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BACILLUS spp -bastonetes gram -positivos grandes ou Gram variáveis; -produzem endósporos > esporulação em condições de privação de nutrientes, in vitro, requer oxigênio; Nos tecidos ou fluidos infectados expostos ao ar (ou seja, carcaça aberta), os microrganismos esporulam após várias horas (inibição na ausência de O2); resistentes ao calor, à dessecação, à radiação ultravioleta e ionizante, aos desinfetantes e a vários outros fatores ambientais adversos; podem permanecer viáveis no solo e na água por décadas, à espera de nutrientes ou, no caso de bactérias patogênicas do gênero Bacillus, da entrada de esporos em seus respectivos hospedeiros; -aeróbicos ou Anaeróbios facultativos; -Citações de 379 sp e de 7 subespécies . -Família Bacillaceae; -Muitas espécies são móveis > flagelos peritríquios ( imóveis B. anthracis e B. mycoides ); - catalase-positivas e oxidase-negativas ; - ampla diversidade fisiológica: maioria das sp é mesófila, mas algumas podem ser psicrófilas e termófilas; Acidófilos a Alcalinófilos; Halofílicos ( crescem em altas concentrações de sais acumulando cátions, como o potássio e/ou produzindo metabólitos que ajudam na adaptação ao ambiente ) ou halotolerantes; -Ampla distribuição na natureza ( solo, plantas, água, ar, animais, matéria orgânica em decomposição); - maioria das sp é saprófita ( exceção: B. anthracis, B. cereus ); -Algumas sp produzem cápsula polipeptídica ( Ác. Glutâmico ); algumas como B. anthracis, B. licheniformis, B. megaterium e B. subtilis só produzem cápsula em meio com 5% de CO2 e 0,7% de bicarbonato ; -Células com dimensões variáveis (0,5 x 1,2 a 2,5 x 10 μm (isolados, ao pares ou cadeias); -Principais sp : B. anthracis, B. cereus, B. subtilis, B. megaterium, B. stearothermophilus, B. licheniformis, B. larvae, B. alvae, B. thuringiensis, B. polymyxa... 1. B. anthracis, B. cereus > colônias grandes (2 a 7 mm de diâmetro), foscas ou granulosas e de forma variáveis (circulares ou não, bordos regulares ou denteadas ou filamentosas); 2. São hemolíticas ( exceto B. anthracis ) 3. Forma vegetativa altamente susceptível (esporos resistentes) ; 4. Não são exigentes, crescem bem em ágar nutriente, em Temperatura ótima de 27-35° C. -produzem diversos produtos com aplicações biológicas, industriais, farmacêuticas. Ex: enzimas (amilases, pectinases, proteases, celulases etc) ; antibióticos ( bacitracina [B. licheniformis ou B. subtilis]; polimixina B [B. poliymyxa]; gramicidina [B. brevis]; -produzem um grande n° de antibióticos peptídicos (classe de biossurfactantes) com amplo espectro de atividades podendo ser aplicados como antibióticos, antitumorais, antivirais, antifúngicos, imunomodulares e inibidores enzimáticos; maioria é ativo contra gram-positivas e alguns, como polimixina, colistina e circulina exibem atividade contra gram-negativa >>>> produção desses compostos podem ocorrer dependendo do MO produtor, natureza do biossurfactante e composição do meio: 1. associada ao crescimento 2. em condições limitantes de crescimento 3. por células que não estão em fase de crescimento 4. associada à adição de precursores ➔ Bacillus anthracis -bastonetes gram- positivos; -grosseiramente retangulares; -não móveis; -com extremidades em ângulo reto -medindo cerca de 1 µm × 3 a 5 µm; -capsulado e formador de esporo; -se multiplica em meio de cultura comum, em temperatura de 15°C a 40°C; -As colônias alcançam o diâmetro de 2 mm, ou mais, em 24 h, em 37°C; -Presente como microbiota de solos alcalinos e ricos (húmus), em Ca, N e umidade; reservatório do B. antracis é a terra, onde permanece sob a forma de esporos, que podem passar à forma vegetativa 1 em condições adequadas de calor e umidade na presença de húmus, voltando a esporular em presença de oxigênio. Esse ciclo de esporo à forma vegetativa e a esporo novamente, é que mantém a contaminação presente por muitos anos nas áreas enzoóticas -Cápsula: