Resumo 3ª prova de microbiologia (teorica) - Genética bacteriana/Antimicrobianos/Resistência bacteriana/Patogenicidade

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Ramona Widmer 
Biomedicina 2017.1 
2º período 
 
 
 
 
 
 
RESUMO 
MICROBIOLOGIA 
PROVA 3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
GENÉTICA BACTERIANA – RELAÇÃO COM A RESISTÊNCIA AOS ANTIMICROBIANOS 
 
1. IMPORTÂNCIA 
• Investigação cientifica sobre a resistência antimicrobiana e virulência bacteriana 
• Análise de mutações causadas por agentes químicos 
• Tecnologia do DNA recombinante (insulina humana  E. Coli) 
 
2. ESTRUTURAS GENÉTICAS (DNA) DAS BACTÉRIAS 
 
2.1 Cromossomo 
• Solto no citoplasma 
• Apenas 1 (na maioria das vezes  vimbrio da Cólera tem dois  +patogênica) 
• SEMPRE presente 
• DNA fita dupla circular 
• Replicação autônoma (replicon)  ocorre durante a fissão binária 
• Codifica FATORES DE VIRULÊNCIA 
• Menor importância para resistência; importante para virulência (Ex.: produção de 
cápsula, adesinas fimbriais) 
 
2.2 Plasmídeo 
• Ligados ao cromossomo ou soltos no citoplasma 
• DNA fita dupla circular 
• Replicação autônoma (replicon)  fissão binária 
• Menor que o cromossomo 
• Nem sempre presente 
• Pode haver mais de 1 
• Relacionados à resistência (pode ter mais de um gene codificando a resistência; 
forma mais comum  produção de enzima que degrada o AM) 
• CLASSIFICAÇÃO: 
A. Plasmídeo R: resistência a antimicrobianos e metais pesados; 
B. Plasmídeos de virulência: aumenta a capacidade de causar doenças (Ex.: 
Enterotoxina da E. Coli. E. Coli produz uma bacteriocina – Colicina - que elimina 
outras bactérias, aumentando a virulência pela competição com as bactérias do 
trato intestinal, por exemplo, causando infecção) 
C. Plasmídeos metabólicos: propriedades metabólicas extras (Ex.: 
Salmonella  degradação de lactose); influencia no diagnóstico laboratorial, não 
sendo 100% confiável 
D. Plasmídeos conjugativos/ plasmídeo F/ fator F: podem ser transferidos de 
uma bactéria para outra por conjugação; possui genes a mais que favorecem a 
conjugação  produção de pili F 
 
2.3 Transposon 
• Elementos genéticos móveis (se movem dentro da célula; passam do plasmídeo  
cromossomo e vice-versa) 
• Menor que o plasmídeo 
• Carregam genes de resistência (antimicrobianos e metais pesados) 
• Podem se inserir no plasmídeo ou no cromossomo 
• Não é um replicon (se replica quando inserido no plasmídeo ou no cromossomo) 
• Enzima transposase: corta o DNA para a inserção (gene que codifica a enzima) 
• Transferência quando inserido no plasmídeo 
Capacidade de 
causar patologia. 
2.4 DNA fágico 
• DNA do vírus bacteriófago (lisogênico ou temperado  sem ciclo lítico) que pode se 
ligar ao cromossomo bacteriano 
• Corybacterium diphtheriae: carrega um fago que contém o gene TOX (codifica a 
toxina diftérica) tornando-a mais patogênica 
• Importante para virulência 
2.5 Integron (parte de resistência bacteriana a AM) 
 
3. VARIABILIDADE GENÉTICA 
• Indispensável para a sobrevivência de uma espécie a longo prazo 
• Determinada por alterações no DNA devido à mutação e recombinação 
 
 
 
 
 
 
4. MUTAÇÃO 
• Agentes mutagênicos 
➢ Físicos: raios UV, radiações ionizantes (raio x e raio gama) 
➢ Químicos: ácido nitroso (desaminações), corantes intercalares (acridinas), análogos 
de bases 
 
