6: Biofilmes bacterianos e sua atuação na infecção hospitalar

Às nossas famílias, pelo incentivo

e apoio incondicionais, pelos

conselhos e ensinamentos passados a nós.

Page 7: Biofilmes bacterianos e sua atuação na infecção hospitalar

Agradecimentos

Ao todo criador, Deus, que está acima de todas as coisas deste mundo.

Concebendo sempre os nossos desejos e vontades, mesmo quando de forma

oculta.

Aos pais e familiares, pela confiança, amor, cuidado e apoio, nos incentivando

a sempre seguir adiante.

Aos nossos amigos, pelos momentos de alegria compartilhados durante esta

caminhada.

Aos namorados e namorada, por todo carinho, compreensão, apoio mesmo

nas horas mais difíceis.

Aos professores, pela paciência, ensino, e confiança que foram essenciais em

nossa formação.

À nossa orientadora, Gracie Luiza da Silva pelo seu empenho ao nosso

trabalho, por transmitir seus conhecimentos e por fazer do nosso TCC uma

experiência positiva e por ter confiado em nós, sempre nos orientando e nos

dedicando parte do seu tempo.

Page 8: Biofilmes bacterianos e sua atuação na infecção hospitalar

i

SUMÁRIO

Assunto Página

SUMÁRIO............................................................................................................i

LISTA DE FIGURAS...........................................................................................ii

LISTA DE QUADROS........................................................................................iii

LISTA DE TABELAS..........................................................................................iv

RESUMO............................................................................................................v

1. INTRODUÇÃO..............................................................................................01

2. OBJETIVOS..................................................................................................03

3. METODOLOGIA............................................................................................04

4. HISTÓRICO..................................................................................................05

4.1. Formação do biofilme...................................................................06

4.2. Efeitos positivos e negativos do biofilme em diferentes setores da

sociedade....................................................................................08

4.2.1. Meio ambiente....................................................................10

4.2.2. Indústria..............................................................................13

4.2.3. Saúde em geral..................................................................16

5. BIOFILMES NA INFECÇÃO HOSPITALAR..................................................20

6. CONCLUSÃO................................................................................................31

7. REFERÊNCIAS.............................................................................................32

Page 9: Biofilmes bacterianos e sua atuação na infecção hospitalar

ii

LISTA DE FÍGURAS

Figura Página

1. Estágios de formação do biofilme: Adesão primária(1), Adesão irreversível (2),

Maturação(3), Estágio avançado de maturação(4) e Dispersão.............................07

2. Tubo de ferro com corrosão (a) e tubo de polietileno de alta densidade coberto

parcialmente por biofilme(b).........................................................................................09

3. Raízes de arroz colonizadas por Pseudomonas, utilizada para biorremedia

solos contaminados com agrotóxicos....................................................................12

4. Reatores de biofilme para tratamento de águas residuais..............................13

5. Pé diabético, após amputação transmetatársica dos dedos com ferida crônica

associada à formação de biofilme bacteriano........................................................16

6. Endocardite bacteriana............................................................................................18

7. Biofilme em cateter venoso central visualizado por microscopia eletrônica...21

8. Representação de Cateter vesical....................................................................22

9. Representação de uma fístula arteriovenosa..................................................24

10. Comparativo da taxa anual de morte por sepse entre a população com uso de

diálise e população em geral.........................................................................................26

11. Rolamento de cateter na técnica semi-quantitativa de Maki...........................28

12. Crescimento de colônias obtidas a partir das técnicas Quantitativa (A) e Semi-

quantitativa (B).......................................................................................................29

Page 10: Biofilmes bacterianos e sua atuação na infecção hospitalar

iii

LISTA DE QUADROS

Quadro Página

1. Principais micro-organismos transmitidos pela água, doenças que podem

provocar e a forma como são introduzidas na água..............................................11

2. Algumas infecções humanas que envolvem biofilmes.......................................17

3. Agentes mais frequentes em infecções nosocomiais........................................23

Page 11: Biofilmes bacterianos e sua atuação na infecção hospitalar

iv

LISTA DE TABELAS

Tabela Página

1. Comparativo de casos de bacteremia causada por várias espécies em

pacientes com uso de Cateteres e Fístulas...........................................................25

Page 12: Biofilmes bacterianos e sua atuação na infecção hospitalar

v

RESUMO

Biofilme pode ser definido como uma estrutura comunitária de células

bacterianas protegidas por uma matriz polimérica, fabricada por essas cepas e

aderida à uma superfície sólida, quase sempre imersa em meio líquido,

desempenham um papel importante na natureza e em processos tecnológicos.

Os micro-organismos se agrupam dessa forma como estratégia para se

proteger de fatores agressivos externos. Frequentemente se acumulam em

depósitos dos rios, lagos ou ambientes marinhos, podem se desenvolver em

associação com raízes de algumas plantas, fornecendo-lhes nutrientes. São

utilizados em biotecnologia ambiental com grande sucesso no tratamento de

efluentes, removendo poluentes orgânicos e inorgânicos de águas

contaminadas. Na indústria alimentar, os biofilmes são utilizados na produção

de alimentos fermentados, como por exemplo, o vinagre. Porém, na maioria

das situações, a formação de biofilmes é indesejável, pois, de uma maneira

geral, está associado à deterioração das superfícies e/ou ambiente

circundante. Sua formação em equipamentos na indústria alimentícia pode

representar uma fonte constante de contaminação. Na área da saúde os

biofilmes microbianos se desenvolvem na superfície de diversos equipamentos

médico-hospitalares, como, próteses e implantes, podendo levar a uma

rejeição das mesmas, lentes de contato, conexões, tubos endotraqueais,

agulhas, além disso, podem aderir às superfícies de cateteres onde são causa

de infecções do trato urinário e sanguíneas principalmente em pacientes

internados em unidades de terapia intensiva (UTI) onde o tempo de

permanência desses equipamentos é maior. A matriz do biofilme funciona

como um filtro, retendo minerais ou outros componentes séricos produzidos

pelo hospedeiro. Essa ação o torna altamente resistente ao tratamento

antimicrobiano, tornando este um problema ainda mais grave. As

consequências mais importantes da formação de biofilmes nos equipamentos

hospitalares são a alta incidência de infecção local e sistêmica e o aumento da

taxa de mortalidade. Por esses motivos é de extrema importância o melhor

conhecimento sobre o assunto, além reforçar as estratégias para controlar a

formação de biofilmes nesses equipamentos, realizando uma rigorosa técnica

de assepsia durante a inserção e manuseio dos cateteres e sistemas de

infusão e redução do tempo de permanência dos cateteres e constante higiene

Page 13: Biofilmes bacterianos e sua atuação na infecção hospitalar

vi

das mãos dos profissionais de saúde. Este estudo teve como finalidade

entender a relação da formação de biofilmes no agravamento de diversas

enfermidades e a sua influência no controle da infecção hospitalar.