formada por polímeros do ácido glutâmico ( patogênicos sempre capsulados ) (exige CO2 e bicarbonato); -Não hemolíticos; -geralmente sensíveis a antibióticos, mas todas as suas cepas sequenciadas contêm um gene de betalactamase latente, cuja transcrição é silenciosa > nas quais esse gene é ativado e induz resistência à penicilina ; sensível a Penicilina G; -colônias semelhante a vidro fosco, quebrado; as que se multiplicam em ambiente aeróbico apresentam superfície opaca e margens irregulares formadas por fileiras de cadeias de bactérias (colônias do tipo “cabeça de Medusa”); -Microscopia: bacilos retos em cadeias; -Livro Êxodo: a quinta praga do Egito antigo (causando peste nos animais) ; -1ª bactéria relacionada a uma doença (R. Koch) > descobriu o agente bacteriano causador do carbúnculo e descreveu, pela primeira vez, como a transmissão da doença se dá através dos esporos – este foi seu primeiro grande trabalho científico, publicado em 1876. -Pasteur (1881) -> 1ª Vacina feita em laboratório > a qual obteve imunidade mediante a inoculação de microrganismos com virulência atenuada; -Causa o antraz, anthrax, carbúnculo hemático, carbúnculo maligno, carbúnculo verdadeiro, doença dos cardadores de lã, doença de Woolsorter -Do grego anthrakites: semelhante a carvão (coloração escura dos órgãos, tecidos e escaras na pele e das lesões humanas e animais); -Bioterrorismo: Potente Arma Biológica > nos EUA. Em 2001 o Anthrax foi enviado através dos correios em alguns estados dos EUA, contaminando alegadamente 23 pessoas, das quais 5 vieram a óbito; -alta resistência, fácil reprodução, baixo custo e grande poder de infecciosidade. 1 Estado morfológico da bactéria com atividade de multiplicação, cuja forma não possui proteção total contra as alterações físicas e químicas do meio ambiente. -1° Uso: II Guerra Mundial, Guerra do Golfo (1991) destruição das instalações de armazenamento do B. anthracis. -pode causar Pneumonia hemorrágica, linfadenite mediastínica e septicemia; -Esporos formados em aerobiose ( 15 – 40 ºC ), é inibido c/o aumento de CO2; - Esporos são eliminados por meio de : 1. calor seco: 150 º C/60 min; 2. calor úmido (Fervura):10 min. 3. autoclavação: 121 º C/ 20 min; 4. formol a 10,0 % 15 min. 5. cloreto de mercúrio 1: 1.000 20 min, 6. ácido clorídrico a 0,5% 20 min; 7. soda cáustica a 0,5% 10 min. 8. hipoclorito de sódio (NaOCl) a 10,0 % 20 minutos. -Célula vegetativa: pouco resistente; 1. iodo e cloro => desinfecção; 2. Inativação por putrefação (decomposição da matéria orgânica), abertura da carcaça => esporos ➢ CARBÚNCULO HEMÁTICO (ANTRAZ, ANTRAX, ANTHRAX) -zoonose cosmopolita, endêmica em áreas agrícolas entre herbívoros ; -distribuição mundial, com incidência sazonal; -solo rico em cálcio e nitrato, com pH de 5 a 8, favorece a esporulação e a proliferação das bactérias em temperatura acima de 15,5°C, especialmente após inundações (umidade). -Fontes: 1. Bactérias vegetativas e esporos em solos alcalinos e ricos (húmus), em Ca, N e umidade; 2. Local com excreções e secreções, depois da morte do animal, 3. Enchentes e efluentes industriais de fábricas de carcaças de animais, curtumes, tecelagem de carpetes, fábricas de escovas, ou onde quer que haja manipulação de carcaças, podem contaminar as áreas . 4. Farinha de osso, um suplemento alimentar de origem animal, é um veículo comum de contaminação em áreas não endêmicas. 5. Carnívoros (martas) geralmente são contaminados pelo consumo de carne contaminada. 