Aula 5 Enterobactérias

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Enterobactérias	
  
Família	
  Enterobacteriaceae	
  
•  Caracterís0cas	
  gerais	
  
–  Grupo	
  heterogêneo	
  	
  
–  Bastonetes	
  Gram	
  
nega0vos	
  (1-­‐5um)	
  
–  Não	
  esporulados	
  
–  Anaeróbios	
  faculta0vos	
  
ou	
  aeróbios	
  
–  Imóveis	
  ou	
  possuem	
  
flagelos	
  peritríqueos	
  
Habitat	
  
•  São	
  encontrados	
  principalmente	
  no	
  trato	
  
gastro-­‐intes0nal	
  de	
  animais	
  	
  
•  Solo	
  
•  Plantas	
  	
  
•  Água	
  
Principais	
  espécies	
  
•  Taxonomia	
  complexa	
  e	
  fluida	
  
•  Mais	
  de	
  25	
  gêneros	
  e	
  110	
  espécies	
  
– Técnicas	
  filogené0cas	
  para	
  avaliar	
  a	
  distâcia	
  
evolu0va:	
  hibridização,	
  sequenciamento	
  
•  20-­‐25	
  espécies	
  de	
  importância	
  clínica	
  para	
  o	
  
homem	
  
•  Grupo	
  de	
  bactérias	
  mais	
  comumente	
  isolado	
  
no	
  laboratório	
  clínico	
  
Principais	
  representantes	
  
•  Escherichia	
  coli	
  
•  Grupo	
  Kleibsiella-­‐enterobacter-­‐serra1a	
  
•  Grupo	
  Proteus-­‐morganella-­‐providencia	
  
•  Citrobacter	
  
•  Yersinia	
  
•  Shigella	
  
•  Salmonella	
  
•  Outras:	
  Kluyvera,	
  Edwardsiella,	
  Enterobacter	
  	
  
Principais	
  representantes	
  
Plantas:	
  	
  
•  Dickeya	
  
•  Erwinia	
  
•  Pectobacterium	
  
Insetos:	
  	
  
•  Arsenophonus	
  
•  Photorhabdus	
  
•  Buchnera	
  aphidicola	
  
•  Wigglesworthia	
  glossinidia	
  
Iden0ficação	
  
•  Morfologia	
  celular:	
  
– Bacilos	
  Gram	
  nega0vos	
  curtos	
  
– Altamente	
  váriavel	
  em	
  amostras	
  clínicas	
  
– Presença	
  de	
  cápsula	
  variável	
  
•  Crescimento	
  em	
  meio	
  sólido	
  
– Colônias	
  lisas,	
  circulares	
  e	
  convexas	
  
– Presença	
  de	
  cápsula	
  leva	
  a	
  colônias	
  mucóides	
  
– Hemólise	
  pode	
  estar	
  presente	
  
Iden0ficação	
  
•  Fermentação	
  de	
  açucares	
  
– glicose	
  
–  lactose	
  	
  
•  Produção	
  de	
  Gás	
  
•  Produção	
  de	
  enzimas	
  
– Catalase	
  posi0vos	
  
– Oxidase	
  nega0vos	
  
– Reduzem	
  nitrato	
  a	
  nitrito	
  
Iden0ficação	
  
•  Cultura	
  em	
  meios	
  diferenciais	
  
– Agar	
  MacConkey	
  
– EMB	
  –	
  eosina	
  e	
  azul	
  de	
  me0leno	
  
– TSI	
  (triple	
  sugar	
  iron)	
  
Iden0ficação	
  
•  Escherichia	
  coli	
  
–  Indol,	
  lisina	
  e	
  manitol	
  posi0vo	
  
– Produção	
  de	
  gás	
  a	
  par0r	
  da	
  fermentação	
  da	
  
glicose	
  
– Hemólise	
  em	
  agar	
  sangue	
  (isolados	
  de	
  urina)	
  
– Brilho	
  iridescente	
  em	
  EMB	
  
– MUG	
  posi0vo	
  
Iden0ficação	
  
Iden0ficação	
  
Estrutura	
  an0gênica	
  
•  Possuem	
  uma	
  estrutura	
  an0gênica	
  complexa:	
  
Anageno	
  O:	
  Porção	
  polissacarídica	
  do	
  LPS	
  
Anageno	
  K:	
  Cápsula,	
  formada	
  por	
  polissacarídeos	
  e	
  proteínas	
  
Anageno	
  H:	
  Flagelar	
  
•  Anageno	
  O:	
  Soro-­‐grupos	
  
•  Anageno	
  O	
  +	
  H:	
  Soro-­‐0pos	
  
Estrutura	
  an0gênica	
  
•  Anageno	
  O:	
  LPS	
  
–  Porção	
  exterior	
  do	
  LPS	
  
–  Termoestáveis	
  
–  Tipos	
  anagenicos	
  estão	
  
associados	
  a	
  patogenias	
  
específicas	
  	
  
Estrutura	
  an0gênica	
  
•  Anageno	
  K:	
  Cápsula	
  
•  Externos	
  ao	
  anageno	
  O	
  
•  Podem	
  ser	
  
polissacarídeos	
  ou	
  
proteínas	
  
Estrutura	
  an0gênica	
  
•  Anageno	
  H:	
  flagelo	
  
–  Longos	
  filamentos	
  
helicoidais	
  	
  
–  Permitem	
  a	
  locomoção	
  
bacteriana:	
  nanomotor!	
  
