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04/06/2019 SANIDADE AQÜÍCOLA Quem tem medo de Aeromonas? | Revista Panorama da Aqüicultura https://panoramadaaquicultura.com.br/sanidade-aquicola-quem-tem-medo-de-aeromonas/ 1/12 Na coluna “Sanidade Aqüícola” dessa edição vamos abordar uma doença comum na piscicultura e que gera controvérsias: a septicemia por Aeromonas. Essa bactéria é tão versátil que podemos ter surtos de infecção causados por ela, mas também podemos usá-la como probiótico. Por causa disso, muitos técnicos e piscicultores costumam considerar a bactéria Aeromonas hydrophila apenas como um patógeno secundário, de pouca importância. Essa confusão tem sido gradativamente esclarecida nos últimos anos com pesquisas que vão a fundo nos mecanismos pelos quais essa bactéria infecta os peixes, ajudando a delinear o novo panorama de que, no meio ambiente, coexistem tanto Aeromonas patogênicas quanto não patogênicas. Mas, como diferenciá- las? Esse e outros pontos importantes sobre essa doença serão discutidos a seguir. Por: Henrique César Pereira Figueiredo – e-mail: henrique@ufla.br Médico Veterinário, professor do Departamento de Medicina Veterinária da UFLA Coordenador do AQUAVET – Lab. de Doenças de Animais Aquáticos Glei dos Anjos de Carvalho Castro Médica Veterinária, Mestranda em Ciências Veterinárias – UFLA Carlos Augusto Gomes Leal Médico Veterinário, Mestrando em Ciências Veterinárias – UFLA SANIDADE AQÜÍCOLA Quem tem medo de Aeromonas? 31-ago-2008 04/06/2019 SANIDADE AQÜÍCOLA Quem tem medo de Aeromonas? | Revista Panorama da Aqüicultura https://panoramadaaquicultura.com.br/sanidade-aquicola-quem-tem-medo-de-aeromonas/ 2/12 Carina Oliveira Lopes Graduanda em Medicina Veterinária – UFLA Atualmente 17 espécies bacterianas são classificadas como membros do gênero Aeromonas. Dentre elas, a bactéria Aeromonas hydrophila destaca-se como patógeno emergente e de significativa importância para seres humanos e peixes. Essa é caracterizada como bastonete curto, Gram negativa, anaeróbica facultativa, mesofílica, pode ou não produzir gás e é adaptada ao crescimento em temperaturas que variam de 5°C a 37°C. Na figura 1 podemos observar a forma e coloração característica da colônia de A. hydrophila em dois meios de cultura diferentes. A identificação dessa espécie é realizada geralmente por testes bioquímicos e moleculares, após o isolamento da bactéria. Apesar de parecer simples, isso não é tão fácil quando o objetivo é determinar com precisão qual microorganismo do gênero estamos trabalhando. Esse patógeno possui a capacidade de utilizar diversas substâncias como fonte de nutrientes para realizar suas funções vitais e se proliferar. Testes bioquímicos para A. hydrophila podem gerar resultados confusos e imprecisos, devido à alta variabilidade fenotípica dessa bactéria. Com o objetivo de solucionar tais discrepâncias, a biologia molecular surgiu como uma promessa de facilitar e aumentar a acurácia da identificação de patógenos. Figura 1: Colônias puras de Aeromonas hydrophila cultivadas em Agar sangue (A) e Agar Tripticaseína (B). As colônias apresentam morfologia e tamanhos variados em função do tempo e temperatura de cultivo, concentração inicial de bactérias e meio de cultura utilizado Tal disciplina utiliza diversas ferramentas que avaliam o material genético dos microrganismos e comparam-nos com dados ou amostras de referência pré-existentes. Porém, após diversos estudos realizados com essa bactéria, comprovou-se o que era esperado: a alta variabilidade fenotípica desse microrganismo se reflete em sua constituição genética, sendo tão variável quanto. Atualmente, quando queremos identificar A. hydrophila patogênica deve-se fazer uma 04/06/2019 SANIDADE AQÜÍCOLA Quem tem medo de