6. Contaminações humanas ocorrem em atividades que lidam com animais e seus derivados como, couro, lã e ossos; 7. Contaminações não industriais recentemente foram associadas a produtos como tambores de percussão decorativos. -Acomete: ruminantes (bovino e ovino) > mais atacados, equinos (dentro dos mais atacados); suínos (carbúnculo faríngeo), caprino, carnívoros > são raramente atingidos; e humanos; nas aves o carbúnculo hemático é extremamente raro, pois são praticamente resistentes ( aumento da temperatura); - Fatores de virulência: pX01: Exotoxina complexa; pX02: cápsula polipeptídica; AP, FE, FL > Os três componentes juntos é que causam o dano ; 1. Toxina letal (LeTx): B. anthracis produz duas toxinas codificadas por plasmídeos pXO1; toxina binária composta de “antígeno protetor” (PA) e “fator letal” (LF); O PA é responsável pela ligação de LeTx às “células -alvo”, enquanto o LF é responsável por sua atividade tóxica; PA e LF se associam apenas após a ligação de PA a seu receptor e, em seguida, são submetidos à proteólise pelas endopeptidases da família furina; toxina sofre endocitose e, na redução de pH no endossomo, ocorrem alterações de sua conformação e o PA forma um canal transmembrana para liberar LF no citosol; LF > é uma metaloprotease (protease) composta de zinco que inibe proteinoquinases ativadas por mitógen o (quinases MAPK), mediante a clivagem de suas sequências N- terminais, resultando no comprometimento das vias sinalizadoras no interior das células infectadas e na inibição da proliferação celular e, por fim, na apoptose das células acometidas ; causam lise celular; Sepsis; ocasiona no aparelho cardiopulmonar e fígado Choque (Morte); LeTx ocasiona colapso vascular (edema pleural e choque agudo) ; Acredita -se que a atividade da toxina no tecido cardíaco ocasione edema pulmonar; A lise de macrófago não é uma ocorrência comum em outros modelos animais; A exposição à LeTx resulta em apoptose de diversos tipos celulares e morte celular, independentemente da perda da função de barreira das células epiteliais e endoteliais, in vitro; A sua produção é controlada pelo produto do gene regulatório AtxA (anthrax toxin activator, ou seja, ativador da toxina de antraz) > o qual responde a fatores ambientais ainda desconhecidos; também é codificado por pXO1; A produção LeTx por células cultivadas in vitro é suprarregulada pela presença de bicarbonato no meio de cultura e pela atmosfera com alto teor de CO2; é produzida em concentração 5 vezes maior que a da toxina do edema; 2. Toxina do edema: o fator do edema (EF), o componente enzimaticamente ativo da toxina edema (EdTx), também é codificado pelo pXO1; EdTx é uma toxina binária que contém o receptor PA, o qual liga a subunidade e o EF; O PA libera EF no citoplasma das células -alvo pelo mesmo mecanismo da toxina letal; EF é uma adenilil ciclase dependente da calmodulina que aumenta o teor de cAMP nas células acometidas > Isso altera as vias de sinalização celulares, resultando em alterações fisiológicas específicas ao tipo celular ; EF causa distúrbio na homeostase da água; provoca edema gelatinoso e hemorrágico [consumo dos fatores da coagulação]; Em modelos de infecção animal, a EdTx purificada causa lesões hemorrágicas em múltiplos órgãos, acompanhadas de hipotensão e bradicardia; A EdTx não se mostrou citotóxica em vários tipos de células; Relata -se que a EdTx suprime a agregação plaquetária induzida pela trombina e a coagulação ; A sua produção também é controlada pela AtxA; 3. Cápsula: a variante vegetativa de B. anthracis produz uma cápsula constituída de um polímero do ácido poli γ Dglutâmico; Os genes que codificam essa estrutura encontram- se no plasmídio pXO2 ; A expressão dos genes que codificam a cápsula é controlada por dois produtos de genes reguladores, AtxA e AcpA (anthrax toxin activator e anthrax capsule activator, ou seja, ativador da toxina de antraz e ativador de cápsula de antraz, respectivamente), os quais respondem aos fatores ambientais; capacitam a forma vegetativa, de modo a evitar a fagocitose; A virulência da cepa da vacina Sterne é atenuada porque carece do plasmídio pXO2, que codifica a cápsula; protege a bactéria da fagocitose e lise pelas defensinas dos soro; 4. vários homólogos de proteínas se mostraram importantes na virulência de outros microrganismos descobertos na sequência de DNA do genoma de B. anthracis; incluem genes que codificam