Palavras-chave: Biofilme; infecção hospitalar; assepsia.

Page 14: Biofilmes bacterianos e sua atuação na infecção hospitalar

1

1. INTRODUÇÃO

Os biofilmes microbianos são colônias de micro-organismos envolvidas e

associadas a uma matriz extracelular de natureza polissacarídica denominada

glicocálix, estrutura responsável pela adesão entre as células e delas às

superfícies. Os biofilmes possuem características fenotípicas que os tornam

diferentes das células no estado planctônico em relação à resistência a

agentes antimicrobianos e proteção contra as defesas do hospedeiro

(PEREDA, 2007).

A formação do biofilme se inicia com adesão de bactérias planctônicas a

uma determinada superfície celular ou inanimada, em seguida estas sofrem

proliferação, levando a um acúmulo de camadas de células bacterianas e,

finalmente, a formação da comunidade microbiana, embebida na matriz de

exopolissacarídeo (EPS) produzida por estas células. A adesão e a formação

do biofilme são limitadas por características do micro-organismo, tais como

expressão dos fatores de virulência, do material aderente e das características

do meio onde o micro-organismo está inserido, como pH, temperatura e

umidade (CAIXETA, 2008; FLACH, 2005).

Essas bactérias tem sistemas de comunicação entre si, um dos quais se

chama quorum sensing, uma capacidade de percepção da densidade

populacional através da secreção de sinais moleculares sintetizados por cada

bactéria presente na colônia.

Frequentemente os biofilmes microbianos se acumulam em depósitos

dos rios, lagos ou ambientes marinhos e podem se desenvolver em associação

com raízes de algumas plantas, fornecendo-lhes nutrientes. São muito

eficientes quando utilizados em métodos de tratamento de esgoto, removendo

poluentes da água.

Na indústria alimentícia são utilizados em biorreatores para a produção

de alimentos fermentados, como vinagre (MACEDO, 2000).

Porém os biofilmes podem ser extremamente prejudiciais em algumas

condições. O biofilme dental, por exemplo, apresenta-se como agente

determinante de cárie dentária e periodontopatias, as quais se caracterizam

como o principal problema no âmbito de odontologia sanitária.

Page 15: Biofilmes bacterianos e sua atuação na infecção hospitalar

2

Vários micro-organismos podem se aderir à superfície de lentes de

contato, um fator importante no desenvolvimento de infecções oculares,

relacionadas ao uso destes dispositivos médicos (SILVA, 2012).

Quando aderidas a dispositivos médico-hospitalares, essas comunidades

bacterianas representam uma fonte constante de contaminação, podendo levar

a infecções graves.

Para Del Pozzo et al. ba t rias em bio ilmes a resentam uma

resist n ia a antibi ti os que ode hegar a 500 a 5000 vezes maior de

ba t rias lan t ni as. ma ve im lantada uma o ula o ba teriana na sua

orma de bio ilme e tremamente di il de elimin -la.

Biofilmes podem se aderir às superfícies de próteses ortopédicas,

cardíacas e vasculares causando complicações graves, como infecções e até

rejeição das mesmas. Ocorre com frequência também a formação de biofilmes

em superfícies de cateteres, segundo Jacyr Pasternak (2008) em seu estudo,

indivíduos que fazem o uso de cateteres possui maior incidência de infecções

sistêmicas.

Dada a sua complexidade, essas comunidades são capazes de produzir

fatores inflamatórios que dificultam o processo de cicatrização de feridas,

levando uma cronicidade do quadro.

Por estas razões, os micro-organismos associados aos biofilmes são

considerados um importante problema de saúde pública.

É imprescindível, portanto conhecer os mecanismos envolvidos na sua

formação, para poder controlá-los ou erradicá-los de uma forma mais efetiva,

uma vez que, esses são agentes frequentes em quadros de infecções

hospitalares.

Page 16: Biofilmes bacterianos e sua atuação na infecção hospitalar

3

2. OBJETIVO

O presente estudo teve como finalidade demonstrar a influência que os

biofilmes bacterianos possuem no agravamento de diversas enfermidades e no

controle da infecção hospitalar.

Page 17: Biofilmes bacterianos e sua atuação na infecção hospitalar

4

3. METODOLOGIA

A metodologia utilizada neste trabalho consistiu na revisão de literatura

científica sobre a ampla atuação dos biofilmes na saúde, meio ambiente e na

indústria, enfatizando a infecção hospitalar.

Page 18: Biofilmes bacterianos e sua atuação na infecção hospitalar

5

4. HISTÓRICO

A microbiologia tradicional caracterizou as células encontradas em

suspensões como planctônicas, muitas dessas bactérias planctônicas tem a

capacidade de aderir em superfícies, formando biofilmes (LUCCHESI, 2006).

Ao estudar amostras dentárias em 1684, Antonie Van Leuvenhoek

observou fragmentos celulares agregados ao material. No entanto, foi Zobell

em 1943 quem primeiro publicou um estudo sobre biofilmes onde observou

bactérias marinhas aderidas em cascos de navios e em outros materiais

submersos (MENOITA, 2012).

Em 1978, Costerton, considerado o pai da ciência dos biofilmes, verificou

que a maioria dos micro-organismos presentes no meio ambiente se

encontrava fixo às superfícies a esses micro-organismos foi atribuído o nome

de biofilme (CAPELLETTI, 2006).

Na década de 90, observou-se que as bactérias em biofilme são

diferentes das bactérias em suspensão quanto ao seu metabolismo e

morfologia, além de apresentarem maior resistência aos antibióticos e

desinfetantes (COSTERTON et al., 1999).

Atualmente, o conceito de biofilme vem avançando e pesquisas vêm

sendo realizadas para entender os mecanismos de formação e o controle das

formas microbianas, tanto a planctônica (livre), quanto a séssil (biofilme),

principalmente devido à grande importância nas atividades humanas, o qual

pode trazer tanto benefícios quanto malefícios (CAIXETA, 2008 apud

CASALINI, 2008).

Page 19: Biofilmes bacterianos e sua atuação na infecção hospitalar

6

4.1 FORMAÇÃO DO BIOFILME

Os micro-organismos são estruturas simples, que estão presentes nos

mais diversos habitat, segundo Costerton et al. (1987), é estimado que cerca

de 90% dos micro-organismos vivem sob a forma de biofilmes e

praticamente não existe nenhuma superfície que não possa ser colonizada

por bactérias. Estas estruturas estão presentes naturalmente em variados

tipos de ambientes, sejam eles bióticos ou abióticos (BOARI, 2008).

