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UNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS VIII Curso de Especialização em Microbiologia Clínica Disciplina: Identificação Bacteriana Meios de culturaMeios de cultura Profª: Beathriz Godoy E-mail: beathriz.godoy@upe.br Recife ● Se você tiver uma bactéria, você consegue identificar? ● Como? ● Microscopia óptica aumenta cerca de 1 000X ● Microscopia eletrônica aumenta Microscopia eletrônica ● Microscopia eletrônica aumenta cerca de 200.000 a 400.000X ● Para ser identificada e se realizar o antibiograma é necessário se ter milhões de bactérias (pela bacteriologia clássica); Colônias a olho nu Crescimento bacteriano 10 horas: 1 bilhão de células Após 18 a 24 horas Meios de cultura ● Finalidade: Cultivo artificial de microrganismos; ● São formulados com material nutriente preparado para multiplicação dos microrganismos; ● Ao aumentar o numero de microrganismos, é possível ● Ao aumentar o numero de microrganismos, é possível identificar o gênero e espécie, bem como o perfil de susceptibilidade aos antimicrobianos; ● A maioria das bactérias podem ser cultivadas em laboratório ● Ainda não se conseguiu cultivar em laboratório: Treponema pallidum e Mycobacterium leprae Meios de cultura Principio básico: ● Adição de indicador de pH ● Quando determinado substrato é utilizado pela bactéria ocorre produção de metabólitos ● Os metabolitos alteram o pH do meio acidificação ● Alteração na cor das colônias ou do meio de cultura Principio básico Exemplo fermentação do Manitol O manitol é um açúcar que alguns microrganismos são capazes de utilizar como fonte de energia, através da fermentação. O manitol é um açúcar que alguns microrganismos são capazes de utilizar como fonte de energia, através da fermentação. A mudança de pH pode ser observada pela A mudança de pH pode ser observada pela Positivo: acidificou Se houver produção de ácidos durante o processo de fermentação vai acarretar modificação do pH do meio Se houver produção de ácidos durante o processo de fermentação vai acarretar modificação do pH do meio viragem de cor do meio devido à presença do indicador de pH Vermelho de Fenol. viragem de cor do meio devido à presença do indicador de pH Vermelho de Fenol. Negativo: não acidificou Meio inalterado Meio de manitol Meios de cultura ● Deve oferecer condições o mais próximas possível das condições naturais. Características fundamentais: 1. Fonte de carbono (açúcar: glicose, lactose, sacarose) energia 2. Água: normalmente contêm 80% de água, 2. Água: normalmente contêm 80% de água, 3. Cloreto de sódio: 0.9%, (Staphylococcus aureus pode suportar elevadas concentrações salinas). 4. pH: entre 6.8 e 7.8, ou seja, próximo da neutralidade; ex. Helicobacter e Lactobacillus o que são quanto ao pH? Procedimento básico para preparo dos meios de cultura sintéticos balançabalança proveta balão aquecimento autoclave Distribuição em placas Procedimento básico para preparo dos meios de cultura sintéticos ● Pesar o meio de cultura de conformidade com as instruções do fabricante ● Adicionar a água necessária para a quantidade de meio que foi pesada ● Dissolver o meio no fogo ou forno de micro-ondas● Dissolver o meio no fogo ou forno de micro-ondas ● Esterilizar em autoclave ● Aguardar esfriar um pouco o meio ● Homogeneizar delicadamente para não formar bolhas ● Distribuir em placas de Petri Esterilização Duas principais funções de esterilização: a) meios e reagentes a serem utilizados b) todo material utilizado (placas com cultivo)cultivo) ● Autoclave