–  Mais	
  de	
  50	
  proteínas	
  
estão	
  envolvidas	
  na	
  
montagem	
  e	
  função	
  
Família	
  Enterobacteriaceae	
  
•  200-­‐1000	
  RPM	
  
•  60X	
  o	
  comprimento	
  da	
  bactéria	
  vs.	
  25X	
  no	
  
guepardo	
  
A-­‐Monótricas;	
  B-­‐Lofótricas;	
  C-­‐
Anjtricas;	
  D-­‐Perítricas;	
  
Estrutura	
  an0gênica	
  
Fatores	
  de	
  virulência	
  
•  Endotoxina	
  	
  
•  Cápsula	
  
•  Sistema	
  de	
  secreção	
  do	
  0po	
  III	
  
•  Variação	
  de	
  fase	
  an0gênica	
  
•  Sideróforos	
  
•  Resistência	
  a	
  an0microbianos	
  
Fatores	
  de	
  virulência	
  
•  Endotoxina	
  	
  
•  Lipopolissacarídeo	
  
(LPS)	
  
•  Presente	
  na	
  face	
  
externa	
  da	
  
membrana	
  externa	
  
de	
  Gram	
  nega0vo	
  
•  Lipídio	
  A	
  possui	
  
propriedades	
  
toxigênicas	
  
•  Resistência	
  a	
  
pepadeos	
  ca0ônicos	
  	
  
an0microbianos	
  
Fatores	
  de	
  virulência	
  
•  Cápsula	
  
–  Proteção	
  contra	
  a	
  
opsonização	
  
–  Resistência	
  a	
  fagocitose	
  
–  Indução	
  de	
  abscessos	
  
Fatores	
  de	
  virulência	
  
•  Variação	
  de	
  fase	
  an0gênica	
  
– Alterações	
  no	
  fenó0po	
  bacteriano	
  
•  Hereditário	
  e	
  Reversível	
  
– Estruturas	
  de	
  superjcie	
  
•  LPS,	
  Cápsula,	
  Fimbria,	
  flagelo,	
  omps	
  
– Evasão	
  do	
  sistema	
  imune	
  
– Colonização	
  (aderência)	
  
Fatores	
  de	
  virulência	
  
•  Variação	
  de	
  fase	
  an0gênica	
  
Fatores	
  de	
  virulência	
  
•  Sideróforos	
  
•  Ferro	
  é	
  um	
  dos	
  
componentes	
  essencias	
  à	
  
vida,	
  porém	
  sua	
  
disponibilidade	
  é	
  limitada	
  
•  Hemoglobina,	
  lactoferrina,	
  
ferri0na	
  e	
  transferrina	
  
•  Captação	
  de	
  ferro	
  
–  Podem	
  ser	
  secretadas	
  ou	
  
componentes	
  da	
  membrana	
  
–  Bacterioferri0na,	
  
enterobac0na,	
  aerobac0na	
  
Fatores	
  de	
  virulência	
  
•  Sistema	
  de	
  secreção	
  do	
  
0po	
  III	
  (T3SS)	
  
–  Via	
  secretória	
  de	
  Gram	
  
nega0vos	
  envolvida	
  na	
  
virulência	
  
–  Conmposto	
  de	
  aprox	
  30	
  
ptns	
  
–  Evolucionáriamente	
  
relacionado	
  ao	
  flagelo	
  
bacteriano	
  	
  
Escherichia	
  coli	
  
•  Foi	
  descoberta	
  em	
  1885	
  pelo	
  bacteriologista	
  
Theodor	
  Erlich	
  
– Componentes	
  da	
  microbiota	
  normal	
  
•  Organismo	
  modelo	
  u0lizado	
  na	
  biologia	
  
molecular	
  	
  
•  Escherichia	
  coli	
  é	
  uma	
  bactéria	
  gram-­‐nega-va	
  presente	
  no	
  trato	
  
gastrointes0nal	
  de	
  vários	
  animais,	
  dentre	
  eles	
  o	
  homem,	
  fazendo	
  
parte	
  da	
  microbiota	
  anfibion-ca.	
  	
  
•  Não	
  causa	
  problemas	
  à	
  nossa	
  saúde,	
  pois	
  é	
  controlada	
  pela	
  
nossa	
  imunidade.	
  	
  
•  Possuem	
  a	
  enzima	
  lactase,	
  grande	
  responsável	
  pela	
  flatulência,	
  
especialmente	
  após	
  o	
  consumo	
  de	
  leite	
  e	
  seus	
  derivados.	
  
•  Possuem	
  5mbrias	
  que	
  permitem	
  sua	
  aderência	
  evitando	
  seu	
  
arrastamento	
  pelas	
  fezes.	
  
