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APOSTILA DE MICROBIOLOGIA LABORATORIAL Pamela Burigo Lages, 2018 Como utilizar o microscópio ótico Primeiro conhecer o microscópio (Ver Figura). 1. Descer a platina e colocar na objetiva de menor aumento, caso não esteja. 2. Colocar a lâmina sobre a platina. 3. Aproximar a lâmina da lente objetiva de 10X com o auxílio do macrométrico até focalizar a imagem. 4. Tome cuidado para que a objetiva não toque a lâmina. 5. Após a focagem na objetiva de menor aumento, girar o revólver para a próxima objetiva (40X). 6. Ao mudar de objetiva, ajuste novamente a focagem, utilizando o micrométrico. 7. Definido o campo, colocar uma gota de óleo de imersão sobre o esfregaço e observar ao microscópio com a lente objetiva de imersão (100X). 8. Usar óleo de imersão somente na objetiva de 100X. 9. Após a utilização limpar a objetiva com papel macio. Características gerais das bactérias As bactérias são organismos muito pequenos, porém maiores que os vírus, mas visíveis somente ao microscópio. Apresentam formas variadas e pertencem ao reino Monera, sendo, portanto, seres unicelulares – procariontes. ➔ As que têm formas arredondadas são chamadas de cocos, como o Streptococcus pneumoniae, capaz de causar a pneumonia no homem. ➔ As alongadas são denominadas bacilos, como o Clostridium tetani, responsável pelo tétano, ➔ As de forma espiralada recebem o nome de espirilos, como a Treponema pallidum, que causa a sífilis. ➔ As que se parecem com uma vírgula são conhecidas como vibriões, como o Vibrio cholerae, causador da cólera. Prática - Coloração de Gram 1. Princípio A coloração de Gram foi desenvolvida em 1884, por Hans Christian Gram. É um dos procedimentos de coloração mais utilizados dividindo as bactérias em dois grandes grupos: as bactérias Gram positivas, ou Gram (+), e as bactérias Gram negativas, ou Gram (-). Nesse procedimento, o esfregaço fixado pelo calor é coberto por um corante básico violeta, geralmente, o cristal violeta. O corante confere cor violeta a todas as células e é denominado corante primário. Após um curto período de tempo, o corante violeta é removido e o esfregaço coberto com lugol (I2+ KI), um mordente que fixa o corante aos componentes celulares. Quando o mordente é lavado os dois tipos de bactérias, Gram (+) e Gram (-), aparecem com uma cor violeta escura ou roxa. Em seguida, a lâmina é lavada com etanol ou com solução etanol-acetona. Esta solução, chamada de solução de descoloração, remove a cor violeta de algumas espécies de bactéria, mas não de outras. Após a remoção do excesso do álcool, a lâmina é recoberta com um segundo corante básico (fucsina com cor rósea). O esfregaço é lavado novamente e, depois de retirado o excesso de água com um papel de filtro, observado ao microscópio. Na primeira coloração, todas as células coram-se em violeta ou roxo. As bactérias que retêm a cor violeta após o tratamento com álcool são classificadas como Gram (+) e as bactérias que perdem a coloração violeta são classificadas como Gram (-). Como essas últimas perdem a coloração violeta com o tratamento com álcool, elas não poderão ser facilmente observadas. Por isso a fucsina (um corante básico) é aplicada ao esfregaço, corando essas bactérias com coloração rósea. Surge daí o nome de contracorante para o segundo corante (fucsina). Como as bactérias Gram + retêm a cor violeta, elas não são afetadas pela coloração rósea da fucsina. Diferenças estruturais na parede celular das bactérias Gram (+) e Gram (-) afetam a retenção ou a liberação do complexo cristal Violeta-mordente. Entre essas diferenças destaca-se a espessa camada de peptídeglicanano, parede celular das bactérias Gram (+). Ao contrário, a parede das bactérias Gram (-) mostra-se delgada e inclui a membrana externa rica em lipopolissacarídeos (LPS), não encontrado na parede das bactérias Gram (+). Soluções: Violeta de Genciana: Cristal violeta (1 g), Ácido Fênico (2g), Álcool Absoluto (10 ml) e Água Destilada (100 ml). Lugol: Iodo (1 g), Iodeto de Potássio (2 g) e Água destilada (300 ml). Álcool-acetona: Álcool etílico (800 ml) e acetona (200 ml). Fucsina Diluída: Fucsina (0,25 g em 10 ml álcool etílico) e Água destilada (90 ml) Prática 1. Esterilizar a alça de platina na parte mais quente da chama do bico de Bunsen (limite da chama azul) até incandescer. 2. Colocar uma gota de salina, pegar colônia colocar sobre a lâmina de vidro com salina, misturar gentilmente com o auxílio da alça. Fixar o esfregaço pelo calor flambando rapidamente a lâmina no bico de Bunsen. Esperar esfriar a lâmina para não ocorrer a cristalização do corante. Técnica da coloração de Gram 1. Colocar o corante Violeta de Genciana sobre o esfregaço e deixar em repouso por 1 minuto. 2. Escorrer o corante da lâmina. Não lavar a lâmina com água. Adicionar a solução de lugol em quantidade suficiente para cobrir todo o esfregaço. Esperar por 1 minuto. 