temperatura sob pressão; Temperatura 121ºC Tempo de 30 minutos Meios de cultura Estado físico: [Ágar] LÍQUIDO Turvação do meio SÓLIDO (1,5 a 2,0%) de agar Colônias Semi-Sólido (0,5%) Motilidade “AGAR-AGAR” ● A consistência dos meios é dada pela concentração de Ágar-ágar ● Extraído de diversos gêneros e espécies de algas ● Extraído de diversos gêneros e espécies de algas marinhas vermelhas; ● Solidifica a 37ºC, permitindo o plaqueamento Colônias bacterianas em vários meios de cultura Ágar-sangue HE MacConkey MacConkey HE Caldo de Infusão Cérebro-Coração (BHI) ● Líquido ou sólido ● Rico em nutrientes: ● Infusão de cérebro e coração Adicionado de peptona (fontes de nitrogênio, ● Adicionado de peptona (fontes de nitrogênio, carbono, enxofre e vitaminas) ● Dextrose (carboidrato utilizado para fermentação). Caldo de Infusão Cérebro-Coração (BHI) ● Finalidade: ○ Cultivar microrganismos (fastidiosos ou não) ○ Testes de coagulase ○ Teste de motilidade em lâmina. Interpretação: ● Cor original do meio: amarelo claro e límpido. ● Presença de turvação: crescimento bacteriano. ● Ausência de turvação: sem crescimento Caldo BHI – Brain Heart Infusion ● Derivado de nutrientes de infusão de cérebro e coração de boi, adicionado de peptona, possuindo nitrogênio, carbono, enxofre e vitaminas; ● Enriquecimento de materiais biológicos pobres em bactérias; bactérias; ● Microrganismos moderadamente fastidiosos como: Streptococcus pyogenes, meningococo ● Para realização de teste de motilidade em lâmina. Ágar Mueller-Hinton (MH) ● Oferece condições de crescimento das principais bactérias ● Meio padronizado por Kirby e Bauer e pelo CLSI ANTIBIOGRAMA Finalidades: Pode servir de base para o ágar● Pode servir de base para o ágar-sangue ● Realização do teste de avaliação da resistência aos antimicrobianos pelos métodos de difusão em disco e E-test; Interpretação: ● Cor original do meio: amarelo palha. Ágar Mueller-Hinton Como identificar determinada bactéria? ● Cultura pura reisolamentos ● Semeio sempre deve ser por esgotamento;esgotamento; ● Varias colônias com as mesmas características; ● Realização de testes necessários a identificação; Função dos meios de cultura ● Realizar a identificação perfunctória (inicial) de microrganismos, explorando as características bioquímicas microbianas; ● Para identificar corretamente é imprescindível que se esteja diante de colônias bem isoladas e culturas puras (semeio por esgotamento). Semeio por esgotamento Tipos de meios de cultura ● Meios de enriquecimento: Geralmente líquidos, facilitam a multiplicação celular; ● Meios ricos: adicionados de substâncias nutritivas; ● Meios seletivos: Têm o objetivo de nutrir determinadas espécies que : Têm o objetivo de nutrir determinadas espécies que serão objetos de investigação e impedir o crescimento de outras bactérias (adição de corantes, antibióticos e outras substâncias); ● Meios indicadores e diferencial: indicam uma propriedade importante na identificação (ex. utilização de determinado substrato) ● Meios de triagem: Identificam a produção de alguma substância específica. Ágar-sangue (rico) Ágar-chocolate (rico) Ágar Dnase (triagem) Tipos de meios de cultura Ágar sangue (rico) Ágar chocolate (rico) Manitol ágar sal (seletivo/triagem) EMB ou Teague (seletivo) BHI (enriquecimento) ● Meios de enriquecimento: Brain Heart Infusion (BHI) ou caldo simples; ● Meios ricos: ágar-sangue, ágar-chocolate; ● Meios seletivos: Teague MacConkey; Tipos de meios de cultura ● Meios seletivos: Teague, MacConkey; ● Meios indicador: Teague, MacConkey; ● Meios