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1 NEAD – Núcleo de Educação a Distância ROTAS DE APRENDIZAGEM Bacteriologia II | Métodos diagnósticos I | Aula 03 Onde Chegar • Identificar os diversos tipos de métodos utilizados para o diagnóstico bacteriano; • Relacionar o uso de microscopias, colorações e meios de cultura na identificação bacteriana. • Interpretar o uso de alguns dos diversos testes bioquímicos nos processos de diagnósticos bacterianos. O que Aprender • Diversidade dos métodos de identificação bacteriana; • Microscopia, coloração e meios de cultura; • Testes bioquímicos. AULA 03 Métodos diagnósticos I Bacteriologia II 2 NEAD – Núcleo de Educação a Distância ROTAS DE APRENDIZAGEM Bacteriologia II | Métodos diagnósticos I | Aula 03 Desenvolvimento Este Guia de Aprendizagem tem o objetivo de apresentar a primeira parte dos princípios e conceitos básicos relacionados aos métodos utilizados no diagnóstico bacteriano, compreendendo suas principais características, quais são suas funções e em que casos seu uso é indicado. Nesta primeira aula abordaremos os métodos de microscopia, coloração, meios de cultura e bioquímicos. Na próxima aula, continuando este assunto, discutiremos sobre os métodos sorológicos e moleculares. Microscopia e colorações Um dos primeiros passos para o diagnóstico bacteriano inclui a análise microscópica, devido ao seu baixo custo e rapidez, comparada aos demais métodos. A diversidade de tipos de microscopia é grande, podendo ainda, na maioria das vezes, contar com a utilização de colorações. • Exames a fresco: permitem a análise dos microrganismos nas condições normais de vida e são utilizados quando a morfologia fica distorcida devido aos processos de fixação e coloração ou ainda durante a verificação da motilidade, dos processos fisiológicos (divisão celular, produção de esporos) e para a observação de corpúsculos (vacúolos e material graxo). Utilizam uma gota da amostra misturada com solução salina (ou outras substâncias, como hidróxido de potássio), colocada diretamente sobre a lâmina, e, após ser coberta por uma lamínula, procede-se a análise microscópica. Sua utilização, no entanto, é limitada, visto que a maioria das bactérias não é bem visualizada sem um corante. Geralmente utilizam também outros microscópios ópticos que melhoram o contraste da visualização, como o de campo escuro ou de contraste de fases. • Fixação e coloração: a coloração de células mortas após a realização de um esfregaço fixado pelo calor é geralmente preferível às preparações a fresco, pois os corantes reagem quimicamente com as células bacterianas e não interferem com o meio circundante, permitindo identificar estruturas internas e também o uso da objetiva de imersão (maior aumento). Lembrando que as colorações podem ser simples (com o propósito de melhorar a visualização), diferenciais (para auxiliar no diagnóstico, como a coloração de Gram e Ziehl-Neelsen) ou ainda especiais (que evidenciam uma estrutura específica da bactéria, como os flagelos ou endósporos). 3 NEAD – Núcleo de Educação a Distância ROTAS DE APRENDIZAGEM Bacteriologia II | Métodos diagnósticos I | Aula 03 Cultura bacteriana Muitos microrganismos recuperados a partir de amostras clínicas podem ser identificados utilizando-se ensaios dependentes de cultivo. A partir das características de crescimento dos organismos nos meios enriquecidos utilizados no isolamento primário, um patógeno presuntivo é novamente cultivado em meios especializados, confeccionados de modo a avaliar uma ou várias reações bioquímicas, por exemplo. Cada ensaio é desenhado para se diferenciar o crescimento e metabolismo bacteriano padrão, com o objetivo principal de identificar um patógeno individual (ou ao menos seu gênero) com base no seu padrão característico de crescimento nos meios seletivos e diferenciais. Testes bioquímicos Características relacionadas com o crescimento, necessidades nutricionais e fisiologia são úteis na identificação bacteriana, sendo analisadas por meio de diversos testes bioquímicos. Essas análises podem envolver inclusive alguns tipos de meio de cultura com reagentes que permitam a distinção visual, tanto por meio