Mecanismos de patogenicidade bacteriana

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Mecanismos de patogenicidade bacteriana
O QUE É INFECÇÃO? 
- Multiplicação de um agente infeccioso no corpo 
*Bactérias patogênicas (nem sempre vai estar 
associado a sintomas, depende da relação 
hospedeiro – microrganismo) 
-> Patogenicidade 
- Capacidade que um agente infeccioso tem de 
provocar doença/dano tecidual 
-> Virulência 
- Grau de patogenicidade, determinada pelos 
fatores de virulência expressos pelo microrganismo 
BACTÉRIAS PATOGÊNICAS 
-> Bactérias Virulentas 
- Dispõe de mecanismos que promovem seu 
crescimento no hospedeiro à custa do tecido do 
hospedeiro ou das funções dos órgãos, 
independente do estado imunitário do hospedeiro 
-> Bactérias Oportunistas 
- Capaz de provocar doença apenas quando o 
hospedeiro está imunocomprometido/condições 
preexistentes 
*Principal condição que pode favorecer infecções 
oportunistas: imunossupressão transitória 
(medicamentos), imunossupressão congênitas 
(vieram desde o nascimento e imunossupressão 
adquiridas (que foram adquiridas ao longo da vida 
– ex: HIV) 
-> Bactérias da microbiota normal causam doenças 
se elas adentrarem sítios do corpo normalmente 
estéreis 
-> Mecanismos de virulência bacteriana 
- Aderência, invasão, produtos de metabolismo 
(ácidos, gases), toxinas, enzimas degradativas, 
proteínas citotóxicas, endotoxina, superantígeno, 
indução de excesso inflamatório, evasão fagocitária 
e depuração imunológica, capsula, resistência a 
antibióticos e crescimento intracelular 
*Mais fatores de virulência, pode ser + patogênico 
DOENÇA BACTERIANA 
- Danos causados pela bactéria + consequências da 
resposta imune inata e adaptativa à infecção. 
*Destruição direta do tecido 
*Liberação de toxinas que são depois disseminadas 
pelo sangue, causando patogênese generalizada 
- Produção de doença bacteriana: 
1. A doença é causada por injuria produzida pela 
bactéria mais as consequências das respostas inata 
e imune a infecção 
2. Os sinais e sintomas da doença são 
determinados pela função e importância do tecido 
afetado 
3. O período de incubação é o tempo requerido 
para bactéria e/ou resposta do hospedeiro para 
causar injuria suficiente e causar desconforto ou 
interferir em funções essências 
 
 
 
 
 
 
 
 
-> Sinais, sintomas e gravidade de uma doença 
- Importância do órgão afetado e da extensão do 
dano causado pela infecção 
- Cepa (espécie) bacteriana e o tamanho do inoculo 
(quantidade de bactéria necessária para provocar a 
doença) 
- Fatores do hospedeiro também podem ser 
importantes (características individuais em resposta 
a infecção) 
- Defeitos congênitos, imunodeficiência ↑ 
suscetibilidade de um indivíduo à infecção 
Quanto + tempo bactéria no hospedeiro => + 
número -> + habilidade de disseminação -> + 
potencial de dano tecidual e doença 
 
FATORES DE VIRULÊNCIA BACTERIANA 
- Estruturas, produtos, estratégias -> quantos mais 
fatores de virulência maior a capacidade da 
bactéria de causar doença 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MECANISMOS BACTERIANOS DE 
PATOGENICIDADE 
 
 
 
 
 
-> Entrada no corpo 
 
 
 
 
 
-> Colonização 
- Trato GI -> Naturalmente colonizado por 
bactérias benignas e potencialmente benéficas 
- Condições ambientais poderão determinar quais 
as bactérias irão colonizar um determinado sítio 
Ex: Legionella cresce nos pulmões, mas não é 
prontamente disseminada (Intolerante T > 35°C) 
- Colonização de sítios que são normalmente 
estéreis -> geralmente, está relacionada a defeito 
nos mecanismos de defesa natural ou nova porta 
de entrada 
Ex: Fibrose Cística => Staphylococcus aureus; 
Pseudomonas aeruginosa 
-> Adesão 
- Geralmente é especifica, depende do 
reconhecimento bactéria – hospedeiro 
- Diferentes fatores de virulência bacterianos 
promovem a adesão da bactéria às células de um 
tecido -> fatores de aderência 
*Adesinas superficiais ou presentes nas fímbrias 
(pili) -> componentes estruturais expressos na 
superfície, se liga a diferentes receptores em 
diversos locais bióticos (fator de virulência local) 
 