3. Escorrer o lugol da lâmina e em seguida lavar com água. 4. Descorar o esfregaço gota a gota com álcool-acetona por 30 segundos. 5. Corar o esfregaço com fucsina diluída e esperar por 1 minuto. 6. Lavar a lâmina com água corrente e secar com papel de filtro. Não esfregar a lâmina com o papel. Classificação dos meios de cultivo ● Meios para transporte e conservação ● Meios para cultivo e isolamento ● Meios comerciais para provas de identificação Transporte e conservação ● Cary Blair ● Salina Tamponada ● Meio Stuart ● Agar nutriente Cary Blair ● Microrganismos intestinais patogênicos e outros coliformes fecais sobrevivem bem neste meio. ● A carência de uma fonte de nitrogênio impede consideravelmente a multiplicação dos microrganismos e a composição nutritiva garante a sobrevivência deles. ● Utilizado para transporte de material fecal e consequente conservação dos microrganismos. Salina Tamponada ● Meio líquido tamponado que mantém a bactéria viável. ● Usado como meio de transporte de amostras biológicas. ● Contém NaCl, fosfato dipotássico anidro, Glicerina bidestilada e água destilada. Meio Stuart ● A carência de uma fonte de nitrogênio impede consideravelmente a multiplicação de microrganismos e a composição nutritiva garante a sobrevivência deles. ● Usado para transporte de diversos materiais e consequente conservação dos microrganismos. ● Conservação de microorganismos patogênicos como: Haemophilus spp., Pneumococcus, Salmonella spp., Shigella spp. entre outros. Agar Nutriente ● É um meio relativamente simples, de fácil preparação e barato, muito usado nos procedimentos do laboratório de Microbiologia. ● Usos: ● Análise de água, alimentos e leite ● Meio para cultivo preliminar das amostras submetidas a exames bacteriológicos ● Isolamento de organismos para culturas puras. ● Observar esporulação de espécies de bacilos Gram positivos. ● O uso mais frequente - conservação de culturas em temperatura ambiente, para os laboratóriosque não dispõem de crioconservação (freezer à - 70ºC). Cultivo e Isolamento ● Ágar TSA ● Ágar Chocolate ● Ágar MacConkey ● Ágar Sangue ● Ágar CLED ● Ágar Salmonella-Shigella ● Ágar Manitol (MSA) ● Ágar EMB ● Ágar Mycosel ● Ágar Sabouraud ● Ágar Verde Brilhante (BGA) ● Caldo Tioglicolato com indicador ● Caldo Tioglicolato sem indicador Tryptic Soy Agar (TSA) ● Caldo Triptona de Soja com 0,1% Agar ● Também chamado de CASO Agar (Casein-peptone soymeal-peptone agar) ● É recomendado para o cultivo de bactérias não fastidiosas – uso geral. Caldo BHI ● Brain Heart Infusion – meio enriquecido ● É um meio derivado de nutrientes de cérebro e coração, peptona e dextrose. ● Fornece fontes de nitrogênio, carbono, enxofre e vitaminas. ● Meio para cultivo de estreptococcos, pneumococos, meningococos, enterobactérias, não fermentadores, leveduras e fungos. ● Pode ser utilizado na preparação do inóculo para teste de susceptibilidade aos antimicrobianos ● Realização de teste de coagulase em tubo ● Teste de crescimento bacteriano a 42 e 44°C ● Teste de motilidade em lâmina. Agar Sangue ● Meio enriquecido e diferencial ● Compra-se a base comercial, depois de autoclavada e resfriada, adiciona-se sangue. ● A conservação dos eritrócitos íntegros favorecem a formação de halos de hemólise nítidos. ● Diferenciação de Streptococcus spp. e Staphylococcus spp. Agar Chocolate ● Meio de cultura enriquecido ● À base do meio, é adicionado sangue de cavalo, carneiro ou coelho em temperatura alta, o que faz com que as hemácias lisem, liberando hemina e hematina, compostos fundamentais para o crescimento dos microrganismos exigentes. ● Utilizado no cultivo de organismos fastidiosos (Ex.: Neisseria, Haemophilus) ● Alguns organismos que não crescem em meios comuns são capazes de crescer neste meio Agar Thayer-Martin ● Thayer-Martin Chocolate é um meio rico seletivo ● É superior a outros meios de cultivo destinados para o isolamento de Neisseria gonorrhoeae e Neisseria meningitidis ● Contém em sua fórmula antibióticos que inibem o crescimento de Neisserias saprófitas e outras bactérias, evitando contaminações. Agar Salmonella-Shigella (SS) ● Seletivo e diferencial ● Possui componentes (sais de bile, verde brilhante e citrato de sódio) que inibem microrganismos Gram positivos. ● O meio possui lactose, que permite diferenciar bactérias lactose positivas e negativas Lactose positivas - produzem ácido que na presença do indicador vermelho - formação de colônias de cor rosa Lactose negativas - formam colônias transparentes. ● Permite a detecção de H2S - formação de colônias de cor negra no centro. Agar MacConkey ● Seletivo e diferencial ● O cristal violeta inibe o crescimento de microrganismos Gram positivos. ● A concentração de sais de bile é relativamente baixa, por isso não é tão seletivo para Gram negativos como, por exemplo, o ágar SS. ● Usado para isolar bacilos Gram negativos (enterobactérias e não fermentadores) e verificar a fermentação ou não da lactose. Meio Hektoen ● É um meio seletivo e diferencial ● Utilizado para detectar a fermentação de lactose e produção de H2S ● Possui a capacidade de inibir o crescimento de bactérias não-entéricas ● Fermentados de lactose - amarelo ou salmão ● Não fermentadores - sem cor ● Produção de H2S - precipitado preto Agar Sal Manitol ● Meio seletivo e diferencial ● Utilizado para selecionar Staphylococci, que crescem em altas concentrações de sal ● Diferencia Staphylococcus aureus de outros Staphylococci ● Após o crescimento, Staphylococcus aureus é amarelo (fermenta o manitol), outros Staphylococci são brancos Agar CLED ● Cystine Lactose Eletrolyte Deficient – Seletivo e diferencial ● A deficiência de eletrólitos inibe o véu de cepas de Proteus. ● Usado para isolamento e quantificação de microrganismos presentes em amostras urina. ● Eficiente para isolar e quantificar microrganismos Gram positivos, Gram negativos e leveduras. ● Colônias lactose positivas: cor amarela/ negativas: cor azul. Agar verde brilhante (BGA) ● É um meio altamente seletivo, usado para o isolamento de outras salmonelas que não a S. Typhi, existentes nas fezes e em outros materiais. ● A presença de extrato de levedura e duas peptonas fornecem os nutrientes ● A lactose e a sacarose, juntamente com o vermelho de fenol, fornecem um sistema de diferenciação de fermentadores da lactose e/ou sacarose (ex: E. Coli). ● Salmonelas não produzem ácido a partir destes açúcares. ● O verde brilhante é o agente seletivo que inibe a flora de acompanhamento. Agar Eosina Azul de Metileno ● Agar EMB é um meio para diferenciação ligeiramente seletivo ● Utilizado para o isolamento e diferenciação de bacilos entéricos gram-negativos (Enterobacteriaceae e outros bastonetes gram-negativos). ● Corantes Eosina Y e azul-de-metileno inibem as bactérias gram-positivas num determinado grau - diferenciar os fermentadores ● Coliformes produzem colónias pretas-azuladas ● Salmonella e Shigella são incolores ou têm uma cor âmbar transparente, não fermentam lactose ● Escherichia coli poderão apresentar um reflexo verde metalizado característico, devido à rápida fermentação da lactose Meio Löwenstein Jensen ● A base do meio é constituída por ovos integrais, o que permite amplo crescimento das micobactérias ● O crescimento é satisfatório para o teste de niacina (que é positivo para Mycobacterium tuberculosis) ● Utilizado para isolamento primário das micobactérias ● Crescimento bom a excelente (colônias amarelas) - Mycobacterium tuberculosis e Mycobacterium avium ● Incubação por 60 dias Agar Mycosel ● A Cicloheximida, um dos componentes do meio, serve para selecionar dermatófitos. ● O cloranfenicol inibe o crescimento de bactérias e alguns fungos filamentosos. ● Usado para isolamento de fungos patogênicos, principalmente dermatófitos, a partir de material de investigação contaminado. ● Crescimento bom a excelente: Trichophyton verrucosum, Candida albicans ● Crescimento inibido: Aspergillus niger , Candida tropicalis, Penicillium spp. Agar Sabouraud ● Meio com nutrientes que favorece o crescimento de diversos fungos leveduriformes e filamentosos. ● Cultivo e crescimento de espécies de Candidas e fungos filamentosos, particularmente associados a infecções superficiais. ● Caracterização macroscópica do fungo filamentoso (colônia gigante). Meios para identificação ● Ágar TSI ● CaldoTSB ● Meio SIM ● Ágar Citrato Simmons ● Ágar Fenilalanina ● Ágar base uréia ● Caldo Triptona ● Caldo Nitrato ● Caldo Malonato ● Ágar Bílis-Esculina ● Ágar Sangue ● Caldo base de Moelle Quanto ao estado físico Meios líquidos – são aqueles em que os nutrientes estão dissolvidos em uma solução aquosa. O crescimento bacteriano, nesse meio, muda seu aspecto, ou seja, o meio sofre uma turvação. Meios semissólidos – são aqueles que possuem, na sua composição, além dos nutrientes, uma pequena porcentagem de ágar, polissacarídeo proveniente de algas marinhas. São geralmente utilizados em tubos e, a partir desse tipo de cultura, é possível observar a motilidade bacteriana. Meios sólidos – são aqueles que possuem uma porcentagem maior de ágar (2%), além dosnutrientes. Podem ser dispostos em tubos ou em Placas de Petri, dependendo da finalidade. Através do meio sólido em placas de Petri, é possível, utilizando-se a técnica do esgotamento, conseguir o isolamento de colônias bacterianas. É o meio ideal para que seja feito o estudo da morfologia colonial. Já a cultura em ágar inclinado, fornece somente o crescimento bacteriano com a obtenção de uma biomassa de microrganismos. Quanto à função Meios simples – possuem os componentes essenciais para o crescimento de microrganismos pouco exigentes. Ex.: caldo simples. Meios complexos – são adicionadas ao meio simples substâncias enriquecedoras como sangue, soro, ovo, extrato de leveduras, etc. Ex.: Ágar sangue. Meios seletivos – são aqueles que favorecem o desenvolvimento de determinados microrganismos em detrimento de outros, geralmente pela adição de substâncias inibidoras. Ex.: Ágar Salmonella-Shigella. Meios diferenciais – permite o desenvolvimento de grupos de microrganismos com características relativamente definidas, o que permite diferenciar um grupo ou uma espécie de microrganismo. Ex.: Ágar MacConkey Meios sintéticos - são meios de composição química conhecida. São utilizados para estudo de necessidades nutricionais de determinadas bactérias. Ex.: Meio para micobactérias. Meios naturais: lagos, oceanos e solo. É estabelecida uma classificação funcional para os diferentes meios de cultura, que podem ser para: Pré-enriquecimento: para amostras que sofreram algum processo físico ou químico (Ex.: caldo lactosado); Enriquecimento: desenvolvimento de bactérias gerais (Ex.: Caldo Tetrationato); Seletivo: inibem o crescimento de alguns microrganismos e propiciam o desenvolvimento de outros ( Ex.: Manitol e MacConkey); Diferencial: permite a diferenciação de microrganismos parecidos (Ex.: Ágar sangue e MacConkey); Triagem: avalia as atividades metabólicas, permitindo a identificação de vários microrganismos. (Ex.: Tríplice açúcar e ferro); Identificação: para realização de provas bioquímicas e funções fisiológicas do organismo a ser identificado (Ex.: Ágar citrato, Caldo nitrato); Dosagem: determinações de aminoácidos, vitaminas e antibióticos; Contagem: determinação quantitativa da população microbiana (Ex.: Ágar de Contagem em Placas, Ágar Baird-Parker) Manutenção: conserva os microrganismos em laboratório (Ex.: Ágar Sabouraud). Segue mais exemplos de meios de cultura utilizados: Ágar MacConkey – favorece o crescimento de bactérias gram-negativas (enterobactérias e não fermentadoras). Ágar Manitol – favorece o crescimento de bactérias estafilococos, sendo muito utilizado para isolamento de Staphylococcus aureus. Ágar Thayer- Martin Chocolate – isolamento de Neisseria gonorrhoeae e N. meningitidis. Ágar Selenito – inibe coliformes e outras espécies da flora intestinal, como estreptococos; favorece crescimento da Salmonella spp e Shigella spp. Ágar Sangue – favorece o crescimento da maioria dos microrganismos, sendo utilizado para identificação presuntiva de Haemophilus spp Ágar Löwestein Jensen – isolamento primário das micobactérias. Exemplos de meios específicos Agar Batata – Leveduras Agar Bismuto Sulfito – Salmonella spp (centro negro, borda clara e brilho metálico) Ágar Cled – Gram Positivo e Gram Negativo EMB (Eosina Azul de Metileno) – Seletivo para Gran Negativo Agar Loeffler – isolamento de Corynebacterium diphtheriae Exemplos de meios específicos Agar Lowestein Jensen – Micobactérias Agar Sal Manitol – Staphylococcus spp Agar Verde Brilhante – Salmonella spp, exceto S. typhi Agar Sabouraud Dextrosado – Fungos e Leveduras Agar Infusão Cérebro Coração – Fastidiosos como pneumococo e meningococo, muito utilizado em hemoculturas Meios de cultura: GRAM NEGATIVO ● Nutrientes ● Seletividade ● AMOSTRA (1º fator) AMBU MEIOS HOSPITAL MEIOS AMOSTRAS Urina MC + Cled Sondas MC/AS Fezes MC/SS/XLD Materiais médicos MC/AS Secreção MC/AS Locais (UTI, neonato, CC, CCIH AS Esperma AC/AS Ferida AS/MC/AC Legenda: MC - MacConkey AS - Ágar sangue SS - Salmonella/Shigella AC - Ágar chocolate XLD - Xilose Lisina Deoxicolato Cled ➔ Quanto mais (+) enriquecido o meio, mais (+) exigente a bactéria ➔ Ágar Chocolate: Bactérias exigentes, fastidiosas e anaeróbias ★ Precisa ter um meio seletivo e não seletivo INÓCULO: Quantitativo: contar Qualitativo: (+) isolados (esgotamento) Analizar primeiro: macromorfologia (da colônia, não do meio) aspecto - opaco, brilhante tamanho - grande, média, pequena forma - regular, irregular, cônica, convexa, etc. Gram em segundo: Se NÃO crescer no MC (cresceu é gram negativo) Lactose em terceiro: positivo colônias rosa - MC/ urina positivo colônias amarela - CLED negativo colônias incolores Lactose - açúcar: bactéria precisa 1º fermentar açúcar = lac + 2º oxidar ★ Se NÃO fermenta lactose oxida Fermentadores: ENTEROBACTÉRIAS (kit 5 tubinhos) Oxidar: ENTERO, FASTIDIOSO, ENTRE OUTROS (kit 10 tubos) 1º Macromorfologia Forma 2º Via energética Lactose + ou + 3º Classificação Fermentadora ou não fermentadora 4º Reação Meios de cultura 5º Leitura Qual bactéria 6º Liberação Laudo Semeadura de cultura bacteriana Normas: Toda vez que se fizer uma semeadura os seguintes procedimentos deverão ser observados: 1. As alças de vidro (Drigalsky) e de platina deverão ser flambadas antes e depois de qualquer operação de semeadura. A alça de Drigalsky deverá ser esterilizada mergulhando a mesma em uma placa de Petri ou Becker com álcool e, em seguida, levada rapidamente à chama do bico de Bunsen por tempo suficiente para iniciar a combustão do álcool. Cuidado! Não manter a alça sobre o fogo para que não se quebre. 