Escherichia	
  coli	
  
Escherichia	
  coli	
  
•  Viro0pos	
  
– Forma	
  de	
  ligação	
  as	
  células	
  do	
  hospedeiro	
  
– Efeito	
  induzido	
  nas	
  células	
  do	
  hospedeiro	
  
– Produção	
  de	
  toxinas	
  
– Capacidade	
  invasiva	
  
Escherichia	
  coli	
  
Pangenoma:	
  
•  Aquisição	
  de	
  elementos	
  
gené0cos	
  como	
  plasmídeos	
  
e	
  Ilhas	
  de	
  patogenicidade	
  
(PAIs)	
  
•  Ecoli	
  patogênicas	
  possuem	
  
genomas	
  que	
  podem	
  ser	
  até	
  
1Mb	
  maiores	
  do	
  que	
  E.	
  coli	
  
comensais	
  
–  Genoma	
  central	
  (core)	
  –	
  2200	
  
genes	
  x	
  5000	
  genes	
  em	
  
patógenos	
  
•  O	
  pangenoma	
  de	
  E.	
  coli	
  
Escherichia	
  coli	
  
•  Escherichia	
  coli	
  Enterotoxigênica	
  (ETEC)	
  
•  Escherichia	
  coli	
  Enteropatogênica	
  (EPEC)	
  
•  Escherichia	
  coli	
  Difusamente	
  aderente	
  (DAEC)	
  
•  Escherichia	
  coli	
  Enteroinvasiva	
  (EIEC)	
  	
  
•  Escherichia	
  coli	
  Enteroagrega-va	
  (EAggEC)	
  
•  	
  Escherichia	
  coli	
  Enterohemorrágica	
  (EHEC)	
  
•  Escherichia	
  coli	
  Uropatogênica	
  (UPEC)	
  
•  Escherichia	
  coli	
  Meningite	
  Neonatal	
  (NMEC)	
  
Escherichia	
  coli	
  
•  Escherichia	
  coli	
  Enterotoxigênica	
  (ETEC)	
  
– Causa	
  mundial	
  mais	
  comum	
  de	
  diarréia	
  humana	
  
associada	
  ao	
  consumo	
  de	
  alimentos	
  ou	
  água	
  
contaminada	
  
– Diarréia	
  dos	
  viajantes	
  
– Pode	
  ser	
  fatal	
  em	
  crianças	
  
– Caracterizada	
  pela	
  produção	
  de	
  duas	
  toxinas	
  
•  LT	
  -­‐	
  termolábil	
  
•  ST	
  -­‐	
  termoestável	
  
Escherichia	
  coli	
  
•  Escherichia	
  coli	
  Enterotoxigênica	
  (ETEC)	
  
–  Aderência	
  ao	
  epitélio	
  intes0nal	
  ocorre	
  através	
  da	
  
produção	
  de	
  fatores	
  de	
  colonização	
  (CF)	
  ou	
  de	
  
adesinas	
  (EtpA)	
  
•  CF	
  podem	
  ser	
  afimbriais,	
  fimbrias,	
  helicais	
  ou	
  fibrilares	
  
•  Mais	
  comuns:	
  CFA/I,	
  CFA/II	
  e	
  CFA/IV	
  
–  Aderência	
  mais	
  in0ma	
  é	
  mediada	
  pelas	
  proteínas	
  Tia	
  e	
  
Tib	
  
–  Secreção	
  da	
  LT	
  e	
  ST	
  leva	
  a	
  um	
  aumento	
  na	
  
concentração	
  de	
  cAMP	
  e	
  cGMP	
  causando	
  a	
  a0vação	
  
do	
  CFTR	
  (cys1c	
  fibrosis	
  transmembrane	
  conductance	
  
regulator	
  )	
  
Escherichia	
  coli	
  
•  Escherichia	
  coli	
  Enterotoxigênica	
  (ETEC)	
  
CFs – ligação a glicoproteínas e 
glicoesfingolipídeos 
Flagella + EtpA 
Ligação mais intima mediada por Tia e Tib 
Sta e STb – termoestáveis 
Sta estimula o receptor guanilil ciclase 
LT – termolábil, similar a toxina colérica, do tipo AB5. 
•  Subunidade B se liga ao monosialogangliosídeo GM1 
•  Subunidade A promove o aumento de cAMP 
Ativação do CFTR (cystic fibrosis transmembrane 
conductance regulator) 
Escherichia	
  coli	
  
•  Escherichia	
  coli	
  Enteropatogênica	
  (EPEC)	
  
– Associada	
  a	
  gastrenterite	
  em	
  crianças	
  (<	
  2	
  anos)	
  	
  
– Manifestações	
  clínicas:	
  diarréia	
  aquosa	
  auto-­‐
limitada	
  →	
  em	
  alguns	
  casos	
  há	
  cronicidade	
  
– An0bio0coterapia:	
  indicada	
  em	
  casos	
  crônicos	
  	
  
Escherichia	
  coli	
  
•  Escherichia	
  coli	
  Enteropatogênica	
  (EPEC)	
  
–  Não	
  produz	
  toxina	
  e	
  não	
  tem	
  capacidade	
  invasiva	
  	
  
–  Patogenia:	
  adesão	
  à	
  mucosa	
  intes0nal	
  (fator	
  de	
  
aderência	
  EAF)	
  →	
  alterações	
  no	
  citoesqueleto	
  celular	
  
→	
  acúmulo	
  de	
  ac0na	
  e	
  destruição	
  das	
  
microvilosidades	
  formação	
  de	
  estruturas	
  semelhantes	
  
a	
  taças	
  ou	
  pedestal	
  (in0mina)	
  →	
  diarréia	
  	
  
–  Lesões	
  do	
  0po	
  A/E	
  (Auaching	
  and	
  effacing)	
  
