Gênero Mycobacterium

Prof. Adj. Ary Fernandes Júnior

Departamento de Microbiologia e Imunologia

IBB-UNESP-Campus de Botucatu

ary@ibb.unesp.br

Ordem Actinomycetales

Família Mycobacteriaceae

Genero Mycobacterium

Aproximadamente 165 espécies e 13

sub-espécies no gênero Mycobacterium

Euzéby: List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (2013)

Micobactérias clássicas (Sempre Patogênicas):

M. tuberculosis (Tb HO), M. bovis (Tb em BO),

M. ulcerans (úlcera tuberculótica HO),

M. leprae (Hanseníase) (Doença antiga - Bíblia)

1873 – Gerhard Henrick Armauer Hansen (M. leprae)

1882 – Robert Koch (bacilo da Tb tipo mamífero)

(M. tuberculosis)

1959 Classificação de Runyon em 4 grupos) Micobactérias

não tuberculóticas (= Atípicas ou Anônimas) (Oportunistas)

Mycobacterium tuberculosis, M. bovis,

M. africanum, M. microti (roedores),

M. caprae (caprinos),

M. canetti (var. do M. tuber Somália),

M. pinnipedii (leões)

99,9% de identidade genética (RNAr 16S)

Complexo Mycobacterium tuberculosis

Espécies de Mycobacterium de maior importância

Espécies de Mycobacterium de maior importância

Espécie Grupos de Runyon Significado

M. leprae, M. ulcerans,

M. tuberculosis, M. bovis

- Sempre

Patogênicas

M. marinum, M. kansasii,

M. asiaticum,

M. simiae

I

(Fotocromógenas)

(carotenóides)

Geralmente

Patogênicas

M. scrofulaceum,

M. flavescens, M. xenopi,

M. gordonae, M. szulgai

II

(Escotocromógenas)

Geralmente

Patogênicas

M. avium (3 subespécies),

M. terrae

M. Intracellulare

III

(Não-Cromógenas)

Geralmente

Patogênicas

M. fortuitum,

M. chelonae, M. vaccae,

M. phlei, M. smegmatis

IV

(Rápidos

Crescedores)

Geralmente

não

Patogênicas

M. avium subesp.

paratuberculosis

(doença de Johne)

(gastroenterites

em ruminantes)

Micobactérias não tuberculosas ou atípicas (MNT) patogênicas para o

homem segundo classificação de Runyon

Grupos Espécies de crescimento Apresentação clínica comum Tempo

Grupo I Fotocromogênicas

M. kansasii M.marinum M.simiae

M. asiaticum

Pulmonar e ganglionar Lesões cutâneas

pulmonar pulmonar

Lento Rápido Lento Lento

Grupo II Escotocromogênicas

M. scrofulaceum M. xenopi M. szulgai

M. gordonae M. flavencens

Pulmonar e ganglionar Pulmonar Pulmonar

*Não patogênica *Não patogênica

Lento Lento Lento

Grupo III Não cromogênicas

Complexo M. avium (inclui M.intracellulare) M. malmoense M. hemophilum

M. terrae M. ulcerans

M. noncromogenicum

Pulmonar, ganglionar ou disseminada

Pulmonar Cutânea e de tecidos moles

* Não patogênica Úlceras cutâneas Úlceras cutâneas

Lento Lento Lento Lento Lento Lento

Grupo IV De Crescimento Rápido-Complexo

M. fortuitum (inclui M.chelonae), M.abscessus

M. thermoresistible M. neoaurum

Pulmonar, tecidos moles, óssea

* Não patogênica *Nãopatogênica

Rápido Rápido Rápido

* Usualmente saprófitas, porém há registros de doenças provocadas por elas. Fonte: adaptado de Runyon ( ATS Statement, 1997) In: Ministério da Saúde,2007

Tuberculose Infecção 90 a 95% dos infectados

Tuberculose Doença 5 a 10% dos infectados

(Óbito - 50% 2,7 milhões/ano), (Doença Crônica - 25%),

(Cura natural - 25%)

Doença grave, porém 100% curável

A importância econômica atribuída à doença bovina está

baseada nas perdas diretas e indiretas:

resultantes da morte de animais,

queda no ganho de peso,

diminuição da produção de leite,

descarte precoce,

eliminação de animais de alto valor zootécnico,

condenação de carcaças no abate,

perda de prestígio e credibilidade da unidade de

criação onde a doença é constatada.

Epidemiologia

Dados de notificações oficiais indicam uma prevalência média nacional

de 1,3% de animais reagentes à tuberculina.

Características Gerais

Bacilos (pleomórficos) retos ou encurvados,

cocobacilos, filamentosos ou formas ramificadas.