5. RECOMBINAÇÃO BACTERIANA 
• Mecanismos: conjugação, transformação e transdução 
• Importante para transferência de genes de resistência 
5.1 Conjugação (gram - ) 
• Transferência de DNA bacteriano promovido por plasmídeos conjugativos 
(plasmídeos F ou Fator F)  possuem região TRA com 32 genes que promovem a 
conjugação através da síntese do F-pili 
• Única recombinação em que as duas células estão vivas 
• Tipos de células que participam do processo de conjugação: 
➢ Células doadoras F+: plasmídeo F livre no citoplasma bacteriano 
➢ Células doadoras HFR (high frequency of recombination): plasmídeo F ligado ao 
cromossomo bacteriano 
➢ Células receptoras F-: não possuem plasmídeo F 
• Podem passar outros plasmídeos não conjugativos durante o processo 
 
5.2 Transformação (gram - e gram + ) 
• Célula bacteriana receptora competente capta fragmentos (fita simples) de DNA 
solúveis no meio, provenientes de uma bactéria morta e insere no cromossomo 
(substituição) 
• Ocorre apenas na “fase log” da curva de crescimento 
• Só ocorre entre bactérias da mesma espécie 
• Não ocorre dentro do corpo humano; produção em laboratório 
 
MUTAÇÃO: alteração na sequência de bases do DNA sem aquisição de genes de outro 
microrganismo (substituição, deleção ou inserção de nucleotídeo) 
RECOMBINAÇÃO: alteração no genótipo que ocorre pela aquisição de material genético de outro 
microrganismo 
5.3 Transdução (gram - e gram + ) 
• Transferência de DNA de uma bactéria para outra por meio do vírus bacteriófago 
• Transdução generalizada: pode pegar qualquer fragmento 
(1) Ciclo lítico 
(2) Cápsula engloba fragmento de DNA bacteriano (fago transduzido) 
(3) DNA injetado em outra bactéria e incorporado ao cromossomo (substituição) 
ANTIMICROBIANO – MECANISMOS DE AÇÃO NA BACTÉRIA E ESPECTRO DE AÇÃO 
 
1. DEFINIÇÕES 
• Antibióticos: fármacos antimicrobianos produzidos por microrganismos 
➢ Naturais: produzidos totalmente por microrganismos (minoria) 
➢ Semi-sintéticos: produzidos parcialmente por laboratório e parte por microrganismos 
(maioria) 
• Quimioterápicos: sintetizados em laboratório 
• Toxicidade seletiva (ação seletiva): o antimicrobiano ideal mata a bactéria sem prejudicar 
a célula do hospedeiro 
 
2. PRINCIPAIS QUIMIOTERÁPICOS 
• Derivados quinolônicos/quinolonas 
➢ Ácido nalidíxico e oxilínico: infecção urinária; mais antigos; menos usados 
➢ Fluoroquinolonas (norfloxacina, ciprofloxacina, levofloxacina): mais potentes; adição 
de molécula de flúor; mais novas; atuação maior em bactérias multiresistentes 
• Sulfonamidas (sulfadiazina, sulfametoxazol): primeiro quimioterápico a ser sintetizado; 
não efetivo a bactérias multirresistentes; usado em infecções menos graves 
• Trimetoprim 
• Metronidazol: pode ser usado para fungos, protozoários e bactérias; atuação no DNA; 
ação seletiva baixa; toxicidade para células humanas 
 
3. PRINCIPAIS ANTIBIÓTICOS 
 
 
 
 
4. MECANISMO DE AÇÃO NA CÉLULA BACTERIANA 
• Bactericida: mata a bactéria (β – lactâmicos) 
• Bacteriostático: impede o crescimento bacteriano (sulfa) 
 
4.1 Parede celular (PC) 
• Inibem a síntese de peptidioglicanos presentes na PC 
• Boa ação seletiva 
(1) Bacitracina 
(2) Vancomicina (mais potentes para gram + ) 
(3) β – lactâmicos 
➢ Ligam-se e inativam as PBPs (enzimas presentes na MC e que participam da 3ª 
etapa de síntese de peptideoglicanos), inibindo a síntese de peptideoglicanos 
➢ Aumenta a produção de autolisinas para produzir mais peptideoglicanos (finaliza 
a lise da PC) 
 
