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VERÔNICA TREVIZAN LAGNI TVII - A MICROBIOLOGIA 1 MICROBIOLOGIA N2 13.04.20 - GENETICA BACTERIANA Estrutura do DNA - cromossomo: • Ácido nucleico ✓ Grupo fosfato + pentose (açúcar - desoxirribose) + base nitrogenada (A e G – purinas e C e T – pirimidinas) ✓ Molécula de carga negativa ✓ Dupla hélice com ligações fosfo-diéster e pontes de hidrogênio • GENE ✓ Elemento informacional que especifica a sequencia de AA de uma proteína ✓ Fluxo informacional de célula procariótica o DNA dupla-fita no nucleoide (região citoplasmática não envolvida por membrana) → transcrição → RNA m (simples) → tradução → RNA m se acopla ao ribossomo bacteriano → códons formam cadeia polipeptídica → proteínas • Células eucarióticas x procarióticas: ✓ EUCARIOTICAS: cada gene tem seu mecanismo de regulação ✓ PROCARIOTICAS: óperon → um promotor para dois ou mais genes → otimização para o processo de transcrição e tradução ✓ Dois genes associados ao mesmo regulador vão codificar proteínas que tem um papel associado ✓ Exemplo: uma bactéria que usa lactose precisa de uma proteína de entrada (porina) e de uma proteína (enzima) para que ocorra sua utilização → duas proteínas associadas ✓ RNA polimerase se liga ao promotor e se solta no terminador ✓ RNA policistrônico → RNA m que tem informação para codificar duas ou mais proteínas → reconhecido pelo ribossomo por ligações especificas (antes de cada gene) → produção de proteínas • Mecanismo: mutação (espontânea, agentes mutagênicos, luz UV) e transferência genética • DNA: ✓ DNA cromossômico: encontrado em maior parte no nucleoide, altamente compactado, podendo se descompactar em partes para transcrição ✓ DNA extracromossomico: algumas bactérias possuem DNA em outros locais além do nucleoide Elementos genéticos não cromossômicos: • PLASMÍDEOS – vantagem seletiva: ✓ DNA extracromossômico que se replica de maneira autônoma e auto- controlada (independente da replicação da bactéria) ✓ Conferem vantagem seletiva VERÔNICA TREVIZAN LAGNI TVII - A MICROBIOLOGIA 2 ✓ Plasmídeo de alto número de cópia: muitos plasmídeos dentro de uma célula bacteriana ✓ Plasmídeo de baixo número de cópia: até 3 copias em uma bactéria ✓ Não tem informações essenciais de sobrevivência, apenas ajuda para sobrevivência bacteriana ✓ Características: o Sem genes essenciais o Conferem vantagem adaptativa o Circulares ou lineares (borrelia) o Número variável de cópias o Um ou mais plasmídeos por bactéria o Cópia única ou múltiplas o Transferência por conjugação (plasmídeo de uma bactéria para outra) o Plasmídeos promíscuos → transferência entre bactérias distintas o Classificação baseada em tipo de informação ✓ Fenótipos que os plasmídeos podem conferir aos procariotos: o Traços de virulência – forma de agressão ao hospedeiro: ▪ Toxinas ▪ Invasinas ▪ Adesinas ▪ Enzimas o Funções fisiológicas: ▪ Degradação de compostos aromáticos ▪ Formação de acetona e butanol ▪ Utilização de açúcares e compostos nitrogenados o Produção de antibióticos – matam bactérias competidoras: ▪ Colicinas ▪ Bacteriocinas o Plasmídeos de resistência (R) ▪ Informação para que a bactéria tenha resistência ao antibiótico ▪ Alguns mecanismos de resistência estão envolvidos a produção de enzimas → genes que codificam essas enzimas podem estar dentro dos plasmídeos o Plasmídeos conjugativos (F) ▪ Transferência de material genético de uma bactéria para outra (pilu sexual) ▪ Para que possam promover sua transferência necessitam: ❖ Origem de transferência (oriT) ❖ Genes de transferência (tra) ❖ Genes de mobilização (mob) ▪ Massa molecular elevada em função da presença de grande número de genes ✓ Características conferidas pelos plasmídeos: VERÔNICA TREVIZAN LAGNI TVII - A MICROBIOLOGIA 3 o RESISTENCIA: antibióticos, metais pesados, enzimas, UV, agentes tóxicos, fagos e bacteriocinas o METABOLISMO ENERGETICO: catabolismo e anabolismo o PATOGENICIDADE E SIMBIOSE: endotoxinas, exotoxinas, colonização, resistência a soro, capsula, sequestro de ferro, especificidade de hospedeiro e nodulação. o DISSEMINAÇÃO E PERPETUAÇÃO: conjugação, replicação e imunidade (exemplo: alteração do sistema complemento) Elementos genéticos transponíveis ou móveis: • Tipos: ✓ TRANSPOSONS (Tnp) o Fragmento linear de DNA que codifica proteínas e tem capacidade de sair de uma região e ir para outra o Permite dobradura do DNA e mudança de local de cromossomo ✓ Sequencias de inserção (IS) • Promove a mudança de um gene de um local para outros no genoma ✓ Mover-se de um ponto ao outro do mesmo cromossomo ✓ Mudar de cromossomo ✓ Transpor-se do genoma de uma espécie para outra • Transposição: forma particular de recombinação genética que movimenta determinados elementos genéticos de um local do DNA para outro ✓ Presentes em todos os organismos o Ocupam de 2 a 20% do genoma de todos os organismos e pode chegar até 50% do genoma humano ✓ Variabilidade genética o Responsáveis por 80% das mutações espontâneas em alguns organismos o Alguns casos de mutações por transposição podem levar ao câncer e doenças genéticas humanas ✓ Consequências da transposição: o Modificação da estrutura do gene → inserção do transposon no meio do gene → mutação → RNA m incompleto → degradação o Alteração da expressão do gene → inserção do transposon na extremidade do gene → RNA m incompleto → proteína parcialmente funcional o