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Identificação das enterobacteriaceas Profª Marinalda Vilela 2018 Introdução • É o maior e mais heterogêneo grupo de bactérias; • É possível se encontrar enterobactérias em qualquer amostra clínica; • Não esporulados; • Motilidade: variável; • Quanto ao uso de Oxigênio: anaeróbios facultativos Habitam o intestino de pessoas saudáveis Anaeróbios facultativos Bacilos esporulados Introdução • São bacilos Gram negativos (como é sua parede celular?); • Crescem em meios meios ricos (ágar sangue, ágar chocolate), meios seletivos (MacConkey, Teague). • Fermentam a glicose com ou sem produção de gás; • Produzem enzimas como: - catalase - nitrato redutase - que reduz o nitrato a nitrito. • Não produzem a enzima citocromo oxidase (semelhante a qual não fermentador?) Bacilos Gram negativos Enterobacteriáceas – produção de nitrato redutase • A urina é rica em nitratos. A presença de bactérias na urina transforma esses nitratos em nitritos; • Sumario de urina com nitrito positivos é um sinal indireto da presença de bactérias; • Nem todas as bactérias tem a capacidade de metabolizar o nitrato (ex. Enterococcus spp.) Bactérias Nitrito Nitrato Importância clínica das enterobacteriaceas • Habitat: trato gastrointestinal de humanos, no reino animal, na água, solo e vegetais. • Enteropatógenos: Alguns por causarem preferencialmente infecções gastrointestinais (Salmonellas, Shigellas e alguns sorotipos de E. coli) • Patógenos oportunistas: São responsáveis por cerca de 70% das infecções urinárias e 50% das septicemias. • Possuem varias propriedades diferentes como: - carboidrato que metabolizam; - tipo e quantidade de ácidos produzidos; -produção de determinadas enzimas; Sítios de infecções com membros da família em ordem de prevalência • Exame macroscópico da cultura: Aspecto morfológico das colônias (Sangue, Teague, H.E. e MacConkey) • Exame microscópico: tamanho e morfologia da bactéria pela coloração e microscopia; • Capacidade de fermentação: metabolização de substratos adicionados de indicadores de pH Identificação enterobacteriaceas Enterobacteriaceas • Sob certas condições, são oportunistas e podem causar infecção secundária em vários sítios como: • Ferída operatória; • Trato respiratório; • Trato urinario; • Sangue (hemocultura); • Abscesso; • Líquido ascítico Identificação bacteriana • Bacteriologia clássica: utiliza meios de cultura e provas bioquímicas na identificação, a identificação presuntiva dos principais gêneros de interesse clínico. Os principais gêneros e espécies de importância clínica podem ser caracterizados com >95% de acerto com poucas provas. • Identificação sorológica: relacionada a identificação dos antígenos bacterianos, através de anticorpos específicos. - polissacarídeo somático “O”, - antígeno capsulares “K” - proteínas flagelares “H” identificação ou confirmação sorológica utilizada para algumas enterobacteriaceas como Salmonella spp., Shigella spp., Escherichia coli Identificação - metodologia • Existem percentuais de positividade para cada espécie bacteriana; • É necessário destacar que padrões não usuais podem ocorrer; • No entanto devem ser confirmados, além disso determinar se existe mais de uma bactéria no inoculo (cultura mista de bactérias); • A identificação de uma enterobactéria começa com a análise do material semeado, sitio da coleta; • Microbiota ou patogeno? Testes para identificação de enterobactérias • Poucos sistemas oferecem 100% de acerto para a caracterização das espécies de