4.2 Ribossomo (RB) 
• Inibe a síntese de proteínas 
• Formado pelas subunidades 30s e 50s  coeficiente de sedimentação = 70s 
• Não tão seletivo em relação aos ribossomos mitocondriais (coeficiente de 
sedimentação igual) 
(1) Cloranfenicol 
➢ Inibe ligação peptídica 
➢ Menos eficiente 
(2) Eritromicina 
➢ Inibe o deslizamento do ribossoma (translocação) 
➢ Não ocorre a leitura do mRNA 
➢ Se liga a proteína da subunidade 50s 
(3) Lincomicinas 
(4) Tetraciclinas (bacteriostáticos) 
➢ Entram bem na célula humana (sem ação seletiva) 
➢ Afetam ribossomo mitocondrial 
➢ Evita que o tRNA se ligue ao ribossomo 
(5) Aminoglicosídeos (bacteriocidas) 
➢ Mais efetivo 
➢ Deformam a subunidade 30s, impedindo a ligação da molécula de mRNA, 
inibindo a síntese de proteínas4.3 Membrana citoplasmática (MC) 
(1) Polimixinas B e E (colistina)  bactericidas 
➢ Provocam alterações na permeabilidade da MC, provocando a saída de 
componentes celulares e morte da bactéria 
➢ Se insere na MC agindo como detergente catiônico, permitindo a saída do 
citoplasma (bactéria fantasma) 
➢ Resistência: E. Coli e Salmonella 
 
4.4 DNA 
• Inibe a síntese de DNA  bactericidas 
(1) Metronidazol: 
➢ Se intercalam no DNA, quebrando a molécula 
➢ Não tem boa ação seletiva 
(2) Rifampicina: 
➢ Se combinam com as RNA polimerases, bloqueando a transcrição do DNA 
➢ Boa ação seletiva 
(3) Quinolônicos: 
➢ Inibem a síntese de girases (enzimas responsáveis pelo enrolamento das 
moléculas de DNA) 
➢ Boa ação seletiva 
 
4.5 Metabolismo do ácido fólico 
• Inibe a síntese de ácido fólico 
(1) Sulfonamidas e Trimetoprim (quimioterápicos bacteriostáticos) 
➢ Interferem com a síntese do ácido fólico (ácido tetraidrofólico) 
 
 
 
➢ Seletivos (célula humana não possui esse metabolismo, ingestão pelo consumo 
de alimentos ou bactérias da microbiota) 
➢ Inibidor competitivo (PABA x Sulfonamidas) 
➢ Usados juntos para garantir maior eficiência 
 
5. ESPECTRO DE AÇÃO 
• Atuam em bactérias gram + e gram – (amplo) 
➢ Ampicilina 
➢ Cefalosporinas (1ª e 2ª geração) 
➢ Aminoglicosídeos 
➢ Cloranfenicol 
➢ Sulfonamidas e Trimetoprim 
➢ Tetraciclinas (patógenos intracelulares: clamídias, micoplasma  não são gram + e 
nem gram - ) 
 
*Vitamina que participa como 
coenzima para a síntese de AA 
e purinas 
• Atuam em bactérias gram – 
➢ Cefalosporinas 
➢ Aztreonam 
➢ Ácido nalidíxico e oxolínico (tratamento de infecção urinária) 
 
• Atuam em cocos gram + 
➢ Penicilina G (benzilpenicilina)  também para cocos gram-negativos: Neisseria; 
Espiroquetas: Treponema pallidum, Leptospira interrogans e anaeróbios: 
Clostridium) 
➢ Oxacilina e meticilina 
➢ Vancomicina 
➢ Eritromicina 
 