 
 
 
 
*Biofilme -> característico de algumas bactérias, 
estrutura de fixação, permite a ligação de bactérias 
a superfícies abióticas e bióticas 
-> Invasão 
- Entrada da bactéria nas células do hospedeiro 
- Muitas bactérias patogênicas => invasão é 
essencial para o processo infeccioso 
- Após aderência –> mudanças conformacionais na 
célula hospedeira promovendo endocitose da 
bactéria. 
- Bactérias invasivas produzem proteínas efetoras 
(genes de virulência ativados após adesão) => 
facilitam a captura, invasão, sobrevivência e 
replicação da bactéria ou morte da célula 
hospedeira 
Ex: Salmonella usa fímbrias para promover sua 
internalização na vesícula endocítica e viver dentro 
do macrófago 
 
 
COMO AS BACTÉRIAS CAUSAM DANOS ÀS 
CÉLULAS HOSPEDEIRAS 
-> Bactérias podem causar doença por 2 
mecanismos principais: 
1. Invasão e inflamação 
- Bactérias podem aderir às células do hospedeiro, 
penetrar e se multiplicar no local nos tecidos 
sadios, induzindo a resposta inflamatória (eritema, 
edema, calor e dor) 
2. Produção de toxinas e/ou enzimas 
- Exotoxinas: polipeptídeos secretados pelas 
células; 
- Endotoxinas: LPS presentes na parede celular de 
Gram-negativas 
PRODUÇÃO DE TOXINAS E/OU ENZIMAS 
- Exotoxina => produzidas e liberadas no meio 
(interior da célula hospedeira ou corrente 
sanguínea) -> Gram + e Gram – 
*Citotoxina (alvo parede celular) 
*Neurotoxina (alvo a nível de neurônios) 
*Enterotoxina (alvo trato gastrointestinal) 
*Superantígenos (associadas a tempestades de 
citocinas) 
- Enzimas => não intrinsicamente tóxicos, mas 
importantes no processo infeccioso 
- Endotoxinas => Lipídio A do LPS (gram -) 
EXOTOXINAS 
→ Exotoxinas - citotoxinas 
-> Alvo a nível de parede externa da bactéria 
- Toxina de Staphylococcus aureus: formam poros 
-> liberação do conteúdo celular e influxo de 
compostos extracelulares -> lise celular 
 
 
 
 
 
 
→ Exotoxinas – neurotoxinas 
-> Alvo a nível de neurônio 
- Clostridium botulinum: secreta toxina botulínica -
> age nas junções neuromusculares e impede a 
transmissão de impulsos para músculo (não se 
contrai) 
*Impede a liberação de acetilcolina 
*Pode causar botulismo (pode ocorrer no 
nascimento ou através de intoxicação alimentar – 
mais comum) 
 
 
 
 
 
 
 
- Clostridium tetani: secreta toxina tetânica -> liga-
se às células nervosas = contração muscular 
incontrolável 
*Impede a liberação de glicina 
*Pode ocorrer por ferimentos profundos (por 
causa da baixa oxigenação) 
 
 
 
 
 
 
 
→ Exotoxinas - enterotoxina 
-> Alvo a nível gastrointestinal 
- Vibrio cholerae: Aumento da secreção de 
líquidos e eletrólitos pelas células intestinais => 
diarreia intensa 
*Aumento de AMP-ciclico -> maior liberação de 
cloreto e bicarbonato -> aumento da liberação de 
água -> diarreia intensa 
 
 
 
 
 
 
 
 
→ Exotoxinas - superantígenos 
- Estímulo das células T por superantígenos 
*Ativação de grande quantidade de células T => 
tempestade de citocinas (IL-1, TNF, a IL-2) = 
RISCO DE MORTE POR RI 
*Pode também levar as células T ativadas à morte 
*Perda de clones específicos de células T e de suas 
respostas imunes 
- Superantígenos 
*Toxina do choque tóxico de S. aureus 
*Enterotoxinas estafilocócicas 
*Toxinas eritrogênicas A ou C de Streptococcus 
pyogenes 
 