para provas específicas (triagem): DNase, Manitol. Meios de Enriquecimento ● Fornecem nutrientes necessários ao crescimento de microrganismos presentes usualmente em: 1. baixo número1. baixo número 2. de crescimento lento; 3. Fastidiosos; ex. caldo tetrationato para crescimento de Salmonellas iodo e iodeto de K Motilidade bacteriana ● Colocar os microrganismos em caldo BHI ● Colocar uma gota da suspensão bacteriana sobre a lâmina e uma bacteriana sobre a lâmina e uma lamínula por cima; ● Observar ao microscópio óptico; ● Diferenciar motilidade de movimento browniano. Motilidade bacteriana Meio MIO Motilidade, Indol, Ornitina Meio Motility Meio Motility comTriphenyltetrazolium Chloride (TTC) Meio SIM Sulfeto, Indol, Motilidade MEIOS RICOS ● São acrescentadas substâncias para aumentar o poder nutritivo do meio: ● Ágar-sangue (sólido): a uma base acrescenta-se 5 a 10% de sangue desfibrinado de carneiro, 5 a 10% de sangue desfibrinado de carneiro, coelho; ● Ágar-chocolate (sólido): a uma base acrescenta-se 5 a 10% de sangue desfibrinado de carneiro, coelho; com hemácias rompidas. Meios de cultura Ágar-sangue Ágar-Chocolate Thayer Martin Teague Ágar-sangue ● O meio, usando uma base rica, oferece ótimas condições de crescimento a maioria dos microrganismos. ● A conservação dos eritrócitos íntegros no meio permite identificar se o no meio permite identificar se o organismo produz algum tipo de hemólise ou não; ● Cor: vermelho vivo ● Finalidade: isolamento de microrganismos não fastidiosos, verificação do padrão de hemólises ● isolamento de microrganismos não fastidiosos; Tipos de hemólise: 1. Alfa hemólise ou hemólise parcial presença de halo esverdeado ao redor das colônias semeadas (lise parcial Ágar-sangue esverdeado ao redor das colônias semeadas (lise parcial dos eritrócitos). 2. Beta hemólise ou hemólise total presença de halo transparente ao redor das colônias semeadas (lise total dos eritrócitos). 3. Gama hemólise ou ausência de hemólise sem halo ao redor das colônias (eritrócitos permanecem íntegros). Hemólises A B C Alfa-hemólise Beta-hemólise Gama - hemólise Hemólises Hemólise alfa hemólise beta ausência de hemólise Colônias de S. aureus Luz transmitida A observação das placas deve ocorrer através da luz refletida e transmitida Luz refletida Padrões de hemólise A B Beta-hemólise gama-hemólise A B Padrões de hemólise Beta-hemólise Alfa - hemólise Ágar sangue - preparo do meio Seguir o procedimento básico ● Esfriar a base a +/- 50ºC; ● Adicionar 5 a 10% de sangue desfibrinado de carneiro para cada 100 ml de base;para cada 100 ml de base; ● Homogeneizar bem o sangue com o meio até o meio apresentar uma cor vermelho vivo; ● Seguir restante do procedimento básico. Características de enterobacteriáceas no ágar-sangue Proteus spp. Klebsiella spp. E. coli Proteus spp. no sangue Características Não fermentadores P. aeruginosa Características dos cocos no ágar sangue Enterococcus S. aureus S. agalactiae Ágar Chocolate ● Interpretação: Cor original do meio: castanho escuro (chocolate). ● Utilizado para o cultivo de microrganismos exigentes, embora cresçam neste meio quase todos os tipos de microrganismos.quase todos os tipos de microrganismos. ● Base do meio em temperatura alta ● Adiciona-se sangue carneiro, o que faz com que as hemácias se rompam, liberando hemina e hematina (hemoglobina livre), compostos fundamentais para o crescimento dos microrganismos exigentes. Ágar Chocolate - preparo do meio Seguir o procedimento básico e modificar: ● Quando retirar do autoclave esfriar a