Trabalho de Bacteriologia 1

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Universidade Agostinho Neto 
Faculdade de Ciências 
Dei-Biologia 
 
 
 
Bacteriologia 
Mecanismos de resistência a antibióticos da Klebsiella pneumoniae 
 
 
 
 
 
Elaborado por: 
Mércia Preciosa Bengue 
 
 
 
 
 
 
 
 
Luanda/2020
Índice 
1-INTRODUÇÃO .................................................................................................................................. 2 
2. DIAGNÓSTICO DA INFEÇÃO ...................................................................................................... 4 
3. ENZIMA KPC ................................................................................................................................... 5 
4. MECANISMO DE RESISTÊNCIA ................................................................................................. 5 
5. ORIGEM DA RESISTÊNCIA AOS ANTIBIÓTICOS ................................................................. 6 
5.1-TIPOS DE ALTERAÇÃO DE ALVOS ........................................................................................ 6 
5.2 MODIFICAÇÃO DO ALVO ......................................................................................................... 7 
5.3-BOMBAS DE EFLUXO ................................................................................................................. 7 
5.4-ALTERAÇÃO DA PERMEABILIDADE .................................................................................... 7 
6. Β -LACTAMASE DE ESPECTRO ESTENDIDO (ESBL) ........................................................... 7 
7. Β-LACTAMASES TIPO AMPC ..................................................................................................... 8 
8-CONSIDERAÇÕES FINAIS ............................................................................................................ 9 
9- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .......................................................................................... 10 
 
 
 
 
 
 
 
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KLEBSIELLA PNEUMONIAE] 26 de abril de 2020 
 
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1-Introdução 
Neste trabalho irei abordar sobre: Mecanismos de resistência a antibióticos da Klebsiella pneumoniae. 
Klebsiella pneumoniae (Domínio: Bactéria, Filo: Proteobacteria, Classe: Gammaproteobacteria, Ordem: 
Enterobacteriales, Família: Enterobacteriaceae, Género: Klebsiella, Espécie: K. pneumoniae) é um bacilo 
Gram-negativo encontrado em locais como água, solo, plantas e esgoto (PODSCHUM; ULLMANN, 1998). 
Sua colonização em seres humanos provavelmente ocorre por contacto com as diversas fontes ambientais e 
pode ser encontrada colonizando a orofaringe e fezes de pessoas sadias. Já no organismo de pessoas 
imunocomprometidas, esta bactéria encontra um ambiente propício para seu crescimento, levando aos 
quadros de infeção. A resistência apresentada por essa bactéria a antimicrobianos nos últimos anos se tornou 
um problema de saúde pública e preocupação em todos os campos da saúde. 
 
O termo bactéria multirresistente é usado para determinar os organismos resistentes a um número expressivo 
de antimicrobianos. As expressões de resistências em bactérias podem ser originadas de diversas formas, 
como por exemplo, o uso inadequado de antimicrobianos (DIENSTMANN.2010). A Klebsiella pneumoniae 
KPC é uma bactéria que expressa resistência a até 95% dos antimicrobianos existentes no mercado 
farmacêutico, sendo uma das principais causas de falha terapêutica, a produção de beta-lactamases de 
espectros estendidos (ESBL) por esta bactéria. Cepas produtoras de ESBL frequentemente apresentam 
resistência aos antimicrobianos de importância clínica, como penicilinas, cefalosporinas, aminoglicosídeos e 
quinolonas (BRADFORD.2001; SPANU.2002). Outras formas de resistência emergentes, de grande 
importância são a produção de beta-lactamases tipo AmpC, que hidrolisam cefoxitina, e de carbapenemases, 
como as metalo-beta-lactamases (MBL) e carbapenemases tipo KPC (PEIRANO.2009). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2. Diagnóstico da infeção 
 