importantes proteínas envolvidas na sobrevivência da bactéria no interior dos fagolisossomos e nas superfícies mucosas ( InhA e MprF ) e no escape de fagolisossomos e células fagocíticas ( antrolisinas ) A. InhA (inibidor imune A): é uma metaloprotease semelhante à produzida por B. cereus; clivagem de proteínasantibacterianas, escape da bactéria da ação dos macrófagos, controle da coagulação sanguínea e degradação de proteínas associadas à matriz; participação crescente na permeabilidade da barreira hematencefálica e que contribua na incidência de hemorragias cerebrais; B. MprF (fator de resistência a múltiplos peptídios): contém o gene que codifica o homólogo de MprF de Staphylococcus aureus; confere resistência às defensinas (presentes no interior dos fagolisossomos e nas secreções que revestem as superfícies mucosas), mediante a lisinilação de fosfolipídios da membrana da célula bacteriana C. Antrolisinas: contém genes que codificam antrolisinas; são homólogas à fosfolipase C, além da antrolisina O, que é uma citolisina formadora de poro ligadora de colesterol; a perda de todas as quatro antrolisina resulta em atenuação da patogenicidade; Supõe- se que elas sejam importantes no escape dos microrganismos da ação dos fagolisossomos, após a germinação dos esporos nos macrófagos; A antrolisina O é fracamente expressa por B. anthracis ( motivo por que B. anthracis não é hemolítico ); antrolisina O recombinante é letal para monócitos, neutrófilos, macrófagos e linfócitos de pacientes humanos; D. Óxido nítrico sintase: pode proteger a germinação de esporos da produção de óxido nítrico pelos macrófagos das células hospedeiras, pelo uso de substrato composto de um pool de arginina disponível. - Patogenia: *Reservatório: solo (herbívoros), outros animais e humanos (animais e produtos de origem animal infectados); *Transmissão: esporos; Ingestão de alimento ou água (+ usual); Infecção de ferimentos; Picadas de artrópodes; Inalação. -Patogênese: Ingestão (Esporo) → Fagocitose → Germinação (Forma vegetativa) → Escape do fagolissomo e replicação com produção das toxinas → Disseminação nos linfonodos → Bacteriemia → Septicemia → Órgãos (Edema, congestão, hemorragias, choque) → Morte; Penetração do esporo → Edema Local → Úlceras ( Carbúnculo localizado = Pústula maligna) → Septicemia → Órgãos → Morte (?) -Sinais clínicos: Após incubação de 3-7 dias (1-14 dias) a progressão da doença varia desde algumas horas até dois dias; 1. RUMINANTES: Forma hiperaguda: morte entre 1 - 2h, início de surto, febre, tremores, dispnéia, congestão da mucosas e corrimento de sangue. Morte com convulsões ou espasmos, Forma aguda : morte entre 24 - 48h, apatia acentuada, febre, respiração rápida, hemorragia, mucosas cianóticas, edemas na região do pescoço ou no peito, abdômen ou flancos, anorexia, abortamento e diarreia. Post mortem: sangue escuro, não coagulado presente nos orifícios naturais; “rigor mortis” tardio ou incompleto; ou lesão cutânea ulcerativa e se recuperam; 2. EQUINOS: Aguda : via oral (enterite, cólica, septicemia, linfonodos edemaciados no trato digestivo, com infiltrados de sangue e edema na submucosa na região ventral do peito e abdômen), insetos (edema subcutâneo), febre e dispneia; Morte entre 48 - 96 horas. 3. SUÍNOS: + resistentes, inaparente, diagnóstico no abate; Aguda ou subaguda : morte entre 12 - 36h, febre, anorexia e edema (face e garganta), hemorragias petequiais, forma pulmonar em leitões; Pode ocorrer diarreia e enterite ulcerativa hemorrágica; a instalação das bactérias nos tecidos faringianos é típica; lesão ulcerativa na porta de entrada do microrganismo está associada a linfadenite regional > Edema obstrutivo pode provocar morte; 4. CANINOS E FELINOS: incomum, ligada a surtos em herbívoros; Resistentes, mas a infecção crônica pode ocorrer; Febre, edema de pescoço e linfonodos regionais, forma intestinal (enterite); a ingestão de grande quantidade de carne estragada possa ocasionar septicemia. 