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Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky Faculdades Integradas de Patos Curso de Biomedicina Manual de práticas bacteriológicas Patos, 2014 Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky Esta apostila foi elaborada com a finalidade de auxiliar no aprendizado e fixação do conteúdo da disciplina de Bacteriologia Clínica. Entretanto, é de caráter introdutório, não isentando o aluno de estudar por livros e/ou artigos científicos. Breve histórico da Bacteriologia Apesar de Robert Hooke (1665) ser reconhecido como o primeiro a visualizar micro- organismos em um microscópio, pode-se dizer que a Bacteriologia clínica teve início em 1676 quando Anton Van Leeuwenhoek utilizando um de seus primeiros microscópios observou a presença de bactérias na água, em material coletado de sua própria cavidade oral e de pessoas enfermas. As suas observações foram publicadas com desenhos esmerados, entre 1673 e 1723, no importante meio científico da época (Philosophical Transactions da Royal Society of London), o que levou outros cientistas a começarem a desenvolver estudos mais rigorosos acerca dos micro-organismos. Em 1683, este periódico publicou um desenho de Leeuwenhoek com a primeira representação de uma bactéria. Leeuwenhoek surpreendeu o mundo científico declarando que os micro-organismos que observava eram vivos por apresentarem movimento ativo e intenso. Quase 200 anos mais tarde, Pasteur (1822-1895) e o médico alemão Robert Koch (1834-1910) desenvolveram estudos que conduziram ao estabelecimento das bases da Microbiologia como ciência experimental estruturada e especializada. O período de 1880-1900 representa a época áurea da bacteriologia. Em Congresso realizado em Londres (1881), Pasteur teve a oportunidade de tomar conhecimento da introdução por Robert Koch dos meios sólidos (gelatina, ágar, etc) na bacteriologia. Até o momento, Pasteur só utilizava meios líquidos, o que praticamente impossibilitava de realizar o isolamento bacteriano, agravado ainda pelo desconhecimento das técnicas de fixação e coloração também desenvolvidas por Koch. A contribuição dos cientistas citados e de muitos outros que igualmente merecem nosso crédito, pois serviram de base para o entendimento (ainda que parcial, pois há muito o que descobrir) do papel das bactérias no desenvolvimento de infecções humanas. Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky Apresentação O objetivo da bacteriologia clínica é determinar o agente etiológico de uma infecção e seu perfil de susceptibilidade aos antimicrobianos, através de uma avaliação diagnóstica do material clínico. Para isso, é necessário isolar o agente em questão, identificá-lo e avaliar sua importância no sítio infeccioso. O principal dilema do bacteriologista é decidir se o micro- organismo isolado está envolvido na doença, se é um colonizante, se faz parte da microbiota normal ou se é um contaminante. Bactérias são ubiquitárias no corpo humano. Microbiota normal pode ser definida como a presença de micro-organismos que não causam dano ou resposta inflamatória, podendo ter inclusive papel protetor contra agentes patogênicos. Pode ser dividida ainda em Microbiota transitória (responsável pelos casos de infecção hospitalar) e microbiota residente (a que nos acompanha ao longo da vida, muito embora sofra alteração em números devido a diversos fatores). Alguns destes micro-organismos da microbiota residente podem causar doença quando ocorre alguma alteração ou disfunção no tecido local ou quando alcançam outros sítios através de procedimentos invasivos que os carregam de um local para o outro. Embora a composição da microbiota seja dinâmica, alguns micro-organismos são mais frequentes em sítios específicos, existindo também sítios estéreis como o sangue, os olhos e o sistema nervoso. A microbiota normal é dinâmica e influenciada pela idade, dieta, hormônios, condições de saúde, sanitária e higiene pessoal. No trato respiratório, as vias aéreas que normalmente abrigam micro-organismos, são as cavidades da orofaringe e da nasofaringe. As vias estéreis são a laringe, traqueia, brônquios, alvéolos e seios nasais. A variedade de bactérias encontradas na orofaringe é muito grande e varia de acordo com o ambiente onde a pessoa vive. Pessoas hospitalizadas ou que trabalham no ambiente hospitalar, por exemplo, são mais colonizadas por Gram negativos, enquanto as demais abrigam principalmente cocos Gram positivos. No trato gastrointestinal, as bactérias são introduzidas pela alimentação. O estômago se mantém estéril devido ao seu pH ácido. O intestino delgado, fígado, vesícula biliar e o peritônio são livres de micro-organismos ou abrigam populações transitórias, que apenas passam por esses locais, mas não permanecem por muito tempo. O intestino grosso é colonizado por um grande número de micro-organismos. Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky No trato urogenital, a genitália externa e a uretra anterior são colonizadas por bactérias da microbiota cutânea, enquanto o canal vaginal abriga bactérias importantes na defesa local, servindo de proteção contra agentes patogênicos. Os demais órgãos e tecidos são estéreis. A pele é constantemente habitada por micro-organismos que refletem a profissão, os hábitos e o ambiente em que o indivíduo vive. Entre as bactérias mais frequentes encontramos as do gênero Staphylococcus. Os agentes patogênicos podem ser: oportunistas, estritos ou facultativos. Os oportunistas só causam infecções em condições favoráveis, por exemplo, imunossupressão. Os patógenos estritos são aqueles que, quando identificados, sempre estarão associados a um processo infeccioso e os facultativos são aqueles que causam infecção quando conseguem se estabelecer em um sítio, em grandes quantidades. Nesta apostila, serão abordados os aspectos práticos do diagnóstico diferencial de bactérias patogênicas nos diferentes materiais clínicos, de modo a orientar os alunos na interpretação dos resultados obtidos no laboratório de bacteriologia. Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky Materiais e técnicas básicas em bacteriologia Incluem materiais e equipamentos necessários não só ao isolamento, cultivo e identificação de bactérias, mas também aqueles essenciais aos processos de esterilização, transferência e preservação de micro-organismos em geral. A manipulação da amostra clínica requer técnicas adequadas de inoculação (também chamadas de “técnicas ou manobras assépticas”) dos micro-organismos em meio de cultura que possibilitem a obtenção de cultura pura. Estas técnicas incluem: Trabalhar em áreas submetidas previamente a limpeza e desinfecção para reduzir o número de potenciais micro-organismos contaminantes (1); Trabalhar dentro da “zona de esterilidade” do bico de Bunsen (2), ou seja, os recipientes (tubos de ensaio, placas de Petri, etc.) com meio de cultura de vem ser abertos próximos ao bico; Manipulação de amostras clínicas por trás da chama do bico de Bunsen; Flambagem das alças (3) ou agulhas de platinas, níquel-cromo ou tungstênio antes e após cada inoculação. A flambagem deve ser realizada em todo seu comprimento, a partir de alguns centímetros do cabo de Koller, até ao rubro, mantendo-as em posição vertical à chama do Bico de Bunsen. Deixar esfriar nas proximidades da chama do bicode bunsen; Flambar rapidamente alças de Drigalsky ou boca dos tubos de ensaio antes e após cada procedimento (4) (os quais devem estar inclinados à chama- formando aproximadamente um ângulo de 30°C - e nunca na posição vertical) após abri-los ou antes de fechá-los. A tampa dos tubos nunca deve ser colocada na bancada ou mesa de trabalho, devendo ser retirada e mantida segura pelo dedo mínimo durante a inoculação. Antes de iniciar o trabalho, verificar se todos os materiais necessários estão na bancada, identificá-los adequadamente e organizá-los em posição de fácil acesso para evitar riscos de acidentes ou trocas; Desembrulhar a pipeta esterilizada dentro da “zona de esterilidade” e mantê-la nesta zona durante o trabalho. Após o uso, as pipetas ou ponteiras devem ser descartadas em recipientes contendo soluções detergentes ou desinfetantes (por exemplo: água e hipoclorito de sódio); Manter os tubos e alças em suportes e estantes apropriadas. Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky Principais materiais e equipamentos utilizados no laboratório de bacteriologia: Para o cultivo de micro-organismos: - Meios de cultura - Vidrarias - Câmaras de cultivo - Câmaras de inoculação Meios de cultura Líquidos Sólidos Ágar em placa Agar inclinado Semi-sólidos Ágar em coluna (meio reto) Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky Vidrarias Tubos de ensaio (tampa de rosca) Tubos de ensaio (tampa de algodão) Béqueres Placas de Petri Pipetas volumétricas Provetas Bastão de vidro Erlenmeyers Câmaras de cultivo A= Banho –maria B= Incubadora ou estufa bacteriológica C= Agitador rotatório Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky Câmaras de inoculação Câmara de fluxo laminar Para esterilização: - Autoclaves - Filtros esterilizantes - Estuda de esterilização Autoclave Filtros esterilizantes Filtros esterilizantes Estufa de esterilização Para transferência de micro-organismos: - Alças de inoculação - Pipetas - Swabs Alças de inoculação Alças de platina/Níquel-cromo/tungstênio Alças de plástico (descartáveis) Alça de Drigalsky Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky Pipetas e Swabs Pipeta volumétrica Pipeta automática Pipeta de Pasteur Pipeta automática (multicanal) Swabs Para preservação de micro-organismos: - Refrigeradores -Freezers - Liofilizador Liofilizador Outros materiais: Lâminas e lamínulas Algodão hidrófobo Bico de Bunsen Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky Pinças e espátulas Balança de pesagem LEMBRETE! O sucesso na manutenção da pureza dos micro-organismos cultivados só ocorrerá se técnicas assépticas forem seguidas. Isto inclui o preparo de meio de cultura estéril, a esterilização de todo material que entrará em contato com o meio de cultura, e a manipulação de culturas utilizando manobras assépticas. Na Figura abaixo, é possível observar uma seqüência de manobras assépticas realizadas na transferência de uma cultura microbiana contida em tubo de Agar inclinado para outro tubo. 1 2 3 4 5 Fonte: Vermelho, A.B. et al. (2006) Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky Cultura in vitro: Princípios e Aplicações A maioria das bactérias pode ser cultivada em laboratório utilizando-se meios nutrientes. Podemos definir meio de cultura como um conjunto de substâncias, formuladas de maneira adequada, capazes de promover o crescimento bacteriano, em condições de laboratório. Além da composição química, deverão ser considerados aspectos físicos relativos à temperatura, aeração e tempo, os quais interferem diretamente no crescimento bacteriano. Tipos de meio de cultura Os meios de cultura podem ser divididos em sete categorias gerais: Meios enriquecidos Meios não seletivos de enriquecimento; Meios seletivos; Meios diferenciais; Meios indicadores ou bioquímicos; Meios especializados; Meios de transporte Alguns exemplos estão resumidos na tabela abaixo: Tabela: Tipos de meio de cultura Tipo Exemplos de meios Finalidade De enriquecimento Brain Heart Infusion (BHI) Ativação metabólica e aumento do número de bactérias na amostra clínica Enriquecidos Ágar sangue Isolamento de bactérias e fungos Ágar chocolate Isolamento de bactérias incluindo Haemophilus e Neisseria gonorrhoeae Seletivos e diferenciais Ágar MacConckey Meio seletivo para bactérias Gram negativas; diferencial para espécies fermentadoras de lactose Ágar manitol salgado Meio seletivo para estafilococos; diferencial para S. aureus Meio Lowenstein- Jensen Meio seletivo para micobactérias Ágar EMB Meio seletivo para bactérias Gram negativas; diferencial para espécies fermentadoras de lactose Meios indicadores TSI Indica a utilização ou degradação enzimática de carboidratos (Glicose, sacarose, lactose) presentes no meio pelas bactérias com formação de compostos que alteram o pH do meio e permitem a viragem o indicador de pH.. Útil como meio de triagem para identificação de Gram negativas. De acordo com a fermentação de carboidratos, o TSI pode ser: Ac/Ac; Al/Ac; Al/Al (ausência de fermentação). Citrato de Simmons É um meio para prova bioquímica, sintético, utilizado para identificação de Gram negativo baseando-se na capacidade da bactéria de utilizar o citrato como única fonte de carbono. Meios especializados Ágar Cistina Telurito Isolamento de Corynebacterium diphtheriae Ágar tiossulfato- Citrato- sais biliares-sucrose (TCBS) Isolamento de espécies de Vibrio Ágar Regan Lowe Isolamento de Bordetella pertussis Meios de transporte Stuart Prevenir desidratação e autodestruição enzimática dos patógenos Meios de enriquecimento: São meios geralmente líquidos de composição química rica em nutrientes e foram desenvolvidos para permitir a ativação metabólica das bactérias contidas em uma amostra clínica, além de proporcionar o seu aumento em número, possibilitando seu Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky isolamento. Um meio de enriquecimento pode também possuir propriedades seletivas, conferidas por substâncias que inibam o desenvolvimento de espécies sem importância clínica e favoreçam o crescimento de patógenos. Exemplo: Caldo Brain Heart Infusion (BHI); Caldo tetrationato (seletivo). Meios enriquecidos: Podem ser sólidos (maioria) ou líquidos. Foram desenvolvidos para permitir o crescimento e isolamento da maioria dos organismos que não possuam exigências nutricionais muito complexas (fastidiosas) de crescimento. Exemplo: ágar sangue; ágar chocolate; Caldo tioglicolato. Meios seletivos e diferenciais: destinam-se à recuperação de baterias específicas que podem estar numa mistura com outros micro-organismos (p. ex., patógenos entéricos nas fezes). Para isto, são adicionados a estes meios substâncias com capacidade inibitória para algumas bactérias como corantes, antibióticos, sais biliares, entre outras. Estes meios podem tornar-se diferenciais pela adição de ingredientes específicos que permitam a distinção entre vários gêneros e espécies de bactérias em uma mistura, geralmente evidenciada pela mudança de coloração ou na morfologia das colônias [p.ex., adição de lactose e de um indicador de pH para diferenciar as bactérias que são fermentadoras de lactose (rosas) das que não o são (incolores)]. Exemplos de meios seletivos e diferenciais: ágar MacConckey, ágar manitol salgado, ágar eosina azul de metileno (EMB), Meio Lowenstein-Jensen (LJ), ágar SS, ágar HE, etc. Meios indicadores ou bioquímicos: São utilizados no estudo das propriedades bioquímicas das bactérias, auxiliando assim sua identificação. O tipo mais simples de meio indicador é aquele utilizado no estudo das reações de fermentação ou utilização de certos compostos. Incorporam-se ao meio básico carboidrato e uma substância indicadora. A partir da mudança de coloração, detecta-se a positividade da reação pela produção de compostos finais de pH definido. Exemplos: ágar Triple Sugar Iron (TSI) e ágar Citrato de Simmons. Meios especializados: Permitem a detecção de bactérias específicas que podem ser fastidiosas. Alguns meios estão descritos na tabela acima. Meios de transporte: Consistem em meio isento de nutrientes, contendo um agente redutor (Tioglicolato ou cisteína) e uma substância com poder de tamponamento (fosfatos). Estes meios geralmente mantém um pH favorável, previne a desidratação de secreções durante o transporte e evita a oxidação ou a auto-destruição enzimática dos patógenos presentes. Exemplos: Meio de Stuart, Meio de Cary-Blair, entre outros. Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky Técnicas de semeadura O isolamento bacteriano a partir de uma cultura mista será garantido levando-se em consideração as seguintes observações: Realizar o maior número de estrias possíveis; Não perfurar ou rasgar o meio Agar; Não voltar com a alça sobre as estrias, sobrepondo-as; Iniciar a semeadura com uma pequena quantidade de material na alça de inoculação. A semeadura pode ser realizada em tubo ou em placas. Como exemplos de semeadura em placas podemos citar: Semeio por desgaste ou por esgotamento: O princípio básico da técnica é tentar esgotar o material ao longo das estrias de modo a depositar células isoladas no meio sólido que darão origem a colônias isoladas. As colônias puras serão semeadas em meios específicos para posterior identificação da espécie clínica. Semeio em grade ou em rede: assim como o semeio por desgaste, visa obter colônias de bactérias isoladas. Em tubos, os semeios podem ser do tipo: Semeio em picada; Semeio em zigue-zague; Semeio em meio líquido. Semeio por esgotamento Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky Prática: Técnicas de semeadura Roteiro: - Noções sobre utilização de materiais e equipamentos em laboratório de microbiologia - Técnicas de semeadura de bactérias em placas de Petri e em tubos de ensaio: semeio por esgotamento ou em grade Em rede para obtenção de UFC´s Por esgotamento Por esgotamento Em tubos: Alça em agulha (semeio em picada e em zigue-zague) Semeio em picada Colorações diferenciais em bacteriologia Alça em 0 Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky Coloração de Gram A coloração de Gram foi desenvolvida em 1884 pelo bacteriologista holandês Hans Christian Gram. Esta coloração permite dividir as bactérias em dois grandes grupos: Gram negativas e Gram positivas, dependendo da estrutura e composição da parede celular e, conseqüentemente, da sua capacidade de reter o complexo cristal violeta-iodo quando expostas a solventes orgânicos como acetona ou álcool. A técnica: Preparar o esfregaço bacteriano transferindo uma gota de água destilada esterilizada para o centro de uma lâmina e em seguida, tocar a alça de platina na cultura bacteriana e realizar movimentos circulares no centro da lâmina de vidro; Fixar o esfregaço passando rapidamente a lâmina pela chama do bico de Bunsen até secar; Corar o esfregaço fixado com solução de cristal violeta (Coloração primária) durante 1 minuto. Neste estágio, as células adquirem a tonalidade azul-escura ou púrpura; Em seguida, cobrir o esfregaço com lugol (mordente) durante um minuto. O cristal violeta é fixado à célula pelo mordente que produz o complexo violeta-iodo que é fortemente retido pelas bactérias; A etapa seguinte é a descoloração pela solução de álcool etílico a 95%. Cobrir o esfregaço corado com a solução por gotejamento até que não haja mais desprendimento do corante. A função do álcool é desidratar os carboidratos existentes na parede celular das bactérias Gram positivas, e desse modo, promover a retenção do corante cristal violeta. Com relação aos organismos Gram negativos, o álcool promove a dissolução dos lipídeos, aumentando a porosidade ou permeabilidade da parede celular, evitando que o complexo cristal violeta-lugol seja retido. Após a descoloração, adicionar ao esfregaço a solução de fucsina ou safranina (corante secundário). As bactérias Gram negativas que se deixam descorar pelo álcool, fixam a fucsina nesta etapa e aparecem vermelhas ao microscópio. As Gram positivas permanecem com a tonalidade azul escura original. Coloração de Gram (Vermelho et al. 2007) Exceções de bactérias Gram positivas e Gram negativas: Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky Bactérias Gram-positivas: Neste grupo, a parede celular é composta por peptidoglicano com ácidos teicóicos e lipoteicóicos e proteínas ligantes. O peptideoglicano também chamado de mucopeptídeo ou mureína é o principal componente da parede celular das Gram-positivas correspondendo de 40- 90% do seu peso seco. Os ácidos teicóicos estão ligados ao ácido murâmico do peptideoglicano e quando estão ligados a lipídeos (fosfolipídeos) da membrana plasmática sãochamados de ácidos lipoteicóicos. Estes podem atravessar a parede celular e ser detectado como antígenos na superfície da célula bacteriana. Alguns Streptococcus também podem conter em sua parede polissacarídeos ligados ao peptidioglicano chamado carboidrato C. Com relação às proteínas, a proteína A de Staphylococcus aureus é uma das mais estudadas em bactérias Gram positivas. Ela interage com várias moléculas do hospedeiro, como por exemplo imunoglobulinas, durante a infecção, resultando na adesão ao tecido da célula do hospedeiro e escape do Sistema Imune. Outra proteína que tem sido alvo de inúmeros estudos é a M6, encontrada na superfície dos estreptococos do Grupo A. Esta proteína é responsável pelas propriedades antifagocíticas do grupo A e por mais de 80 sorotipos. Bactérias Gram- negativas: A estrutura da parede celular das Gram-negativas é mais complexa do que a das Gram- positivas. Basicamente é constituída por uma membrana externa, o peptideoglicano, lipoproteínas e o espaço periplasmático ou periplasma. A membrana externa (ME) possui permeabilidade seletiva e é uma bicamada lipídica que contém fosfolipídeos, proteínas (principalmente as OMP’s- proteínas de Membrana externa- que correspondem a cerca de 50% da massa da membrana externa e são essenciais para a manutenção e permeabilidade seletiva das membranas bacterianas), lipoproteínas e lipopolissacarídeos (LPS) (componente principal). É ela que separa o ambiente externo do espaço periplasmático. Uma de suas características é a distribuição assimétrica dos seus lipídeos. Seu lado externo contém exclusivamente lipopolissacarídeos, enquanto que no seu lado interno estão os fosfolipídeos e a porção lipídica das lipoproteínas. Os LPS, também conhecidos como endotoxinas, estão posicionados na membrana externa de modo que a porção relativamente hidrofílica fica exposta na superfície da célula bacteriana e constitui o antígeno O. A porção lipídica, lipídeo A, é responsável pelo efeito tóxico do LPS. A presença da ME Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky torna os patógenos Gram negativos resistentes às defesas do hospedeiro, como a lisozima. Em bactérias como E. coli, a ME permite sua sobrevivência no trato intestinal de animais, onde sais biliares e enzimas de degradação estão presentes. A ME também torna os Gram negativos resistentes a muitos antibióticos. A ligação do peptideoglicano à membrana externa é feita por lipoproteínas. Espaço periplasmático situa-se entre a membrana citoplasmática e a membrana externa e tem a consistência de um gel devido aos seus componentes. O periplasma é um sítio de reações químicas, transporte de soluto, regulação osmótica, secreção de proteínas e atividade hidrolítica. As figuras abaixo mostram as diferenças na composição da parede celular de bactérias Gram negativas e Gram positivas: Gram positivas Gram negativas Coloração de Ziehl-Neelsen (a quente) e de Kinyoun (a frio) Algumas bactérias possuem um envoltório de ácidos graxos e lipídeos complexos denominados ácidos micólicos que não fixam os corantes comuns. No entanto, quando essas células são coradas, através de processos drásticos resultantes de aquecimento, resistem a descoloração com solução de álcool-ácido. Desse modo são denominadas bactérias álcool- ácido resistentes. Esta coloração diferencial é útil na identificação de espécies do gênero Mycobacterium, as quais apresentam uma superfície rica em ácidos micólicos, o que torna a membrana das micobactérias resistentes a solução álcool-ácido. Com o emprego do calor e de uma solução corante fenolada a 3% (fucsina de Ziehl-concentrada), o protoplasma dessas células é corado. Uma vez coradas, elas resistem longo tempo à ação sucessiva de um ácido Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky mineral forte e do álcool. Todas as outras bactérias não álcool-ácido resistentes, perdem a sua coloração pela fucsina, sendo posteriormente recoradas pelo azul de metileno a 1%. Vermelho et al. (2007) As micobactérias ao final da coloração apresentam-se como finos bacilos vermelhos, ligeiramente encurvados, que se destacam nitidamente do fundo azul da lâmina como mostra a figura abaixo: Manual de bacteriologia da tuberculose (Ministério da saúde) Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky Prática de coloração de Gram Fazer um desenho esquemático de