A identificação de um microrganismo é baseada na comparação entre os exames bioquímicos que refletem as 
atividades metabólicas do isolado e os dados publicados por gêneros e espécies conhecidos (MURRAY, 2005). 
O gênero Klebsiella é definido como contendo bacilos Gram-negativos da família Enterobacteriaceae, não 
móveis, geralmente encapsuladas e em forma de bastão, que produzem lisina descarboxílase mas não produzem 
ornitina descarboxílase (PODSCHUM; ULLMANN, 1998). Compreende cinco espécies, K. pneumoniae, K. 
oxytoca, K. planticola, K. terrigena e K. ornithinolytica (MURRAY, 2005). 
Se a identificação completa da espécie de Klebsiella não for possível por teste bioquímicos tradicionais, podem 
ser utilizados métodos alternativos, como resistência intrínseca das espécies conhecidas e produção de β-
lactamases (MURRAY, 2005). Outras formas de diagnóstico são: focalização isoelétrica, disco-difusão, E-test 
(BRADFORD, 2004) e teste de Hodge modificado (ANDERSON, 2007). O disco-difusão é um dos principais 
métodos de triagem fenotípica, onde se realiza antibiograma com discos de cefalosporinas subclasse III (como 
cefoperazona e cefotaxima) e imepenem (IPM) ou utilizando meropenem (MEM) e ertapenem (ETP) (BRATU, 
2005). Já o teste de Hodge modificado tem apresentado sensibilidade e especificidade para confirmação de 
carbapenemases. 
Outro método empregado é a identificação molecular de patógenos bacterianos, bastante utilizado em estudo de 
infeções hospitalares. Um exame molecular é necessário para diferenciar carbapenemases tipo KPC a partir de 
outros tipos como SME, NMC-A-IMI, e GES. A identificação das variantes, instituído pela triagem molecular, 
vai definir um padrão de substrato específico, que pode ser usado para identificar o tratamento com antibiótico 
adequado. Entretanto, a principal desvantagem de alguns exames baseados em reação em cadeia da polimerase 
(PCR), por exemplo, é que eles distinguem entre apenas algumas variações devido à sua limitada capacidade de 
multiplexação (IREDELL; SINTCHENKO, 2006). 
Dentre as técnicas descritas para a identificação molecular de patógenos pertencentes a família 
Enterobacteriaceae estão as de PFGE, RAPD e ERIC-PCR. A PFGE (Pulsed Field Gel Electrophoresis), 
considerada padrão ouro devido sua alta capacidade de discriminação é baseada na análise do perfil de restrição 
do DNA genómico por meio de eletroforese. Apesar dos benefícios, apresenta como desvantagem a necessidade 
de vários dias para sua execução, o que impede a tipagem de algumas cepas bacterianas devido à degradação do 
DNA, além do alto custo empregado (SILBERT, 2003). 
 
 
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3. Enzima KPC 
 
A enzima Klebsiella pneumoniae carbapenemase (KPC) possui a capacidade de inativar inúmeros agentes 
antimicrobianos e atualmente é apontada como causadora principal de certas infeções devido à resistência que 
confere aos medicamentos. O grupo KPC possui alto potencial de disseminação, sendo mais frequente em 
bactéria K. pneumoniae que apresenta grande capacidade de acumular e transferir genes de resistência o que 
dificulta o controlo de epidemias e proporciona elevação nas taxas de mortalidade. 
Essa enzima pode ser produzida por diversos tipos de bactérias; segundo Monteiro (2009) é diferenciada em 
KPC-1 a 4: KPC-1 isolados em Klebsiella pneumoniae; KPC-2 em K. pneumoniae, K. oxytoca, Salmonella 
enterica e em Enterobacter sp.; KPC-3 em K. pneumoniae e Enterobacter cloacae; KPC-4 em nenhum 
microrganismo até o momento. 
Os métodos para rastreamento da KPC são bastante variados e consistem em: focalização isoelétrica, disco-
difusão, E-test e teste de Hodge modificado, podendo-se ainda pesquisar o gene blaKPC por PCR. A triagem 
fenotípica sedá por antibiograma com discos de cefalosporinas subclasse III (cefoperazona, cefotaxima, 
ceftazidima, ceftizoxima, ceftriaxona) e imipenem (IPM), meropenem (MEM) e ertapenem. 
 
4. Mecanismo de Resistência 
 
Vários são os mecanismos de resistência que podem impedir a ação de antimicrobianos. Este fármaco atua 
através da inibição de processos essenciais a multiplicação e sobrevivência da célula bacteriana, inibindo 
membrana citoplasmática e a síntese proteica, de ácidos nucleicos e da parede celular. 
A resistência bacteriana é um mecanismo natural de defesa. Assim, para cada novo fármaco desenvolvido, em 
algum momento as bactérias irão desenvolver resistência. A bactéria KPC tem um gene chamado SHV-1 que 
a torna resistente a quase todos os tipos de antimicrobianos, inclusive os carbapenêmicos, específicos para 
emergências e tratamento de infeções por bactérias multirresistentes. A bactéria pode já ter no seu código 
genético a informação necessária para o desenvolvimento da resistência, mas este mecanismo não se expressa 
a não ser que a bactéria entre em contacto com o antibacteriano, desencadeando todo o processo, nos casos de 
resistência induzida, comuns em KPC. 
Outro mecanismo de resistência surge, ocasionalmente, da combinação de impermeabilidade da membrana 
com β-lactamase cromossômicas (AmpC) ou de amplo espectro (ESBL). Entre as bactérias Gram-negativas, a 
produção de β-lactamases é o principal mecanismo de resistência a antibióticos β-lactamâmicos. Essas 
enzimas são capazes de hidrolisar tais antibióticos, gerando compostos sem atividade antimicrobiana (BUSH, 
2001). 
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5. Origem da resistência aos antibióticos 
 