Inserção → transposon entra entre o promoror e o gene → promotor fique mais forte → RNA m aumenta a quantidade de proteína do gene → aumento na expressão o Excisão → transposon sai sem alterar o gene → proteína funcional – se transposon sai com fragmentos do gene → proteína alterada ou ausência da proteína Recombinação e transferência genica – diversidade genética: • Reprodução assexuada por fusão binária • Mecanismo de transferência de informação genética entre bactérias: VERÔNICA TREVIZAN LAGNI TVII - A MICROBIOLOGIA 4 ✓ Conjunto de estratégias empregas para a troca de informação genética entre bactérias não relacionadas por descendência (horizontal) → HERANÇA LATERAL OU HORIZONTAL ✓ Transformação o Transferência genética horizontal de uma bactéria adulta para outra bactéria adulta de fragmentos lineares de DNA → internalização de fragmento de DNA nu (DNA livre no meio de cultura) de uma bactéria morta o S. pneumoniae (pneumonia) → coco com ou sem capsula o Ratos que receberam bactéria sem capsula viveram bem e os que receberam bactéria com capsula morreram → promove morte se encapsulada o Bactéria viva sem capsula e fragmentos de bactérias (resultado da fervura da bactéria encapsulada) → rato morreu = bactéria que não tinha capsula passou a ter devido aos fragmentos de DNA da bactéria lisada o Placa bacteriana do biofilme dental (S.mutans → causador de carie) ✓ Conjugação o Contato físico entre duas bactérias vivas para que o plasmídeo da doadora passe para a receptora formando duas bactérias F+ (macho) o Troca de material genético entre uma bactéria que possui pili sexual (macho) e uma que não possui (fêmea) o Plasmídeo F que codifica proteínas que dão origem ao pili sexual o Bactéria macho (F+) encontra bactéria fêmea (F-) → forma um canal entre o citoplasma das duas bactérias → uma fita do RNA do plasmídeo é transferida da bactéria F+ para a F- → as duas bactérias possuem plasmídeo de dupla fita → F+ e F+ (duas bactérias macho) o Existe grande número de F+ que apresentam mecanismo de resistência → plasmídeo FR → aumenta resistência das bactérias o HFR – recombinação de alta frequência → células macho (F+) → plasmídeo F+ se incorpora dentro do cromossomo da bactéria → formação de bactéria HFR → transferência de parte do plasmídeo e parte do DNA cromossômicode uma bactéria F+ para uma F- → bactérias com alta variabilidade genética sendo F+ e F- ✓ Transdução o Transferência de material genético através de um vírus que contamina a bactéria (bacteriófago) o Passagem do DNA de uma bactéria doadora para uma bactéria receptora através da infecção por um bacteriófago que faz o empacotamento errado do DNA cromossômico aumentando a variabilidade genética o Parecido com o ciclo lisogênico o Bacteriófago invade bactéria → quebra material genético bacteriano → vírus codifica parte do DNA da bactéria → bactéria se rompe → VERÔNICA TREVIZAN LAGNI TVII - A MICROBIOLOGIA 5 liberando vírus que entram em outras bactérias → vírus com material genético bacteriano se insere em uma nova bactéria o Virologia: ▪ Ciclo lítico → promove lise ❖ Célula bacteriana contaminada por um bacteriófago → DNA do vírus internalizado na bactéria → DNA faz com que a bactéria produza mais vírus por capsídeo e material genético do vírus (nucleotídeos são necessários) → DNA do vírus picota DNA da bactéria → libera nucleotídeos → capsídeos são formados → Célula aumenta de tamanho e explode → liberação de vírus para se reproduzir ▪ Ciclo lisogênico → não promove lise ❖ Vírus entra em contato com a bactéria → DNA do vírus se integra com o DNA bacteriano (vírus lisogenado) → bactéria não morre e passa o vírus para outras bactérias ❖ Toxina tetânica: no cromossomo da bactéria ❖ Toxina colérica: DNA de vírus dentro de uma bactéria ❖ O vírus do ciclo lisogênico por alguma alteração pode sair da bactéria e entrar no ciclo lítico causando lise de células bacterianas Implicações praticas: • Disseminação de multirresistência a antibióticos entre bactérias de interesse medico • Surgimento de novos patógenos (emergentes) a partir da aquisição de características associadas à virulência (ilhas de patogenicidade ou genômicas) • Desenvolvimento de biologia molecular e engenharia genética a partir de elementos relacionados à genética bacteriana • Desenvolvimento biotecnológico de drogas, vacinas e outros medicamentos para uso em saúde profilática e terapêutica 27.04.20 – PATOGENICIDADE E FATORES DE VIRULÊNCIA DE BACTÉRIAS Mecanismos de patogenicidade: • Microrganismo patogênico → capaz de causar doença • Processo infeccioso pode ser dividido em vários estágios: o Penetração no hospedeiro com evasão das defesas primárias o Adesão do microrganismo às células do hospedeiro o Propagação no organismo o Dano às células do hospedeiro o Evasão das defesas secundárias do hospedeiro • Patogenicidade do microrganismo → depende do sucesso do microrganismo em completar alguns ou todos os estágios do processo infeccioso VERÔNICA TREVIZAN LAGNI TVII - A MICROBIOLOGIA 6 • Fatores de virulência → características da bactéria que aumentam a capacidade de causar doença → aumentam a patogenicidade Fatores de virulência: • Entrada no hospedeiro o Principais portas: ▪ Trato respiratório ▪ Trato gastrointestinal ▪ Trato urogenital ▪ Pele ferida o Primeiras defesas do hospedeiro: ▪ Fagocitose ▪ Acidez do ambiente (estômago e trato urogenital) o