cada uma das bactérias que foram observadas em aula: E. coli Bacillus sp Streptococcus sp. Staphylococcus sp Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky PRÁTICA: CULTURA DE OROFARINGE Sangue (Gram +) Coleta com Swab Tubo contendo solução fisiológica ou ADE Gram TUBO SECO ou Stuart Sabouraud (pesquisa de fungos) Identificação Antibiograma/Antifungigrama Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky Protocolo: Para a realização da coleta de orofaringe, o paciente deve estar em jejum e não ter feito assepsia bucal; Deve-se instruir o paciente para abrir bem a boca e respirar profundamente. A emissão de um “ahh” pelo paciente serve para erguer a úvula e ajudar a reduzir o reflexo de náusea. Em seguida, com o auxílio de um abaixador de língua, friccionar rapidamente o swab entre os pilares tonsilares (faringe posterior). Não tocar o swab nas paredes laterais da cavidade bucal, palato ou língua. A contaminação com saliva, que contém uma microbiota bacteriana variada, pode dificultar o isolamento do agente etiológico. Procurar o material nas áreas com hiperemias próximas aos pontos de supuração ou remover o pus ou placa, colhendo o material a partir da base da lesão. Após a coleta da amostra, o swab deve ser colocado imediatamente dentro de um tubo esterilizado contendo meio BHI ou Stuart e encaminhado imadiatamente ao laboratório para a realização do semeio em meios específicos. Se o objetivo for isolar S. pyogenes, a secreção de orofaringe deve ser coletada com auxílio de swab e transferido para tubo seco, devendo ser semeado imediatamente em ágar sangue. Procedimento para semeio da amostra clínica: em uma placa de Petri contendo meio ágar sangue, fazer esfregaço na parte superior da placa com o swab e com auxílio da alça previamente flambada, estriar o material na superfície da placa e penetrar com a ponta da alça várias vezes no meio de cultura. Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky Identificação de Bactérias Gram positivas O Esquema a seguir mostra as provas de identificação de bactérias Gram positivas: Identificação das espécies de Staphylococcus de importância médica: Staphylococcus aureus S. saprophyticus S. epidermidis Catalase: é uma enzima que decompõe o peróxido de hidrogênio em oxigênio e água. Excluindo os estreptococos, a maioria das bactérias aeróbias e anaeróbias facultativas são catalase positivas. Esta prova é útil para diferenciar bactérias dos gêneros Staphylococcus (+) e Streptococcus (-) Coagulase: Tem atividade semelhante à protrombina, capaz de transformar ofibrinogênio em fibrina. A fibrina dificulta a fagocitose dos cocos ao mesmo tempo em que estabelece uma Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky barreira tendente a limitar o foco da infecção. Esta prova é útil para diferenciar S.aureus (+) dos Staphylococcus coagulase negativos (S. epidermidis e S. saprophyticus). DNase: enzima que despolimeriza o DNA do meio com formação de uma halo translúcido no meio de cultura. Staphylococcus aureus é DNase + e os outros estafilococos são DNase -. Ágar manitol salgado: além da coagulase e DNase, S. aureus pode ser identificado através do ágar manitol salgado que consiste em um meio de cultura seletivo para identificação presuntiva de S. aureus a partir de amostras clínicas. O meio contém manitol como única fonte de carbono e uma concentração de sal elevada (7,5%) que inibe o crescimento de outras bactérias. Ocorre degradação do manitol com formação de ácido e o vermelho de fenol (indicador de pH presente no meio) em pH ácido verte o meio de cultura do vermelho original para o amarelo. Novobiocina: a sensibilidade a novobiocina é útil para diferenciar as espécies de estafilococos coagulase negativas. Staphylococcus saprophyticus é resistente enquanto S. epidermidis é sensível. Tabela de identificação de bactérias do Gênero Staphylococcus Espécie Catalase Coagulase DNase Novobiocina Ágar manitol salgado S. epidermidis + - - S - S. aureus + + + S + S. saprophyticus + - - R - Identificação das espécies de Streptococcus de importância médica: As bactérias do gênero Streptococcus são mais exigentes quanto ao requerimento nutricional, necessitando de meios enriquecidos para o seu crescimento. O meio utilizado é o ágar sangue onde podemos verificar o grau de hemólise provocado pela liberação de citolisinas no meio pelas bactérias. Com relação ao grau de hemólise, os estreptococos podem ser divididos em alfa (α), beta (β) e gama (γ) hemolíticos. Teste da optoquina (disco de antibiótico): Útil para identificar os estreptococos alfa- hemolíticos de importância médica como Streptococcus do grupo viridans (R) e S. pneumoniae (S). Bacitracina e Teste de CAMP: são provas úteis para diferenciar Streptococcus pyogenes (Bac S e CAMP -) de S. agalactiae (Bac R e CAMP +), ambos Beta-hemolíticos. A prova de CAMP consiste em semear uma estria horizontal de Staphylococcus aureus e perpendicularmente a esta estria, semeia-se a bactéria suspeita de ser S. agalactiae. A atividade hemolítica da β-lisina do Staphylococcus aureus sobre os eritrócitos presentes no meio ágar sangue é intensificado por um fator extracelular produzido por S. agalactiae, com formação de uma seta, como mostra a figura abaixo: Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky Outra prova útil na para diferenciação de S. pyogenes e S. agalactiae é o teste de PYR (L-Pirrolidonil-β-naftilamida): neste teste, a enzima L-piroglutamil aminopeptidase presente no S. pyogenes hidroliza o substrato L-naftilamida-β-naftilamida com formação de β- naftilamida livre que é detectada pela adição do reagente N,N-dimetilaminocinamaldeído. Esse reagente de detecção conjuga-se a naftilamida, formando uma base de Shiff vermelha. A hidrólise do PYR é característica de amostras do gênero Enterococcus (E. faecalis e E. faecium) e Streptococcus pyogenes (beta-hemolítico do grupo A), porém ausente em outros estreptococos (Grupos B,C, D, F, G). Com relação aos γ-hemolíticos, temos como principais representantes Enterococcus spp (E. faecalis e E. faecium) e Streptococcus do grupo D. Como provas de identificação, temos o BHI salgado ou NaCl a 6,5% e Bile esculina. BHI salgado: é uma prova segura e definitiva para diferenciação dos Enterococcus (E. faecalis e E. faecium) daqueles identificados como não enterococos (S. bovium, S. avium, etc.). Apenas os Enterococcus são capazes de crescer neste meio. são capazes de crescer neste meio. Prova da bile esculina: os enterococos e os Streptococos do Grupo D crescem em presença de bile, sendo capazes de hidrolizar a esculina em glicose e esculetina (ou esculeteína). A esculetina em presença de íons férricos presentes no meio (citrato férrico) forma um complexo marrom escuro que resulta em um enegrecimento difuso do meio. Outros estreptococos são NaCl a 6,5% – e Bile esculina –, como mostra a tabela abaixo: Micro-organismos NaCl a 6,5% Bile esculina PYR Enterococcus spp + + + Streptococcus do Grupo D - + - Outros Streptococcus - - - Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky Identificação de Bactérias Gram negativas Esquema para identificação de enterobactérias TSI: O TSI ou tríplice açúcar e ferro é um meio sólido distribuído de tal forma que apresenta uma base e uma inclinação. É constituído de glicose (0,1%), lactose (1,0%) e sacarose (1,0%), peptonas, aminoácidos, incluindo sulfurados, tiossulfato de sódio e citrato férrico amoniacal (indicador da produção de H2S), com pH neutro e um indicador de pH, o vermelho de fenol. Este meio analisa a fermentação de glicose, lactose e sacarose com ou sem produção de H2S. No tubo inclinado, o pico exposto em toda superfície ao oxigênio é aeróbio, enquanto que a porção inferior está protegida do ar e é relativamente anaeróbia. Para os micro-rganismos que não fermentam carboidratos, os ácidos não são formados e a formação de aminas (conseqüência da degradação de aminoácidos do meio) no plano inclinado junto com os tampões alcalinos origina uma cor vermelha em todo o meio. Se o micro-organismo for fermentador de glicose, mas não de lactose e sacarose, só formará uma quantidade relativamente pequena de ácido a partir da concentração de glicose, que é 10 vezes menor que a de lactose e sacarose; entre 18 a 24h, toda a superfície inclinada reverte a um pH alcalino de cor vermelha e no fundo o meio fica amarelo por conta da produção de ácido (conseqüência da fermentação de glicose). Se o micro-organismo for fermentador de lactose (isso significa que ele é obrigatoriamente fermentador de glicose), tanto o pico como o fundo vão ficar amarelos por conta da grande produção de ácidos. Ainda no TSI existe a possibilidade de detectar gases resultantes da degradação do ácido fórmico em hidrogênio e anidrido carbônico, se a bactéria possuir o sistema hidrogênio fórmico liase - os gases são indicados ou visualizados indiretamente por levantar ou fragmentar o meio - o resultado é representado como A/A com gás. Há também a possibilidade da bactéria produzir H2S por respirar anaerobiamente o tiossulfato, captando elétrons através da tiossulfato redutase, resultando em gás sufídrico e sulfito. O sulfeto de hidrogênio na presença de sais de ferro forma sulfeto ferroso, originando um precipitado negro insolúvel - dessa forma o resultado é dado como A/A com gás e H2S. Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky Desse modo, pode-se observar num único meio os processos fermentativos, respiração aeróbia e anaeróbia. A utilização dos açúcares e aminoácidos na inclinação se dá apenas por respiração aeróbia, enquanto que na base os processos são realizados por fermentação (incluindo também putrefação, quando da utilização dos aminoácidos básicos, sulfurados, triptofano, com produção de gás sulfídrico, mercaptanas, aminas, dentre outras). Já a utilização do tiossulfato ocorre por respiração anaeróbia, gerando também gás sulfídrico. Produção de indol: o indol é um produto da degradação do aminoácido triptofano. As bactérias que produzem a enzima triptofanase podem clivar o triptofano e, deste modo, produzir indol.A prova é realizada inoculando-se o meio contendo excesso de triptofano. Após a incubação colocar 0,5 ml do reagente de Kovac ou o reativo de Ehrlich (solução aquosa ou alcoólica de p-dimetil aminobenzaldeído, respectivamente) através da parede interna do tubo. A prova é positiva quando na porção superior, na interface da cultura e o reagente, desenvolve-se um anel de cor rósea dentro de no máximo 5 minutos. Este resultado é devido à complexação do indol com o aldeído, em meio ácido, formando o composto colorido. O indol reage com o reagente formando um composto colorido róseo. Triptofano Indol + piruvato e amônia Utilização de citrato: alguns micro-organismos como a E. coli não possuem a permease do citrato, que faz o transporte do citrato para o interior da célula, não conseguindo portanto crescer no meio contendo como única fonte de carbono o citrato, embora possuam as enzimas, intracelulares, que degradam o citrato. A prova é feita semeando-se a bactéria no meio sólido inclinado de citrato de Simmons, contendo azul de bromotimol como indicador, o qual em pH 6,8 a 7,0 apresenta-se verde. O consumo do citrato pela enzima citratase induz a formação de fosfato de amônia, alcalinizando o meio. Também, com o metabolismo do citrato há formação de carbonatos que alcalinizam o meio, de modo que a cor do indicador vira para azul. Na prova negativa o meio não se altera, pois não há crescimento microbiano. Por esse motivo a inoculação deve ser feita com agulha e em linha reta para não haver influência de ingrediente do meio de onde se originou a cultura, dando resultados falso-positivos. Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky Caldo Tioglicolato: É utilizado para verificar o requerimento de oxigênio. A elevada viscosidade do meio (0,75g/L de agar) impede a penetração rápida de oxigênio. As substâncias redutoras são o tioglicolato e a cisteina. O indicador de oxigênio é a rezasurina sódica. Fenilalanina: a determinação da fenilalanina desaminase é útil para diferenciação inicial das espécies Proteus, Morganella e Providencia de outros bacilos gram-negativos.Quando desaminada, a fenilalanina forma um cetoácido, o ácido fenilpirúvico. Apenas as espécies citadas produzem a enzima desaminase necessária para essa conversão. A prova é positiva se houver desenvolvimento de cor verde após adição de uma solução de cloreto férrico a 10%. Produção de sulfeto de hidrogênio: A produção de H2S pode ser detectada se as seguintes condições estiverem presentes: Existir uma fonte de enxofre no meio (peptonas, tiossulfato de sódio) Existir um indicador de H2S no meio (citrato férrico, sulfato ferroso, ferro peptonado, etc.) O meio favoreça o crescimento da bactéria e a bactéria possua os sistemas enzimáticos produtores de H2S. Em todos os meios de detecção de H2S, o ponto final é um precipitado negro, insolúvel formado no meio. Os meios em que podemos visualizar a produção de H2S são: LIA ou Lisina, TSI, SIM, Hektoen Enteric (HE) e Salmonella-shigella (SS). Ágar lisina Ferro (LIA) ou teste da lisina: Este meio é inclinado em tubos, apresenta indicador de pH (púrpura de bromocresol e lisina (aminoácido). Este teste é útil para identificar as bactérias que são capazes de descarboxilar a lisina (através da enzima lisina descarboxilase) a aminas, alcalinizando o meio e vertendo-o para uma coloração púrpura. Meio SIM (Sulfeto Indol Motilidade): é um meio semi-sólido onde podem ser observadas a motilidade da bactéria, a produção de H2S e a presença de indol. A motilidade no meio SIM indica indiretamente a produção de flagelos. Não é uma prova bioquímica e sim fisiológica, mas auxilia a identificar bactérias. A prova é efetuada inoculando-se em linha reta, através da técnica da punctura (com agulha), 2/3 de um meio semi-sólido. A prova indica motilidade quando os micro-organismos crescem deslocando-se da linha de inoculação, turvando o meio. A prova é negativa quando os micro-organismos ficam restritos ao local da inoculação sem, contudo, turvar o meio. Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky Prova da produção de urease: A urease é uma enzima que degrada a uréia em duas moléculas de amônia e uma de anidrido carbônico. A prova consiste em transferir uma porção do crescimento bacteriano com uma alça para o meio contendo uréia, pH neutro e um indicador de pH, o vermelho fenol. Após o crescimento a prova é revelada positiva quando a urease atua degradando a uréia a amônia, alcalinizando o meio e vertendo-o a coloração rosa choque. Na prova negativa não há alteração da cor do meio. Os organismos do gênero Proteus e Klebsiella são urease positivos diferentemente da maioria das enterobactérias. Prova da citocromo oxidase: Todas as enterobactérias são citocromo-oxidase negativa. O sistema citocromo é encontrado nos organismos aeróbios e microaeróbios facultativos. O teste da oxidase é importante na identificação de organismos que não possuem a enzima ou são anaeróbios obrigatórios. Os citocromos participam da última ligação da cadeia respiratória transferindo elétrons (Hidrogênio) ao oxigênio com formação de H2O. No teste são usados reativos corantes como o dimetil ρ-fenilenodiamina que atuam como aceptores de elétrons substituindo a oxigênio. A ρ-fenilenodiamina é incolor no estado reduzido, mas na presença de citocromo oxidase, o corante se oxida formando o azul de indofenol. O teste é negativo se não ocorrer alteração da cor ou houver o desenvolvimento de uma cor rósea pálida, como mostra a figura abaixo: E. coli Pseudomonas Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky Resumo da técnica de semeadura em tubo nos principais meios para identificação de Gram negativos: Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky Tabela com as principais provas bioquímicas e meios utilizados para identificação de bactérias Gram negativas Micro-organismo Provas Bq TSI INDOL Motilidade Uréia Citrato Glicose H2S Fenilalanina Klebsiella Ac/Ac O+/-P – + + + – – E. coli Ac/Ac + +/– – – + – – Salmonella Al/Ac – + – + + +/– – Shigella Al/Ac –/+ – – – – – – Proteus Ac/AcV Al/Ac +/– + + V V/+ + + O = K. oxitoca ; P = K. pneumoniae ; V = P. vulgaris Micro-organismo EMB HE MC E. coli (Fermentador forte de lactose) Colônias escuras com brilho verde metálico Alaranjadas a salmão Rosadas ou vermelhas, não mucóides. Podem ser rodeadas de um precipitado opaco de sais biliares Klebsiella (Fermentador fraco de lactose) Colônias grandes, mucóides com bordas claras e centro escuro Alaranjadas a salmão Grandes, rosadas a creme e mucóides Salmonella Colônias incolores (Não fermenta a lactose) Incolores ou da cor do meio com centro negro (produção de H2S) Incolores e/ou transparentes Shigella Colônias Incolores (Não fermenta a lactose) Incolores ou esverdeadas (da cor do meio) Incolores e/ou transparentes Proteus Colônias Incolores (Não fermenta a lactose) Incolores ou Esverdeadas (da cor do meio) com precipitadoenegrecido (produção de H2S) Incolores e/ou transparentes *EMB= Eosina Azul de Metileno HE= Hektoen Enteric MC= MacConkey Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky Esquema de identificação de Bacilos não-fermentadores (BNF’s) Os BNF´s constituem um grupo de micro-organismos oportunistas cuja importância clínica está relacionada às condições do paciente. São causadores principalmente de infecções nosocomiais. Os gêneros Pseudomonas e Acinetobacter são considerados os mais importantes. Estes bacilos recebem a denominação de não-fermentadores, pois não utilizam carboidratos através de vias fermentativas. Os bacilos capazes de metabolizar os carboidratos através da via oxidativa são denominados oxidativos ou sacarolíticos, enquanto os que não utilizam carboidratos por nenhuma das vias metabólicas são referidos como bioquimicamente inertes, não oxidativos ou assacarolíticos. Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky Prática Assunto: Identificação de bactérias Gram Negativas Fermentadoras (coprocultura) Grupo 1 Paciente 1 (Descrição da sintomatologia) Paciente idoso de 65 anos, sexo feminino, apresentou um quadro febril e considerável aumento no número de evacuações caracterizando um quadro de diarréia. Foi colhida uma amostra de fezes deste paciente e realizadas coloração de Gram e coprocultura. A coloração de Gram revelou ao microscópio bacilos Gram negativos. O material coletado foi semeado nos meios EMB, HE e MC, sendo visualizadas colônias de brilho verde metálico no EMB e colônias alaranjadas a salmão no HE. Observe as placas semeadas e realize a identificação bioquímica. Micro- organismo TSI CITRATO LISINA Fenilalanina SIM M I H2S M I H2S M I H2S M I H2S M I H2S M I H2S Características dos micro-organismos nos meios de cultura Micro- organismo EMB HE MC Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky Grupo 2 Paciente 1 (Descrição da sintomatologia) Paciente L.B.C., 5 anos, deu entrada no pronto socorro do Hospital São Paulo apresentando quadro com febre de 38°C, diarréia e quadro de desidratação leve. Foi solicitada uma coprocultura que após 24 h de incubação tornou-se positiva, sendo observado crescimento em meio ágar EMB, HE e MC colônias grandes com diâmetro de 3 a 4 mm, de consistência mucóide que à coloração de Gram apresentavam-se como bacilos Gram Negativos. Observe as placas semeadas e realize a identificação bioquímica. Micro- organismo TSI CITRATO LISINA Fenilalanina SIM M I H2S M I H2S M I H2S M I H2S M I H2S M I H2S Características dos micro-organismos nos meios de cultura Micro- organismo EMB HE MC Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky Grupo 3 Paciente 1 (Descrição da sintomatologia) Paciente masculino de 31 anos apresentou um quadro de febre moderada, acompanhada de náuseas, dores abdominais, cólicas e diarréias após 12h de ter ingerido frango em refeitório. Foram realizadas coloração de Gram e coprocultura nas quais foram evidenciados bacilos Gram Negativos, oxidase negativa e lactose negativa nos meios EMB, HE e MC. Observe as placas semeadas e realize a identificação bioquímica. Micro- organismo TSI CITRATO LISINA Fenilalanina SIM M I H2S M I H2S M I H2S M I H2S M I H2S M I H2S Características dos micro-organismos nos meios de cultura Micro- organismo EMB HE MC Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky Grupo 4 Paciente 1 (Descrição da sintomatologia) Paciente do sexo feminino de 25 anos foi levada ao hospital por apresentar um quadro de febre há 4 dias, acompanhada de náuseas, fortes dores abdominais, presença de sangue e muco nas fezes (caracterizando uma disenteria); e prostração após 12h de ter ingerido água proveniente de um copo escavado há mais de 3 anos. Bactérias Gram negativas e lactose negativa foram visualizadas nos meios EMB, HE e MC. Observe as placas semeadas e realize a identificação bioquímica. Micro- organismo TSI CITRATO LISINA Fenilalanina SIM M I H2S M I H2S M I H2S M I H2S M I H2S M I H2S Micro- organismo EMB HE MC Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky Prática: Urocultura UROCULTURA: MÉTODO DE CULTIVO QUANTITATIVO GRAM - GRAM + URINA A ALÇA CALIBRADA 1µL Ágar EMB AGAR SANGUE AGAR BROLACIN (CLED) CRESCIMENTO BACTERIANO EM AMBAS AS PLACAS CRESCIMENTO APENAS NO SANGUE IDENTIFICAÇÃO BACTERIANA Antibiograma COLÔNIAS FERMENTADORAS DE LACTOSE (AMARELAS) COLÔNIAS NÃO FERMENTADORAS (AZUIS) CONTAGEM EM AMBAS AS PLACAS x1000 CONTAGEM NA PLACA x2 x1000 CONTAGEM NA PLACA x1000 IDENTIFICAÇÃO BACTERIANA Antibiograma a Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky Prática: Urocultura Realize o protocolo de urocultura e em seguida observe os resultados da identificação bacteriana e identifique o micro-organismo estudado. 1.2 Resultados: 1.2.1 Visualização das placas: Micro- organismo SANGUE EMB CLED CETRIMIDA . 1.2.2 PROVAS BIOQUÍMICAS: Micro-organismo TSI CITRATO LISINA Fenilalanina SIM M* I * H2S* M I H2S M I H2S M I H2S M I H2S M I H2S M I H2S M IH2S *M= motilidade; I=Indol; H2S= Sulfeto de Hidrogênio Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky Prática: Hemocultura COLETA 1:10 (Sangue:meio de cultura) Aerobiose Anaerobiose BHI- caldo Columbia com Polianetol Sulfonato de sódio (SPS) Caldo tioglicolato Isolamento (Subcultivo) Ágar sangue Ágar MacConkey Ágar chocolate/ Thayer-Martin Identificação (Série Bioquímica) Antibiograma Os frascos devem ser acondicionados em estufa de cultivo a 37°C por 24h. Após este período, subcultivos devem ser realizados em meios específicos caso sejam visualizadas turvação e hemólise. O período máximo de incubação são 7 dias. Se as culturas permanecerem sem crescimento, o resultado do teste é negativo. Lembrando que frascos apresentando turvação, mas sem crescimento bacteriano, é sugestivo de presença de fungos. Neste caso, subcultivos devem ser realizados em Agar Sabouraud adicionado de cloranfenicol. Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky Protocolo para cultura de LCR COLETA (Punção lombar) CENTRIFUGAÇÃO (Pesquisa de BAAR ou Bacilo de Koch) GRAM ou Ziehl-Neelsen Ágar sangue Ágar MacConckey Ágar Chocolate/ Thayer-Martin Antibiograma Identificação (Série Bioquímica) Para micro-organismos como Neisseria meningitidis e Haemophilus spp, deve- se fazer o método da vela para otimizar seu crescimento em cultura. Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky Prática: Coprocultura Enriquecimento Caldo Tetrationato Isolamento EMB SS HE Identificação Série Bioquímica (TSI, Citrato, SIM, Uréia, Fenilalanina, etc.) Sorologia - Salmonella - Shigella - E. coli Antibiograma Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky Antibiograma Antibiogramas são testes com o objetivo de verificar a sensibilidade de determinado micro-organismo a vários antibióticos mediante comparação utilizando um padrão ou tabela pré-estabelecidos. Uma das funções mais importantes dos laboratórios de análises clínicas e laboratórios hospitalares é a de detectar por intermédio desses testes qual a sensibilidade/resistência do micro-organismo que está causando infecção diante de vários antibióticos, de modo a escolher o antimicrobiano mais adequado. Basicamente existem dois métodos para determinar a sensibilidade de uma bactéria aos agentes antimicrobianos: método da diluição em tubo/placa e método da difusão em disco. Método da diluição em tubo ou em Placa de Microtitulação São usadas várias concentrações do antimicrobiano (geralmente 10) com o objetivo de determinar a mínima concentração do antibiótico (µg/mL) que é capaz de inibir o crescimento da bactéria in vitro. Esta concentração é denominada Concentração Inibitória Mínima (CIM). Para tratamento, geralmente se usa como margem de segurança uma concentração 10 vezes acima do valor da CIM, visto que outros fatores como ligação do antibiótico à proteínas séricas ou a presença de inibidores tissulares podem reduzir a ação do antibiótico. Além da CIM, podemos determinar também a mínima concentração do antibiótico que é capaz de eliminar completamente a população bacteriana, denominada Concentração Mínima Bactericida (CMB). A CMB é mais usada para pacientes imunocomprometidos ou em pacientes acometidos por endocardites. Método de difusão em disco pela técnica de Kirby; Bauer (1966) O método de Kirby-Bauer é um método qualitativo, amplamente utilizado como método-padrão para a realização dos antibiogramas. Este método utiliza concentrações preestabelecidas dos antimicrobianos e tem como finalidade medir a eficácia de uma variedade de antibióticos sobre uma espécie de micro-organismo, fornecendo orientação para prescrição, na prática médica, da maioria dos antibióticos usados na terapia das infecções bacterianas. No teste de Kirby-Bauer, uma série de antibióticos impregnados em pequenos discos circulares de papel é colocada sobre uma placa contendo meio de cultura crescido com a bactéria inoculada de forma homogênea. As placas são incubadas em temperatura e tempo temperatura e tempo adequados para permitir o crescimento da bactéria e também para que os antibióticos possam difundir-se no interior do ágar. A figura abaixo mostra os materiais necessários para a realização do antibiograma pela técnica de Kirby-Bauer: Materiais para a realização do antibiograma: (A) Placa de Petri com meio ágar Mueller-Hinton; (B) suspensão da bactéria; (C) swab estéril (D) pinça estéril para colocação dos discos impregnados com antibióticos Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky Antibiograma: Prática Procedimento: 1. Padronização do inóculo bacteriano: A partir da placa original da cultura bacteriana do micro-organismo a ser testado são transferidas 3 a 5 colônias para o ágar Mueller-Hinton. Em seguida, incuba-se durante 2 a 4 horas. A densidade do inóculo deve ser ajustada para a escala de turbidez 0,5 de McFarland, equivalente a 10 8 bactérias por mL de meio. 2. Semeio: Realizado através de “swab” estéril embebido no inóculo bacteriano e semeado em toda a área da superfície do meio ágar Mueller-Hinton (semeio em tapete). Deixar secar por 2 minutos. 3) Com auxílio de uma pinça esterilizada colocar sob a superfície do meio inoculado os discos de antibióticos em pontos eqüidistantes fazendo leve pressão sobre eles. 4) Incubar a temperatura ideal (geralmente 37°C) para o crescimento daquela população bacteriana por 18-24h. 5) Leitura: Observar halo deinibição em torno do disco de antimicrobiano. O diâmetro deste halo é medido em mm (halômetro) e comparado com a tabela recomendada pelo fabricante ou CLSI (Clinical Laboratory Standards Institute). Para cada agente antimicrobiano, o diâmetro do halo poderá ser interpretado como sensível (S), resistente (R) ou intermediário (I). Visualização da placa do teste de antibiograma. O diâmetro dos halos de inibição são medidos com auxílio de uma régua e o resultado em mm é comparado com os valores fornecidos pelo fabricante. Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky Tabela 1. Limites para interpretação do antibiograma com antibacterianos de uso corrente na terapêutica clínica. Micro- organismo Antimicrobianos Resistente (mm) Intermediário (mm) Sensível (mm) Enterococcus sp Eritromicina Vancomicina Estreptomicina ≤ 13 14-22 ≥23 ≤ 14 15-16 ≥17 ≤ 14 14-16 ≥17 S. saprophyticus Oxacilina Amicacina Penicilina G ≤ 17 - ≥18 ≤ 17 - ≥18 ≤ 28 - ≥29 S. agalactiae Gentamicina Tetraciclina Vancomicina ≤ 12 13-14 ≥15 ≤ 14 15-18 ≥19 ≤ 14 15-16 ≥17 E. coli Cloranfenicol Cefepime Ácido nalidíxico ≤ 12 13-17 ≥18 ≤ 14 15-17 ≥18 ≤ 13 14-18 ≥19 Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky Características dos meios de cultura utilizados em bacteriologia clínica AGAR MANITOL É um meio seletivo para o isolamento e identificação presuntiva de estafilococos patogênicos. Sua elevada concentração de NaCl (7,5%) suprime o crescimento de outras bactérias, deixando crescer apenas o gênero Staphylococcus. A degradação do manitol com formação de ácido está correlacionada com a patogenicidade do gênero em questão e serve como indicador presuntivo da presença de Staphylococcus aureus. O vermelho de fenol funciona como indicador de pH. Uma viragem do vermelho original do meio para amarelo indica degradação do manitol com formação de ácido. AGAR BILE ESCULINA É um meio utilizado para verificar a hidrólise da esculina e tolerância à bile, que são consideradas característica constantes dos grupo sorológico D (Enterococcus). Os Enterococcus podem multiplicar-se livremente nesse meio, por não serem inibidos pelos sais biliares. Deste modo produzem a hidrólise do glicosídeo esculina, convertendo-o em glicose e esculetina. A esculetina reage com íons férricos existentes no meio, produzindo um complexo de coloração escura, que evidência a positividade da prova. AGAR EMB É um meio seletivo e diferencial utilizado no isolamento de enterobactérias e bacilos coliformes a partir de fezes, água e outros materiais. Os fermentadores de lactose, sobretudo a E. coli, produzem colônias de coloração escura, podendo apresentar um brilho verde metálico característico. Os produtores mais fracos de ácido (Klebsiella) desenvolvem colônias geralmente acinzentadas a creme com centro escuro, enquanto que os não fermentadores (Salmonella e Shigella) formam colônias transparentes. Os corantes eosina e azul de metileno inibem o crescimento de gram-positivos, e se combinam formando um complexo que tem coloração escura e precipita em pH ácido. Deste modo, esses corantes agem como indicadores e inibidores. AGAR MACCONKEY É um meio diferencial e seletivo para enterobactérias e outros bacilos gram-negativos entéricos. Os típicos fermentadores de lactose formam colônias róseas-avermelhadas. Os fermentadores fracos de lactose podem formar colônias ligeiramente rosadas e amostras lactose negativas são incolores ou transparentes. Os sais biliares e o cristal-violeta inibem o crescimento de bactérias Gram-positivas. A lactose é o único carboidrato presente no meio. O vermelho neutro funciona como indicador, produzindo uma viragem em pH abaixo de 6,8. Deste modo, as colônias têm diversas tonalidades de vermelho, de acordo com a quantidade de ácido produzida. Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky AGAR SANGUE É um meio altamente nutritivo, utilizado para o crescimento da maioria das bactérias causadoras de infecção. No entanto, é particularmente útil no isolamento e identificação de patógenos exigentes e para determinação da atividade hemolítica de algumas bactérias. A base nutritiva oferece ótimas condições de crescimento aos micro-organismos presentes. O pH do meio (6,8) é especialmente favorável para a conservação dos eritrócitos e para a formação de halos claros de hemólise. A verificação da capacidade hemolítica é particularmente importante na escolha dos testes complementares e diferenciais do gênero Streptococcus. OBS: - hemólise = hemólise parcial (forma-se ao redor da colônia um halo esverdeado- formação de biliverdina resultante da degradação da hemoglobina) - hemólise = hemólise total (forma-se ao redor da colônia um halo claro/ transparente) - hemólise = ausência de hemólise MEIO CLED (BROLACIN) É um meio não seletivo e diferencial, idealizado para utilização em uroculturas. Permite a diferenciação de colônias lactose negativas (colônias azuis) e colônias lactose positivas (colônias amarelas). Os componentes principais do meio são: lactose (fonte de carbono), L- cistina (fonte de íons), azul de bromotimol (indicador de pH). Sendo o meio deficiente em eletrólitos, inibe o crescimento em forma de “véu de noiva” característico de Proteus, produzindo colônias isoladas. COMPOSIÇÃO DOS MEIOS DE CULTURA AGAR EOSINA AZUL DE METILENO (EMB): PEPTONA DE CASEÍNA 10,0g LACTOSE 5,0g SACAROSE 5,0g FOSFATO DIPOTÁSSICO 2,0g EOSINA Y 0,4g AZUL DE METILENO 0,065g AGAR 13,5g ÁGUA DESTILADA 1000 ml pH: 7,2 AGAR BROLACIN (CLED): PETONA 4,0g EXTRATO DE CARNE 3,0g TRIPTONA 4,0g LACTOSE 10,0g L-CISTINA 0,128g AZUL DE BROMOTIMOL 0,02g AGAR 15,0g Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky ÁGUA DESTILADA 1000ml pH:7,3 AGAR MUELLER HINTON: INFUSÃO DE CARNE 300,0g CASÉINA HIDROLISADA 17,5g AMIDO 1,5g AGAR 17,0g ÁGUA DESTILADA 1000 ml pH: 7,4 AGAR SANGUE INFUSÃO DE CARNE 300,0g CASÉINA HIDROLISADA 17,5g AMIDO 1,5g AGAR 17,0g ÁGUA DESTILADA SANGUE CARNEIRO DESFIBRINADO E ESTÉRIL 1000 ml 5% AGAR MANITOL SALGADO: PEPTONA ESPECIAL 10,0g EXTRATO DE CARNE 1,0g CLORETO DE SÓDIO 75,0g D-MANITOL 10,0g VERMELHO DE FENOL 0,025g AGAR 12,0g ÁGUA DESTILADA 1000 ml pH: 7,4 AGAR BILE ESCULINA: EXTRATO DE CARNE 3,0g PEPTONA DE CARNE 5,0g BILE BOVINA 40,0g ESCULINA 1,0g CITRATO FÉRRICO 0,5g AGAR 15,0g ÁGUA DESTILADA 1000 ml pH:6,6 Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky AGAR DNAse: TRIPTOSE 20,0g CLORETO DE SÓDIO 5,0g ÁCIDO DESOXIRIBONUCLEICO 2,0g AGAR 15,0g ÁGUA DESTILADA 1000 ml pH:7,3 AGAR TRIPLE SUGAR IRON (TSI): EXTRATO DE CARNE 3,0g EXTRATO DE LEVEDURA 3,0g PEPTONA DE CARNE 3,0g PEPTONA DE CASEÍNA 15,0g SACAROSE 10,0g LACTOSE 10,0g GLICOSE 1,0g SULFATO FERROSO 0,2g TIOSULFATO DE SÓDIO 0,3g CLORETO DE SÓDIO 5,0g VERMELHO DE FENOL 0,024g AGAR 12,0g ÁGUA DESTILADA 1000 ml pH:7,1 AGAR CITRATO DE SIMMONS: FOSFATO DIHIDROGENADO DE AMÔNIA 1,0g FOSFATO DIPOTÁSSICO 1,0g CLORETO DE SÓDIO 5,0g CITRATO DE SÓDIO 2,0g SULFATO DE MAGNÉSIO 0,2g AZUL DE BROMOTIMOL 0,08g AGAR 15,0g ÁGUA DESTILADA 100ml AGAR LISINA FERRO(LIA): PEPTONA DE CARNE 5,0g EXTRATO DE LEVEDURA 3,0g GLICOSE 1,0g L-LISINA MONOCLORIDRATO 10,0g TIOSULFATO DE SÓDIO 0,04g Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky CITRATO FÉRRICO AMONIACAL 0,5g PURPURA DE BROMOCRESOL 0,02g AGAR 12,5g ÁGUA DESTILADA 1000 ml pH: 6,7 MEIO SIM DIGESTÃO PÉPTICA DE TECIDO ANIIMAL 30,0g EXTRATO DE CARNE BOVINA 3,0g FERRO PEPTONIZADO 0,2g TIOSULFATO DE SÓDIO 0,025g CITRATO FÉRRICO AMONIACAL 0,5g AGAR 3,0g ÁGUA DESTILADA 1000 ml pH 7.3 ± 0.2 AGAR FENILALANINA EXTRATO DE LEVEDURA 3,0g CLORETO DE SÓDIO 5,0g D-FENILALANINA 2,0g FOSFATO DISSÓDICO 1,0g AGAR 15,0g ÁGUA DESTILADA pH: 7,3 1000 ml Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky ANEXOS Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky Mini-atlas de bacteriologia clínica Identificação de bactérias Gram positivas: Ágar bile esculina Ágar manitol salgado e Vogel-Johnson (VJ): ambos apresentam manitol e são úteis na identificação de S. aureus. A diferença é que no VJ é adicionado o telurito de potássio e as colônias bacterianas apresentam precipitado enegrecido. Ágar DNase: Identificação presuntiva de S. aureus Prova da catalase Bile esculina +: enegrecimento do meio S. aureus no ágar Vogel-Johnson (VJ) e no ágar manitol salgado: No primeiro, as colônias de S. aureus apresentam precipitado enegrecido e o meio verte para amarelo e no segundo, as colônias são amareladas e o meio verte para o amarelo também devido à produção de ácidos. Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky Ágar DNase : A= DNase + com formação de halo transparente Colônias de S. aureus no meio CLED: próximo à colônia (S. aureus). Formação de um halo opaco é DNase – meio verte para o amarelo devido a produção de (S. epidermidis/S. saprophyticus) ácidos. Prova de CAMP: Formação de seta (identificação presuntiva Teste de coagulase positivo (A) e negativo (B) de Streptococcus agalactiae) Orofaringe: Colônias com α-hemólise: Colônias grandes amareladas β-hemolíticas no ágar sangue: Ausência de crescimento no EMB: Grupo Viridans S. aureus Bactérias Gram + Resistência a optoquina (ausência de halo ao redor do disco): Grupo viridans Bacitracina sensível (A): Streptococcus pyogenes Bacitracina resistente (B): S. do Grupo G. Identificação de bactérias Gram negativas: Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky Da esquerda para direita: Meio HE, SS e EMB Meio CLED Meios não semeados: Caldo tetrationato;TSI; Citrato; meio SIM; Caldo tioglicolato; uréia Caldo tioglicolato Meio SIM: Motilidade + , produção de H2S + Lisina ou LIA: roxo (+) Teste do indol: anel vermelho (+) Citrato: + (azul); – (verde) Produção de urease Fenilalanina: identificação dos gêneros Caldo tetrationato, uréia -, citrato + TSI Al/Al, citrato +, uréia – Proteus, Morganella e Providência e TSI Al/Al: Pseudomonas spp. Acinetobacter spp Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky TSI Ac/Al com produção de H2S; Citrato +; TSI Ac/Ac sem produção de H2S; Motilidade -; Indol -; Motilidade + com produção de H2S; urease +; caldo tioglicolato turvo (anaeróbio facultativo); urease + Fenilalanina +: Proteus spp Citrato +: Klebsiella spp TSI Ac/Al com produção de H2S ; Motilidade + com produção TSI Ac/Al sem produção de H2S; citrato -; urease - de H2S; Fenilalanina -; urease -; citrato +: Salmonella spp. Caldo tioglicolato turvo (anaeróbio facultativo), caldo tetrationato e motilidade -: Shigella spp. TSI Ac/Ac com produção de gás; citrato -; motilidade +, indol + E. coli no meio EMB 1: colônias secas com Urease -; caldo tioglicolato turvo (anaeróbio facultativo); caldo brilho verde metálico tetrationato: E. coli Características fisiológicas de Enterobactérias no agar SIM: Motilidade +; Motilidade – , indol +; Produção de H2S e Motilidade + Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky E. coli no EMB 2: Colônias com centro escuro E. coli no meio HE: colônias de alaranjadas a salmão. e brilho verde metálico Colônias de Klebsiella spp apresentam as mesmas características da E. coli neste meio com exceção de serem maiores e mucóides. E. coli no meio SS: colônias pequenas variando Klebsiella spp no meio EMB: colônias grandes de rosa a vermelho. mucóides com bordas claras e centro escuro. E. coli no ágar CLED com indicador de Andrade Proteus spp no ágar sangue: Proteus no ágar CLED: crescimento inibido Salmonella spp no meio HE: colônias observação do “véu de noiva” esverdeadas com precipitado enegrecido (produção de H2S) Profa. Patricia de Oliveira KocerginskyProteus spp nos meios EMB, HE e SS: colônias incolores (não fermentador de lactose); colônias esverdeadas com centro escuro e colônias incolores com centro escuro (se produzirem H2S), respectivamente. Shigella spp no meio EMB: colônias Shigella spp no meio HE: colônias Shigella spp no meio SS: colônias Incolores esverdeadas sem produção de H2S incolores sem produção de H2S Gram negativo não-fermentador: Colônias esverdeadas no cetrimida e azuladas no meio Colônias de Pseudomonas com brilho metálico no meio TSI CLED Aprendemos quando compartilhamos experiências (John Dewey) Profa. Patricia de Oliveira Kocerginsky Referências bibliográficas Barth, A.L., Freitas, A.L.P., Martins, A.F., Perez, V.P. Bacteriologia Clínica: manual de aulas práticas. Editora Universitária Metodista IPA, 2010. Clinical laboratory standards institute. Methods for dilution antimicrobial susceptibility test for bacteria that grow aerobically. Approved standard M02–A10. CLSI, Wayne, Pa, 2009. Filho, L.S. Manual de Bacteriologia Clínica. Editora Universitária UFPB, 4ª Ed. 2006, 320 p. Koneman E.W. et al. Diagnóstico Microbiológico: Texto e Atlas colorido. Guanabara Koogan, 6ª ed. 2008. Murray, P.R., Rosenthal, K.S., Pfaller, M.A. Microbiologia médica. Elsevier, 2010. Oplustil, C.P., Zoccoli, C.M., Tobouti, N.R., Sinto, S.I. Procedimentos básicos em Microbiologia clínica. Editora Sarvier, 3 edª, 2010. Silva, C.H.P. Bacteriologia: um texto ilustrado. Editora Eventos, 1999, 531 p. Vermelho, A.B., Bastos, M.C.F., Sá, M.H.B. Bacteriologia geral. Guanabara Koogan, 2007. Vermelho, A.B., Pereira, A.F., Coelho, R.R.R., Souto-Padron, T. Práticas de microbiologia. Guanabara Koogan, 2006.