2. A alça de platina, por sua vez, deverá permanecer na chama do bico de Bunsen, formando um ângulo de 450 C, até incandescer. 3. A alça de platina deverá ser esfriada na parede interna do tubo ou, se for o caso, no meio da placa de Petri ainda não inoculada. A alça de Drigalsky deve ser esfriada na face interna da tampa da placa de Petri antes de entrar em contato com a amostra. 4. Toda a vez que se fizer uma semeadura em tubos de ensaio, deve-se flambar a boca dos mesmos, imediatamente após a retirada das tampas ou do algodão. A tampa deverá ser retirada com o dedo mínimo da mão que estiver segurando a alça de platina ou a pipeta. Após a retirada da amostra com as células, flambar novamente a boca do tubo, antes de recolocar a tampa. 5. Não esquecer de identificar as culturas com o número do grupo de trabalho, seja no fundo da placa ou nas paredes dos tubos. Não marcar as tampas, pois elas podem ser trocadas acidentalmente, o que dificultará a posterior identificação do material. 6. As placas de Petri e os tubos de ensaio deverão ser abertos e semeados próximo ao bico de Bunsen, para evitar contaminações com microrganismos presentes no ar. Emseguida, colocar o material na estufa a 370 C com a parte semeada voltada para baixo (no caso de placas), para evitar que a água que irá se condensar na tampa caia sobre as colônias. Método da estria em placa ou esgotamento O método da estria é rápido, porém apenas qualitativo, uma vez que não permite a quantificação do número de bactérias presente na cultura em análise. Trata-se de um método de diluição que envolve o espalhamento por meio de estrias, a partir de um inóculo da cultura numa placa contendo meio de cultura sólido. Material: Placa contendo meio LB ou YT Cultura de bactéria crescida por uma noite a 370C Alça de platina Bico de Bunsen Procedimento Mergulhar a alça de platina, depois de devidamente flambada e resfriada, no meio de cultura com as bactérias. Note-se que dentro da alça fica uma leve camada de líquido (contendo bactérias). Levar esta alça até a placa de Petri contendo o meio de cultura e fazer uma estria da amostra bem junto à borda da placa. Fazer um pequeno traço na parte superior da placa. Flambar a alça e esfriá-la, para iniciar uma nova estria a partir do canto da primeira estria. Flambar novamente a alça, esfriá-la e ir fazendo esgotamentos sucessivos até o centro da placa. Incubar as placas a 37C por 24 h, para poder observar as colônias isoladas. A seguir tem uma figura que ilustra de forma simplificada o processo de estria em placa para obtenção de colônias isoladas (imagem tirada do livro Microbiologia de Brock). Meios de Cultura Os meios de cultura são preparações nas quais, ao longo de suas formulações, contêm nutrientes necessários para proporcionar o crescimento de microorganismos; Os mesmos podem ser sólidos, líquidos ou semi-sólidos; Em sua composição, há a necessidade em haver nutrientes considerados essenciais, e em concentrações relevantes, para que não ocorra uma situação inibitória de crescimento; A esterilização deve ser realizada após a preparação de cada meio de cultura. O objetivo desta etapa é eliminar qualquer organismo vivo classificado como contaminante. Após finalização da preparação, o meio de cultura deve ser mantido em local livre de contaminação, para que no momento de sua utilização, o mesmo esteja em perfeitas condições. Classificação Os meios de cultura são classificados em alguns tipos, que seguem abaixo: • Seletivo; • Diferencial; • Enriquecimento; • Transporte; Classificação - Seletivo Os meios classificados como seletivos, são aqueles que suprimem o desenvolvimento (ato de crescimento) de determinados microorganismos em benefício de outros. De uma maneira bem “básica e popular”, eles “inibem o microorganismo na qual o usuário não deseja, e deixa prevalecer somente o que o mesmo deseja focar” Exemplo: Ágar MacConkey Esse ágar é considerado seletivo, pois pelo fato de conter em sua composição sais biliares e cristal de violeta, inibem as bactérias GRAM +, separando as que são GRAM -; Obs: ele é considerado um meio diferencial também, pois permite saber se a bactéria em questão fermenta ou não a lactose. Indicador de pH. Em situações onde a bactéria fermenta lactose, o pH do meio torna-se ácido, obtendo coloração vermelha. Quando não há fermentação da lactose, significa que o meio possui caráter básico, obtendo cor amarela. Classificação - Diferencial Os meios classificados como diferencial, entre diversos grupos de microorganismos baseando-se na capacidade de metabolização de componentes específicos do meio de cultura ou morfologia das colônias, permitem a distinção. Exemplo: Ágar Sangue O mesmo é considerado diferencial pois permite verificar se a bactéria ocasiona hemólise ou não. A hemólise é notada quando há a presença de um halo ao redor da colônia. Há uma interpretação