O desenvolvimento de um biofilme é considerado um mecanismo de

sobrevivência, onde se tornam mais fácil a obtenção de nutrientes e a

proteção contra agentes biocidas (DREESZEN, 2003).

A formação de biofilme realiza-se, normalmente, numa superfície sólida

imersa em água. O processo inicial da formação de biofilmes envolve a

adesão primária à uma superfície que envolve interações eletrostáticas entre

os micro-organismos envolvidos e à superfície a ser colonizada (SILVA,

2012).

A velocidade desse processo depende de fatores ambientes tais como,

pH, temperatura, concentração de oxigênio, presença de moléculas

orgânicas no meio aquoso além de características da superfície, como carga

superficial, energia livre de superfície, rugosidade. Por esse motivo, alguns

tipos de materiais predispõem a formação de biofilmes por facilitar essas

interações, como certos polímeros (MACHADO, 2005).

Após a formação inicial do biofilme, ocorre o transporte de células

microbianas do meio aquoso até à superfície sólida, esse transporte ocorre

devido a uma diferença no gradiente de concentrações entre o meio

aquático e a superfície. Quando é formada a primeira camada de micro-

organismos, a adesão de outros micro-organismos é favorecida, o

desenvolvimento e reprodução dos colonizadores causam uma alteração

nas propriedades do meio que favorece o acúmulo de biofilme (MENOITA,

2012).

A partir daí ocorre o processo de adesão secundária, considerada

irreversível, essa adesão ocorre por estruturas bacterianas, como fímbrias

ou pili e além da produção de uma matriz de exopolissacarídeo (EPS), que

age como uma barreira física que impede a penetração de agentes

antimicrobianos, conferindo-lhes uma maior resistência. O EPS constitui o

Page 20: Biofilmes bacterianos e sua atuação na infecção hospitalar

7

substrato para que os colonizadores secundários possam se agregar

diretamente aos colonizadores primários (BOARI, 2008).

Devido à carga negativa presentes na matriz do biofilme muitos

nutrientes são atraídos para a sua superfície, este processo fornece aos

micro-organismos um ambiente rico favorecendo a maturação da

comunidade (O'TOOLE et al., 2000).

A comunicação entre os micro-organismos presentes em um biofilme

se dá pela expressão de conjuntos de genes que regulam secreção de sinais

moleculares sintetizados por cada célula. Receptores específicos detectam

essas moléculas o que permite as células tenham noção do tamanho da

comunidade e assim passem a agir como um único organismo multicelular,

este mecanismo de comunicação é chamado de quorum sensing

(RUMJANEK, 2004).

Em condições favoráveis o desenvolvimento de um biofilme continua

por um período relativamente longo de tempo. Porém, em condições

desfavoráveis, o biofilme começa a sofrer o processo de desprendimento,

onde ocorre a perda contínua de porções de biofilme, como pode ser

observado na Figura 1 (SILVA, 2012).

Figura 1. Estágios de formação do biofilme: Adesão primária(1), Adesão

irreversível (2), Maturação(3), Estágio avançado de maturação(4) e

Dispersão.

Fonte: STRATUL et al. (2008).

Page 21: Biofilmes bacterianos e sua atuação na infecção hospitalar

8

4.2 EFEITOS POSITIVOS E NEGATIVOS DO BIOFILME EM

DIFERENTES SETORES DA SOCIEDADE

Os biofilmes podem ter efeitos tanto prejudiciais quanto benéficos, em

diversas áreas, tais como, indústrias, meio ambientes e saúde. Essas

comunidades de micro-organismos se acumulam nos depósitos dos rios, lagos

ou no mar sendo benéficos por contribuírem com a remoção de contaminantes

da água. São muito utilizados em processos de tratamento de efluentes

domésticos e industriais, removendo poluentes orgânicos e inorgânicos e na

produção de biopolímeros como o poliactato.

Alguns tipos de vegetais interagem com bactérias fixadoras de

nitrogênio, que retiram nitrogênio do ar e o transforma em formas absorvíveis, é

o que ocorre entre várias espécies de leguminosas e bactérias da

família Rhizobiaceae. Biofilmes também podem ser utilizados em biorreatores

no processo de produção de alimentos, como fermentos, vinhos, cerveja,

iogurtes e vinagre (VIANA, 2009).

Porém, os biofilmes são extremamente prejudiciais em algumas

situações, por exemplo, quando se acumulam em encanamentos de água,

lugar extremamente favorável para o crescimento desses micro-organismos,

pois consistem em uma potencial fonte de contaminação afetando a qualidade

da água, também podem provocar corrosão de válvulas e canos, como

indicado na Figura 2, o mesmo ocorre no caso dos equipamentos de

processamento do leite e de outros alimentos.

No setor industrial, a formação de biofilmes em equipamentos pode

acarretar em grandes prejuízos econômicos, devido à redução do desempenho

de equipamentos, assim como a deterioração das superfícies, levando a uma

diminuição da qualidade dos produtos, bem como, aumento despesas com a

manutenção dos equipamentos (MACHADO, 2005).

Igualmente indesejáveis e prejudicais a saúde, são as placas bacterianas que

se desenvolvem nos dentes, podendo dar origem à cárie dentária e

periodontopatias.

A formação de biofilmes em dispositivos médico-hospitalares, como

cateteres urinários, lentes de contato e próteses, podem acarretar em infecções

graves, por exemplo, endocardite, bem como rejeições das próteses

(COSTERTON et al., 1987).

Page 22: Biofilmes bacterianos e sua atuação na infecção hospitalar

9

Figura 2. Tubo de ferro com corrosão (a) e tubo de polietileno de alta

densidade coberto parcialmente por biofilme(b).

Fonte: AZEVEDO et al (2012).

Page 23: Biofilmes bacterianos e sua atuação na infecção hospitalar

10

4.2.1 MEIO AMBIENTE

A formação de biofilmes é um mecanismo importante do ciclo celular de

muitos micro-organismos, essa capacidade é fundamental para a sobrevivência

e propagação desses micro-organismos em diversos ambientes e tem um

papel fundamental para a manutenção do equilíbrio dos ecossistemas, porém a

sua formação, muitas vezes interfere de maneira prejudicial nas atividades

humanas, como por exemplo, quando ocorre a formação de biofilmes em

monumentos, induzindo alterações físicas e químicas que contribuem para sua

degradação (AZEVEDO et al., 2012).

A formação de biofilmes nas paredes de tubulações de água potável pode

acarretar na contaminação da água, podendo causar problemas de saúde aos

consumidores, pois esses biofilmes podem incorporar micro-organismos

patogênicos, os quais podem sobreviver longos períodos em condições

adversas, como indicado no Quadro 1. Esses micro-organismos são

introduzidos nos sistemas naturais de água através de despejos de esgoto nos

rios, lagos e lençóis freáticos.