–  Sistema	
  de	
  secreção	
  do	
  0po	
  III	
  	
  
Escherichia	
  coli	
  
•  Escherichia	
  coli	
  
Enteropatogênica	
  
(EPEC)	
  
Escherichia	
  coli	
  
•  Escherichia	
  coli	
  Enteropatogênica	
  (EPEC)	
  
LEE (Locus of enterocyte 
effacement) - PAI de 35Kb que 
codifica um T3SS – Regulado 
por temperatura, Ca++ 
eae – intimina 
tir – Translocated intimin receptor 
Esps – EPEC secreted proteins 
Estruturais: A, B e D 
Efetoras: F, G, H, Z e Map 
Plasmídeo EAF – 50 a 80 Mb 
codifica a BFP (Bundle-forming 
pilus) 
Linfostatina – inibição de 
linfócitos 
Escherichia	
  coli	
  
•  Escherichia	
  coli	
  Enteropatogênica	
  (EPEC)	
  
Fosforilação do Tir recruta Nck 
 recutamento de N-WASP que 
ativa ARP2/3 
MAP – formação de filopodia 
EspF – Morte celular, destruição 
das TJs 
NleA – destruição das TJs e 
inibição do tráfico de proteínas 
Escherichia	
  coli	
  
•  Escherichia	
  coli	
  Enterohemorrágica	
  (EHEC)	
  
–  gado	
  é	
  reservatório	
  natural	
  →	
  consumo	
  de	
  carne	
  
bovina	
  mal	
  cozida	
  	
  
–  Associada	
  a	
  colite	
  hemorrágica	
  e	
  síndrome	
  urêmica	
  
hemoléi0ca	
  (HUS)	
  
–  Patogenia:	
  adesão	
  à	
  mucosa	
  intes0nal	
  →	
  lesões	
  do	
  0po	
  
A/E	
  (auach	
  and	
  effacing)	
  similares	
  a	
  EPEC	
  e	
  produção	
  de	
  
verotoxina	
  (VT	
  ou	
  citotoxina	
  ou	
  toxina	
  “shiga-­‐like”	
  –	
  SLT)	
  	
  
•  Toxina	
  do	
  0po	
  AB5	
  	
  
–  Não	
  tem	
  capacidade	
  invasiva	
  
Escherichia	
  coli	
  
•  Escherichia	
  coli	
  Enterohemorrágica	
  (EHEC)	
  
– Mecanismo	
  de	
  aderência	
  inicial	
  não	
  elucidado,	
  
aderência	
  ín0ma	
  mediada	
  por	
  Tir	
  
– Receptor	
  da	
  Stx	
  são	
  globotriaosilceramidas	
  (GB3s)	
  
encontradas	
  na	
  superjcie	
  das	
  células	
  de	
  Paneth	
  
na	
  mucosa	
  intes0nal	
  e	
  no	
  epitélio	
  renal	
  
– A	
  subunidade	
  Stxb	
  se	
  liga	
  a	
  GB3	
  formando	
  
invaginações	
  na	
  membrana;	
  StxA	
  se	
  liga	
  ao	
  
ribossoma	
  celular	
  e	
  impede	
  a	
  síntese	
  proteíca	
  
Escherichia	
  coli	
  
•  Escherichia	
  coli	
  Enterohemorrágica	
  (EHEC)	
  
Aderência inicial – pilus tipo 
IV? 
Tir não é fosforilado – 
EspFU/TccP 
Toxina shiga – Stx ou 
verotoxina 
Stx1 – Colite hemorrágica 
Stx2 – HUS 
Escherichia	
  coli	
  
•  Escherichia	
  coli	
  Enteroagrega-va	
  (EAggEC	
  ou	
  
EAEC)	
  
– Patógeno	
  emergente	
  e	
  maior	
  causador	
  de	
  
diarréia	
  do	
  viajante	
  
– Aderência	
  através	
  das	
  AAF	
  (fimbrias	
  de	
  aderência	
  
agrega-va)	
  
•  Localizados	
  em	
  plasmídeos	
  de	
  virulência	
  (pAA)	
  
•  4	
  variantes:	
  AAF/I,	
  AAF/II,	
  AAF/III	
  e	
  Hda	
  
•  Induz	
  a	
  expressão	
  de	
  IL-­‐8	
  
Escherichia	
  coli	
  
•  Escherichia	
  coli	
  Enteroagrega-va	
  (EAggEC/	
  EAEC)	
  
Escherichia	
  coli	
  
•  Escherichia	
  coli	
  Enteroagrega-va	
  (EAggEC/EAEC)	
  
Formação de um biofilme na superfície 
do epitélio intestinal através das AAFs 
AAFII - fibronectina 
Toxina Pet (plasmid encoded toxin) – 
relacionada a ST 
Dispersina – previne autoagregação 
Pic – SPATE (serine protease autotransporter) 
Atividade mucolítica 
Escherichia	
  coli	
  
•  Escherichia	
  coli	
  Difusamente	
  aderente	
  (DAEC)	
  
– Diarréia	
  em	
  crianças	
  	
  e	
  infeções	
  do	
  trato	
  urinário	
  
em	
  adultos	
  (UTI)	
  