A resistência a antimicrobianos está intrinsecamente associada à expressão fenotípica pelos organismos 
procariontes, que pode ser de três formas: resistência intrínseca, adquirida ou suscetibilidade. 
A resistência intrínseca faz parte das características naturais/fenotípicas do microrganismo, ou seja, faz parte de 
sua herança genética sendo transmitida verticalmente a prole sem perda da característica. O principal 
determinante deste tipo de resistência é a presença ou ausência do alvo para a ação da droga. Um exemplo são os 
organismos do gênero Enterobacter, naturalmente resistentes a cefoxitina, sendo tal fenótipo oriundo da 
produção de uma β-lactamase AmpC cromossômica. Vale ressaltar, que por ser previsível, a resistência 
intrínseca não apresenta qualquer risco ao tratamento terapêutico, basta conhecer o agente etiológico da infeção e 
os mecanismos de ação do fármaco. 
A resistência adquirida aos antibióticos, por sua vez, ocorre quando há o aparecimento de resistência em uma 
espécie bacteriana anteriormente sensível a droga, resultante da mutação de genes reguladores ou estruturais, 
aquisição de genes de resistência veiculados por elementos genéticos móveis ou da combinação entre eles. O 
fenótipo resultante desta resistência não estará presente nas células genitoras, e sim nos indivíduos de uma 
linhagem bacteriana derivada de um organismo suscetível. Os genes muitas vezes são adquiridos através de 
elementos móveis, como plasmídeos e transposons. 
Já a suscetibilidade aos antibióticos é resultante da ausência total de mecanismos de resistência, possibilitando a 
sobrevivência das bactérias na presença de determinados medicamentos. A resistência aos antibióticos β-
lactâmicos pode ser resultado também de modificações do alvo do antibiótico, impermeabilidade da membrana 
citoplasmática, existência de proteínas de efluxo ou por inativação enzimática do antibiótico. 
 
5.1-Tipos de alteração de alvos 
 
A modificação do alvo é um mecanismo de resistência frequente em bactérias Gram-positivas, apesar de 
relatos envolvendo também bactérias Gram-negativas. Existem 2 tipos de alteração do alvo como: mutação 
do DNA girase, que confere resistência aos quinilônicos e mutação dos ribossomas. 
 
 
 
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5.2 Modificação do alvo 
 
Neste mecanismo, as bactérias tornam-se resistentes através de substituições de aminoácidos nas proteínas 
ligantes de penicilina (PBPs) tornando-as menos suscetíveis a ligação com o agente antimicrobiano. A 
modificação dos aminoácidos pode ocorrer por aquisição de novas PBPs; presença de proteínas provenientes 
da recombinação entre genes codificadores de PBP’s associadas a expressão de suscetibilidade ou devido a 
hiperprodução da proteína, gerando aumento do nível de resistência aos antibióticos β-lactâmicos. 
5.3-Bombas de efluxo 
 
 A especificidade do antibiótico pode variar em função da bomba de efluxo. Caracterizado pelo bombeamento 
ativo de antimicrobianos do meio intracelular para o extracelular, este mecanismo gera uma resistência 
bacteriana a determinados antimicrobianos, como é o caso da resistência às tetraciclinas codificada por 
plasmídeos em Escherichia coli, devido à presença de proteínas integrantes da membrana plasmática bacteriana. 
O aumento da síntese de proteínas é o principal responsável pela resistência antimicrobiana devido às várias 
mutações que ocorrem em seus repressores transicionais. Tais mutações podem levar também a um aumento 
da eficiência do transporte dos antibióticos para o exterior da célula. 
5.4-Alteração da permeabilidade 
 
A resistência aos antibióticos é frequentemente associada à diminuição da permeabilidade que ocorre na 
membrana externa das bactérias gram-negativas. O fluxo de moléculas para o interior da célula ocorre por 
características peculiares como carga, estrutura e dimensão e através de proteínas de membrana, as quais 
formam canais. Os antibióticos utilizam este percurso para atingir o interior da célula bacteriana ou o espaço 
periplasmático como é o caso dos antibióticos β-lactâmicos. Desta forma, a perda de função destas proteínas, 
pode efetivamente causar a diminuição da suscetibilidade a vários antibióticos. 
6. β -lactamase de espectro estendido (ESBL) 
 