enterobactérias, mas analisam o principal comportamento descrito na literatura. • Acurácia da identificação - A maioria dos esquemas trabalha com um máximo de 80% de acerto. Identificação perfunctória das enterobacteriaceas Principais provas para a identificação das enterobactérias de importância clínica • Coloração de Gram • Produção da citocromo oxidase (OXIDASE) • Motilidade • Fermentação da lactose • Utilização de citrato • Produção de Ornitina descarboxilase • Produção de sulfeto de hidrogênio (H2S) • Produção de gás (CO2) • Produção de indol • Produção de urease • Produção de DNAse Gêneros mais importantes Escherichia Klebsiella Enterobacter Citrobacter Salmonella Proteus Shigella Serratia Morganella Providencia Cerca de 99% dos isolamentos de enterobactérias de importância clínica: Coloração de Gram Todas as enterobacteriaceas são bacilos Gram-negativos Produção de oxidase • Estas enzimas atuam no sistema de transporte de electrons durante a respiração aeróbia; • Quando o organismo produz essa enzima ela oxida o reagente da oxidase que muda a cor para azul ou púrpura. • Quando não produz a enzima o reagente da oxidase permanece inalterado; • As enterobactérias não produzem a oxidase; Positiva Negativa Motilidade Pode ser utilizado: • BHI semi-sólido, após incubação é observado o crescimento bacteriano; • BHI liquido, após incubação a motilidade é observada no microscópio ótico. • Meio MIO (motilidade, indol, ornitina) Meios semi-sólido Imóvel Móvel MIO: Imóvel Motilidade Móveis • P. mirabilis • P. vulgaris • M. morgannii • E. coli • Salmonella spp • Citrobacter spp • Enterobacter spp • Serratia spp spp Imóveis • Shigella spp • Klebsiella spp • E. coli (enteroinvasiva geralmente imóvel): EIEC Triple Sugar Iron Agar: TSI +ureia • O meio de TSI fornece uma série de reações bioquímicas que dão uma visão geral do metabolismo bacteriano. • Diferenciação bacteriana é feita devido às diferenças na fermentação dos hidratos de carbono presentes no meio; • A fermentação dos hidratos de carbono é indicada pela mudança da cor do indicador de pH de alaranjado para amarelo; • Identifica a produção de sulfureto de hidrogênio (H2S); • A produção de gás é identificada pelo deslocamento do meio. Triple Sugar Iron Agar: TSI +ureia • Precipitado negro: produção de sulfureto de hidrogênio (H2S); • Produção de Gás: deslocamento do meio, formando grandes bolhas de ar; • Utilização da lactose: o bico de flauta do tubo de T.S.I. fica amarelo; • Não utilização da lactose: o bico de flauta do tubo de T.S.I. fica laranja; • Nota: algumas bactérias utilizam a lactose lentamente (K. pneumoniae, Enterobacter spp); Quanto a utilização da lactose Lactose positiva • E. coli • Klebsiella pneumoniae • Enterobacter spp. • Citrobacter spp. Lactose negativa • Salmonella • Shigella/ E. coli • Proteus • Morganella • Providencia • Serratia Tríplice açúcar e ferro (TSI) + ureia Sólido Lactose Sólido H2S (ácido sulfídrico) Interface Produção de gás Semi-sólido Uréia Motilidade Três açucares: glicose, lactose e sacarose, adicionados de ferro e ureia semi-sólida TSI Lactose (-)Lactose (+) Lactose (-) H2S (+) Lactose (+) H2S (+) Alcalino (K): não altera o meio Ácido (A ) : fica amarelo o meio TSI – Triplo Açúcar Ferro • Indicador de pH: vermelho de fenol, • pH ácido: indicador fica amarelo; • pH alcalino: o indicador fica vermelho/alaranjado; • É constituído de glicose , lactose e sacarose, peptonas, aminoácidos, incluindo sulfurados; • O ágar fundido é deixado solidificar, formando uma superfície