de mudança de cor como por alteração do aspecto ou da constituição do meio, por exemplo. EXEMPLO DE KIT COM DIVERSOS TESTES BIOQUÍMICOS BACTERIANOS FONTE: Tira O Jaleco 4 NEAD – Núcleo de Educação a Distância ROTAS DE APRENDIZAGEM Bacteriologia II | Métodos diagnósticos I | Aula 03 Alguns dos diversos exemplos de testes bioquímicos para o diagnóstico bacteriano são: • Catalase: Atua catalisando a conversão do peróxido de hidrogênio (H2O2) em água e oxigênio. Quando uma colônia bacteriana é misturada com o H2O2, a liberação do O2 pode ser observada pelo aparecimento de bolhas de gás quando essa bactéria for produtora de catalase. O teste é particularmente útil na diferenciação dos estafilococos (positivos) dos estreptococos (negativos), porém também tem aplicação taxonômica para bactérias gram-negativas; • Coagulase: Atua como um fator plasmático, convertendo o fibrinogênio em fibrina, coagulando a amostra. É usado na diferenciação do Staphylococcus aureus de outros estafilococos; • Oxidase: Detectam o componente c do complexo citocromo-oxidase (que faz parte da cadeia transportadora de elétrons nos processos de produção de energia). O reagente do teste de oxidase é acrescentado a uma cultura de organismo em placa ágar; uma mudança de cor do reagente do teste para azul, púrpura ou preto indica a presença de citocromo c oxidase.; • Fermentação de carboidratos: A capacidade de produzir metabólitos ácidos por via fermentativa ou oxidativa, a partir de uma variedade de carboidratos (por exemplo glicose, sacarose e lactose) é usada na identificação da maioria dos grupos bacterianos. Quando organismo é inoculado em um meio contendo um açúcar específico, observa-se a ocorrência de crescimento e os produtos finais da fermentação, incluindo gases; • Sulfeto de hidrogênio (H2S): Algumas bactérias são capazes de produzir H2S a partir de aminoácidos e compostos sulfurosos. A coloração negra formada pela interação dos sais de sulfeto com metais pesados presentes no meio, tais como o ferro, indica a produção de H2S pelo microrganismo; • Indol: Testa a capacidade de um organismo em produzir o indol a partir da degradação do aminoácido triptofano. O indol é detectado pela formação de uma coloração vermelha após a adição reagente, indicando que o microrganismo apresenta um conjunto de enzimas que convertem o triptofano em indol; • Motilidade: A determinação da motilidade de bactérias é realizada a partir de seu crescimento em meios semissólidos: as bactérias móveis apresentam um crescimento difuso que se estende lateralmente a partir da linha de inoculação por meio de flagelos, enquanto as imóveis crescem somente onde se deu a inoculação; 5 NEAD – Núcleo de Educação a Distância ROTAS DE APRENDIZAGEM Bacteriologia II | Métodos diagnósticos I | Aula 03 • Urease: A urease hidrolisa a ureia em duas moléculas de amônia e CO2. Essa reação pode ser detectada pela elevação do pH no meio causado pela produção de amônia, alcalinizando, o qual é demonstrado pela mudança de cor do indicador de pH do meio; • Citrato: Um meio que contenha citrato de sódio como única fonte de carbono pode ser usado para determinar a capacidade de metabolizar o citrato. O indicador no meio muda de cor se houver metabolismo do citrato; o consumo do citrato indica a presença do complexo permease que transporta o citrato para dentro da célula; • Fenilalanina desaminase: A desaminação de fenilalanina forma o ácido fenilpirúvico, o qual é detectado após o crescimento do microrganismo em meio contendo o aminoácido. O aparecimento de uma coloração verde escura após a adição de uma solução de cloreto férrico a 10% indica resultado positivo, que demonstra a presença da enzima fenilalaninadesaminase; • Vermelho de metila: Identifica espécies bacterianas que produzem ácidos orgânicos fortes (láctico, acético e fórmico) a partir da fermentação mista da glicose, visto que as bactérias que seguem a via de fermentação de ácidos mistos produzem quantidades suficientes de ácidos fortes para manter o pH abaixo de 4,4. O organismo é cultivado no caldo; acrescenta-se o indicador vermelho de metila; a presença de ácido provoca uma mudança na cor do indicador (vermelho). Vá mais Longe Capítulo Norteador: Capítulo 14 – Métodos de diagnóstico e Capítulo 63 – Fundamentos da identificação bioquímica das bactérias. TRABULSI, Luiz Rachid; ALTERTHUM, Flávio (ed.). Microbiologia. 