base à temperatura de aproximadamente 80ºC; ● Adicionar 5 a 10 % de sangue desfibrinado de cavalo para cada 100 ml de base;para cada 100 ml de base; ● Homogeneizar bem até lisar totalmente as hemácias e o meio apresentar uma cor castanho escuro (chocolate); ● Distribuir em placas de Petri Ágar Thayer-Martin ● Base rica ● Adicionado de inibidores ● Cor do meio: cor de chocolate ● Destinados para o isolamento de Neisseria gonorrhoeae e Neisseria meningitidis; Seguir o procedimento básico e deixar resfriar a base ágar chocolate a 50ºC; e adicionar:ágar-chocolate a 50ºC; e adicionar: ● Suplemento nutritivo (ISOVITALEX) ● Adicionar VCN: V: Vancomicina (antibiótico inibir Gram-positivos) C: Colistin (antibiótico inibir Gram-negativos) N: Nistatina (anti-fúngico ) Meios Seletivos ● Objetivo de favorecer o crescimento da bactéria de interesse impedindo o crescimento de outras bactérias; Inibem os Gram positivos selecionando os Gram negativos ● MacConkey: Contém sais biliares e cristal de violeta 1%; ● Teague, EMB: Contém eosina 2% e azul de metileno ● Teague, EMB: Contém eosina 2% e azul de metileno 0,5%; ● HE: sais de bile (inibição de Gram positivos e retardamento do crescimento da microbiota normal, especifico para fezes); Favorece o S. aureus ● Manitol Ágar sal: Tem 7.5% de NaCl Meio seletivo e diferencial – Teague ● Seletivo: porque só crescem bacilos (contém eosina azul de metileno que inibe as bactérias Gram-positivas num determinado grau).determinado grau). ● Diferencial: diferencia as bactérias que utilizam a lactose das que não utilizam a lactose como fonte de carbono. EMB ou Teague Pigmento metálico no Teague ● E.coli, K. pneumoniae e E. aerogenes metabolizam a lactose com produção de aldeido ácido. ● O aldeído liberta fucsina do composto de fucsina- sulfito, a fucsina então colore as colônias de metálico-esverdeado. EMB ou Teague (meio seletivo e diferencial) Contém sacarose que é fermentada por determinados organismos entéricos de forma mais rápida do que a lactose Lactose positiva Lactose negativa Os corantes funcionam também como indicadores de pH diferenciando a resposta à fermentação da lactose e/ou sacarose por microrganismos. Os coliformes em geral produzem colônias pretas/azuladas, Colônias de Salmonella e Shigella são incolores ou têm uma cor âmbar transparente Eosina Azul de Metileno (EMB ou Teague) Interpretação: ● Cor original do meio: vermelho escuro, com tom meio marron; ● Colônias pretas-azuladas: fermentadoras Colônias pretas de lactose (Enterobacter spp. Klebsiella spp); ● Colônias com brilho verde metálico: fermentadoras de lactose (E.coli); ● Colônias incolores: não fermentadoras de lactose. Principio básico da fermentação da lactose no meio de Teague A lactose é um açúcar que alguns microrganismos são capazes de utilizar como fonte de energia, através da fermentação, produzindo ácidos como subprodutos A lactose é um açúcar que alguns microrganismos são capazes de utilizar como fonte de energia, através da fermentação, produzindo ácidos como subprodutos A mudança de pH (produziu ácidos) pode ser observada pela viragem de cor das colônias devido à presença do indicador de A mudança de pH (produziu ácidos) pode ser observada pela viragem de cor das colônias devido à presença do indicador de colônias devido à presença do indicador de pH eosina azul de metileno colônias devido à presença do indicador de pH eosina azul de metileno Utilizou a lactose (lactose positiva): produziu ácidos Não utilizou a lactose (lactose negativa): não produziu ácidos Meio de Teague EMB