Aeromonas? | Revista Panorama da Aqüicultura https://panoramadaaquicultura.com.br/sanidade-aquicola-quem-tem-medo-de-aeromonas/ 3/12 triagem primária com testes bioquímicos e utilizar no mínimo duas técnicas de biologia molecular diferentes (ver tópico de diagnóstico). Septicemia por Aeromonas Móveis Septicemia por Aeromonas móveis é a denominação conferida à doença causada por bactérias desse gênero em peixes. As infecções por essas são de ocorrência mundial e provavelmente é a doença bacteriana mais comum em peixes de água doce. As principais espécies patogênicas para peixes são A. hydrophila, A. caviae e A. sobria, sendo chamadas de móveis porque apresentam motilidade devido à presença de flagelos polares e laterais. A enfermidade ocasionada por esses agentes provoca quadros septicêmicos (doença generalizada) agudos ou crônicos (Figura 2). Essa pode ainda se apresentar na forma de doença ulcerativa, caracterizada pelo aparecimento de lesões cutâneas (úlceras) localizadas (Figura 3). 04/06/2019 SANIDADE AQÜÍCOLA Quem tem medo de Aeromonas? | Revista Panorama da Aqüicultura https://panoramadaaquicultura.com.br/sanidade-aquicola-quem-tem-medo-de-aeromonas/ 4/12 Figura 2: Pacu (Piaractus mesopotamicus) com sintomatologia clínica de septicemia hemorrágica causada por A. hydrophila. Hemorragias cutâneas (setas) podem ser observadas ao longo de todo corpo do animal Figura 3: Piracanjubas com lesões ulcerativas (setas) na pele causadas por A. hydrophila. As bordas avermelhadas das lesões são indicativos de um processo infeccioso de etiologia bacteriana 04/06/2019 SANIDADE AQÜÍCOLA Quem tem medo de Aeromonas? | Revista Panorama da Aqüicultura https://panoramadaaquicultura.com.br/sanidade-aquicola-quem-tem-medo-de-aeromonas/ 5/12 Os sintomas mais comuns da doença são falta de apetite (anorexia), letargia, brânquias pálidas, ulcerações e hemorragias cutâneas, sintomatologia nervosa, entre outros. A sintomatologia nervosa e o quadro de septicemia podem ser confundidos com os sintomas ocasionados pelas estreptococoses e realmente são semelhantes (Figura 4). É necessário nesse momento, o auxílio de diagnóstico laboratorial, e só ele conseguirá determinar qual o agente causador. Essa confusão e falta de diagnóstico gera um problema de interpretação comum em muitas pisciculturas no Brasil. Como os sintomas são parecidos, muitas vezes escutamos “Isso é comum aqui. A água é ruim, então as aeromonas matam mesmo!”. Na maioria dos casos o problema é ocasionado por outro agente infeccioso, porém, atribuído às aeromonas (patógeno popularmente conhecido), o que gera falha no controle da doença e não eficiência das medidas sanitárias empregadas. Os principais órgãos acometidos são rins, fígado, baço, pâncreas, brânquias, musculatura esquelética e cérebro. Em alguns casos as lesões cutâneas não chegam a comprometer a vida do animal, mas depreciam a qualidade do produto final. Até porque, de acordo com a legislação sanitária para produtos de origem animal é proibida a venda de pescado com qualquer tipo de lesão. 04/06/2019 SANIDADE AQÜÍCOLA Quem tem medo de Aeromonas? | Revista Panorama da Aqüicultura https://panoramadaaquicultura.com.br/sanidade-aquicola-quem-tem-medo-de-aeromonas/ 6/12 Figura 4: Comparação da sintomatologia de doenças bacterianas em tilápia do Nilo. A – exoflalmia (seta preta) e septicemia causadas por A. hydrophila em condições experimentais; B- septicemia, ascite (seta vermelha) e exoflalmia (seta branca) em regressão causada por S. agalactiae Alterações ambientais e do estado fisiológico dos peixes são fatores predisponentes ao aparecimento de surtos. Baixa qualidade de água, estresse dos animais e problemas no manejo (alta densidade de estocagem, repicagem, manipulação grosseira, etc.) são os