6. ed. São Paulo: Atheneu, 2015. 919 p. Biblioteca Virtual. (Páginas 117-118, 122-123, 525-539). Agora é sua Vez! Interação • Texto: “Detecção e Identificação de Bactérias de Importância Médica”. Disponível em https://www.anvisa.gov.br/servicosaude/microbiologia/mod_5_2004.pdf Acesso em 07 nov. 2021. https://www.anvisa.gov.br/servicosaude/microbiologia/mod_5_2004.pdf 6 NEAD – Núcleo de Educação a Distância ROTAS DE APRENDIZAGEM Bacteriologia II | Métodos diagnósticos I | Aula 03 • Texto: “Microbiologia clínica para o controle de infecção relacionada à assistência à saúde: Módulo 6: Detecção e identificação de bactérias de importância médica.” Disponível em: https://spdbcfmusp.files.wordpress.com/2014/09/iras_modulodeteccaobacterias.pdf Acesso em 07 nov. 2021. • Vídeo: “Provas Bioquímicas em Microbiologia” Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=hdDWOfAKueQ Acesso em 07 nov. 20221. Com base nos materiais acima e demais, escolha uma espécie bacteriana (ou apenas um gênero, se for necessário) e pesquise suas características morfológicas, metabólicas e funcionais, pensando em como seria possível identificá-la em laboratório. Em seguida, faça uma reflexão no Fórum da Disciplina citando ao menos dois testes que podem ser úteis no processo do diagnóstico bacteriano da espécie escolhida e explique quais resultados esperados dos testes selecionados na identificação da bactéria em questão. Lembre-se que nesta aula citamos apenas alguns dos testes possíveis, logo, caso a bactéria escolhida possa ser identificada por meio de outro tipo de teste, é muito válido que você também comente um pouco sobre esse método citado. A indicação é que sejam escolhidos métodos de microscopia, coloração e provas bioquímicas, pois os métodos sorológicos e moleculares de identificação serão discutidos na aula posterior. Questão para Simulado 1 – As bactérias podem ser diferenciadas por uma diversidade de métodos, que incluem os testes bioquímicos. Sobre esses testes, leia as afirmativas abaixo: I- No teste da catalase, o resultado é considerado positivo quando há borbulhamento ou efervescência devido à liberação do oxigênio. II- A prova de urease é revelada positiva quando a urease degrada a ureia, acidificando o meio, que adquire coloração rosa. III- A prova de motilidade, como indica indiretamente a presença de flagelos, na verdade, não é uma prova bioquímica e sim fisiológica. Assinale a alternativa que contém a(as) afirmativa(s) correta(s): a) Somente a afirmativa I está correta. b) Somente a afirmativa II está correta. c) Somente a afirmativa III está correta. d) Somente as afirmativas I e III estão corretas. e) Somente as afirmativas II e III estão corretas. https://spdbcfmusp.files.wordpress.com/2014/09/iras_modulodeteccaobacterias.pdf https://www.youtube.com/watch?v=hdDWOfAKueQ 7 NEAD – Núcleo de Educação a Distância ROTAS DE APRENDIZAGEM Bacteriologia II | Métodos diagnósticos I | Aula 03 Resposta: Letra D Comentário: No teste de urease, a coloração rosa adquirida ao fim do teste deve-se à alcalinização do meio (aumento do pH), e não à acidificação do meio, como indicado na alternativa. O pH se torna alcalino visto um dos produtos gerados pela quebra da ureia é a amônia, que tem caráter básico. "Organize-se: 4 horas semanais – mínimo sugerido para autoestudo" REFERÊNCIAS BERNARDI, Gisele Aparecida. Microbiologia Clínica. Curitiba: Contentus, 2020. 103 p. Biblioteca Virtual. (Capítulo 1 – Diagnóstico bacteriológico. Páginas 258-261) KUMAR, Surinder. Textbook of microbiology. New Delhi: Jaypee Brothers Medical Publishers, 2012. 804 p. Biblioteca Virtual. (Capítulo 2 – Microscopy, Capítulo 8 – Identification of bactéria e Capítulo 87 – Diagnostic Medical Microbiology. Páginas 13- 17; 71-79; 753-758). SASTRY, Apurba S.; BHAT, Sandhya. Essentials of Medical Microbiology. 2nd ed. New Delhi: Jaypee Brothers Medical Publishers, 2019. 714 p. Biblioteca Virtual. (Capítulo 5 – Identification of bacteria. Páginas 56-61).