• Atuam em Mycobacterium tuberculosis 
➢ Estreptomicina 
➢ Rifampicina 
➢ Isoniazida (inibe a síntese de ác. micólico) 
➢ Pirazinamida 
➢ Etambutol 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RESISTÊNCIA BACTERIANA AOS ANTIMICROBIANOS (AM) 
1. CAUSAS 
• Uso indiscriminado e extensivo de AM 
➢ Tratamento de infecções humanas 
➢ Tratamento de animais 
➢ Suplementação de rações de aves (resistência à polimixina E (colistina) 
• Pressão seletiva dos AM 
Obs: a resistência bacteriana é causada por mutação gênica, recombinação bacteriana e presença 
de elementos genéticos móveis 
 
 
 
 
 
 
 
2. TIPOS 
2.1 Natural: todos os isolados de uma espécie bacteriana são SEMPRE resistentes a um 
AM (Ex.: K. pneumoniae  ampicilina) 
2.2 Adquirida: apenas uma parte dos isolados é resistente, variando de acordo como o local 
de isolamento, dependendo da intensidade do uso de AM (Ex.: K. 
pneumoniae  carbapenêmicos) 
3. LOCALIZAÇÃO DE GENES DE RESISTÊNCIA 
• Pode estar no cromossomo (natural), plasmídeo (adquirida), transposon (adquirida), 
integron (adquirida) 
3.1 Transposon (elementos genéticos móveis) 
• Genes para resistência e para enzima transposase 
• Principais genes de resistência dos plasmídeos R 
3.2 Integron (gram - ) 
• Capturam e disseminam grupos de genes de resistência bacteriana 
• Estrutura molecular: 2 segmentos conservados separados por uma região variável 
que contém grupos de genes de resistência 
 
4. MECANISMOS GENÉTICOS 
• Mutação 
• Transferência de genes de resistência entre bactérias (transdução, transformação, 
conjugação) 
 
5. ONDE OCORRE O ESCAPE DA AÇÃO DOS AM 
(1) Os AM precisam penetrar o invólucro bacteriano 
(2) Ligam-se a seus sítios-alvos bioquímicos específicos 
 
 
 
 
EXEMPLOS: 
*Enterobactérias: E. Coli, Klebsiella, Enterobacter, Serratie, Proteus 
*Staphylococcus aureus (gram +) 
*Pseudomonas aeruginosa; Acinobacter spp 
*Enterococcus (gram +) 
*Mycobacterium tuberculosis (bactéria atípica) 
6. MECANISMOS DE RESISTÊNCIA BACTERIANA 
• Síntese de enzimas bacterianas que inativam os AM 
• Expulsão do AM do interior da célula bacteriana (bombas de efluxo) (multidroga) 
• Diminuição da permeabilidade da célula ao AM (mutações ou perdas de porinas) 
(multidroga) 
• Modificação do sítio de ligação do AM 
Obs: os quatro mecanismos estão presentes nos β - lactâmicos 
 
7. RESISTÊNCIA β – LACTÂMICOS 
• Inativação enzimática (β – lactamases): 
➢ Ocorre em gram + e gram – , principalmente em genes plasmidiais (transposons e 
integrons) 
➢ Gram + : excretadas no meio; Ex.: S. aureus 
➢ Gram – : espaço periplasmático; Ex.: enterobactérias 
➢ Mais de 700 tipos diferentes 
• Mutação ou perdas de porinas: 
➢ Diminui a permeabilidade da PC 
➢ Apenas em gram – 
➢ Originada por mutação 
• Alteração do sitio de ligação: 
➢ As bactérias produzem PBPs alteradas com as quais os β – lactâmicos não se ligam 
➢ Ocorre em gram + e gram – 
• Bombas de efluxo: 
➢ Expulsa o AM do interior 
 
 
8. RESISTÊNCIA AMINOGLICOSÍDEOS 
• Apresentam os quatro mecanismos 
• Inativação enzimática: 
➢ Transferases bacterianas que modificam as moléculas dos aminoglicosídeos, 
eliminando a capacidade de se ligar aos ribossomos 
➢ Ocorre em gram + e gram – 
 