ou Teague MEIO SELETIVO E INDICADOR A B C Lactose positiva Lactose positiva E F Lactose negativa Lactose positiva Lactose positiva Lactose negativa D Meio seletivo e diferencial- MacConkey ● Seletivo: porque só crescem bacilos; Contém sais biliares e cristal de violeta 1%; ● Diferencial: diferencia as bactérias que utilizam a lactose das que não utilizam a lactose como fonte de carbono. MacConkey Ágar MacConkey ● Meio Seletivo e diferencial ou indicador; ● Não há crescimento de cocos Gram positivos devido a presença de sais biliares e o cristal violeta; ● Finalidade: isolar bacilos Gram-negativos (enterobactérias e não fermentadores) e verificar a (enterobactérias e não fermentadores) e verificar a fermentação ou não da lactose. Interpretação: ● Cor original do meio: rosa intenso. ● Colônias cor de rosa: fermentadoras de lactose. ● Colônias incolores: não fermentadoras de lactose. MacConkey Principio básico da fermentação da lactose no meio de macConkey A lactose é um açúcar que alguns microrganismos são capazes de utilizar como fonte de energia, através da fermentação, produzindo ácidos como subprodutos A lactose é um açúcar que alguns microrganismos são capazes de utilizar como fonte de energia, através da fermentação, produzindo ácidos como subprodutos A mudançade pH (produziu ácidos) pode ser observada pela viragem de cor das colônias devido à presença do indicador de A mudança de pH (produziu ácidos) pode ser observada pela viragem de cor das colônias devido à presença do indicador de colônias devido à presença do indicador de pH eosina azul de metileno colônias devido à presença do indicador de pH eosina azul de metileno Utilizou a lactose (lactose positiva): produziu ácidos Não utilizou a lactose (lactose negativa): não produziu ácidos Meio de MacConkey MacConkey (meio seletivo e indicador) A B C D E F G Meio seletivo e diferencial – Hectoen enteric (HE) ● Seletivo: porque só crescem bacilos; Contem sais biliares e os corantes azul de bromotimol e fucsina ácida. ● Diferencial: diferencia as bactérias que utilizam a lactose das que não utilizam a lactose como fonte de carbono. Hectoen enteric ● Mais uma característica: (H2S), a produção de gás sulfídrico é visto pelo precipitado negro que se acumula com as colônias; ● Finalidade: isolar bacilos Gram- negativos (enterobactérias e não Meio seletivo e diferencial – Hectoen enteric (HE) negativos (enterobactérias e não fermentadores) e verificar a fermentação ou não da lactose. ● Utilidade: isolar e diferenciar os membros da espécie Salmonella e Shigella de outras Enterobacteriaceaes. Hectoen enteric ● E. coli: colônias amarelas a salmão ● Shigella spp. produz colônias esverdeadas (da Meio seletivo e diferencial – Hectoen enteric (HE) ● Shigella spp. produz colônias esverdeadas (da cor do meio). ● Salmonella spp. e Proteus spp produzem colônias esverdeadas com pigmento negro. Interpretação: ● Cor original do meio: azul-esverdeado ● Colônias amarelas a salmão: enterobactérias fermentadoras de lactose. Meio seletivo e diferencial – Hectoen enteric (HE) ● Colônias azuis-esverdeadas: enterobactérias Não fermentadoras de lactose. ● Colônias azuis-esverdeadas com centro preto: suspeita de Salmonella spp. ou Proteus spp. Hektoen Enteric (HE) Hektoen Enteric (HE) Hectoen Enteric - HE MEIO SELETIVO, INDICADOR E H2S Principio básico da fermentação da lactose no meio de H.E. A lactose é um açúcar que alguns microrganismos são capazes de utilizar como fonte de energia, através da fermentação, produzindo ácidos como subprodutos A lactose é um