Além dos prejuízos para a saúde do consumidor, a formação de biofilmes

em tubulações de água potável provoca corrosão das tubulações, além de

tornarem necessárias estratégias de controle, que acarretam em aumento nos

custos das companhias de água (AZEVEDO et al., 2012).

Por outro lado, os biofilmes tem apresentado um papel relevante, no que

diz respeito à conservação de frutas e hortaliças, na qual é criada uma película

com substâncias naturais com a finalidade de reduzir as trocas gasosas e a

perda de água para o meio, dispensando o uso de produtos químicos, que

muitas vezes são prejudiciais à saúde, mantendo as propriedades do alimento,

Além de proteger o alimento, esses biofilmes, conferem brilho ao alimento, um

atrativo visual, muito valorizado pelo produtor e alguns consumidores.

Segundo especialistas da EMBRAPA é possível aumentar o

desenvolvimento de vegetais por meio de rizobactérias, bactérias que se

aderem às raízes de plantas, que fornecem elementos essenciais ao

crescimento e sobrevivência de plantas como nitrogênio, fósforo e ferro e

compostos antibióticos que atuam na destruição de patógenos no solo.

Page 24: Biofilmes bacterianos e sua atuação na infecção hospitalar

11

Quadro 1. Principais micro-organismos transmitidos pela água, doenças que

podem provocar e a forma como são introduzidas na água.

Micro-organismo Doença Introdução na água

Vibrio cholerae Cólera Matéria fecal; Natural do ambiente

Salmonella spp. Febre Tifoide Matéria fecal; Natural do ambiente

Escherichia coli Gastroenterite, septicemia

Matéria fecal

Campylobacter spp. Gastroenterite Matéria fecal; Natural do ambiente

Helicobacter pylori Ùlcera péptica, cancro do estômago

Matéria fecal

Legionella pneumophila Doença do legionário e febre de Pontiac

Natural do ambiente

Mycocabcterium avium Infecções do esqueleto, tecidos moles, respiratórias, gastrointestinais e do trato urinário

Natural do ambiente

Pseudomonas aeruginosa

Infecções do trato respiratório e urinário, mastite e otite

Natural do ambiente

Shigella spp. Gastroenterite úlceras nódulos linfáticos

Matéria fecal

Fonte: AZEVEDO et al. (2012).

Algumas dessas bactérias possuem também a capacidade de ativar as

respostas de defesa na planta, sendo, portanto, eficazes no controle de

algumas doenças. Dentre as espécies mais estudadas pode-se

citar Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas putida, Serratia marcescens,

Bacillus subtilis, Bacillus megaterium, Rhizobium e Bradyrhizobium

(BERNARDES, 2006).

Rizobactérias como Pseudomonas tem sido as preferidas, pois

produzem enzimas capazes de degradar agrotóxicos, como naftaleno,

fenantreno, fluoranteno e benzantraceno, como indicado na Figura 3.

Page 25: Biofilmes bacterianos e sua atuação na infecção hospitalar

12

Figura 3. Raízes de arroz colonizadas por Pseudomonas, utilizada para

biorremediar solos contaminados com agrotóxicos.

Fonte: EMBRAPA, 2013.

Os biofilmes também tem sido beneficamente utilizados para minimizar

os danos causados por desastres ambientais, como derramamentos de

petróleo e gás. Alguns micro-organismos, quando estimulados, produzem

certas substâncias que agem como detergentes naturais promovendo a

emulsão de compostos como água e óleo, o que normalmente não acontece

devido à alta tensão de superfície da água. A produção desses biodetergentes

é fundamental para o crescimento desses micro-organismos em locais

atingidos por derrames e facilita a utilização de hidrocarbonetos como fonte de

carbono e energia por essas bactérias, levando a eliminação desses poluentes

com o tempo, processo é conhecido como biorremediação (KREPSKY et al.,

2006).

Page 26: Biofilmes bacterianos e sua atuação na infecção hospitalar

13

4.2.2 INDÚSTRIA

Os biofilmes possuem várias características que podem ser úteis para o

setor industrial, como sua persistência, possibilidades de interações

simbióticas, aderência às superfícies e formação de grânulos (AZEVEDO et al.

2012).

A biorremediação é o melhor exemplo da utilização dessas

características, processo que consiste na utilização de reatores biológicos,

como apresentado na Figura 4 para a descontaminação de solos e efluentes

domésticos e industriais, bactérias presentes nesses reatores são capazes de

remover nitrogênio, carbono biodegradável e percussoras de trihalometanos,

substâncias muito tóxicas para seres humanos. Vários outros tipos de

poluentes químicos podem ser biorremediados por biofilmes, como tolueno,

alguns herbicidas e metais pesados, como Zinco, Cádmio e Níquel, atingindo

em algumas técnicas, cerca de 100% de degradação (VIANA, 2009).

Figura 4. Reatores de biofilme para tratamento de águas residuais

Fonte: AZEVEDO et al. (2012).

Outro processo biotecnológico muito utilizado atualmente é a lixiviação

bacteriana (biolixiviação), um processo no qual, bactérias, principalmente do

gênero Acidithiobacillus e principalmente a espécie Acidithiobacillus

ferroxidans, oxidam sulfetos metálicos, utilizando-os como fonte de energia,

que acarreta na solubilização desses metais. O A. ferroxidans é também capaz

de oxidar compostos reduzidos de enxofre bem como íons ferrosos. Sendo um

Page 27: Biofilmes bacterianos e sua atuação na infecção hospitalar

14

meio bastante viável para extração de cobre, requerendo baixos custos com

ácidos e agentes oxidantes. O processo da biolixiviação tem sido aplicado em

nível industrial, principalmente nos EUA e Chile, Espanha, Canadá e México,

locais de maiores reservas, com o propósito de recuperação do cobre mineral

onde se apresenta em baixa quantidade ou de seus rejeitos (RIBEIRO, 2007).

A formação de biofilmes também tem sido utilizada na produção de vários

compostos para a indústria alimentícia, são utilizados na produção de

alimentos fermentados, alguns tipos de bactérias, por exemplo, agregam se a

fragmentos de madeira e transformam substratos em ácido acético (CASALINI,

2008).

Também foi demonstrado que alguns micro-organismos são capazes de

converter energia química em energia elétrica, produção dez vezes maior

quando agrupados em biofilmes (AZEVEDO et al., 2012).

Porém, a formação de biofilmes é responsável também por grandes

perdas econômicas no setor industrial, estima-se que o prejuízo causado por

biofilmes na área industrial seja em torno de 1% do PIB de países

industrializados. Essas comunidades microbianas podem atingir equipamentos

de indústrias alimentícias, farmacêuticas, sistemas hídricos e até mesmo

superpetroleiros, exigindo manutenções periódicas. Os biofilmes microbianos

são capazes de promover a biocorrosão de tubulações, equipamentos e peças

metálicas. O termo utilizado pelas indústrias para definir camadas biológicas

indesejáveis que se formam em superfícies é biofouling (MASCARENHAS et

al., 2010).