Presença de cápsula → Bactéria tem mais chance de ultrapassar as defesas do hospedeiro ▪ Haemophilus influenze tipo b • Aderência às células do hospedeiro o Aderência aumenta a virulência → impede que a bactéria seja removida por muco ou que se solte pelo movimento intenso de fluidos 1. Presença de moléculas de adesão na parede celular (adesinas) ▪ E. coli na bexiga urinaria → oportunista ▪ Estafilococos 2. Adesão por fímbrias ▪ Neisseria gonorrhoeae → as linhagens que não possuem fimbrias não são patogênicas 3. Bactéria com parede celular hidrofóbica → pode permitir a aderência à membrana celular do hospedeiro • Invasão o Invasão é facilitada pela presença de enzimas bacterianas (hidrolíticas e proteolíticas) como a colagenase e a hialuronidase o Essas enzimas degradam componentes da matriz extracelular → fácil acesso à superfície celular do hospedeiro • Toxinas bacterianas o Endotoxinas → lipopolissacarídeos termoestáveis componentes da parede celular das bactérias Gram-negativas liberados após lise da bactéria (salmonela) VERÔNICA TREVIZAN LAGNI TVII - A MICROBIOLOGIA 7 o Principal efeito → febre (é mais inespecífico) o Exotoxinas → substâncias de natureza proteica que são produzidas e excretadas pela bactéria o Exemplos: ▪ Toxina diftérica - efeito proteolítico ▪ Toxina tetânica - efeito miotóxico e neurotóxico ▪ Toxina botulínica – impede a transmissão de impulso neural EXEMPLOS DE BACTÉRIAS PATOGÊNICAS: • Gênero Mycobacterium o Bacilo aeróbio estrito, não formam esporos e não produzem toxinas o Não possui flagelo ou cápsula o Patógeno intracelular de macrófagos o Presença de parede celular com composição característica → Alto teor de lipídios complexos → Permite a sobrevivência dentro de macrófagos o Características da parede celular: ▪ Estrutura extremamente singular o 60% composta de lipídios (ácidos graxos incomuns de cadeia longa) → ácidos micólicos ▪ Além da sobrevivência no interior dos macrófagos, essa parede singular facilita agregação bacteriana ▪ São relativamente resistentes à dessecação e a muitos desinfetantes químicos → dificulta prevenção de sua transmissão em instituições e meios urbanos em geral o Mycobacterium tuberculosis ▪ Agente etiológico da Tuberculose humana ▪ Foi a principal causadora de mortes no final do século XIX e início do século XX → “Peste branca” ▪ Causou a morte de cerca de um bilhão de pessoas ▪ Principal forma de transmissão → Através de partículas infectantes (podem permanecer em suspensão durante algumas horas) → altamente contagiosa VERÔNICA TREVIZAN LAGNI TVII - A MICROBIOLOGIA 8 ▪ Pacientes com tuberculose ativa → tosse caracteriza sintoma de inflamação pulmonar crônica, além de ser principal mecanismo de disseminação do microrganismo para novos hospedeiros ▪ Há formação de estrutura granulomatosa no pulmão, contendo as micobactérias no core central (no centro) ▪ Mediada pela resposta imune ❖ Granulomas pequenos→ há a morte do microrganismo → destruição de tecido → necrose (lesão exsudativa) ❖ Granulomas maiores→ podem ser encapsulados (cronificação da lesão) → proteção da bactéria → pacientes podem ficar com o microrganismo dormente nessa fase por muito tempo (cronificação da doença) ❖ Se ocorrer expansão da reação de necrose → formação de cavidade pulmonar (Necrose caseosa) → disseminação de grande quantidade de bacilo por tosse e hemoptises o Mycobacterium leprae ▪ Agente etiológico da doença de Hansen (Hanseníase) ▪ Manifestações clínicas dependem da reação imune do paciente à bactéria ▪ Bactéria de crescimento lento – período de incubação longo (não é muito contagiosa) ▪ Modo exato de transmissão é incerto → não é considerada muito contagiosa (somente entre pessoas com contato íntimo) ❖ Presença de grande quantidade de bacilos nas secreções nasais e no exsudato das lesões (na forma Virchowiana ou lepromatosa) ▪ Apresentações clínicas da doença: ❖ Hanseniase paucibacilar (tuberculóide) ➢ Forte reação imunecelular → muitos linfócitos e granulomas nos tecidos e poucas bactérias ➢ Forma pouco infecciosa ❖ Hanseniase na forma indeterminada VERÔNICA TREVIZAN LAGNI TVII - A MICROBIOLOGIA 9 ➢ Forma com características limítrofes com características das outras formas mais comuns ❖ Hanseníase multibacilar (Virchowiana ou lepromatosa) ➢ Forte resposta de anticorpos → abundância de bactérias nos macrófagos da derme e nas células de Schwann nos nervos periféricos ➢ Forma mais infecciosa ▪ Afeta principalmente a pele, vias aéreas superiores, sistema nervoso periférico ▪ A colonização do SNP → degeneração axonal,fibrose aumentada e desmielinização ▪ A falta de produção de mielina pelas células de Schwann e sua destruição mediada por reações imunes do hospedeiro induzem lesões nervosas, perda sensorial e desfiguração (caracteríscticas típicas da Hanseniase) • Leptospira interrogans o São bactérias espiroquetas delgadas o São aeróbias estritas o Bactéria Gram-negativa o Motilidade mediada por 2 flagelos periplasmáticos (endoflagelos) o Leptospirose: ▪ É uma zoonose com ampla distribuição mundial ▪ É doença comum em animais domésticos ou silvestres VERÔNICA TREVIZAN LAGNI TVII - A MICROBIOLOGIA 10 ▪ Ratos de esgoto → reservatórios urbanos → são cronicamente colonizados nos rins → eliminação através da urina ▪ Homem → hospedeiro acidental ▪ Epidemias sazonais → áreas onde ocorreu alagamentos ▪ Têm sido relatados casos após lazer