inclinada. • O meio deve ser semeado com agulha por punctura na base e estrias na superfície. TSI/uréia/indol • Vantagem de ter mais provas em um único tubo; • Desvantagem: quando o isolado produz pouca uréia não é identificado Produção de Gás • A formação de gás é resultado da fermentação dos açúcares; • Quando a enterobacteria fermenta a lactose produz gás; • Quando não fermenta a lactose não produz gás; • Enterobacteria que fermenta os açúcares com grande produção de gás: Escherichia coli; • Fermentam açúcares sem produzir gás como os gêneros Shigella e Salmonella typhi. • Antes de formar o gás a bactéria forma o ácido; • O gás resultante das bactérias fermentadoras é uma mistura de hidrogênioe dióxido de carbono; TSI: Produção de Gás Lactose e gás Positiva Lactose e gás negativa Quando a enterobacteria fermenta a lactose produz gás Quando não fermenta a lactose não produz gás; Uréia • Teste para identificar a produção de urease; • Quando ocorre a produção de urease: • Indicador de pH, vermelho de fenol • A amônia reage formando carbonato de amônia que alcaliniza o meio • O aumento de pH faz com que o indicador de pH passe de amarelo a rosa, sendo uma reação positiva para a presença de urease. • Urease positiva: Proteus mirabilis, Proteus vulgaris, Morganella morganii e Providencia rettgeri UREIA do meio enzima urease AMONIA (alcalinização do meio), CO2 e água Uréia POSITIVA NEGATIVA Produção de Indol TRIPTOFANO do meio de cultura Quando ocorre produção de triptofanase produção de INDOL, ácido pirúvico, amônia. A presença de indol é identificado adicionando o reagente de Kovac’s O reativo de Kovac’s reage com o indol formando um anel (pink) na parte superior do tubo Reativo de Kovac’s: p-dimetilaminobenzaldeído Positiva Negativa Produzem indol: E. coli, Klebsiella oxytoca, Morganella morganii, Proteus vulgaris, Providencia rettgeri, Providencia stuartii, Citrato de Simmons • Alguns microrganismos são capazes de usar o citrato como fonte de carbono para produzir energia e assim alcaliniza o meio; • Indicador de pH azul de bromotimol; • Cor original do meio: verde • alcalinização do meio = de verde para azul. • Qualquer nuance de azul= citrato positivo • Utilizam citrato: K. pneumoniae, Enterobacter sp. Serratia, Providencia, Salmonella. Cor original do meio Meio de cultura MIO: ornitina • O indicador de pH usado é o púrpura de bromocresol que em condições alcalinas se torna roxo. • Klebsiella: ornitina negativa e imóvel • Enterobacter: ornitina positiva e móvel - • Motilidade: (+) presença de turbidez, ou crescimento além da semeadura. • Motilidade: (-) só é observada a picada • Indol: após incubação, adiciona-se de 1 a 2 gotas de reativo de Kovacs à superfície do meio. • Ornitina: (-) coloração amarela do meio. • Ornitina: (+) coloração lilás do meio. MIO (Motilidade, Indol e Ornitina), semi-sólido permite avaliar: Meio de cultura MIO: motilidade Motilidade no TSI + ureia • Pode ser identificada na região inferior do tubo de TSI que contem meio semi-sólido; • A visualização da motilidade nesse meio é prejudicada quando a bactéria produz gás; Imóvel Móvel Produção de H2S: • Ocorre enegrecimento, principalmente na zona intermédia do tubo; • Produzem H2S: Proteus mirabilis e vulgaris, Citrobacter spp, Salmonela enterica e typhi Quando ocorre a produção de sulfureto de hidrogénio (H2S) Se conjuga com um composto de ferro existente no meio sulfureto de ferro que, sendo insolúvel, precipita Espécies mais frequentes • Escherichia coli • Klebsiella pneumoniae • Proteus