com respeito a hemólise também, ou seja: β hemólise: hemólise total; α hemólise: hemólise parcial; γ hemólise: sem hemólise Obs: ele não é considerado um meio seletivo, pois permite o crescimento tanto de bactérias GRAM + quanto GRAM -. Classificação - Enriquecimento Os meios de enriquecimento proporcionam nutrientes favoráveis ao crescimento de microorganismos presentes geralmente sob baixos números ou de crescimento lento. Exemplo: Ágar Chocolate O mesmo possui sangue em sua composição. Durante a preparação, pelo fato do meio estar sob altas temperaturas, as hemácias presentes neste sangue são hemolisadas, exteriorizando todo o seu conteúdo, “enriquecendo” o meio, consequentemente. Obs: O ágar chocolate não é considerado diferencial, pois não há hemólise da hemácia pela bactéria. A hemácia já foi hemolisada quando o meio foi preparado. Semeadura da amostra em superfície Técnica I – Meio líquido Primeiro, mergulha-se a alça de platina esterilizada na cultura bacteriana. Em seguida, a alça carregada de bactérias deve ser mergulhada no tubo com o meio de cultivo e agita-se a alça (Figura 8.1). O objetivo dessa técnica é observar a respiração das bactérias. Técnica II – Meio semissólido Primeiro, mergulha-se a agulha de níquel-cromo esterilizada na cultura bacteriana. Em seguida, é feita uma “injeção” com a agulha carregada de bactérias no meio de cultivo semissólido (Figura 8.2). O objetivo dessa técnica é observar a motilidade das bactérias Técnica III – Meio sólido (ágar inclinado) Primeiro, mergulha-se a alça de platina esterilizada na cultura bacteriana; depois, encosta-se levemente a alça no tubo com o meio de cultura na parte mais baixa do plano inclinado e eleva-se, fazendo estrias na superfície do ágar (Figura 8.3). O objetivo dessa técnica é obter uma concentração de massa bacteriana. Técnica IV – Meio sólido (placa de Petri – técnica do esgotamento) Divide-se a placa de Petri em três partes, fazendo linhas com a caneta retro projetor na parte de baixo da placa. Mergulha-se a alça de platina esterilizada na cultura bacteriana. Devem ser feitas estrias em cada divisão, respeitando as linhas e utilizando da melhor forma possível toda a superfície da placa (Figura 8.4). O objetivo dessa técnica é obter (isolar) culturas puras de amostras que contenham microbiota mista, sendo igualmente útil para o estudo da morfologia colonial. Provas bioquímicas - Prova de catalase A catalase é uma enzima que decompõe o peróxido de hidrogênio (H2O2) em água e oxigênio. É produzida por muitos microrganismos, e usualmente empregada para diferenciar Staphylococcus, catalase positivos, de Streptococcus, catalase negativos Utilidade: Para Staphylococcus, Streptococcus, Enterococcus, Listeria, Corynebacterium, Micrococcus, Bacillus, Moraxella catarrhalis. Inoculação 1. Colocar uma gota de peróxido de hidrogênio (água oxigenada) 3% sobre uma lâmina em um tubo; 2. Com auxílio de fio bacteriológico, agregar a colônia em estudo na gota de peróxido de hidrogênio. Positivo: Presença imediata de bolhas - a produção de efervescência indica a conversão do H2O2 em água e oxigênio gasoso. Negativo: Ausência de bolhas ou efervescência. Catalase Positivos: Staphylococcus,Micrococcus (Micrococcus, Kocuria e Kytococcus, Alloiococcus) - Catalase Negativos: Streptococcus, Enterococcus Provas bioquímicas - Prova Coagulase Verificar a capacidade de microrganismos reagirem com o plasma e formarem um coágulo, uma vez que a coagulase é uma proteína com atividade similar à protombrina, capaz de converter o fibrinogênio em fibrina, que resulta na formação de um coágulo visível. ƒPode ser encontrada em duas formas que possuem diferentes propriedades: coagulase conjugada e coagulase livre. A coagulase conjugada (prova em lâmina), é também conhecida como fator de aglutinação, encontra-se unida à parede celular bacteriana e não está presente em filtrados de cultivos. Quando as células bacterianas são suspensas em plasma (fibrinogênio), formam-se cordões de fibrina entre elas, o que causa agrupamento sob a forma de grumos visíveis. A coagulase livre (prova em tubo), é uma substância similar à trombina e está presente em filtrados de cultivos. É secretada extracelularmente e reage com uma substância presente no plasma denominado Fator de Reação com a Coagulase – CRF, para formar um complexo que, por sua vez, reage com fibrinogênio, formando fibrina (coágulos). Quando uma suspensão em plasma do microrganismo produtor de coagulase é preparada em tubo de ensaio, forma-se um coágulo visível após o período de incubação. Utilidade: Separar as espécies de Staphylococcus de importância clínica, S. aureus – coagulase positiva, das demais espécies – coagulase negativa. Coagulase livre: 1. Com auxílio do fio bacteriológico, suspender colônias em estudo em caldo BHI e colocar em estufa à 37ºC até que turve; 2. Se necessário, acertar a turbidez até 0,5 