ou prática de atividades em lagos e rios (após fortes chuvas) ▪ Devido às características morfológicas → podem penetrar na pele ou membranas mucosas intactas através de pequenos cortes ou abrasões ▪ Dissemina-se no sangue para os tecidos → rápida multiplicação ▪ Possui diversas formas clínicas → variação no grau de severidade ▪ Danos principais → relacionados a citotoxicidade e lesão tissular ➢ Danifica o endotélio de pequenos vasos sanguíneos (microcapilares) ▪ Sinais e sintomas → febre alta, mialgia (panturrilhas), hiperemia conjuntival (olho) e neutrofilia ➢ Piora do quadro → disfunção renal, icterícia, hepatomegalia, diátese hemorrágica (hemorragia espontânea) • Helicobacter pylori o Bacilo curvo ou espiralado, Gram-negativo o Microaerófilo (pouco O2) o Não forma esporo o Apresenta 4 a 8 flagelos envelopados com um bulbo terminal o Fatores de virulência: ▪ Ativa motilidade → permite atravessar rapidamente a camada viscosa de muco que recobre o estômago para atingir a superfície epitelial → evita efeito destrutivo do ácido gástrico ▪ Produção de urease → elevação do pH gástrico → neutralização do suco gástrico pelo amônio (H. pylori é sensível ao ácido) → favorece colonização e persistência da bactéria ▪ Produção de catalase e oxidase → importância para a sobrevivência da bactéria em tecido inflamado ▪ Produção de mucinase → protease que degrada o muco gástrico → favorece adesão da bactéria e posterior produção de doença ▪ Adesinas → alta capacidade de adesão ao epitélio gástrico ▪ Síntese de citotoxina (VacA) → produz vacuolização intracelular → lesão tissular e úlcera péptica o Úlcera péptica ▪ Infecção da mucosa gástrica e duodenal ▪ H. pylori é considerada uma das principais causas → úlcera péptica ▪ Inibição das células produtoras de Somatostatina → ↑ produção de gastrina pelas células G ▪ Somatostatina →hormônio inibidor da secreção do ácido gástrico ▪ Gastrina → hormônio estimulador da secreção do ácido gástrico • Pseudomonas aeruginosa o Bacilo gram-negativo, aeróbio VERÔNICA TREVIZAN LAGNI TVII - A MICROBIOLOGIA 11 o Raramente causa infecção em indivíduo imunocompetente o É um dos principais agentes de infecção em indivíduos imunocomprometidos o Apresenta fatores de virulência diversificados o Fatores de virulência: ▪ Flagelo → confere mobilidade → invasão nos tecidos → bacteremia ▪ Fimbrias → maior adesão aos tecidos ▪ Endotoxinas → lipopolissacarídeos componentes estruturais da parede celular → conferem atividade imunoestimulante ▪ Biofilme → matriz hidrofóbica que permite formação de colônias organizadas (com coordenada atividade metabólica) ➢ Confere proteção contra sistema de defesa do hospedeiro ➢ Dificulta difusão de antibióticos e desinfetantes ▪ Outros fatores extracelulares ➢ Exoenzimas → proteção contra fagocitose ➢ Exotoxinas → age na síntese proteica e leva a morte de célula do hospedeiro ➢ Proteases → responsáveis pela lesão de pele e tecidos → hemorragia e necrose ➢ Fosfolipase C → Lisa a célula mediante a clivagem de fosfolipídeos presentes nas membranas o Infecção hospitalar ▪ É considerado protótipo de patógeno oportunista ▪ Pode ser encontrado no solo, água, vegetais, animais, nos alimentos e nos mais diversos ambientes hospitalares (microrganismo ubiquitário) ▪ É um dos mais importantes agentes de infecção hospitalar ➢ Infecção de feridas cirúrgicas ➢ Infecção urinária ➢ Pneumonia ➢ Bacteremias ➢ É considerado um dos patógenos mais devastadores para queimados ▪ Importância clínica: ➢ Difícil erradicação da infecção ➢ Contínuos fracassos na terapêutica ➢ Consequência direta dos vários fatores de virulência e da resistência natural e adquirida a muitos antibióticos e desinfetantes • Klebsiella pneumoniae o Bactéria gram-negativa em forma de bastonete o Encapsulada o Anaeróbia facultativa o Patógeno oportunista → facilidade para colonizar mucosas o Relevância crescente nas infecções hospitalares (pneumonias, infecção urinária...) ▪ Pacientes imunocomprometidos ▪ Recém-nascidos ▪ Pacientes cirúrgicos VERÔNICA TREVIZAN LAGNI TVII - A MICROBIOLOGIA 12 ▪ Portadores de neoplasias e diabetes o No início dos anos 2000 → nova enzima denominada como KPC (K. pneumoniae carbapenase) foi identificada em cepas envolvidas em surto hospitalar → a enzima confere resistência a antibióticos → inativa penicilinas, cefalosporinas • Staphylococcus aureus o Cocos gram-positivos em aglomerados o Imóveis o Anaeróbios facultativos o Presentes na microbiota humana (pele e membranas mucosas) o Patógeno oportunista faz parte da microbiota humana o Principais fatores de virulência: ▪ Presença de cápsula de polissacarídeos (proteção da bactéria) e camada mucosa (liga a bactéria aos tecidos e corpos estranhos) ▪ Presença de coagulase → se liga ao fibrinogênio → converte em fibrina insolúvel → favorece o agrupamento ▪ Presença de proteínas de adesão → ligadas aos peptideoglicanos da parede celular → importantes na adesão às células do hospedeiro ▪ Produção de toxinas e enzimas hidrolíticas ▪ Pode causar doenças intestinais e de pele, mediadas por toxinas ou supurativas o Intoxicação alimentar ▪ Uma das principais causas de doenças transmitidas por alimentos ▪ Não é uma infecção, e sim uma intoxicação ▪ Doença causada pela toxina presente no alimento e não pela ação direta o microrganismo sobre o paciente ▪ Alimentos mais comumente contaminados são as carnes processadas ▪ Início da doença → abrupto e rápido (tempo médio de incubação: 4 h) ▪ S. aureus é capaz de crescer em presença de altas concentrações de sal ▪ A bactéria é introduzida por contato humano (mãos e espirros, p. ex.) ▪ O alimento não apresenta aparência de estragado ▪ O aquecimento do alimento contaminado elimina a bactéria, mas não inativa a toxina que é termoestável → intoxicação ▪ Sintomatologia: ➢ Vômito grave ➢ Diarreia ➢ Dor abdominal e náuseas ➢ Podem ocorrer suores e cefaleia ➢ Não há febre VERÔNICA TREVIZAN LAGNI TVII - A MICROBIOLOGIA 13 04.05.20 – VIROLOGIA GERAL Conceito: • organismos acelulares, cujos genomas são replicados, obrigatoriamente, no interior de uma célula hospedeira • Com base no seu código genético, sintetizam os seus componentes (proteínas e ácido nucléico). Estes se agrupam no citoplasma ou no núcleo, formando novas partículas ou vírions. • Os novos vírions são liberados da célula hospedeira e vão infectar novas células, perpetuando a espécie. • Bacteriófago → infecta bactérias • Coronavirus → infecta animais Como são os vírus: • Pequenos, de 20 a 300 nm de diâmetro • Com apenas um tipo de acido nucleico (RNA ou DNA) • Desprovidos de estrutura celular • Não crescem, não possuem metabolismo próprio • Não sofrem divisão • Inertes fora de células vivas • São parasitas intracelulares obrigatórios Vírus → ser vivo ou não vivo? VERÔNICA TREVIZANLAGNI TVII - A MICROBIOLOGIA 14 1- Apresenta capacidade de: nutrição, respiração, excreção, diferenciação, movimento, crescimento e reprodução. 2- 2- Apresenta capacidade de: estocar e replicar informações genéticas e tem potencial de atividade enzimática. 3- Vida pode ser um fenômeno associado com a replicação de sistemas de informação auto-codificados. Fora das células: inertes – não vivos • Do ponto de vista clínico, os vírus podem ser considerados vivos pois causam infecção e doença da mesma forma que as bactérias, fungos e protozoários patogênicos. • Dentro das células: o ácido nucléico viral torna-se ativo, os vírions se multiplicam e comportam-se como seres vivos Vírion: • Uma partícula viral completa → uma partícula viral infecciosa • Reconhece a célula hospedeira, promove absorção, entra e se multiplica • Partícula infectante que se transforma em vírus dentro da célula hospedeira Envelopado: • Proteínas ligadas à bicamada lipídica que agem como receptores para reconhecimento de células hospedeiras • Agem como PAMPs Não envelopado: • Receptores estão ligados diretamente ao capsídeo viral • Mais difícil de remover VERÔNICA TREVIZAN LAGNI TVII - A MICROBIOLOGIA 15 Genética viral: • RNA • DNA Genomas de RNA: • Polaridade – fita simples: o Positivo → reconhecido pelo ribossomo e traduzido para proteínas o Negativo → transformado em RNA positivo, reconhecido pelo ribossomo e traduzido para proteínas Proteínas virais: o Proteínas estruturais: ▪ Capsômeros → estrutura proteica que envolve e protege o ácido nucleico ▪ Envelope → proteínas na superfície, as glicoproteínas virais o Proteínas não estruturais → dentro do capsídeo viral Capsídeo: • Funções: ▪ Empacotamento ▪ Proteção dos ácidos nucléicos ▪ Transporte do ácido nucléico para outras células ▪ Capsídeo fornece a especificidade para a adsorção em vírus não envelopados ▪ Em vírus envelopados quem fornece a especificidade para a adsorção são as glicoproteínas VERÔNICA TREVIZAN LAGNI TVII - A MICROBIOLOGIA 16 Exemplo – 1: ▪ Picornavírus - Vírus da Hepatite A Exemplo – 2: Rhabdovírus Vírus da raiva Vírus respiratório sincicial ▪ Adenovírus – infecção respiratória Ciclo lítico: • Vírus se liga a célula hospedeira → coloca para dentro seu material genético → célula hospedeira utiliza o material genético dos vírus e os replica → célula hospedeira rompe e libera vírus Ciclo lisogênico: • Vírus se liga a célula hospedeira → coloca para dentro seu material genético → material genético vive dentro da célula hospedeira e só se replica quando a célula hospedeira se replicar Etapas do processo reprodutivo: • Adsorção → vírus reconhece estruturas especificas da superfície e se liga as células hospedeiras • Penetração → vírus entra na célula do hospedeiro ▪ Fusão direta de membrana – envelope se une a membrana ciroplasmática do hospedeiro, só o capsídeo entra na célula hospedeira – HIV ▪ Endocitose – adenovírus, baculovirus, influenza, picornavirus, reovirus, ph independente • Desnudamento → quando o genoma do vírus sai do capsídeo e ocorre a liberação do ácido nucleico (material genético) • Síntese de componentes novos → ácidos nucleicos, capsídeos • Maturação → junção de capsídeos e ácidos nucleicos novos • Liberação → vírions são liberados por explosão da célula hospedeira ou quando o virion é envelopado ocorre brotamento VERÔNICA TREVIZAN LAGNI TVII - A MICROBIOLOGIA 17 Retrovirus – HIV – vírus do grupo 6: 1. Adsorve – ligação entre vírus e células hospedeiras – HIV muda receptores celulares com facilidade 2. Penetra – transforma RNA em DNA (transcrição reversa pela transcriptase reversa presente no capsídeo viral) 3. Replicação – DNA se insere no DNA da célula hospedeira 4. Biossíntese - produz RNAm que sintetiza novos ácidos nucleicos e capsômeros 5. Maturação – junção de capsídeos, ácidos nucleicos e transcriptases reversas 6. Liberação – por brotamento Farmacologia precisa agir na inibição da enzima transcriptase reversa Paramixovírus: • Características