mirabilis • Proteus vulgaris • Morganella morganii • Providencia rettegeri • Salmonella enterica • Salmonella typhi • Serratia E. coli • Produz bastante gás; • Fermenta glicose, lactose; • Não produz H2S; • Metaboliza o triptofano em indol (INDOL +); • Móvel; • Ornitina: positiva • Citrato: negativo • Na fermentação da glicose pela E.coli ocorre: - fermentação ácida mista: produção de grandes quantidades de ácidos acético, lático e fórmico ocasionando uma acentuada diminuição do pH no meio de prova. TSI Teague Citrato neg. Indol -líquido Meio cromogenico http://www.ams.cmu.ac.th/mt/clinmcrb/CMBwebsite/Home page of CMB/Images/Bacteria/TSI1 .jpg Escherichia coli Klebsiella • Imóvel (não possui o antígeno H); • Encapsulada– colônias Mucóides; • Citrato positiva; • Produz gás; • Fermenta glicose, lactose (lentamente); • Não produz H2S; • Não metaboliza o triptofano em indol (INDOL negativo) somente a K. oxytoca é indol positiva; Klebsiella TSI: gás Citrato positivo + Ágar sangue Cromo ágar MacConkey MIO: ornitina (-) imóvel Diferenciar E. coli Shigella sp Klebsiella pneumoniae Motilidade + (-) _ _ Lactose + _ + citrato _ _ + Indol + _ _ Serratia • Geralmente não produz gás ou produz pouco; • A maioria não fermenta a lactose (lactose negativa); • Pode produzir pigmento a prodigiosina; • Não produz H2S; • Indol negativo; • Urease negativa • Móvel; Serratia Serratia no meio de Mueller-Hinton Colônias de Serratia DNAse + Produção do pigmento prodigiosina TSI citrato Diferenciar Klebsiella pneumoniae Enterobacter Serratia Motilidade - + + Lactose + + - DNAse - - + Ornitina - + + Klebsiella/Serratia/Enterobacter Serratia Klebsiella Enterobacter TSI MIO citrato TSI MIO citrato TSI MIO citrato DNAse Proteus • Móvel por flagelos peritríquios; • Resultando em "swarming" em meios sólidos principalmente ágar-sangue; • Produz urease • Produz DNAse • Produz triptofano-desaminase (cor marrom no meio cromogenico) • Fermenta glicose; • Não fermenta a lactose; • Produz H2S; • Produz pouco gás. Triptofano-desaminase • Meio de cultura cromogenico contem fenilalanina e triptofano, que reagem com a triptofano- desaminase, se a bactéria for capaz de a produzir; • Identificação: cor amarela no meio; • Proteus spp., • Morganella spp. • Providencia rettgeri • Providencia stuartii Proteus “swarming” Meio cromogenico triptofano-desaminase Proteus Proteus mirabilis Proteus vulgaris TSI+ureia TSI+ureiaindol indol Proteus Proteus mirabilis: • Indol negativo • Produz urease • Fermenta glicose; • Não fermenta a lactose; • Produz H2S; • Produz gás. Proteus vulgaris: • Indol positivo • Produz urease • Fermenta glicose; • Não fermenta a lactose; • Produz H2S; • Produz gás. Proteus ≠ Morganella Proteus Morganella H2S (+) H2S (-) uréia (+) uréia (+) Proteus ≠ Morganella Proteus: • Produz H2S; • Indol positivo • Produz urease • Fermenta glicose; • Não fermenta a lactose; • Produz gás. Morganella: • Não produz H2S; • Indol positivo • Produz urease • Fermenta glicose; • Não fermenta a lactose; • Produz gás. Providencia ≠ Morganella Providencia Morganella Providencia ≠ Morganella Morganella morganni: • Citrato negativo • Não produz H2S; • Indol positivo • Produz urease • Fermenta glicose; • Não fermenta a lactose; • Produz gás. Providencia rettgeri: • Citrato positivo • Não produz H2S; • Indol positivo • Produz urease • Fermenta glicose; • Não fermenta a lactose; • Produz gás. Diferenciar P. mirabilis P. vulgaris Morganella morganni Providencia stuartii Providencia rettgeri Uréia + + + - + H2S + + _ - _ Indol _ + + + + Citrato +/- _ _ + + Shigella • São imóveis; • Fermentam a glicose com produção de ácido, sem gás; • Não fermentam a lactose; • Não produzem gás (raramente produzem gás); • Não hidrolisam uréia; • Não produzem H2S; • Não utilizam o citrato; • Indol negativo; • A diferenciação das espécies: S. sonnei, S. flexneri, S. dysenteriae e S. boydii é sorológica. Shigella • Todas as espécies causam desinteria bacilar (fezes com sangue, muco e numerosos leucócitos) • (Protótipo do patógeno entérico invasivo) (≈ EIEC) • Humanos são os mais importantes reservatórios conhecidos (e outros primatas) • S. dysenteriae , S. flexneri, S. boydii, S. sonnei (mais comum) • Transmissão fecal-oral • Menos de 200 bacilos são necessários para a infecção em indivíduos saudáveis (elevada virulência) Lam. Direta de fezes paciente com Shigella Photomicrograph of Shigella sp. in a stool specimen https://en.wikipedia.org/wiki/Micrograph Shigella HE-lactose negativa IMOVEL citrato indol Salmonella • Gastroenterite aguda ou intoxicação alimentar • Fonte = Animais de estimação, ovos e carne de frango mal cozidos, utensílios de cozinha contaminados • Infecção ocorre8 a 36 horas após a ingestão • Dose infectiva: elevada carga microbiana para a infecção • Autolimitada em indivíduos saudáveis (antibióticos e agentes antidiarreicos podem prolongar os sintomas) Salmonella • São móveis por flagelos peritríquios; • Fermentam a glicose com produção de ácido; • Não fermentam a lactose; • Salmonella entérica produz bastante H2S; • Salmonella typhi produz somente traços ou não produz; • Algumas Salmonellae tem antígeno capsular como a S. typhi tem o antígeno Vi. • Não hidrolisam uréia; • Produz gás; • Indol negativo. Salmonella spp. Salmonella S. typhi S. enterica Meio de H. E. Obs. Produção de H2S T.S.I. – Salmonelas spp • A: lactose (-), ureia (-), H2S (+) • B: lactose (-), ureia (-), H2S (-) • C: lactose (-), ureia (-), H2S (+) • D: lactose (-), ureia (-), H2S (+) A B C D Salmonella ≠ Proteus Proteus Salmonella Uréia positiva Uréia negativa H2S (+)H2S (+) A B C D http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ea/Agar_tsi.JPG TSI A B C D E Fluxograma Enterobacteriaceas Enterobacteriaceas Oxidase (-)Oxidase (-) Lac + Lac - E.coli Enterobacter Klebsiella Kluyvera Citrobacter Shigella Salmonella Serratia Proteus Providencia Morganella Meio seletivo TSITSI Citrato Citrato + Enterobacter Klebsiella Citrobacter - E.coli H2S + + Salmonella Serratia Proteus Providencia - Shigella Morganella Bactéria? TSI Fita indol Indol líquido •Utiliza a Lactose como fonte de carbono •Móvel (raramente imóvel) Citrato http://www.ams.cmu.ac.th/mt/clinmcrb/CMBwebsite/Home page of CMB/Images/Bacteria/TSI1 .jpg Bactéria? TSI citrato indol Utiliza a lactose como fonte de carbono imóvel MIO Bactéria? • Móvel por flagelos peritríquios TSI indol Bactéria? • Móvel por flagelos peritríquios TSI indol Bactéria? • Móvel por flagelos peritriquios Bactéria? • Móvel por flagelos peritriquios TSI citrato Bacteria? DNAse + Produção do pigmento prodigiosina TSI citrato Bactéria? • Imóvel TSI Indol Citrato http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ea/Agar_tsi.JPG Bactéria? • Poderia ser Proteus? • Poderia ser Morganella? • Poderia ser Providencia? • Poderia ser Salmonella? Bactéria? TSI Indol Citrato DNAse http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ea/Agar_tsi.JPG Bactéria? • Móvel ““Quando contemplo os teus céus a lua e as estrelas que preparaste, quem e o homem mortal para que dele te lembres”? Salmo 8