 
 
 
 
 
 
 
Superantígeno ativam as células T ligando-se 
simultaneamente ao TCR e ao MHC II de uma 
APC sem requerer o antígeno 
ENZIMAS - COAGULASES 
- Coagulase: coagula o fibrinogênio no sangue, 
forma coágulo -> fibrinogênio forma uma capsula 
ao redor da bactéria => protege a bactéria da 
fagocitose e a isola de outras defesas do hospedeiro 
 
 
 
 
 
ENDOTOXINA 
- Bactérias Gram negativas mortas liberam 
endotoxina => induz efeitos como febre,inflamação, diarreia, choque e coagulação do 
sangue 
*LPS = principal endotoxina, não é liberado na 
circulação, é um importante PAMP, é um 
componente da parede celular da bactéria 
 
 
 
 
→ Endotoxina – resposta pirogênica 
 
 
 
 
- A reação pirogênica é desencadeada pela 
presença, na corrente sanguínea, de soluções 
contaminadas, infundidas no paciente, 
contendo endotoxinas ou produtos de degradação 
proteica 
IMUNOPATOGÊNESE 
-> Muitos sintomas de infecção bacteriana são 
produzidos por respostas imune, inata e 
inflamatória excessivas deflagradas pela infecção. 
- Resposta de fase aguda limitada e controlada = 
Protetora 
- Resposta de fase aguda e inflação sistêmica e fora 
de controle = risco à vida 
*Sepse 
*Dano tecidual 
*Aumento da permeabilidade e extravasamento 
capilar 
*Choque e interrupção da função corpórea 
*Febre reumática, glomerulonefrite 
MECANISMOS DE ESCAPE ÀS DEFESAS DO 
HOSPEDEIRO 
- Encapsulamento –> protege contra RI e 
fagocitose; resistência às enzimas lisossômicas 
*Biofilme (estrutura frouxa, se liga a estrutura 
bióticas ou abióticas) –> evita opsonização 
- Mimetismo, mascaramento ou alteração 
antigênica -> evitar a resposta dos antibióticos 
- Dificuldade de ação do sistema complemento 
*S. aureus = proteína IgG ligante, proteína A, que 
evita que o anticorpo ative o complemento ou uma 
opsonina e mascara a bactéria contra detecção 
S. aureus vai atrai C1, por uma estrutura 
semelhante a IgG, porém não ativa o sistema 
complemento 
- Produção de protease anti-imunoglobulina 
*Neisseria gonorrhoeae – produz uma protease 
capaz de degradar IgA 
- Evasão do complemento 
*Espesso peptidoglicano nas bactérias Gram-
positivas e o longo antígeno O do LPS da maioria 
das bactérias Gram-negativas -> evita acesso do 
complemento e formação do MAC 
- Evasão da morte por fagocitose 
*S. pyogenes (estreptolizina) e Clostridium 
perfringen (α-toxina) -> enzimas líticas (lise) de 
fagócitos 
*Inibição da fagocitose -> cápsula 
*Bloqueio da morte intracelular – resistência às 
enzimas lisossômicas; adaptação à replicação no 
citoplasma 
- Produção de catalase por estafilococos 
*Quebra do peróxido de hidrogênio pelo sistema 
da mieloperoxidase 
- Bactérias que são internalizadas e sobrevivem à 
fagocitose 
*Célula utilizada como abrigo para o crescimento e 
escape da RI 
- Capacidade de internalização -> disseminação 
bacteriana 
-> S. aureus x escape das defesas do hospedeiro 
- S. aureus pode produzir coagulase 
*Enzima que promove a conversão de fibrina a 
fribrinogênio - barreira tipo coágulo 
*Distinção do S. aureus 
- São piogênicos (formadores de pus) 
*Formação de pus devido à morte de neutrófilos 
*Limita o acesso de Ac e antibióticos à bactéria -> 
pus age como uma proteção para a bactéria 
-> M. tuberculosis 
- Capaz de sobreviver no hospedeiro promovendo 
o desenvolvimento de granuloma 
RELAÇÃO BACTÉRIA X HOSPEDEIRO 
 
- Gravidade da doença dependendo da 
patogenicidade do microrganismo (fatores de 
virulência) e da resistência do hospedeiro 
(mecanismo de defesa)