da doença: ▪ Período de incubação: 10 a 14 dias ▪ Período podrômico – 2 a 3 dias: febre, coriza, tosse, conjuntivite, exantema maculopapular ▪ Porta de entrada: via respiratória ▪ Não existe tratamento: apenas sintomático ▪ Possui vacina (tríplice viral) Flavivírus: • Características da doença: ▪ Período podrômico: Mal-estar, calafrios, dor de cabeça e febre alta com mialgia atralgia e dor retro-orbicular. ▪ Transmissão pela picada do mosquito Aedes aegypti ▪ Porta de entrada: pele e mucosa. ▪ Tipo clássica e hemorrágica. – Vacina em testes clínicos Zika vírus: Rotavírus – RNA de dupla fita, segmentado e envelopado: • Características da doença: ▪ Instalação rápida – até 48h. ▪ Regressão: entre 3 a 5 dias. ▪ Diarreia autolimitada até diarreia severa. – Relacionado a falhas no saneamento básico. ▪ Porta de entrada: mucosa oral. VERÔNICA TREVIZAN LAGNI TVII - A MICROBIOLOGIA 18 ▪ Não existe tratamento: apenas sintomático ▪ Possui vacina. Hepatites virais: • Características da doença: ▪ Hepatites A, B C, D e E. ▪ Varia entre quadros leves, subclínicos e ocasionalmente severos ▪ Porta de entrada: mucosa oral, genital ou via sanguínea ▪ Tratamento: Variável de acordo com o tipo ▪ Possui vacina para Hepatite A e B. Ortomixovírus – alta variabilidade venetica: • Características da doença: ▪ Possui dos componentes principais: • Hemaglutinina (proteína de adesão) e Neuraminidase (enzima de replicação) ▪ Replicação viral: 48h a 8 dias - Subclínica à pneumonia, traqueobronquite, dor de cabeça, arrepios, tosse seca, febre alta, mal estar ▪ Porta de entrada: mucosa respiratória ▪ Tratamento: Variável de acordo com o tipo. ▪ Possui vacina anual. HPV: • Características da doença: – 12 sorotipos principais ▪ Replicação viral: 48h a 8 dias - subclínica, acantose, hiperceratose e paraceratose à câncer de colo de útero ▪ Porta de entrada: mucosa genital ▪ Tratamento: Variável de acordo com o tipo. ▪ Possui vacina: bivalente ou quadrivalente SARS-COV-2 – envelopado, RNA, simetria helicoidal: • Características da doença: ▪ Porta de entrada: mucosa respiratória. ▪ Tratamento: sintomático. ▪ Não possui vacina Nomenclatura: • Comitê Internacional de nomenclatura dos vírus (ICNV) – 1966 • Critérios: ▪ Hospedeiro, Morfologia da partícula viral, tipo de ácido nucléico ▪ Tamanho, características físico-químicas, sintomas da doença, etc • Terminações: ▪ Virales – família ▪ Viridae – subfamília ▪ Virinae – gênero ▪ Vírus – espécie. VERÔNICA TREVIZAN LAGNI TVII - A MICROBIOLOGIA 19 11.05.20 – MICOLOGIA • 1969 → criação do reino Fungi • Grupo grande e diverso (100.000 espécies descritas → estimativa de 1,5 milhão de espécies) • Não possuem celulose na parede celular • São capazes de armazenar glicogênio • Podem habitar o solo e matéria vegetal morta → papel crucial na mineralização do carbono orgânico • Podem estabelecer relação simbiótica com plantas e animais (comensalismo) • Podem ser parasitos de plantas • Podem causar doenças em animais e no homem Introdução: • Dos fungos existentes, aproximadamente 50 são patogênicos → Ser humano • Principais de filos de interesse medico: ascomicetos, basideomicetos, zigomicetos ... • Desde a década de 70 → ↑ de infecções fúngicas secundárias graves devido ao uso indiscriminado de antibióticos → erradicação de bactérias não patogênicas que competem com fungos → ↑ da prevalência das infecções oportunistas Fungos: • São heterotróficos e eucarióticos • Podem ser unicelulares→ leveduras • Podem ser multicelulares→fungos filamentosos (bolores) e cogumelos • Ergosterol: esteroide lipídico que sofre ação de fármacos → dá especificidade a célula fúngica Morfologia e reprodução: • Cogumelos → fungos macroscópicos ▪ Podem ser comestíveis ou alucinógenos ou tóxicos (difícil diferenciação) • Leveduras e fungos filamentosos (bolores) → fungos microscópicos ▪ Quando crescem em substrato adequado formam colônias visíveis a olho nu com diferenças macroscópicas Fungos filamentosos (bolores): • São multicelulares VERÔNICA TREVIZAN LAGNI TVII - A MICROBIOLOGIA 20 • Unidade estrutural → Hifas → estrutura tubular • Conjunto de Hifas → Micélio • Micélio reprodutivo → formação de esporos • Esporos sexuados ou assexuados → podem ser formados no interior (endósporo) da estrutura do micélio reprodutivo ou podem ser formados fora (ectósporo) da estrutura do micélio reprodutivo LEVEDURAS: • são unicelulares, esferoidais ou ovais • De maneira geral a reprodução é assexuada → brotamento ou fissão binária • No ciclo evolutivo, algumas leveduras podem originar esporos sexuados (ascósporo) → Levedura ascosporada • Leveduras do gênero Cândida → podem formar pseudomicélio (não são hifas verdadeiras, são pseudohifas = incompletas) • Podem possuir cápsula de polissacarídio → fator que pode favorecer patogenicidade (evita que ocorra a fagocitose) Dimorfismo fúngico: • Bolor → levedura • Alguns fungos quando mantidos em cultivo por muito tempo → Pleomorfismo • Outros fungos perdem a capacidade de esporular • Perdem as características que permitem a identificação morfológica VERÔNICA TREVIZAN LAGNI TVII - A MICROBIOLOGIA 21 • Termodimórficos → fungos mudam da forma filamentosa para a leveduriforme na dependência da temperatura ▪ A 25°C, apresentam-se na forma de bolores, e a 37°C, na forma de levedura • Alguns fungos modificam sua forma dependendo da concentração de CO2 ▪ Ex: Mucor indicus → Na superkcie do ágar, o fungo apresenta um crescimento leveduriforme, no interior do meio o crescimento é filamentoso) Fungos patogênicos: • A maioria dos fungos→ inofensiva para seres humanos → saprófitas • 50 espécies causam doença no ser humano • 3 tipos de doença humana associadas a fungos ou seus metabólitos: • Alérgicas ▪ Interação de hospedeiro sensibilizado com antígenos fúngicos imunologicamente reativos • Tóxicas ▪ Ingestão de alimentos contaminados por fungos produtores de micotoxina ou por fungos venenosos • Infecciosas ▪ Agente possui propriedade de agir como patógeno primário ou oportunista ▪ MICOSES → Principal foco da Micologia médica Micoses: Micoses superficiais • Micoses superficiais → infecções limitadas às camadas mais externas da pele (sem invasão do tecido vivo) • Tinea versicolor e Tinea nigra → acomete pele glabra (sem pelos) • Piedra negra e Piedra branca → acomete pelos e couro cabeludo • TINEA VESICOLOR (PITIRÍASE) ➢ Agente causador → malassezia spp (levedura) ➢ Epidemiologia ▪ Doença de pessoas saudáveis ▪ Ocorre no mundo todo (maior prevalência em regiões tropicais e subtropicais) ▪ Transmissão → transferência direta ou indireta de material queratínico de uma pessoa a outra ➢ Sintomas clínicos ▪ Pequenas máculas hipo ou hiperpigmentadas ▪ M. spp tende a afetar a produção de melanina (pele clara →lesão rosada e castanho clara; pele escura → lesão hipopigmentadas) ▪ Regiões afetadas com mais frequência →braços, ombro, tórax, face e pescoço ▪ Lesões assintomáticas na maioria dos casos → pode ocorrer prurido brando em casos severos VERÔNICA TREVIZAN LAGNI TVII - A MICROBIOLOGIA 22 • TINEA NIGRA ➢ Agente causador → Hortaea werneckii (leveduras) ➢ Epidemiologia ▪ Prevalente na África, Ásia e Américas Central e do Sul Regiões tropical e subtropical ▪ Transmissão → inoculação traumática do fungo nas camadas superficiais da epiderme ➢ Sintomas clínicos ▪ Mácula isolada, irregular e pigmentada (castanha ou negra) ▪ Acomete geralmente palma da mão ou planta dos pés ▪ Há pouco ou nenhum desconforto ou reação do hospedeiro • PIEDRA NEGRA ➢ Agente causador → Piedraia hortae (bolor) ➢ Epidemiologia ▪ Rara ▪ Áreas tropicais da América Latina e África Central ▪ Parece estar associada à falta de higiene ➢ Sintomas clínicos ▪ Nódulos pequenos e escuros ao redor da haste do pelo ▪ Acomete principalmente o cabelo ▪ É assintomática • PIEDRA BRANCA ➢ Agente causador → Trichosporon spp. (leveduras) ➢ Epidemiologia ▪ Regiões tropicais e subtropicais ▪ Pode ser relacionada à falta de higiene ➢ Sintomas clínicos ▪ Afeta principalmente pelos da região inguinal e axilas ▪ Fungo fica ao redor da haste do pelo e há formação de um nódulo branco a castanho ao longo do pelo ▪ Nódulos moles pastosos o Não danifica a haste do pelo ▪ A pele subjacente pode apresentar lesões eritematoescamosas, sem bordas nítidas, úmidas e pruriginosas Micoses cutâneas • Micoses cutâneas → de localização nas camadas mais profundas da epiderme e seus anexos (pelos e unhas) → Dermatofitoses • Agentes causadores → fungos filamentosos (bolores) dos gêneros: ➢ Trichophyton, Microsporum, Epidermophyton → Fungos dermatófitos (invadem pele, pelos e unha) → queratinofílicos (afinidade pela queratina) e queratinolíticos (quebram a queratina) • São denominadas como Tinea ou Tinha • São classificadas de acordo com o local afetado ou estrutura anatômica: ➢ Tinea captis (couro cabeludo) ➢ Tinea barbae (barba) ➢ Tinea corporis (pele macia do corpo) VERÔNICA TREVIZAN LAGNI TVII - A MICROBIOLOGIA 23 ➢ Tinea cruris (região inguinal) ➢ Tinea pedis (pés) ➢ Tinea unguium (unhas - Onicomicoses) • Epidemiologia ➢ Fungos dermatófitos podem ser classificados em 3 categorias, baseadas em seu habitat natural ▪ Geofílicos (vivem no solo→ patógenos ocasionais de animais e humanos) ▪ Zoofílicos (infectam pelo e pele de animais → podem ser transmitidos aos humanos) ▪ Antropofílicos (infectam os humanos e podem ser transmitidos direta ou indiretamente de pessoa para pessoa) ➢ Distribuição bem variável e mundial (preferência por regiões tropicais e subtropicais) ➢ Os dermatófitos podem permanecer viáveis em escamas de pele e em pelos por longos períodos ➢ Transmissão direta ou por fômites ➢ Em geral, acometem todas as idades e ambos os sexos • Sintomas clínicos ➢ Na pele → dermatófitos causam lesões com propagação radial, circulares, bem delimitadas com centro descamativo e bordos eritematosos → Tinea corporis ➢ Na unha → infecção se inicia pela borda livre → atinge a superfície e área subungueal ▪ Unhas branco-amareladas, porosas e quebrada → Tinea unguium ➢ No pelo → (varia de acordo com a espécie de dermatófito) ▪ Dermatófitos invadem folículo piloso, pelo perde o brilho, fica quebradiço e cai ▪ Pode ocorrer invasão radial de novos folículos pilosos ▪ Podem aparecer placas de tonsura ou lesão isolada com grande componente inflamatório ▪ Podem ocorrer lesões crostosas, em forma de taça (escútula fávica) ▪ Alopecia cicatricial definitiva → Tinea captis Micoses mucocutâneas • Micoses mucocutâneas → Candidíase oral, vaginal (além de pele e unhas) • Agente causador→ Candida spp ➢ Faz parte da microbiota humana normal na mucosa oral, vaginal e trato gastrintestinal (forma de levedura) → 80% da população sadia ➢ Em condições favoráveis para o microrganismo → leveduras aumentam em número, produzem filamento →penetram no