 
9. RESISTÊNCIA SULFONAMINAS 
• Resistência pela alteração da via metabólica 
• Mecanismo: 
➢ Produção da enzima didropteraato sintetase 
➢ Superprodução de PABA (mutação) 
 
10. MEDIDAS PARA REDUZIR A RESISTÊNCIA BACTERIANA 
• Eliminar venda de AM sem prescrição médica 
• Reduzir o uso extensivo de AM em hospitais 
• Realizar antibiogramas 
• Realizar rotatividade de drogas 
• Desenvolvimento de novos AM a partir de microrganismos e produtos animais e vegetais 
• Proteger as drogas contra as enzimas bacterianas (ácido clavulânico, sulbactam, 
tanobactam) 
 
PATOGENICIDADE BACTERIANA 
1. PATOGENICIDADE 
• Capacidade de um microrganismo (espécies, gênero ou outros grupos de parasito) de 
produzir doença 
• A manifestação patogênica de um microrganismo varia de acordo com a susceptibilidade 
do hospedeiro e dos fatores de virulência do parasito 
• Bactérias patogênicas são aquelas que normalmente produzem doença, podendo ser 
classificadas em primárias ou oportunistas 
 
2. INDICADORES DE PATOGENICIDADE 
• Invasividade 
• Toxigenicidade 
• Citotoxidade 
Obs: virulência  grau de habilidade de um organismo produzir doença, sendo frequentemente 
expressa como DL50 (toxina botulíca = 0,03 ng/kg; enterotoxina estafilocócica = 1350 ng/kg) 
3. ETAPAS DA PATOGENICIDADE 
• Entrada do patógeno no organismo 
• Fixação em algum tecido no interior do organismo  competição com bactérias da 
microbiota 
• Invasão ou disseminação do patógeno 
• Escape das defesas do hospedeiro  produção de enzimas que impedem a fagocitose 
pelos fagócitos 
• Danos aos tecidos do hospedeiro 
 
4. PORTAS DE ENTRADA 
• Membranas mucosas: 
➢ Trato respiratório 
➢ Trato gastrointestinal 
➢ Trato genitourinário 
• Conjuntiva: 
➢ Pele: folículos pilosos, ductos de glândulas sudoríparas 
➢ Via parenteral: punções, injeções, picadas, cirurgias 
 
5. FATORES DE VIRULÊNCIA 
 
5.1 Fatores que determinam a virulência 
• Fatores de virulência: os microrganismos patogênicos se distinguem dos outros por 
possuir e expressarem segmentos de DNA inseridos no cromossomo que codificam 
fatores de virulência, que propiciam a capacidade de aderir e invadir o epitélio da célula 
hospedeira, produzir toxinas, captar ferro do meio ambiente e outros; são chamados de 
ILHAS DE PATOGENICIDADE 
 
5.2 Fatoresde colonização 
• Adesinas: 
➢ São moléculas na superfície do patógeno que reconhecem e se ligam a proteínas ou 
diretamente a receptores específicos localizados na superfície das células do 
hospedeiro 
➢ Nas bactérias gram – os receptores são carboidratos de glicoproteínas e 
glicolipideos 
➢ Nos cocos gram + são proteínas da matriz extracelular 
 
 
 
 
 
 
 
➢ Biofilme: estrutura altamente organizada, formada por uma matrix polissacarídica e 
várias camadas de bactérias, que promove aderência inespecífica a materiais inertes 
ou estruturas do hospedeiro (Ex.:Staphylococcus epidermidis, Streptococcus 
mutaris, Pseudomonas aeruginosa) 
 
• Adesinas não fimbriais 
➢ Proteínas ou polissacarídeos que participam da ligação com as células do hospedeiro 
(Ex.: proteínas F  Streptococcus pyogenes; ácidos tecóicos  bactérias gram + ) 
• Integrinas: 
➢ São moléculas na superfície das células do hospedeiro que os patógenos são 
capazes de reconhecer, se ligar e fixar 
 