açúcar que alguns microrganismos são capazes de utilizar como fonte de energia, através da fermentação, produzindo ácidos como subprodutos A mudança de pH (produziu ácidos) pode ser observada pela viragem de cor das colônias devido à presença do indicador de A mudança de pH (produziu ácidos) pode ser observada pela viragem de cor das colônias devido à presença do indicador de colônias devido à presença do indicador de pH eosina azul de metileno colônias devido à presença do indicador de pH eosina azul de metileno Utilizou a lactose (lactose positiva): produziu ácidos Não utilizou a lactose (lactose negativa): não produziu ácidos Meio de H.E. Hektoen Enteric (HE) Lactose positiva Lactose negativa Lactose negativa e positiva com e sem H2S Lactose negativa e positiva com e sem H2S Lactose negativa com e sem H2S Lactose positiva Hektoen Enteric (HE) Compare as características das colônias Proteus mirabilis Salmonella enterica Nos meios de Teague/MacConkey/Hectoen enteric: ● Produzem colônias com cor intensa: “fermentadores de lactose”: ● Escherichia coli ● Enterobacter spp;● Enterobacter spp; ● Klebsiella pneumoniae; ● Produzem ácido (como sub-produto da fermentação da lactose), baixando o pH do meio resultando na aparência de colônias coradas. ● Produzem colônias incolores ou da cor do meio: “não fermentadores de lactose” 1. Salmonella spp. Nos meios de Teague/MacConkey/Hectoen enteric: 2. Proteus spp. 3. Morganella spp. 4. Providencia spp. 5. Serratia spp. 6. Shigella spp 7. Pseudomonas spp. ●Meio de cistina lactose deficiente em eletrólitos (CLED) ●Nutrientes peptonas de caseínas e gelatina e extrato de carne bovina. ●Lactose metabolismo diferencial Ágar CLED ●Lactose metabolismo diferencial ● Indicador de ph azul de bromotimol ●Fontes de eletrólitos são reduzidas para minimizar a proliferação de espécies de Proteus spp. Ágar CLED Lactose - Lactose +Cor original Serratia marcescens Manitol Ágar Sal S. epidermidis ● Alta concentração de sal (7,5%); ● Indicador vermelho de fenol, quando o pH baixa muda para amarelo a cor do meio; S. aureus para amarelo a cor do meio; ● Staphylococcus aureus é capaz de crescer e de fermentar manitol, produzindo ácido. ● Staphylococcus epidermidis cresce, mas não fermenta o manitol, não acidifica Produção de pigmentos Serratia marcescens Pseudomonas aeruginosa Pseudomonas aeruginosaPseudomonas aeruginosa Quem produz esse pigmento? Serratia pigmento: prodigiosina DNAse DNase positivos: ● Staphylococcus aureus ● Serratia spp. ● Stenotrophomonas maltophilia. DNase negativos: DNase negativos: ● Staphylococcus coagulase negativa, ● demais enterobactérias, ● demais bacilos Gram negativos não fermentadores. E. faecalis Meios cromogênicos P. mirabilis E. coliS. aureus E. faecalis K. pneumoniae S. agalactiaeE. faecalis Meio cromogênico Streptococcus agalactiae Klebsiella E. coli Klebsiella Meio cromogênico Proteus S. aureus Enterococcus E. coli Klebsiella Meio cromogênico Klebsiella S. aureus Enterobacter Meio cromogênico Proteus E. coli Cândida Cromo Cândida C. tropicalis C. cruzei C. albicans Provas bioquímicas ● Através da verificação das transformações químicas que ocorrem no substrato pela ação do microrganismo pode-se identificar a bactéria. ● Baseia-se na: ● utilização de carboidratos, na decomposição de compostos nitrogenados (produção de indol, desdobramento da uréia, produção de gás sulfídrico). ● A série é composta por vários meios de cultura TSI, CITRATO, LISINA, URÉIA, GLICOSE E TESTE DE MOBILIDADE Provas bioquímicas citrat o TSI: três açucares e ferro