Segundo Caixeta (2008), os biofilmes são responsáveis pela maior parte

das contaminações na indústria alimentícia, são resultantes de falhas no

processo de higienização e se aderem à superfície de equipamentos utilizados

para o processamento de alimentos resultando numa fonte crônica de

contaminação por patógenos, fato que compromete a qualidade do alimento,

podendo causar riscos à saúde do consumidor, além de acarretar prejuízos

devido à deterioração precoce desses produtos.

Na indústria petrolífera e naval a biocorrosão gerada por biofilmes

representa 20% dos casos de corrosão e resultam em um prejuízo de

aproximadamente 60 bilhões de dólares por ano. Estes custos estão

relacionados à parada de atividades para manutenções e substituições de

estruturas (VIANA, 2009).

Page 28: Biofilmes bacterianos e sua atuação na infecção hospitalar

15

Além da corrosão são responsáveis também pelo maior consumo de

combustível, uma vez que sua formação aumenta a resistência ao movimento

dos navios através da água (AZEVEDO et al., 2012).

Dentre os micro-organismos que acarretam em problemas de saúde

pública ou de ordem econômica, ressalta-se Pseudomonas fragi,

Pseudomonas fluorescens, Micrococcus sp. e Enterococcus faecium. Entre os

patogênicos pode-se citar Listeria monocytogenes, Yersinia enterocolitica,

Salmonella thyphimurium, Escherichia coli, Staphylococcus aureus e Bacillus

cereus e Pseudomonas aeruginosa (KASNOWSKI et al., 2010).

A melhor maneira de controlar os biofilmes é a prática adequada de

certas condutas de higiene industrial a fim de eliminar resíduos e populações

de micro-organismos, dificultando o início da formação desses.

Para a prevenção deve-se fazer um planejamento adequado das superfícies

dos equipamentos que estão em contato com os alimentos; o material

empregado nos equipamentos deve apresentar uma elevada resistência à

corrosão, ser de fácil limpeza; fazer uso de mais de um tipo de desinfetantes

e/ou detergentes. Dado que condutas incorretas de higienização não levarão à

eliminação nem ao menos à inativação daqueles micro-organismos aderidos à

uma dada superfície (ESPER, 2011).

Page 29: Biofilmes bacterianos e sua atuação na infecção hospitalar

16

4.2.3 SAÚDE EM GERAL

Recentemente, tem se reconhecido o importante papel do biofilme

microbiano na medicina humana. Se por um lado biofilmes aderidos às

células do trato gastrointestinal representam uma barreira contra micro-

organismos patógenos, por outro podem causar inúmeras doenças, estima-

se que 65% de todas as infecções bacterianas, como apresentado no

Quadro 2, desenvolvidas em humanos envolvem esta estrutura (PEREDA,

2007).

A formação de biofilmes em feridas como representado na Figura 5,

pode causar um atraso no processo de cicatrização e está associada a sua

cronicidade, a maioria desses pacientes necessitam de extensos

tratamentos com antibióticoterapia devido ao aumento da resistência ao

sistema imune do hospedeiro aos agentes antimicrobianos (MONTEIRO,

2012).

Figura 5. Pé diabético, após amputação transmetatársica dos dedos com

ferida crônica associada à formação de biofilme bacteriano.

Fonte: SANTOS et al. (2013).

Dentre as infecções bacterianas causadas por biofilmes mais

conhecidas na atualidade estão a periodontite, cáries, otite, amigdalite

crônica e endocardite infecciosa, além das infecções hospitalares que serão

abordadas posteriormente.

Page 30: Biofilmes bacterianos e sua atuação na infecção hospitalar

17

Quadro 2. Algumas infecções humanas que envolvem biofilmes

Doença/Infecção Espécies bacterianas envolvidas

Cáries dentárias

Cocos Gram-positivos acidogênicos, Streptococcus sp.

Periodontite Bactérias orais anaeróbicas Gram-negativas

Otite média Haemophilus influenzae

Amigdalite crônica Várias espécies

Pneumonia/Fibrose cística

Pseudomonas aeruginosa, Burkholderia cepacia

Endocardite Streptococcus grupo Viridans, Staphylococcus sp

Prostatite bacteriana E. coli e outras Gram-negativas

Fonte: MONTEIRO (2012).

O biofilme oral é possivelmente o mais estudado, a cavidade oral

constitui um grande reservatório de bactérias que além de provocarem a

formação de biofilmes na superfície do dente, podem também, influenciar o

aparecimento de pneumonia. O biofilme oral se apresenta como agente

determinante para a formação da cárie dentária e periodontopatias (TOASSI

et al., 2002). O uso de próteses dentárias na substituição de dentes naturais

é considerado um fator que propicia a adesão de micro-organismos,

aumentando ainda mais as chances de formação da placa dental (PEREDA,

2007).

Outra patologia causada por biofilmes muito estudada é a endocardite

infecciosa, doença na qual bactérias orais podem cair na corrente corrente

sanguínea e se alojar nas válvulas cardíacas, danificando-as (FIGURA 6).

Entre os micro-organismos mais frequentemente isolados em pacientes com

endocardite infecciosa estão Streptococcus viridans, Staphylococcus aureus,

Enterococcus e Streptococcus gordonii, estudos comprovam que essas

bactérias tem a propriedade de ativar plaquetas, conduzindo a complicações

trombóticas (ALMEIDA, 2009).

Page 31: Biofilmes bacterianos e sua atuação na infecção hospitalar

18

Figura 6. Endocardite bacteriana

Fonte: GUIMARÃES (2012).

A endocardite infecciosa carrega um alto risco de morbidade e

mortalidade, cerca de 30% dos pacientes evoluem para o óbito, deve ser

tratada com cirurgia para substituição da válvula infectada por uma prótese ou

antibióticos (GUIMARÃES, 2012).

Uma das complicações mais severas em pacientes com fibrose cística é a

formação de biofilmes no tecido pulmonar. A fibrose cística é uma doença

crônica de origem genética que acomete por volta de 70 mil pessoas no

mundo. Ocorre uma elevação na espessura das secreções acarretando no

bloqueio das passagens das vias respiratórias, dos ductos biliares e

pancreático, aumentando a probabilidade de colonização bacteriana. As

infecções nos pulmões são bastante frequentes e possuem um importante

papel na morbidade e mortalidade dos indivíduos portadores da doença

(FRIEDRICH, 2007). Essas infecções são geralmente acompanhadas por uma

resposta inflamatória que conduz a uma lesão progressiva dos pulmões

(AZEVEDO et al., 2012).