5.3 Flagelos 
• São considerados fatores de virulência porque permitem as bactérias flagelares 
invadirem áreas do corpo 
 
5.4 Cápsulas 
• As cápsulas servem a função antifagocítica (Ex.: Klebsiella pneumoniae, Haemophilus 
influenzae, Neisseria meningitidis) 
 
5.5 Invasinas 
• Invasão: capacidade da bactéria de invadir os tecidos; as bactérias penetram nas 
células por fagocitose; a invasão bacteriana é mediada pela liberação de invasinas e 
enzimas destruidoras de tecidos 
➢ Natural: ajudada por Ac e pelo complemento 
➢ Induzida: invasão por diferentes proteínas chamadas invasinas 
 
• Mecanismos de invasão: 
➢ Rompem a membrana do vacúolo, passam para o citoplasma e se disseminam de 
uma célula para outra através dos filamentos de actina (Ex.: Shigella) 
➢ Permanecem dentro do vacúolo que as transportam para o tecido subepitelial (Ex.: 
Salmonella thyphimurium) 
• Fatores que contribuem para a capacidade de invasão: 
➢ Cápsulas: resistem as defesas do hospedeiro impedindo a fagocitose 
➢ Componentes da PC: a proteína M media a fixação das bactérias as células do 
hospedeiro e auxilia as bactérias a resistir a fagocitose; as ceras que compõem a PC 
da Mycobacterium tuberculosis aumentam a virulência, resistindo a digestão pelas 
células fagocíticas 
 
 
 
Família Adesina Bactérias 
 
1 
Fimbria P E. Coli uropatogênica (UPEC) 
 
Fimbria tipo 1 
E. Coli enterotoxigênica (UTEC) 
E. Coli enteropatogênico (EPEC) 
Salmonella typhimurium 
2 Fimbria tipo IV Neisseria gonorrhoeae 
Fimbria Tcp tipo IV Vibrio cholerae 
3 Fimbria curli S. typhimurium 
4 CFA ETEC 
5.6 Fatores de lesão 
• Os subprodutos da fermentação, resultam na produção de ácidos, gases e outras 
substâncias que são tóxicas para os tecidos 
• Enzimas degradativas: destroem os tecidos, fornecendo alimentos para o crescimento 
dos microrganismos e promovendo a disseminação das bactérias 
➢ Hialuronidase 
➢ Colagenase 
➢ IgA Protease 
➢ Coagulase 
➢ Fibrinolisina 
➢ Protease 
➢ Hemolisina 
➢ Leucocidina 
 
• Toxinas: substâncias produzidas pelos microrganismos que danificam ou lesam 
as células ou tecidos do hospedeiro 
➢ Exotoxinas 
➢ Endotoxinas 
➢ Toxinas pré-formadas (alimentos) 
 
5.7 Fatores nutricionais 
• Sideróforos: 
➢ São agentes quelantes naturais produzidos por alguns fungos e bactérias com 
alta afinidade por metais, principalmente o ferro 
➢ Tem como função a extração de ferro dos líquidos corporais do hospedeiro 
➢ Tipos: catecolamatos, enterobactina, hidroxamatos, ferricromo 
 
5.8 Superantígeno 
• Proteínas produzidas por algumas bactérias que ativam as células T (CD4), 
estimulando a produção de grandes quantidades de interleucinas, levando a 
produção exagerada de citocinas e anormalidades patológicas severas, como: 
➢ Angina estreptocócica 
➢ Febre reumática 
➢ Erisipela 
➢ Piodermite 
➢ Febre puerperal estreptocócica (induz produção de TNF e choque tóxico) 
 
 
6. MECANISMOS DE ESCAPE DAS DEFESAS DO HOSPEDEIRO 
• Encapsulamento (inibição da fagocitose) 
• Produção de proteases antimunoglobulinas 
• Variação antigênica 
• Bloqueio da destruição intracelular impedindo a ligação fagossoma+lisossoma 
• Produção de substâncias que destroem fagócitos 
• Resistência as enzimas lisossomais