tecido ➢ Patógenos oportunistas • Epidemiologia ➢ Distribuição mundial, atinge ambos os sexos VERÔNICA TREVIZAN LAGNI TVII - A MICROBIOLOGIA 24 ➢ Transmissão, na maioria dos casos, é endógena ➢ Pacientes imunocomprometidos (AIDS) → recorrência de candidíase oral ➢ Recém-nascidos → é comum a candidíase na mucosa oral• Sintomas clínicos ➢ Manifestações na pele → espaços interdigitais das mãos, virilha e região submamária ▪ Lesões úmidas esbranquiçadas ou eritematosas ▪ Candidíase das fraldas → contato da pele com a urina ➢ Onicomicose por cândida → acomete mais as unhas das mãos ▪ Unhas sem brilho, espessadas, endurecidas, castanho- amarelada ou amarelo- esverdeada ➢ Candidíase na mucosa oral → Lesões esbranquiçadas aderidas à mucosa ▪ Quando removida, deixa a base avermelhada ➢ Candidiase vulvovaginal → Descarga vaginal caseosa esbranquiçada ▪ Prurido e grande desconforto Micoses subcutâneas • Micoses subcutâneas → encontradas na pele e nos tecidos subcutâneos • Agentes vivem em estado saprofítico no solo ou vegetais • São agentes etiológicos acidentais no homem e animais → traumatismo e infecção por material contaminado • Esporotricose ➢ Agente causador→ Sporothrix schenckii ➢ Fungo dimórfico (termodimórfico) que vive na natureza, solo e em vegetais ➢ Epidemiologia ▪ Apresenta distribuição universal (mais frequentes no Brasil, México, Africa do Sul, Colômbia e América Central) ▪ É considerada micose profissional → acomete mais jardineiros, horticultores, floristas... ▪ Pode ocorrer transmissão zoonótica por gatos portadores ➢ Sintomas clínicos ▪ Forma mais comum - linfocutânea (compromete pele, tecido subcutâneo e gânglios linfáticos regionais) ▪ No local da penetração do fungo forma uma lesão ulcerada ▪ No trajeto de um linfático → há aparecimento de nódulos que amolecem, rompem e eliminam pus Micoses sistêmicas • Micoses sistêmicas → atingem principalmente, órgãos internos e vísceras (pode abranger muitos tecidos e órgãos diferentes) • Inalação de ectósporos fúngicos levados do solo pelos ventos • Apresentam uma série de características comuns: VERÔNICA TREVIZAN LAGNI TVII - A MICROBIOLOGIA 25 ➢ Agentes etiológicos são encontrados no solo e em dejetos de animais o Vias aéreas superiores são a principal porta de entrada desses agentes o Não são micoses transmissíveis de homem a homem e nem do contato direto do animal ao homem ➢ Histoplasma capsulatum (no baço) Criptococcus spp. (pulmão) Aspergillus fumigatus (pulmão) • Paracoccidioidomicose → blastomicose ➢ Agente causador→ Paracoccidioides brasiliensis ▪ Fungo dimórfico que vive áreas com alta umidade, vegetação rica e solo ácido ➢ Epidemiologia ▪ Infecção também conhecida como blastomicose sul-americana ▪ Afeta predominantemente sexo masculino ▪ Principal infecção fúngica endêmica nos países da américa Latina (maior prevalência → América do Sul) ➢ Sintomas clínicos ▪ Pode ser subclínica ou progressiva ▪ Formas pulmonares ou formas disseminadas ▪ Infecções primárias → autolimitadas (agente pode se tornar inativo por longos períodos com recidiva decorrente →↓ defesas do hospedeiro) ▪ Pulmão é o órgão mais atingido, seguido da mucosa oral ▪ Forma pulmonar crônica → adultos Progressão por meses e anos Tosse persistente, escarro purulento, dor torácica Perda de peso, dispneia e febre ▪ Forma disseminada aguda/subaguda → (Mais grave, atinge jovens) ▪ Linfadenopatia, hepatoesplenomegalia ▪ Fungemia leva a lesões cutâneas • Aspergilose ➢ Principal agente causador→ Aspergillus fumigatus ➢ Fungo patógeno oportunista ➢ Geralmente encontrado na natureza (bolor de plantas) ➢ Produz alérgenos → reações de hipersensibilidade ou doença pulmonar invasiva (em indivíduos imunossuprimidos) ➢ Crescem como hifas ramificadas e septadas ➢ Produzem cabeças conidiais (quando expostas ao ar) ➢ Epidemiologia ▪ Comuns no mundo todo ▪ Os conídios são ubíquos no ar, solo e matéria em decomposição ➢ Sintomas clínicos ▪ Manifestações alérgicas → dependem do grau de hipersensibilidade ao antígeno ▪ Forma bronco pulmonar → asma, infiltrados pulmonares, evidências de hipersensibilidade ao antígeno (teste cutâneo) VERÔNICA TREVIZAN LAGNI TVII - A MICROBIOLOGIA 26 ▪ Os seios paranasais e as vias aéreas inferiores podem ser colonizadas pelo agente → aspergilose brônquica obstrutiva e aspergiloma (bola fúngica) ▪ O aspergiloma pode se formar nos seios paranasais ou em lesão cavitária pré-formada (ex: tuberculose) • Criptococose ➢ Agente causador → Criptococcus spp. ➢ Fungo leveduriforme, esférico, oval e encapsulado ➢ É saprófito no solo (principalmente no solo enriquecido com excretos dos pombos – Criptococcus neoformans) ➢ Epidemiologia ▪ Os agentes se encontram em suspensão no meio ambiente→ infecção por via inalatória (foco primário) → podem se disseminar para o SNC ▪ Forma mais comum → meningoencefalite ▪ Um dos principais patógenos oportunistas de pacientes com AIDS e imunossuprimidos ▪ Nos EUA, atingiu picos de incidência da doença nos anos 90... Em decorrência da AIDS ➢ Sintomas clínicos ▪ A criptococose pode se apresentar como um processo pneumônico ▪ Variação de uma forma assintomática até quadro de pneumonia bilateral fulminante ▪ Presença de infiltrados nodulares (aspecto esponjoso com consistência firme) ▪ Frequentemente apresenta uma infecção secundária do SNC (disseminação hematogênica e linfática) a partir de um foco pulmonar primário