(0,2-0,6 m por 1-10 m)

Huang et al. (2007)

Parede Complexa quanto a composição química

Lipídeos (60% PS) Natureza hidrofóbica para a

parede (30% do genoma para produção destes lipídeos)

(Ácido micólico = Ác. graxo com 70 a 80 carbonos)

(* Características importantes)

Não formam esporo, flagelo ou cápsula

Características Gerais

O complexo ácido micólico – arabinogalactana - peptidoglicano representam o

núcleo rígido da parede bacteriana

* Bacilos Álcool Ácidos Resistentes (BAAR)

(Ziehl-Neelsen)

Características Gerais

Amostras Clínicas Exame Direto para pesquisa de BAAR (ou Bacilo de Koch)

(Ziehl-Neelsen ou Kinyoun) Limite de detecção -104 bacilo/mL material

Coloração para baciloscopia

Kinyoun

(2 a 3 amostras)

Frasco estéril boca larga

M. intracellulare

Intracelulares - Infectam e proliferam-se no interior

de macrófagos

Características Gerais

Lowenstein-Jensen (Albumina, Lecitina (Ovo), Glicerol,

Asparagina, Sais Minerais e Verde Malaquita (agente

inibidor)

Middlebrook (agar (7H10 e 7H11) e caldo (7H9))(sais

específicos, vitaminas, cofatores, acido oléico,

albumina, catalase, glicerol, asparagina) cresce

menos contaminantes que o contendo ovo

Stonebrink (Sem glicerol, com piruvato) M. bovis

Dubois, Ogawa

Cultivo: Meio de cultura

Características Gerais

Lowenstein-Jensen

Stonebrink

Cultura de Mycobacterium canettii em Middlebrook 7H10 agar (cultura de 4 semanas)

Somoskovi A et al. J. Clin. Microbiol. 2009;47:255-257

Cultivo: Condições de cultivo

Aeróbios Estritos (requer O2 ) ou Microaerófilos,

pH 6,8-7,0,

ToC: 33-39oC (Mamíferos), 25 e 45oC (Aviário)

Crescimento

Lento 10 dias a 3 semanas

* tempo de geração de 18 a 24 horas;

rápido 3 a 7 dias (normalmente as saprofíticas)

Características Gerais

*Componentes lipídios estão envolvidos na patogênese

(Intracelulares facultativas e não destruídos no interior

dos fagócitos Evita fusão do fagossoma com o

lisossoma )

(Resposta mediada por células)

Sem Fatores de Virulência Clássicos

(toxinas, adesinas, cápsula polissacarídica)

Infecções que podem durar a vida toda do indivíduo

Patogenia

A maioria das bactérias e micobactérias não patogênicas são rapidamente mortas quando fagossomo fundi-

se com lisossomos. Por outro lado, o M. tuberculosis permanece dentro dos fagossomos e a bactéria libera

PknG (proteina kinase G) para bloquear a fusão fagossomo com lisossomo. As bactérias que não possuem

gen pknG são rapidamente transferidas para os lisossomos e eliminadas.

Warner & Mizrahi, 2007. Nature Medicine 13, 282 - 284

Outras bactérias e

Transmissão aérea Alvéolo pulmonar

CANCRO DE

INOCULAÇÃO

Multiplicação intra celular com lise dos

macrófagos e liberação de lisossomas

Fagocitose por Macrófagos

DESTRUIÇÃO

TECIDUAL

Acúmulo de polimorfonucleares RESPOSTA

INFLAMATÓRIA

FORMAÇÃO DE GRANULOMA

Lesões secundárias por

Contiguidade - Tuberculose miliar

Disseminação principalmente

nos Rins e Ossos longos (Olhos, SN, TI,

Linfonodos, Pâncreas, Pele, Cavidade Oral,

etc|)

Patogenia

Desenvolvimento e estrutura de um granuloma na tuberculose humana. 1 - Captação do M.

tuberculosis pelos macrófagos alveolares. 2 - Migração do macrófago infectado para linfonôdo de

drenagem. 3 - Recrutamento de monócitos sistêmicos. 4 - Formação do granuloma. L, Linfócitos na

periferia do granuloma. F, Cápsula fibrosa (fibroblastos, colágeno e outras proteínas). M, região com

macrófagos infectados. C, Cerne caseoso (contem material debris e lipídios de macrófagos).

Stehr et al, 2012 (Microbes and infection), v.14, n.13, 1227-1237.

1

2

3

4

Pulmão e linfonôdo bovino com diversos nódulos de aspecto caseoso.