De acordo com Marques (2011) Pseudomonas aeruginosa é o patógeno

mais encontrado em pacientes portadores de fibrose cística com infecções

pulmonares. Além deste, podem estar envolvidos também Staphylococcus

aureus e Haemophilus influenzae.

Segundo Singh et al. (2002) ao formar biofilmes, essas bactérias

colonizam de modo permanente os pulmões de pacientes com fibrose cística,

tornando-o dependente de uma antibioticoterapia severa, porém ineficaz em

Page 32: Biofilmes bacterianos e sua atuação na infecção hospitalar

19

muitos casos, pois não elimina o biofilme, somente algumas bactérias no

estado séssil.

Page 33: Biofilmes bacterianos e sua atuação na infecção hospitalar

20

5. BIOFILMES NA INFECÇÃO HOSPITALAR

A ocorrência de infecções nosocomiais representa um importante

problema no Brasil e em todo o mundo. Estima-se que aproximadamente 5%

das infecções hospitalares ocorrem frequentemente em alguns setores dos

hospitais, como UTIs e centros de hemodiálise. Este fato é justificado pela

presença de bactérias multirresistentes e potencialmente mais virulentas

combinada à condição clínica dos pacientes, acamados por tempo prolongado,

imunodeprimidos, com doenças graves que necessitam de monitoramento

invasivo e uso de antibióticos de largo espectro (PADRÃO, 2010).

Infecções hospitalares aumentam sensivelmente a frequência de

complicações e sequelas, prolongam a permanência do paciente no hospital,

reduzindo a oferta de leitos para o restante da população e aumentando os

custos de atendimento. Além disso, para controlá-la é necessária a utilização

de doses cada vez maiores de antimicrobianos que podem levar a uma

resistência bacteriana (MARQUES et al., 2011).

Embora o uso de cateteres intravenosos e de diálise, válvulas cardíacas,

próteses vasculares, marca-passos, shunts de fluido cérebro-espinhal e tubos

traqueais possibilitem uma maior sobrevida de milhares de pacientes ao redor

do mundo, esses dispositivos apresentam um risco intrínseco de

desenvolverem infecções associadas à formação de biofilmes em suas

superfícies e representam um dos principais fatores para aumento dos casos

de infecção hospitalar em pacientes críticos (AZEVEDO et al., 2012).

Entre esses procedimentos, cateteres intravasculares, principalmente os

venosos centrais (CVC), são os dispositivos invasivos mais utilizados para o

tratamento de pacientes hospitalizados para a administração de soluções,

medicamentos, sangue e derivados, bem como para a realização de

cateterismo cardíaco, monitorização de status hemodinâmico e realização de

hemodiálise, entre outros. A presença prolongada de cateteres representa uma

fonte potencial de formação de biofilmes (FIGURA 7) gerando complicações

infecciosas, tanto por infecções locais, quanto por sistêmicas (MARQUES,

2011).

O principal fator de virulência relacionado à infecção associada à

materiais médicos é a aderência bacteriana à superfície desses dispositivos

com a consequente a formação de biofilme (SAGINUR et al., 2006).

Page 34: Biofilmes bacterianos e sua atuação na infecção hospitalar

21

A produção de substância extracelular polissacarídica permite que as

células bacterianas se aglomerem em camadas, tornando-as menos acessíveis

ao sistema de defesa do organismo e aos antimicrobianos (OLIVEIRA, 2011).

Figura 7. Biofilme em cateter venoso central visualizado por microscopia eletrônica

Fonte: PINHEIRO (2006).

Em UTIs as doenças infecciosas estão entre as complicações mais

prevalentes e estão relacionadas com maiores taxas morbidade e mortalidade

além de aumento dos custos relacionados às internações e tratamentos.

Estudos realizados em oito países incluindo Canadá e Israel, mostraram

que aproximadamente um quarto dos pacientes internados em UTIs adquiriram

infecção hospitalar. A mortalidade nos pacientes infectados foi quatro vezes

maior que no grupo sem infecção (LISBOA et al., 2007).

Angus et al. (2001) analisaram em seu estudo mais de 6 milhões de

registros de altas hospitalares nos EUA e desses cerca de 751.000 (12,5%)

apresentavam sepse grave anualmente, com mortalidade estimada de 28,6%.

Não existe no Brasil um sistema para rastreamento e controle de infecção

bem organizado, que possibilite uma obtenção adequada de dados para uma

avaliação mais precisa das infecções nosocomiais em pacientes criticamente

enfermos, que permita uma estimativa real da importância deste problema

(LISBOA et al., 2007).

Page 35: Biofilmes bacterianos e sua atuação na infecção hospitalar

22

O ambiente hospitalar representa um grande reservatório de patógenos

que podem ser transmitidos ao paciente tanto pela própria microbiota do

paciente quanto por veículos, como mãos, secreção salivar, fluidos corpóreos,

ar e materiais contaminados, como equipamentos e instrumentos utilizados em

procedimentos médicos (LEVY, 2004).

As infecções do trato urinário são as infecções bacterianas mais comuns

em nível hospitalar, sendo responsável por cerca de 30 a 40% das infecções

nosocomiais, o risco de desenvolver uma ITU aumenta significativamente com

a utilização de cateteres urinários, destinados a aliviar a retenção e

incontinência urinária como indicado na Figura 8.

Infecções de feridas cirúrgicas, pneumonia bacteriana associada ou não

ao uso de ventilação mecânica e septicemia associada a cateter venoso central

também são frequentes (PADRÃO et al., 2010).

Figura 8. Representação de Cateter vesical

Fonte: ZIEVE e DUGDALE (2012).

Os principais agentes descritos como causadores de infecções

nosocomiais e potenciais formadores de biofilmes são apresentados no Quadro

3.

As bactérias gram negativas são predominantes, responsáveis por cerca

de 60% das infecções nosocomiais, seguidos pelas gram positivas (21,8 a

33,2%) e por fungos (4,5 a 15,3%). Nos casos de infecção respiratória o

Page 36: Biofilmes bacterianos e sua atuação na infecção hospitalar

23

Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA) seguido por P.

aeruginosa e por Acinetobacter spp são os agentes mais frequentes, enquanto

que nos casos de infecção urinária E. coli seguido por Pseudomonas spp são

os mais comuns, já na septicemia os mais frequentes são MRSA,

Pseudomonas spp e Klebsiella pneumoniae (AZEVEDO et al., 2012).

Esses biofilmes podem ser formados por uma ou mais espécies

microbianas dependendo da superfície onde está aderido e do tempo de

permanência do artigo médico-hospitalar no paciente (PINHEIRO, 2006).