Dentre as bactérias gram-negativas, a produção de Beta-lactamases é o mecanismo mais importante de 
resistência contra agentes beta-lactâmicos. Esta enzima possui atividade hidrolítica e inativam uma variedade de 
antibióticos β-lactâmicos como, por exemplo, as cefalosporinas e penicilinas, tornando a bactéria produtora da 
enzima resistente a antimicrobianos potentes. 
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Os principais produtores desta enzima são: Klebsiella pneumoniae e Escherichia coli que são os principais 
veículos de transmissão entre pacientes e o profissional de saúde e meio ambiente, sendo o principal reservatório 
o trato intestinal. A produção de ESBL está associada também à resistência a outros antibióticos em patógenos 
multirresistentes, embora a utilização de testes de triagem laboratorial para produtores ESBL possa evitar o uso 
de antibióticos β-lactâmicos nos quadros de sepse, prevenindo desta forma, surtos de infeção hospitalar 
incontroláveis. 
As ESBLs são enzimas transmitidas ou codificadas por plasmídeos, como as famílias: Temoniera (TEM), 
Sulfidril variável (SHV) e Oxacilina (OXA), variantes mais isoladas atualmente, apesar do surgimento de outros 
tipos (SIROT, 1987). Como resultados mais de 370 variantes naturais de ESBLs diferentes são conhecidas 
atualmente (STÜRENBURG, 2005). 
As ESBLs diferem-se entre si por substituições na sequência de aminoácidos que alteram configurações e 
propriedades do seu sítio ativo, podendo gerar mutações tornando estas enzimas capazes de hidrolisar 
antibióticos betalactâmicos ou então, reconhecer antimicrobianos beta-lactâmicos de amplo espectro como 
substrato, muito fracamente (KNOX, 1995). 
As ESBLs foram mapeadas e classificadas em dois grandes grupos, não relacionados entre si, embora algumasde 
suas enzimas ajam sobre o mesmo substrato, ligando-se aos antimicrobianos β-lactâmicos em sítios 
completamente distintos. Este grupo de enzimas foi descrito como resultado de genes presentes em plasmídeos, 
como o TEM-1, TEM-2 e SHV-1, os quais sofreram mutações, resultando em substituições no aminoácido 
terminal e no sítio ativo destas enzimas (STÜRENBURG; MACK, 2003). A K. pneumoniae é a espécie entre as 
Enterobacteriaceae que apresenta a maior diversidade de fenótipos de resistência associados a produção de 
ESBL, e onde estas enzimas são mais comumente encontradas. 
 
7. β-lactamases tipo AMPC 
 
As β-lactamases tipo AmpC são enzimas produzidas por genes de localização cromossômica ou plasmodial e 
conferem resistência às cefalosporinas de terceira geração, como cefotaxima, ceftazidima e ceftriaxona e aos 
inibidores das β-lactamases. Conhecidas desde 1989, hoje são descritas nove diferentes tipos enzimáticos, 
denominadas CMY (pAmpC mais comumente encontrada entre membros da família Enterobacteriaceae), FOX 
(encontradas em K. pneumoniae isoladas na Europa e América do Norte), DHA (comuns em K. pneumoniae 
isoladas na Ásia). Os genes AmpC plasmídeas (pAmpC) são derivados dos genes cromossômicos de várias 
espécies da família Enterobactericeae. Estão normalmente localizados em integrons de classe I, em plasmídeos 
onde também são encontrados os genes que determinam a resistência para outras drogas como quinolonas e 
sulfas, além de genes para a produção ESBL de diferentes tipos. Cepas produtoras de pAmpC são normalmente 
multirresistentes e encontram-se disseminadas dentro do ambiente hospitalar e na comunidade através de 
transmissão horizontal. 
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8-Considerações Finais 
 
Contudo pode-se concluir que: Klebsiella pneumoniae por ser um bacilo Gram-negativo, a sua resistência a 
antimicrobianos tem-se tornado um problema de saúde pública e preocupação em todos os campos de saúde. 
A pesquisa sobre KPC é muito importante e bastante relevante, possibilitando a limitação de sua disseminação, 
auxiliando na redução dos índices de morbidade e mortalidade associados a diferentes doenças infecciosas. A 
ampla resistência destas bactérias mostra a necessidade de restringir ao máximo o uso de antibióticos beta-
lactâmicos, bem como a realização de ações que visam prevenir infeções hospitalares, além de medidas básicas 
de higiene como: lavagem das mãos e cuidados com os pacientes imunossuprimidos, objetivando sempre 
evitar surtos epidêmicos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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9- Referências Bibliográficas 
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BRADFORD, P. A. et al. Emergence of carbapenem-resistant Klebsiella species possessing the class A 
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COTRIM, E; ROCHA, R; FERREIRA, M. KLEBSIELLA PNEUMONIAE CARBAPENEMASE – KPC em 
Enterobacteriaceae: o desafio das bactérias multirresistentes. Pós em revista Ed. 5, 2011. 
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RAMALHO, Roberto. A superbactéria KPC - Klebsiella Pneumoniae Carbapenemase. Disponível em 
<http://www.webartigos.com> Acesso em 27 de dezembro de 2010. 
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mestrado em Microbiologia) - Instituto de Biociências - Universidade Estadual Júlio de Mesquita Filho. São José 
do Rio Preto, 2009.