– Forma	
  um	
  padrão	
  de	
  aderência	
  difuso	
  nos	
  
enterócitos	
  	
  
•  Mediada	
  por	
  adesinas	
  fimbriais	
  e	
  afimbrias:	
  Afa-­‐Dr	
  
•  Se	
  ligam	
  ao	
  fator	
  de	
  aceleração	
  de	
  decaimento	
  do	
  
complemento	
  (DAF)	
  
•  Toxina	
  Sat	
  (secreted	
  autotransporter	
  toxin)	
  promove	
  
danos	
  nas	
  “-ght	
  junc-ons”•  Induz	
  a	
  expressão	
  de	
  IL-­‐8	
  que	
  leva	
  maior	
  expressão	
  de	
  
DAF	
  no	
  apice	
  dos	
  enterócitos	
  
Escherichia	
  coli	
  
•  Escherichia	
  coli	
  Difusamente	
  aderente	
  (DAEC)	
  
Escherichia	
  coli	
  
•  Escherichia	
  coli	
  Difusamente	
  aderente	
  (DAEC)	
  
AFA-Dr adesinas se ligam ao DAF que induz a 
expressão de IL-8, que por sua vez induz um 
aumento na expressão de DAF 
Ligação ao receptor promove o recrutamento de 
mais moléculas DAF e alterações no 
citoesqueleto 
Toxina Sat – Secreted autotransporter toxin 
Escherichia	
  coli	
  (ExPEC)	
  	
  
•  Escherichia	
  coli	
  da	
  meningite	
  neonatal	
  (NMEC)	
  
Escherichia	
  coli	
  (ExPEC)	
  
•  Escherichia	
  coli	
  Uropatogênica	
  (UPEC)	
  
Escherichia	
  coli	
  (ExPEC)	
  
•  Escherichia	
  coli	
  Uropatogênica	
  (UPEC)	
  
Escherichia	
  coli	
  
•  Escherichia	
  coli	
  Enteroinvasiva	
  (EIEC)	
  
–  Doença	
  semelhante	
  à	
  shigelose	
  →	
  adultos,	
  crianças	
  
maiores	
  e	
  “diarréia	
  dos	
  viajantes”	
  →	
  países	
  em	
  
desenvolvimento	
  
–  Patogenia:	
  alta	
  dose	
  infecciosa	
  (106-­‐108	
  
microrganismos)	
  →	
  adesão	
  à	
  mucosa	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  
intes0nal	
  →	
  internalização	
  pelo	
  enterócito	
  
(endocitose)	
  →	
  mul0plicação	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  
e	
  invasão	
  de	
  células	
  adjacentes	
  →	
  morte	
  celular	
  →	
  
diarréia	
  	
  
–  Tem	
  capacidade	
  invasiva	
  e	
  não	
  produz	
  toxina	
  	
  	
  
Escherichia	
  coli	
  
•  Escherichia	
  coli	
  Enteroinvasiva	
  (EIEC)	
  
– Não	
  possui	
  flagelo	
  ou	
  fatores	
  de	
  aderência	
  
– Patogenese	
  é	
  mediada	
  por	
  fatores	
  plasmidiais	
  
•  T3SS	
  e	
  o	
  locus	
  Mxi-­‐Spa	
  
– Patógeno	
  intracelular	
  	
  
Escherichia	
  coli	
  
•  Escherichia	
  coli	
  
Enteroinvasiva	
  (EIEC)	
  
–  Atravessam	
  a	
  mucosa	
  
por	
  transcitose	
  nas	
  
células	
  M	
  
–  Ingeridas	
  por	
  
macrófagos	
  residentes	
  	
  
–  Escapam	
  do	
  fagossoma	
  	
  
Escherichia	
  coli	
  
•  Escherichia	
  coli	
  Enteroinvasiva	
  
(EIEC)	
  
•  Invadem	
  os	
  colonócitos	
  pelo	
  
superjcie	
  basolateral	
  
•  Mecanismo	
  de	
  patogênese	
  
dependente	
  de	
  proteínas	
  
efetoras	
  secretadas	
  pelo	
  T3SS	
  
–  Indução	
  de	
  fagocitose:	
  IpaC,	
  
IpaA,	
  IpgD	
  
–  Escape	
  do	
  fagossomo:	
  IpaC,	
  
IpaD,	
  IpaH	
  
–  Prevenção	
  da	
  apoptose:	
  Ospe,	
  
IpgD,	
  IpaB	
  
–  Supressão	
  do	
  sistema	
  imune:	
  
OspG,	
  OspF	
  
Escherichia	
  coli	
  
•  Escherichia	
  coli	
  
Enteroinvasiva	
  (EIEC)	
  
–  Polimerização	
  polarizada	
  
de	
  ac0na	
  promove	
  o	
  
movimento	
  da	
  célula	
  
bacteriana:	
  VirG	
  
–  A	
  polimerização	
  da	
  
ac0na	
  “empurra”	
  a	
  
bactéria	
  
–  Disseminação	
  célula-­‐
célula	
  
Shigella	
  
–  Contém	
  quatro	
  espécies	
  an0genicamente	
  diferentes	
  
•  S.	
  dysenteriae	
  (Group	
  A)	
  
•  S.	
  flexneri	
  (Group	
  B)	
  
•  S.	
  boydii	
  (Group	
  C)	
  
•  S.	
  sonnei	
  (Group	
  D)	
  
•  Differen0a0on	
  into	
  groups	
  (A,	
  B,	
  C,	
  and	
  D)	
  is	
  based	
  on	
  O	
  an0gen	
  
serotyping;	
  K	
  an0gens	
  may	
  interfere	
  with	
  serotyping,	
  but	
  are	
  heat	
  
labile.	
  