5. AVES: De cativeiro, ração contaminada com esporos; Sinais de septicemia e morte súbita; Cor escura da pele; hiperemia e edema do tecido pulmonar; focos de necrose hemorrágica nos órgãos internos e muito raramente, enterite hemorrágica. 6. Humanos: Apresentam três modalidades distintas de doença, dependendo da porta de entrada do esporo, no paciente; A contaminação de escoriações ou feridas cutâneas resulta em antraz cutâneo, o qual representa 95% das infecções humanas de ocorrência natural > A lesão característica é a pústula maligna recoberta por uma crosta (escara) escura; Possíveis complicações incluem edema subcutâneo e septicemia; A inalação de esporos ocasiona antraz pulmonar ou “doença do classificador de lã” , uma condição altamente fatal, se não tratada, e com taxa de mortalidade de 50% a mais de 90%, mesmo se empregada terapia antibiótica; A evidência radiográfica de aumento de linfonodo mediastino é característica; Edema pulmonar, pneumonia hemorrágica e meningite foram relatados em pacientes acometidos; Gastrointestinal : esta forma é rara. 7. - Controle e Prevenção: *Identificação e eliminação da fonte de infecção; *Incineração das carcaças ou depósito em cova profunda dos animais mortos, dejetos e fômites (> 2m) sob uma camada de cal virgem (óxido de cálcio anidro); *Descontaminação do local da carcaça e dos itens utilizados no diagnóstico; *Inicio da profilaxia de outros animais expostos à fonte de infecção; *Vacinação (amostra Stern) > proteção variável entre 6 e 12 meses (época seca do ano) *Sensível à penicilina (não usar concomitante a vacinação; vacina viva). *Quando ocorre um surto ou um caso de antraz, as autoridades de saúde animal são notificadas para supervisionar as medidas de controle; *leite de fêmeas infectadas é descartado; *As propriedades ficam sob quarentena durante as 3 semanas subsequentes ao último caso diagnosticado; *Desinfecção de estábulos e equipamentos usados no manejo; *Isolamento dos animais doentes e remoção dos animais sadios; *Uso de repelentes ou de inseticidas; *Controle dos abutres que se alimentam de animais mortos; *Pessoas que estão em contato com animais doentes devem tomar cuidados sanitários, para sua própria segurança e para prevenir a disseminação da doença. *Produtos animais de regiões endêmicas requer a desinfecção: *pelos e lã: formaldeído. *Farinha de osso esterilização: calor seco (150 °C/ 3 h) ou por vapor (115°C durante15 min). -Tratamento Animais: Morte rápida; Penicilina intravenosa ou penicilina associada à estreptomicina tratamento deve ser mantido por, pelo menos, 5 dias. Em algumas regiões, administra- se antissoro, simultaneamente; No caso de antraz agudo, o tratamento antimicrobiano, com frequência, não é efetivo. Prevenção com vacina (limitado pelo custo e pela praticidade); - Diagnóstico clínico: *Anamnese; *Achados post mortem (Não necropsiar > As carcaças de tais animais não devem ser abertas porque isso pode facilitar a esporulação, com o risco de contaminação ambiental prolongada ); *Observações patológicas: Ausência de “rigor mortis”; Putrefação precoce; Distensão (inchadas) da carcaça pela alta produção de gases; Sangue escuro e viscoso (aspecto de alcantrão), ausência de coagulação; Líquido serosanguinolento nas cavidades corporais; *Edemas generalizados; *Esplenomegalia; *Eliminação de sangue pelos orifícios naturais (Sangue escuro e não-coagulado pode escorrer da boca, das narinas e do ânus); - Diagnóstico Laboratorial: *Sangue periférico da veia caudal de ruminantes e fluido peritoneal de suínos devem ser coletados em seringas estéreis; *Uma mecha de algodão embebida em álcool 70% deve ser aplicada no local após a coleta para minimizar o vazamento de sangue ou de fluidos contaminados; *Ágar-sangue e ágar MacConkey são inoculados com espécimes suspeitos e incubados aerobiamente a 37°C por 24 a 48 horas *Esfregaços finos do sangue ou dos fluidos, coloração de gram, corados