Quadro 3. Agentes mais frequentes em infecções nosocomiais

Patógeno Sítios comuns de isolamento

Bactérias Gram-negativas

Escherichia coli Trato urinário, feridas cirúrgicas, sangue

Pseudomonas sp Trato urinário, trato respiratório, queimaduras

Klebsiella sp Trato urinário, trato respiratório, feridas cirúrgicas

Proteus sp Trato urinário, feridas cirúrgicas

Enterobacter sp Trato urinário, trato respiratório, feridas cirúrgicas

Serratia sp Trato urinário, trato respiratório, feridas cirúrgicas

Bactérias Gram positivas

Streptococcus sp Trato urinário, trato respiratório, feridas cirúrgicas

Staphylococcus aureus Pele, feridas cirúrgicas, sangue

Staphylococcus epidermidis Pele, feridas cirúrgicas, sangue

Fungi

Candida albicans Trato urinário, sangue

outros Trato urinário, sangue, trato respiratório

Fonte: LEVY (2004).

Page 37: Biofilmes bacterianos e sua atuação na infecção hospitalar

24

A estratégia mais efetiva para o tratamento de infecções relacionadas a

biofilmes é a retirada do dispositivo contaminado aliada a uma longa terapia

antibiótica, porém a prevenção é sempre a melhor medida a ser tomada. As

medidas profiláticas incluem a higienização de todos os materiais de inserção

bem como a correta higienização de todos os profissionais que manipulam

esses materiais e que possuem contato com o paciente. Estratégias profiláticas

que recorram ao uso de antibióticos devem ser evitadas a fim de evitar o

agravamento da resistência microbiana (AZEVEDO et al., 2012).

A hemodiálise é um procedimento de apoio à função renal que consiste

na depuração de substâncias tóxicas do sangue por uma máquina de diálise,

um procedimento que pode durar entre 2 e 4 horas, em frequência de 2 a 4

vezes por semana dependendo da gravidade do quadro clínico (THOMAS e

ALCHIERI, 2005).

Segundo o Censo Nacional da Sociedade Brasileira de Nefrologia o

número de pacientes em tratamento de insuficiência renal no Brasil em 2007

era de 73.605, sendo 90,8% dependentes de hemodiálise.

Esses pacientes possuem um alto risco de adquirir infecções devido ao

sistema imune comprometido e à necessidade de frequentes punções de um

local de acesso vascular para retirada do sangue para hemodiálise, o qual

pode ser através de fístulas arteriovenosas, enxertos e cateteres permanentes

ou temporários (TOKARS et al., 2002). As fístulas arteriovenosas consistem em

um pequeno procedimento cirúrgico com a finalidade de ligar uma artéria à

uma veia, criando um vaso periférico, mais resistente a punções repetidas, está

representado na Figura 9.

Figura 9. Representação de uma fístula arteriovenosa

Fonte: PARK (2013).

Page 38: Biofilmes bacterianos e sua atuação na infecção hospitalar

25

O uso de cateteres vem substituindo às fístulas, apesar disso, representa

um importante avanço tecnológico, o uso deste dispositivo está associado a um

aumento no número de casos de complicações infecciosas da corrente

circulatória, além de outras doenças infecciosas, como mostra a Tabela 1.

Após a inserção, o cateter venoso entra em contato direto com o sangue, sua

superfície é então revestida por plaquetas, plasma e proteínas, formando uma

camada que facilita a colonização bacteriana e formação do biofilme (SANTOS

et al, 2009).

Por esse motivo o tratamento com antibióticos convencionais nessas

condições geralmente não funciona (BIERNAT et al., 2008). Os micro-

organismos isolados com maior frequência nas hemoculturas de cateteres

provêm da própria pele do paciente como microbiota da área de inserção do

cateter ou são veiculadas pela equipe de saúde (Staphylococcus aureus e

Staphylococcus coagulase negativa - ECN). Já as bactérias gram-negativas

são, geralmente, provenientes do ambiente hospitalar , sendo as mais

prevalentes, Acinetobacter sp, Pseudomonas sp, Enterobacter sp e Klebsiella

pneumoniae.

Tabela 1. Comparativo de casos de bacteremia causada por várias espécies

em pacientes com uso de cateteres e Fístulas

Micro-organismos Cateteres Fístula arteriovenosa

Staphylococcus aureus 32,1% 53%

Enterococcus spp 10,1% 4,7%

Streptococcus spp 1,9% 5,2%

Escherichia coli 2,9% 2,6%

Klebsiella spp 3,9% 2,2%

Pseudomonas spp 2,2% 2,2%

Fonte: Adaptado de TOKARS et al. (2002).

Segundo registros do United States Renal Data System, infecção é a

segunda maior causa de morte em pacientes com insuficiência renal crônica

(IRC) em diálise, a sepse contribui com 75% dessas mortes por infecção,

Page 39: Biofilmes bacterianos e sua atuação na infecção hospitalar

26

sendo muito mais comum nesses pacientes do que na população em geral

(JABER, 2005).

A Figura 10 demonstra a taxa anual de morte por sepse na população

submetida à diálise e na população em geral, observa-se que a população

submetida à diálise apresenta um considerável aumento do risco por sepse.

Figura 10. Comparativo da taxa anual de morte por sepse entre a população

com uso de diálise e população em geral.

Fonte: JABER (2005).

O uso de antibióticos sistêmicos nem sempre é capaz de combater a

infecção por esse motivo, o paciente continua exposto às complicações ou

infecções recorrentes. A maneira mais eficaz para eliminar o agente infeccioso

seria a remoção do cateter, porém devido à dificuldade na obtenção do acesso

venoso e os riscos envolvidos em um procedimento cirúrgico esse

procedimento não é recomendado (NEVES et al., 2010).

Tem sido proposta a utilização de um procedimento chamado lock-terapia

que consiste no preenchimento do lúmen do cateter com compostos químicos e

antibióticos, numa concentração de antibióticos 100 a 1.000 vezes superior à

concentração inibitória mínima usada habitualmente para terapia sistêmica.

Page 40: Biofilmes bacterianos e sua atuação na infecção hospitalar

27

Biernat et al. (2008), demonstraram em seu estudo que a lock-terapia com

associação de minociclina e EDTA previne de modo significativo a

contaminação de cateteres de hemodiálise constituindo-se um alternativa

efetiva para evitar sepse por cateter. Nessa associação o EDTA age de modo

direto contra bactérias gram-positivas, gram-negativas e fungos, removendo

cálcio, magnésio e ferro da membrana celular, facilitando a passagem de

agentes biocidas pela membrana celular bacteriana, além disso, o EDTA

desestrutura o biofilme, afetando a parede microbiana e altera profundamente

seu metabolismo, pois interfere diretamente na atividade de enzimas

bacterianas envolvidas com a síntese de DNA.