Fonte: http://www.cfsph.iastate.edu/DiseaseInfo/ImageDB/TUB/TUB_001.jpg

Endometrite granulomatosa em bovino por Mycobacterium sp

Úbere bovino com mastite caseosa (Mycobacterium bovis)

Tuberculose em útero bovino

Tuberculose no figado (Mycobacterium bovis)

Lesões granulomatosa em pulmão

de bovino causado por

M. tuberculosis

Caixa torácica de bovino com

granulomas de origem por M. bovis

Sintomas (Humano)

Tosse (por mais de 15 dias), Dispnéia,

Cansaço fácil, Dor torácica, Rouquidão,

Febre ( mais comum ao entardecer),

Sudorese Noturna, Falta de apetite,

Emagrecimento

Bovinos – (M. bovis) Forma Pulmonar ( HO),

Forma Ganglionar,

Intestinal (diarréia crônica),

Cutânea (Úbere)

(M. tuberculosis e M. avium autolimitante)

Suínos Via alimentar - M. bovis lesões clássicas

Ovinos e Caprinos M. bovis (M. avium) ( Bovinos)

Equinos Raramente infectados (M. avium) (Trato alimentar)

Cães e gatos Raro - M. bovis (M. tuberculosis)

(comum localização intestinal e abdominal)

Manifestações clínicas

Na maioria das vezes estão ocultos (sem sinais clínicos)

Obs: Nos bovinos é conhecida por ser uma doença crônica

debilitante, mas também pode apresentar curso agudo

progressivo

Os sinais clínicos da tuberculose bovina

Quando presentes são representados por:

Perda de peso progressivo;

Aumento do volume dos linfonôdos;

Em alguns casos tosse;

Debilidade;

Caquexia;

Sinais respiratórios (Dispnéia),

Menor freqüência: sinais digestivos (diarréia) e geniturinários,

neurológicos e outros.

Identificação Bioquímica: Niacina, Redução de Nitrato,

Hidrólise do Tween, Catalase a 68oC, Urease

Testes moleculares: Sondas M. tuberculosis

PCR

Amplificação de sequências espécies específicas – RNAr 16S

Cultura (Lowestein-Jensen, Middlebrook) limite de

detecção é de 102 bacilos/mL

(O aumento da tensão de CO2 intensifica o crescimento)

Diagnóstico Laboratorial

Amostras Clínicas Exame Direto (Ziehl - Neelsen),

Cultura (Lowestein-Jensen)

Permite descobrir fontes de infecção = Bacilíferos Baciloscopia

Tuberculinização Os animais infectados são reativos

(“alérgicos”) às proteínas (transporte e porinas da

parede) contidas na tuberculina e desenvolvem

reações de hipersensibilidade do tipo tardio

(tipo IV) edema no local da inoculação.

Hipersensibilidade mediada por células

X Tuberculina ou PPD (Purified Protein Derivative)

(0,1 mL de solução de tuberculina = 0,04 µg)

Imunodiagnóstico: Teste da Tuberculina (Teste Cutâneo)

Teste Cervical Simples e Teste da Prega Caudal em bovinos

Hipersensibilidade do tipo IV – Reações Granulomatosas

Queda de produtividade do rebanho;

Quadro crônico de evolução progressiva;

Condenação de carcaças no abate.

Tuberculose em bovinos

Um método de avaliação de prevalência da tuberculose

bovina é a realização de uma inquisição epidemiológica em

matadouros, procurando, a partir das carcaças e vísceras

desviadas ao Departamento de Inspeção Final (DIF),

identificar alterações anátomo-patológicas características.

Não há tratamento indicado para a

tuberculose bovina.

A redução na incidência da doença se torna

possível com a utilização de medidas de controle e

profilaxia adequadas, incluindo o sacrifício dos

animais positivos, segundo as normas do

Programa Nacional de Controle e Erradicação da

Brucelose e Tuberculose Animal (PNCEBT),

elaborado em 2001 pelo Ministério da Agricultura,

Pecuária e Abastecimento (MAPA).

Drogas para Tratamento:

(Estreptomicina, Isoniazida, Ethambutol, Rifampicina )

Padronizado e duração de

6 meses - Esquema Básico

para humanos

-Nos dois primeiros meses:

Isoniazida, Rifampicina e

Pirazinamida e Etambutol

-Tratamento responsabilidade

exclusiva do setor público de saúde

-Nos quatro últimos meses:

Isoniazida e Rifampicina

BCG (Bacilo de Calmette e Guérin) (1921)

(M. bovis modificado) (50% de proteção)

* Resistência as condições ambientais

(dessecação e desinfetantes)

Sensíveis a temperaturas elevadas ( pasteurização )

Resistência as condições ambientais

Vacinação

Lesão verrucosa de tuberculose cutânea no polegar de um veterinário (M. bovis)

Twomey D F et al. Veterinary Record 2010;166:175-177

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