•  O	
  an0gen	
  is	
  similar	
  to	
  E.	
  coli,	
  so	
  it	
  is	
  important	
  to	
  ID	
  as	
  Shigella	
  before	
  
doing	
  serotyping.	
  
–  Todas	
  as	
  espécies	
  são	
  patogênicas	
  para	
  o	
  homem:	
  invasão	
  do	
  
epitélio	
  intes0nal	
  →	
  intensa	
  reação	
  inflamatória	
  →	
  DISENTERIA	
  
BACILAR	
  	
  
–  Principal	
  fator	
  de	
  virulência:	
  Toxina	
  de	
  Shiga	
  →	
  enterotoxina	
  →	
  
responsável	
  pela	
  diarréia	
  que	
  precede	
  a	
  disenteria	
  
Shigella	
  
•  Mecanismos	
  de	
  transmissão:	
  pessoa-­‐pessoa,	
  água	
  e	
  
alimentos	
  (mariscos,	
  crustáceos,	
  frutas,	
  vegetais,	
  frango	
  
e	
  saladas)	
  contaminados	
  com	
  fezes	
  humanas,	
  moscas	
  
•  Bactéria	
  altamente	
  infecciosa:	
  10-­‐100	
  microrganismos	
  →	
  
elevada	
  resistência	
  ao	
  pH	
  estomacal	
  ácido	
  
•  Patogênese:	
  (1)	
  adesão	
  às	
  células	
  intes0nais	
  →	
  (2)	
  
invasão	
  celular	
  →	
  (3)	
  mul0plicação	
  intracelular	
  e	
  
liberação	
  da	
  Toxina	
  de	
  Shiga	
  →	
  (4)	
  reação	
  inflamatória	
  
intensa	
  e	
  (5)	
  destruição	
  tecidual	
  →	
  diarréia	
  
  Anualmente ocorrem pelo menos 100 milhões de 
casos clínicos e mais de 100 mil mortes devidas à 
shigelose 
  Ocorre principalmente em crianças de países em 
desenvolvimento 
  Viajantes e militares de países industrializados 
  Humanos e primatas superiores são os únicos 
reservatórios naturais da shigelose conhecidos 
Shigella	
  
•  Primeiros	
  estágios	
  da	
  
infecção	
  
•  pINV	
  –	
  220kb	
  
–  Locus	
  Mxi-­‐Spa	
  
(membrane	
  expression	
  
of	
  surface	
  presenta0on	
  
an0gens)	
  
–  Locus	
  Ipa	
  (invasion	
  
plasmid	
  an0gens)	
  
Shigella	
  
•  Invasão	
  pela	
  super5cie	
  
basolateral:	
  
–  IpaA:	
  liga-­‐se	
  a	
  vinculina	
  e	
  
es0mula	
  e	
  depolimerização	
  
da	
  ac0na	
  
–  IpaC:	
  Polimerização	
  da	
  ac0na	
  
–	
  recrutamento	
  de	
  Src	
  
(0rosina	
  kinase)	
  que	
  fosforila	
  
a	
  cortac0na	
  que	
  por	
  sua	
  vez	
  
recruta	
  o	
  ARP2/3	
  
–  IpaD	
  -­‐	
  phospha0dylinositol	
  
(4,5)	
  bisphosphate	
  (PI(4,5)P2)	
  
phosphatase	
  
–  IpgB1	
  –	
  a0va	
  GTPases	
  	
  
Shigella	
  
•  Invasão	
  pela	
  super5cie	
  basolateral:	
  Ruffling	
  
Shigella	
  
•  Escape	
  do	
  fagossoma:	
  
–  IpaB	
  –	
  parte	
  da	
  estrutura	
  do	
  
T3SS,	
  tambem	
  responsável	
  
pela	
  lise	
  dos	
  fagossomas	
  
–  	
  IpaH	
  –	
  escape	
  do	
  fagossoma	
  
Shigella	
  
Shigella	
  
Shigella	
  
Supressão	
  da	
  resposta	
  
inflamatória	
  
•  PGN	
  e	
  LPS	
  são	
  liberados	
  e	
  
induzem	
  a	
  resposta	
  imune	
  
inata	
  via	
  TLR	
  e	
  NLR	
  
•  Proteínas	
  efetoras	
  do	
  T3SS	
  
inibem	
  a	
  resposta	
  
inflamatória:	
  