O diagnóstico de infecções relacionadas ao uso de cateter é muito difícil

e deve levar em conta os sinais e sintomas do paciente, como a presença de

dor, calor, edema, eritema e exsudato purulento próximo ao local de inserção

do cateter, febre acima de 38 ºC, tremores, hipotensão e taquicardia aliados

aos resultados obtidos a partir de testes microbiológicos (ROSS et al., 2006).

Durante muito tempo a remoção do cateter para a realização de cultura

foi considerada padrão-ouro para o diagnóstico desse tipo de infecção, porém

os sinais e sintomas são pouco específicos, por esse motivo em muitos casos o

diagnóstico dessas infecções é superestimado resultando na remoção

desnecessária do cateter (STORTI, 2007).

Tornou-se necessário, então o desenvolvimento de métodos para

estabelecimento deste diagnóstico em que não fosse necessária a remoção do

dispositivo, embora, ainda sejam utilizadas também técnicas em que sua

retirada é necessária (SAFDAR, 2005).

A técnica laboratorial mais amplamente utilizada é o método de Maki,

Weise e Sarafin (1977) que consiste em uma cultura semi-quantitativa, na qual

é realizado o rolamento de um segmento de aproximadamente cinco

centímetros do cateter em placa de Agar Sangue e sua posterior incubação por

48 horas a 37°C (FIGURA 11). Após a incubação é realizada a contagem do

número de colônias, o crescimento de 15 ou mais unidades formadoras de

colônia (UFC), quando acompanhado de sinais e sintomas característicos é

indicativo de infecção relacionada ao cateter. Em seguida cada colônia

morfologicamente diferenciada é submetida à coloração de Gram, depois de

identificada de maneira presuntiva, cada colônia é isolada e assim submetida

às provas de identificação (ROSS et al., 2006).

Page 41: Biofilmes bacterianos e sua atuação na infecção hospitalar

28

Figura 11. Rolamento de cateter na técnica semi-quantitativa de Maki

Fonte: REGO; MELO; LIMA (2013).

Outro método que requer a retirada do cateter é a sonificação, uma

técnica quantitativa. É realizada a imersão da ponta do cateter em caldo BHI,

seguida por sonificação ou agitação por vórtex, após isso é realizada uma

diluição seriada. É realizado então o cultivo de cada diluição em Ágar Sangue

ou Ágar Chocolate seguido por incubação a 37°C por 24 à 48 horas. É

considerada infecção relacionada ao uso de cateter um crescimento de 1000

UFC por mL ou mais. Esta técnica tem a vantagem de permitir o isolamento de

agentes de ambas as faces do cateter (GUIMARÃES, 2004).

Os resultados obtidos a partir das técnicas quantitativas e semi-

quantitativas, comparados na Figura 12, dependem do local de inserção do

cateter, da metodologia utilizada e da fonte de colonização. Para um paciente

em que o cateter foi recentemente inserido a técnica semi-quantitativa é mais

sensível, pois inicialmente a colonização ocorre por micro-organismos da pele

do paciente ao longo da superfície externa do cateter. Já pacientes que

possuem cateteres com maior tempo de permanência a colonização pode

ocorrer tanto na parte interna quanto na externa do dispositivo, sendo assim a

técnica quantitativa a mais sensível (ANVISA, 2004).

Page 42: Biofilmes bacterianos e sua atuação na infecção hospitalar

29

Figura 12. Crescimento de colônias obtidas a partir das técnicas Quantitativa

(A) e Semi-quantitativa (B).

Fonte: REGO; MELO; LIMA (2013).

Entre as técnicas conservadoras, ou seja, métodos que não envolvem a

retirada do cateter destaca-se a técnica de hemoculturas pareadas, onde duas

amostras de sangue são colhidas, sendo uma através do cateter e outra por

punção venosa, preferencialmente antes da administração de antimicrobianos

(MARGOTTO, 2010). A colheita destas amostras de sangue deve ser realizada

obedecendo a técnicas estéreis para que se reduza ao máximo a probabilidade

de contaminação (GARCEZ, 2012).

A grande maioria dos laboratórios que ainda fazem uso de metodologias

manuais, nas quais o sangue colhido é introduzido em frascos com meios de

cultura comerciais, trata-se geralmente do caldo BHI ou caldo caseína digerida

de soja (TSB) com anticoagulante polianetol sulfonato de sódio (0,025 a

0,05%). Deve-se manter a relação sangue/meio de cultura 1:10 para pacientes

adultos e 1:5 para crianças (SILVA, 2006).

O material é incubado em temperatura que varia entre 35°C e 37°C sob

agitação periódica e inoculado em meio de cultura sólido a cada 24 horas por

até sete dias, assim nos casos positivos, obtêm- se o crescimento de colônias

isoladas que deverão ser coradas pelo método de Gram e identificadas através

de provas especiais de identificação. Além dos subcultivos, deve ser realizada

a verificação dos frascos diariamente à procura de sinais de turvação até o

sétimo dia (ARAUJO, 2012).

Essa análise pode ser realizada também por métodos automatizados,

existem equipamentos capazes de realizar a detecção colorimétrica de gás

Page 43: Biofilmes bacterianos e sua atuação na infecção hospitalar

30

carbônico produzido pelo crescimento de micro-organismos, permitindo a

detecção de uma grande variedade de bactérias e fungos. Os métodos

automatizados possuem maior sensibilidade e menor possibilidade de

contaminação das amostras em relação aos métodos manuais, entretanto é

pouco utilizado atualmente pelo alto custo (MIRRETT et al., 2006).

Page 44: Biofilmes bacterianos e sua atuação na infecção hospitalar

31

6. CONCLUSÃO

Com esta revisão de literatura foi possível conhecer a importância dos

biofilmes em diversas áreas de atividade humana. Concluiu-se que biofilmes

podem ser benéficos em diversos setores da indústria e do meio ambiente,

onde desempenham papeis importantes na produção de alimentos e

descontaminação de águas, entre outras utilidades apresentadas neste

trabalho.

Porém, os biofilmes podem ser extremamente maléficos também para a

indústria onde causam contaminações e deterioração de equipamentos. Na

área da saúde a formação de biofilmes está associada às infecções

persistentes, pois ao se aderir a dispositivos médico-hospitalares, como

cateteres e próteses, as bactérias ficam menos expostas à resposta imunitária

do hospedeiro e menos suscetíveis aos antibióticos. A adesão de biofilmes

nesses dispositivos representa grandes riscos aos pacientes e está relacionada

ao aumento do número de casos de infecções nosocomiais, que levam às

complicações no quadro do paciente bem como ao aumento dos custos e

tempo de internação.

Page 45: Biofilmes bacterianos e sua atuação na infecção hospitalar

32

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