com azul de metileno policromo (Identificação bioquímica), revelam cadeias de bacilos corados de azul, achatados nas extremidades, rodeados por cápsula rósea; ausência de crescimento em ágar MacConkey; Com o tempo, a quantidade de material capsular diminui após a morte do animal. *Testes imunológicos > antígenos de B. anthracis podem ser detectados em extratos de produtos contaminados por meio de um teste de precipitação que utiliza antissoro preparado em coelhos mediante a imunização subcutânea, com a cepa Sterne (teste de Ascoli); não apresenta alta especificidade, pois os antígenos termoestáveis de B. anthracis também são comuns a outras espécies de Bacillus; depende da probabilidade de que haja proliferação de apenas B. anthracis por todo o organismo e que ocorra deposição de antígeno em quantidade suficiente para propiciar reação positiva; Atualmente, parece ser utilizado somente na Europa Oriental. *Métodos moleculares > testes de PCR voltados ao pXO1, ao pXO2; ➔ Bacillus cereus -bactéria que forma esporo; -comumente encontrada no solo; -produz células e colônias semelhantes às de B. anthracis (importante diferenciação). -tende a ser móvel e produzir colônias com zona de hemólise completa, em placas com ágar -sangue de ovinos; -formação de cápsula é uma característica variável; -Com frequência observa -se resistência aos antibióticos betalactâmicos; -pode causar infecções oportunistas, em especial aborto e mastite gangrenosa em vacas; - Frequentemente a infecção mamária é aguda, gangrenosa e rapidamente fatal, ou provoca destruição de todo o quarto mamário; -Fatores predisponentes comuns incluem: cirurgia de úbere e infusão de medicamento por via intramamária; - é responsável por várias apresentações de intoxicação alimentar humana , manifestadas por diarreia ou vômito , sendo a primeira associada a vários alimentos e a última principalmente à ingestão de arroz; *Entre as toxinas, estão: toxina emética (cereulida) e três enterotoxinas secretórias ( HBL, NHE e T ); -Os esporos sobrevivem ao cozimento e se mantêm em temperaturas que possibilitam a replicação das bactérias e a produção de toxina; -responsável pela ocorrência de endoftalmia , geralmente após lesão ocular traumática; os esporos introduzidos no humor vítreo germinam e se multiplicam; Dor intensa acompanha uma rápida redução da acuidade visual, exacerbada pela formação de abscesso no anel da córnea, edema periorbital e proptose; -sintomas sistêmicos são: febre, leucocitose e mal -estar geral; - várias consequências clínicas: perda total da percepção de luz e necessidade de enucleação ou evisceração; -Há relato de doença semelhante ao antraz (hemorragia intensa nos pulmões, intestinos e outros órgãos, e edema e lesões características nos pulmões) causada por cepa de B. cereus que contém fatores de virulência transmitidos por plasmídios semelhantes aos de B. anthracis; -Ubíquos; -Esporos resistentes e aderentes (-40,0%) -Contamina heroína e medicamentos tópicos. -Fatores de virulência : *Adesão e resistência à fagocitose; *“S-layer” (camada S) envolvida na adesão à laminina, ao colágeno e à fibronectina. *Síntese de toxinas termolábeis : Fosfolipases (*NEUTRÓFILOS), Hemolisinas, Proteases *Resistência dos esporos à cocção (cozimento) com germinação, replicação e produção das toxinas: Enterotoxinas: HBL (hemolisina HBL) e NHE (enterotoxina não-hemolítica/termolábil); *Quadro diarreico (carnes, vegetais, etc ) *Toxina termoestável: Cereulida > relacionada à virulência de estirpes eméticas; resiste T° de até 121°C por 60 min; *Quadro emético (arroz, massas, batata ). - Diagnóstico Laboratorial: *Isolamento em meios para alimentos (surtos alimentares); *Isolamento em ágar sangue e diferenciação de B. anthracis (amostras clínicas); -Prevenção e Controle: Esterilização de materiais invasivos, soluções injetáveis; Armazenamento dos alimentos em condições adequadas.
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