–  IpaH	
  –	
  Ubiqui0n	
  ligase	
  
–  OspG	
  –	
  Ubiqui0n	
  ligase	
  
–  OspF:	
  defosforila	
  e	
  ina0va	
  
MAPK	
  
Shigella	
  
Inibição	
  da	
  apoptose	
  e	
  
turnover	
  do	
  epitélio	
  
•  Mediado	
  por	
  
ciclomodulinas	
  
Shigella	
  
•  Tratamento	
  
– Formas	
  brandas:	
  auto-­‐limitadas→	
  reposição	
  de	
  
líquidos	
  e	
  eletrólitos	
  	
  
– An-bio-coterapia:	
  aumento	
  da	
  severidade	
  da	
  
doença,	
  idade	
  do	
  paciente	
  e	
  riscos	
  de	
  
transmissão	
  →	
  ampicilina,	
  trimetoprim-­‐
sulfametoxazol,	
  quinolonas	
  	
  
Salmonella	
  
•  Ampla	
  distribuição	
  na	
  natureza	
  →	
  habitat	
  primário:	
  TGI	
  de	
  animais	
  
(pássaros,	
  répteis,	
  animais	
  de	
  granja)	
  e	
  homem	
  	
  
–  Transmissão	
  por	
  alimentos	
  contaminados	
  
•  In0mamente	
  relacionado	
  com	
  E.	
  coli	
  e	
  Shigella	
  	
  
•  Capaz	
  de	
  causar	
  infecções	
  localizadas	
  ou	
  sistêmicas	
  
–  Gatroenterite	
  e	
  febre	
  0fóide	
  
–  	
  	
  
•  Divisão	
  das	
  salmonelas	
  em	
  soro0pos	
  →	
  baseado	
  na	
  composição	
  
dos	
  anagenos	
  de	
  superjcie:	
  Ag	
  somá0co	
  -­‐	
  LPS	
  (O),	
  flagelar	
  (H)	
  e	
  
capsular	
  (Vi)	
  	
  
–  Mais	
  de	
  2000	
  soro0pos	
  
–  Soro0pos	
  importantes	
  na	
  Microbiologia	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  
de	
  Alimentos:	
  S.	
  typhimurium,	
  S.	
  enterica,	
  S.	
  typhi,	
  S.	
  paratyphi	
  
Salmonella	
  
•  Maior	
  reservatório:	
  Criação	
  de	
  aves	
  
•  Ovos:	
  transmissão	
  transovariana	
  
•  Países	
  em	
  desenvolvimento:	
  A	
  maioria	
  dos	
  casos	
  ocorre	
  em	
  
incidentes	
  isolados	
  
•  Outbreaks:	
  Leite,	
  leite	
  em	
  pó,	
  queijo,	
  ovos	
  e	
  subprodutos,	
  
patê	
  de	
  jgado,	
  frutas	
  e	
  vegetais,	
  chocolate	
  e	
  mustarda	
  
•  Comida	
  com	
  alto	
  teor	
  de	
  gordura	
  pode	
  proteger	
  o	
  
patógeno	
  
  Infecções alimentares representam 1.3 bilhões de casos de 
diarréia aguda e 3 milhões de mortes no mundo 
  Salmonellosis causa 40,000 casos anualmente nos EUA 
Salmonella	
  
•  S.	
  Enterica	
  e	
  S.	
  Bongori	
  	
  
– Seis	
  subespécies:	
  enterica	
  (I),	
  salamae	
  (II),	
  
arizonae	
  (IIIa),	
  diarizonae	
  (IIIb),	
  houtenae	
  (IV),	
  and	
  
indica	
  (VI)	
  
– Soro0pos	
  da	
  subespécie	
  enterica:	
  Typhi,	
  
Typhimurium,	
  Paratyphi	
  A	
  e	
  B,	
  Choleraeisus,	
  
Enteri0dis	
  
Salmonella	
  
•  Dois	
  0pos	
  dis0ntos	
  de	
  T3SS	
  
– SPI-­‐1	
  –	
  Invasão	
  
•  Importante	
  na	
  fase	
  intes0nal	
  da	
  doença	
  
•  “Ruffling”	
  da	
  membrana	
  celular	
  
•  Destruição	
  das	
  “0ght	
  junc0ons”	
  
•  Recrutamento	
  de	
  neutrófilos	
  	
  
– SPI-­‐2	
  -­‐	
  Sobrevivência	
  intracelular	
  
– SPI-­‐3,	
  4	
  e	
  5	
  
Salmonella	
  
•  SipA	
  e	
  C	
  
–  Translocação	
  de	
  ptns	
  efetoras	
  
e	
  remodelação	
  da	
  ac0na	
  
•  SopE	
  e	
  B	
  	
  
–  A0vação	
  de	
  Rho	
  GTPases	
  que	
  
levam	
  ao	
  “ruffling”	
  da	
  
membrana	
  
–  Indução	
  de	
  MAPK	
  e	
  produção	
  
de	
  IL8	
  	
  
–  Desestabilização	
  das	
  TJ	
  leva	
  a	
  
migração	
  de	
  PMNs	
  
•  SipB	
  
–  A0vação	
  de	
  caspase-­‐1	
  e	
  
produção	
  de	
  IL-­‐1	
  e	
  18	
  
Salmonella	
  
•  A	
  bactéria	
  se	
  move	
  
através	
  da	
  camada	
  de	
  
mucina	
  e	
  adere	
  ao	
  
epitélio	
  intes0nal	
  
•  Proteínas	
  efetoras	
  do	
  
sistema	
  de	
  secreção	
  do	
  
0po	
  III	
  promovem	
  a	
  
internalização	
  	
  
•  Mul0plicação	
  nos	
  
endossomas	
  (SCV)	
  