da escala de MacFarland; 3. Em um tubo de ensaio estéril, colocar 0,5 ml de plasma de coelho, nunca humano, reconstituído e 0,5 ml do caldo BHI com crescimento bacteriano recém turvado; 4. Incubar em estufa à 35ºC 4 horas; 5. Verificar se há presença de coágulo; 6. Se não houver presença de coágulo, incubar o tubo em temperatura ambiente e repetir as leituras com 18 e 24 horas de incubação. Coagulase livre: Positiva: presença de qualquer grau de coágulo. Negativa: ausência de coágulo. Prática - Identificação de bactérias através de testes bioquímicos Objetivo: Analisar distintas reações bioquímicas e sua utilização como método diagnóstico para enterobactérias Introdução: Bactérias pertencentes à mesma família, mas gêneros distintos, podem ser eventualmente identificadas baseando-se em características bioquímicas como a capacidade de utilização de diferentes fontes de carbono, expressão de enzimas específicas (urease, deaminases e etc). Testes bioquímicos são uma das bases para a identificação de bactérias patogênicas em laboratórios de análises clínicas, juntamente com outras provas complementares (sorologia, PCR e etc.). Na aula de hoje serão utilizadas provas bioquímicas para a identificação de bactérias da família Enterobacteriaceae particularmente para os gêneros Escherichia, Klebsiella, Enterobacter, Citrobacter, Shigella, Salmonella e Proteus. Procedimento Dia 1 - Cada grupo receberá uma placa de meio TSA com uma cultura pura identificada apenas por um número. Em seguida os alunos deverão: 1. Com a alça bacteriológica, tocar em uma colônia e inoculá-la na placa MacConkey (estriar para isolar colônias). Com uma agulha tocar em uma colônia e perfurar o meio MILI não encostando no fundo do tubo. Após flambar a alça, repetir o mesmo procedimento para o meio EPM estriando também a amostra na superfície do tubo. Estriar uma colônia na superfície inclinada do meio contendo CITRATO. 2. Incubar por 24 h a 37°C Dia 2 - Leitura da série bioquímica dos resultados e identificação dos gêneros bacterianos. Leitura 1) Agar MacConkey - Indicador de bactérias fermentadoras de Lactose. Colônias lactose positiva: coloração vermelha (produz ácido) Colônias lactose negativa: incolores (produz amônia) Princípio: O ágar MacConkey é composto por peptona de caseína, peptona de carne, sais biliares, lactose, cloreto de sódio, vermelho neutro, cristal violeta, ágar bacteriológico e água destilada. Somente bactérias adaptadas à sobrevivência em ambientes com concentrações de sais biliares equivalentes à do ágar MacConkey conseguirão proliferar neste meio de cultura. Para estas, será imposta a condição de lactose como único carboidrato disponível. As bactérias capazes de metabolizar a lactose liberarão ácido no meio de cultura, o que diminuirá o pH e fará com que o indicador vermelho neutro mantenha sua coloração avermelhada, mantendo o meio e as colônias destas bactérias também avermelhadas. No entanto, se as bactérias não forem capazes de utilizar a lactose como fonte primária de energia, os aminoácidos presentes nas peptonas fornecerão energia após serem metabolizados. Neste metabolismo, o produto será amônia, que liberada no meio, provocará o aumento do pH, fazendo com que o indicador mude a coloração do ágar MacConkey para amarelo e as colônias ficarão incolores. 2) meio EPM - Os testes de produção de CO2, H2S e urease são verificados na base. O teste para a enzima L-triptofanodesaminase é observado na superfície do meio Obs: todas as enterobactérias fermentam glicose. Leitura das Provas Glicose - A fermentação da glicose pode ser observada pela presença de bolhas de gás C6H12O6→ Etanol + CO2(g) Prova positiva: base amarela com presença de bolhas de ar Prova negativa: base amarela sem bolhas de ar H2S - Na2SO3→ H2S (reage com Fe dando coloração preta) Prova positiva: base preta Prova negativa: base amarela ou inalterada Urease - As bactérias que sintetizam urease convertem a uréia em amônia e gás carbônico. A amônia alcaliniza o meio, alterando a cor do indicador de pH azul de bromotimol de amarelo para azul. Prova positiva: base azul Prova negativa: base amarela ou inalterada Triptofanodesaminase - A desaminação oxidativa do L-triptofano catalisada pela L-triptofano desaminase resulta na formação de cetoácido que, em presença de ferro, alcaliniza o meio, alterando a cor do indicador de pH azul de bromotimol na superfície para verde escuro. Prova positiva: superfície verde escuro Prova negativa: superfície azulada, amarelada ou inalterada 3) Meio de Mili (Motilidade, Indol e Lisina decarboxilase) - O teste de motilidade e lisina decarboxilase são verificados na base e o teste de indol é feito adicionando-se algumas gotas de reativo de Kovac (dimetilaminobenzaldeído) na superfície do meio. Motilidade Prova positiva: meio turvo Prova negativa: meio límpido ou crescimento só no local do inóculo Indol - Indol é um