principais eventos que corroboram com o desencadeamento da doença. Tilapiculturas no Sudeste e Sul do país enfrentam ou já se depararam com surtos causados por aeromonas móveis em épocas frias, onde os peixes não se alimentam e a qualidade de água também piora devido à falta de chuvas, situação comum nessas regiões, devido à sazonalidade 04/06/2019 SANIDADE AQÜÍCOLA Quem tem medo de Aeromonas? | Revista Panorama da Aqüicultura https://panoramadaaquicultura.com.br/sanidade-aquicola-quem-tem-medo-de-aeromonas/7/12 climática. Porém, o inverso, aumento da temperatura acima de 30ºC, pode também predispor a ocorrência de surtos. Isolados de Casos de Doença x Isolados de Ambiente As aeromonas são encontradas em diversos habitats, tanto em ambientes terrestres e aquáticos, bem como associadas a hospedeiros animais. Salvo raras exceções como águas de regiões polares (muito frias) e de gêiseres (extremamente quentes), esses microrganismos são ubíquos (comuns) em ambientes aquáticos. Da mesma maneira, algumas espécies com A. hydrohila fazem parte da flora intestinal e do muco dos peixes. Essas populações de bactérias e outros microrganismos que vivem em algumas regiões do organismo do hospedeiro sem causar doença, e até mesmo atuando de forma benéfica (ex. bactérias do intestino), são tecnicamente denominadas de “microbiota”. Devido à ampla disseminação desses agentes no ambiente e sua presença na microbiota dos peixes torna-se difícil discriminar o que são isolados patogênicos e ambientais pelos métodos microbiológicos comuns e, muitas vezes, permite a realização de falsos diagnósticos. Em termos práticos, de quase todos os peixes saudáveis podemos isolar aeromonas a partir do intestino ou do muco de superfície. Agora, o isolamento dessa bactéria a partir de órgãos internos do peixe, como rim, fígado, baço, cérebro e outros é indicativo claro de infecção. Mas, qual é a diferença entre as aeromonas que causam ou não causam doenças? Essa pergunta norteou os estudos de patogênese dos microrganismos do gênero Aeromonas nas últimas décadas. Atualmente, já se sabe que as bactérias com capacidade de causar doença possuem certas características especiais que as diferenciam das amostras de ambiente e permitem a promoção das enfermidades. Tais características, na verdade, são estruturas ou substâncias especializadas utilizadas pelo patógeno durante a infecção. Esses são denominados tecnicamente fatores de virulência e geralmente ajudam a bactéria em diversas etapas da infecção, como a aderência inicial ao peixe, bem como no escape das defesas do sistema imune do animal. Portanto, para dizermos que determinado isolado de Aeromonas é patogênico e causador de um surto, devemos não só isolá-lo e identificá-lo, mas também temos que detectar a presença dos chamados fatores de virulência. Aeromonas como probióticos Essa é outra página interessante na história dessa bactéria. Alguns resultados recentes de pesquisa têm demonstrado que alguns isolados de Aeromonas hydrophila podem agir como probióticos quando administrados aos peixes por via oral. Essas amostras específicas de Aeromonas conseguem colonizar o intestino dos peixes e criar uma espécie de “barreira” contra a adesão de bactérias patogênicas, como Pseudomonas sp., Yersinia ruckeri e até mesmo amostras patogênicas de Aeromonas hydrophila. É claro 04/06/2019 SANIDADE AQÜÍCOLA Quem tem medo de Aeromonas? | Revista Panorama da Aqüicultura https://panoramadaaquicultura.com.br/sanidade-aquicola-quem-tem-medo-de-aeromonas/ 8/12 que essas amostras benéficas não possuem a capacidade de produzir fatores de virulência e, portanto, são incapazes de causar doença nos peixes. Mas encontrar os isolados certos de Aeromonas para uso como probióticos não é uma tarefa fácil. É