Salmonella	
  
Salmonella	
  
•  Fusão	
  do	
  fagossoma	
  
com	
  lisossoma	
  =	
  SCV	
  
•  Acidificação	
  das	
  SCVs	
  
induzem	
  a	
  expressão	
  da	
  
SPI-­‐2	
  
•  SseF,	
  SseG	
  e	
  SifA	
  afetam	
  
a	
  rede	
  de	
  microtúbulos	
  e	
  
posicionam	
  o	
  SCV	
  na	
  
região	
  perinuclear	
  
Salmonella	
  
Salmonella	
  
Salmonella	
  
•  A	
  bactéria	
  é	
  liberada	
  na	
  superjcie	
  basolateral	
  das	
  
células	
  e	
  pode	
  ser	
  fagocitada	
  por	
  macrófagos	
  
•  Dois	
  desfechos	
  diferentes:	
  
–  Gastroenterite:	
  Mul0plicação	
  local	
  induz	
  a	
  expressão	
  
de	
  citocinas	
  pelos	
  macrófagos	
  e	
  uma	
  resposta	
  
inflamatória	
  →	
  Febre,	
  diarréia	
  e	
  dor	
  abdominal	
  
–  Febres	
  entéricas:	
  A	
  bactéria	
  se	
  espalha	
  antes	
  de	
  
induzir	
  uma	
  resposta	
  inflamatória	
  →	
  febre	
  baixa	
  e	
  
cons0pação	
  
Salmonella	
  
Salmonella	
  
–  Gastroenterite:	
  
Mul0plicação	
  local	
  induz	
  a	
  
expressão	
  de	
  citocinas	
  
pelos	
  macrófagos	
  e	
  uma	
  
resposta	
  inflamatória	
  →	
  
Febre,	
  diarréia	
  e	
  dor	
  
abdominal	
  
–  A	
  resposta	
  inflamatória	
  
promove	
  a	
  liberação	
  de	
  
prostaglandinas	
  e	
  acumúlo	
  
de	
  cAMP	
  causando	
  a	
  
secreção	
  de	
  fluidos	
  e	
  
diarréia	
  
–  Destruição	
  epitelial	
  pode	
  
ocorrer	
  em	
  um	
  estado	
  mais	
  
avançado	
  da	
  doença	
  
Salmonella	
  
–  Febres	
  entéricas:	
  A	
  bactéria	
  
se	
  espalha	
  antes	
  de	
  induzir	
  
uma	
  resposta	
  inflamatória	
  →	
  
febre	
  baixa	
  e	
  cons0pação	
  
–  Infecção	
  do	
  jgado,	
  baço	
  e	
  
vesícula	
  biliar	
  
Liver, spleen, 
bone marrow 
(10-14 
days) 
(RE
S) 
Gastroint
estinal 
Symptom
s 
Salmonella	
  
–  PERÍODO	
  DE	
  INCUBAÇÃO:	
  corresponde	
  à	
  primeira	
  semana	
  de	
  doença,	
  
manifestando	
  um	
  quadro	
  febril	
  de	
  evolução	
  progressiva,	
  a-ngindo	
  altas	
  
temperaturas	
  ao	
  final	
  deste	
  período.	
  Este	
  quadro	
  se	
  acompanha	
  de	
  
cefaléia	
  importante,	
  mal-­‐estar	
  geral,	
  astenia,	
  anorexia,	
  mialgia,	
  
prostração,	
  dor	
  abdominal	
  difusa	
  e	
  vômitos	
  
–  PERÍODO	
  DE	
  ESTADO:	
  corresponde	
  à	
  segunda	
  e	
  terceira	
  semanas	
  de	
  
evolução.	
  Neste	
  período,	
  ocorre	
  intensificação	
  da	
  sintomatologia	
  
anterior,	
  especialmente	
  a	
  febre	
  e	
  as	
  manifestações	
  diges-vas.	
  O	
  paciente	
  
desenvolve	
  um	
  quadro	
  de	
  toxemia,	
  acompanhado	
  de	
  prostração,	
  
desidratação,	
  torpor,	
  olhar	
  inexpressivo	
  (olhar	
  gfico),	
  obs-pação	
  
intes-nal	
  alternada	
  com	
  diarréia	
  líquida	
  esverdeada,	
  icterícia,	
  
hepatoesplenomegalia,	
  meteorismo,	
  borborigmo	
  e	
  dor	
  abdominal	
  
–  PERÍODO	
  DE	
  CONVALESCENÇA	
  OU	
  DECLÍNIO:	
  corresponde	
  à	
  quarta	
  
semana	
  de	
  evolução.	
  O	
  quadro	
  febril	
  tende	
  a	
  diminuir	
  progressivamente,	
  
bem	
  como	
  os	
  demais	
  sintomas,	
  e	
  o	
  paciente	
  entra	
  na	
  fase	
  de	
  
recuperação	
  clínica.	
  
Salmonella	
  
•  Diarréia	
  autolimitada:	
  reposição	
  de	
  fluidos	
  e	
  
eletrólitos	
  
– Ciprofloxacina	
  
•  Febre	
  0fóide	
  
– An0bió0cos	
  intravenosos:	
  ciprofloxacina,cefalosporinas	
  e	
  fluoroquinolonas