componente do aminoácido triptofano. Algumas bactérias conseguem utilizar triptofano como nutriente com a ajuda da enzima triptofanase que catalisa a conversão de triptofano em indol. Quando o triptofano é degradado, a presença de indol pode ser detectada através de sua reação com reagente de Kovac,que é amarelo, dando origem a uma coloração avermelhada na superfície do tubo. Prova positiva: coloração vermelha Prova negativa: coloração amarela L-lisina descarboxilase - A descarboxilação da lisina elimina a parte ácida do aminoácido produzindo aminas alcalinas, que elevam o pH do meio e transformam a cor amarela do indicador de pH (bromocresol) em roxa. 4) Agar Citrato de Simmons - Este meio de cultura possui citrato como única fonte de carbono. Bactérias que podem utilizar citrato como fonte de carbono crescem em Ágar citrato e provocam alcalinização do meio devido à liberação de CO2 ao final da reação. O indicador de pH (azul de bromotimol) passa de verde a azul (pH>7.5). Observe que quando não ocorre utilização do citrato, não há crescimento bacteriano, pois citrato é a única fonte de carbono do meio. Prova positiva: coloração azul Prova negativa: coloração do meio inalterada Prática - Antibiograma (Teste de sensibilidade dos microrganismos aos agentes antimicrobianos) Agentes quimioterápicos são agentes químicos utilizados no tratamento de doenças infecciosas. Seus modos de ação implicam na interferência com o metabolismo microbiano sem causar efeito lesivo à célula hospedeira. Antibióticos - São sintetizados e secretados por certas bactérias, actinomicetes e fungos que matam ou inibem o crescimento de outros microrganismos. Atualmente, alguns antibióticos são sintetizados ou modificados em laboratórios, contudo, originam-se dos organismos vivos. Exemplos: Ampicilina: Impede a incorporação do ácido murâmico no componente mucocomplexo da parede da célula, inibindo assim, a síntese da parede celular. Estreptomicina: Tem afinidade pelos ribossomos bacterianos, causando erros de leitura no códon do mRNA, interferindo assim, na síntese proteica. Cloranfenicol: Tem afinidade pelos ribossomos bacterianos, impedindo a formação da ligação peptídica entre os aminoácidos durante a síntese proteica. Tetraciclina: Tem afinidade pelos ribossomos bacterianos, impedindo a ligação de hidrogênio entre o anticódon no complexo aminoácido-tRNA e o códon no mRNA durante a síntese proteica. Agentes ou drogas sintéticas são agentes químioterápicos sintetizadas em laboratório. Exemplos: Sulfadiazina (sulfanamida): tem o efeito de inibição competitiva. Isto é, o componente ativo da droga, age como um antimetabólico que compete com um metabólito essencial, o ácido p-aminobenzóico (PABA), durante a síntese do ácido fólico na célula bacteriana. O ácido fólico é uma coenzima celular essencial para a síntese de aminoácidos e purinas. Antibiograma Método de Difusão em ÁGAR (Método de Kirby-Bauer) O antibiograma é um teste que permite a verificação “in vivo” da sensibilidade de uma bactéria aos antibióticos. Esta sensibilidade é demonstrada pela zona ou halo de inibição de crescimento que se forma em volta do disco de antibiótico. De acordo com o DIÂMETRO do halo de inibição diz-se que a bactéria é sensível (<16mm) ou resistente (>16mm) ao antimicrobiano testado. Material: Cultura bacteriana crescida por 18 horas (105 células por mL); Placas com meio de cultura Müller-Hinton; Discos de antibióticos; Cotonetes e pinças esterilizados. Procedimento: 1. Agitar bem a cultura bacteriana (Escherichia coli ou Staphylococcus aureus); 2. Umedecer o cotonete na suspensão bacteriana, retirando o excesso ao apertar o cotonete contra a parede interna do tubo; 3. Espalhar a suspensão bacteriana em toda a superfície do meio de cultura, de modo homogêneo, inclusive nas bordas; 4. Colocar os discos de antibióticos com auxílio da pinça sobre a superfície do meio e de modo equidistante; 5. Incubar as placas a 370 C por 18 horas. 6. Utilizando um “Swab” aplicar por toda a superfície da placa de Petri a cultura bacteriana crescida; 7. Aplicar os discos de antibióticos na superfície da placa utilizando a pinça. Resultados Leitura e interpretação: Verificar a presença ou ausência de halo de inibição ao redor dos discos. Medir o DIÂMETRO dos halos, vide figura a seguir, e verificar se o microorganismo é resistente, parcialmente resistente ou sensível. RESUMO Faz o gram para saber se é + ou - Faz a prova da catalase Catalase (+): Staphylococcus, novobiocina Catalase (-): biliesculina Faz a prova da coagulase Produção de coagulase (ex. o S. epidermis é coagulase negativo, enquanto que o S. aureus é coagulase positivo) coagulase negativos resistencia à novobiocina (para identificar o S. saprophyticus) ex. S. epidermis vs. S. saprophyticus alfa: hemólise parcial beta:hemólise total gama: sem hemólise
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