necessária geralmente a análise de centenas de isolados para poder encontrar uma com habilidades claras de probiótico. Um trabalho recente publicado pela equipe do professor Joachim Frey, da Universidade de Berna (Suíça) alcançou esse objetivo desenvolvendo um probiótico para uso na perca amarela (Perca flavescens). Alguns desses isolados obtidos no estudo, além de colonizarem o intestino dos animais, foram capazes de inibir a infecção causada por bactérias tipicamente patogênicas para os peixes. No Brasil alguns grupos de pesquisa têm investido nessa estratégia, mas ainda vários anos serão necessários para o desenvolvimento de um probiótico para peixes em escala comercial. Patogênese, fatores de virulência e diagnóstico Aeromonas hydrophila é um patógeno que além de infectar peixes acomete também répteis, anfíbios e mamíferos, inclusive seres humanos. As principais vias de infecção em seres humanos são por via oral através de água e alimentos de origem vegetal e animal contaminados, ou por via cutânea em manipuladores de alimentos, trabalhadores de pisciculturas, aquaristas etc., tendo um caráter ocupacional. Ela foi incluída na Lista de Contaminantes Ambientais do EPA (Environmental Protection Agency) nos EUA, devido o aumento em sua importância como patógeno humano. As infecções em seres humanos são caracterizadas por quadros de gastroenterite, septicemia, síndrome urêmica hemolítica, peritonite, infecção respiratória, feridas e pústulas cutâneas. A interação entre a bactéria e o peixe depende de diversos mecanismos para promoção da infecção. Existem vários fatores de virulência em Aeromonas hydrophila relacionados a patogênese da doença em peixe. Dentre eles, o antígeno O, cápsulas, a camada S, exotoxinas como as hemolisinas e enterotoxinas, uma série de exoenzimas que digerem componentes celulares e o sistema de secreção tipo III (SSTT), são os principais. Estudos recentes mostraram que o último mecanismo de virulência é crucial na interação patógeno-hospedeiro. Esse SSTT é de especial interesse para estudos, visto que seu formato de seringa permite à bactéria injetar toxinas bacterianas diretamente no citoplasma da célula do peixe. Tais substâncias alteram as funções celulares e impedem que ocorra uma resposta imune, e conseqüentemente, a eliminação da bactéria. Esse sistema é formado por uma estrutura basal que ancora uma agulha na membrana da célula bacteriana. Abaixo, podemos ver na figura 5 uma apresentação esquemática do SSTT. 04/06/2019 SANIDADE AQÜÍCOLA Quem tem medo de Aeromonas? | Revista Panorama da Aqüicultura https://panoramadaaquicultura.com.br/sanidade-aquicola-quem-tem-medo-de-aeromonas/ 9/12 Figura 5: Figura esquemática do Sistema de secreção do tipo III mostrando uma nanomáquina em formato de seringa, com uma estrutura basal e uma agulha, que permite a injeção das toxinas bacterianas na célula do peixe Na figura 6 podem ser observados peixes infectados com Aeromonas hydrophila apresentando alguns sinais clínicos característicos da doença. Estudos recentes realizados por nossa equipe têm demonstrado uma maior freqüência do SSTT em Aeromonas hydrophila isoladas de peixes doentes que de ambiente indicando que esse potencializa a virulência da bactéria. Especula-se que em isolados de ambiente o SSTT seja afuncional, provavelmente pela falta de alguma de suas proteínas componentes. O SSTT tem sido detectado em laboratório por técnicas de biologia molecular. 04/06/2019 SANIDADE AQÜÍCOLA Quem tem medo de Aeromonas? | Revista Panorama da Aqüicultura https://panoramadaaquicultura.com.br/sanidade-aquicola-quem-tem-medo-de-aeromonas/ 10/12 Figura 6: Peixes doentes infectados com Aeromonas hydrophila: A – Setas indicando exoflalmia, B – Peixes com áreas hemorrágicas pelo corpo, C- A seta indica o peixe com abdômen distendido, D – Peixe com incoordenação de movimentos Diagnóstico laboratorial Para o diagnóstico laboratorial devem ser coletados peixes com sintomatologia clínica da doença e enviados vivos ou sob refrigeração (em casos de longa distância), imediatamente ao laboratório. Na chegada, os animais são inspecionados e necropsiados para avaliação da presença de sinais clínicos da doença. Em seguida, é realizado o exame bacteriológico onde são coletadas assepticamente amostras de órgãos e inoculadas em ágar sangue. Após 24 h de incubação a 30º C são realizados os testes primários de identificação bacteriana: catalase, oxidase, KOH e Gram. Após a identificação primária seguimos para a identificação fenotípica por técnicas bioquímicas, como por exemplo, a descrita por Abott et al. (2001). Essa identificação bioquímica, contudo, não é suficiente para a confirmação de que o isolado seja realmente Aeromonashydrophila, sendo necessário o uso de técnicas moleculares para tal confirmação. No caso de A. hydrophila nós utilizamos em nosso laboratório a amplificação do gene do rRNA 16S bacteriano (pela técnica de PCR), seguido da “digestão” do gene com enzimas específicas que permitem a identificação final da bactéria após eletroforese (técnica chamada de RFLP). Só assim conseguimos ter certeza que a bactéria isolada dos peixes é A. hydrophila. 04/06/2019 SANIDADE AQÜÍCOLA Quem tem medo de Aeromonas? | Revista Panorama da Aqüicultura https://panoramadaaquicultura.com.br/sanidade-aquicola-quem-tem-medo-de-aeromonas/ 11/12 Após esses passos de identificação, temos então que realizar a detecção do SSTT, que é o fator de virulência que demonstra que a A. hydrophila isolada é realmente patogênica. Para o diagnóstico do SSTT no Laboratório AQUAVET nós desenvolvemos uma técnica de PCR para detecção de genes específicos desse sistema, que são de fundamental importância para seu perfeito funcionamento (Figura 7). Esses genes codificam uma proteína estrutural da base do sistema e uma proteína da membrana do translocador (estrutura por onde as toxinas são ejetadas na célula do peixe). Amostras de A. hydrophila positivas para esses dois genes podem seguramente serem classificadas como patogênicas. Podemos dizer agora que temos ferramentas exatas para saber quando devemos ou não temer as aeromonas presentes em nossa piscicultura. Figura 7: A Eletroforese em gel de agarose 1,5% mostra os produtos de amplificação para os genes ascV (891pb – seta vermelha) e aopB (951pb – seta preta) do SSTT. Canaleta 1: Padrão de tamanho molecular com 100 pb; Canaletas 4, 6, 8, 10, 12: Produtos amplificados para ascV; Canaletas 5, 7, 9, 11, 13: Produtos amplificados para aopB E como pode ser observado, o diagnóstico correto de infecções por Aeromonas hydrophila necessita de vários passos. Um antibiograma dos isolados poderá também ajudar na escolha do antibiótico que será utilizado no tratamento dos surtos. Em conclusão, o medo das aeromonas é perfeitamente justificável sob determinadas condições. E aqui temos um exemplo fantástico de que a evolução darwiniana não se aplica só aos animais, mas às 04/06/2019 SANIDADE AQÜÍCOLA Quem tem medo de Aeromonas? | Revista Panorama da Aqüicultura https://panoramadaaquicultura.com.br/sanidade-aquicola-quem-tem-medo-de-aeromonas/ 12/12 bactérias também. Se temos na natureza espécies de peixes que apresentam sabidamente diversidade genética, os agentes patogênicos também são geneticamente diversos e muito hábeis em co-evoluir com seu hospedeiro. E no nosso caso a piscicultura precisa evoluir seus conceitos juntamente. Os projetos do AQUAVET são Financiados pela Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG) e CNPq. 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