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Universidade de São Paulo
Faculdade de Saúde Pública
Estudo fenotípico e molecular de micobactérias de
crescimento rápido de interesse em Saúde Pública
Artemir Coelho de Brito
Área de Concentração: Serviços de
Saúde Pública
Orientador: Prof. Dr. Glavur Rogério
Matté
São Paulo
2008
Dissertação apresentada ao Programa
de Pós-Graduação em Saúde Pública
para obtenção do título de Mestre em
Saúde Pública
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Estudo fenotípico e molecular de micobactérias de
crescimento rápido de interesse em Saúde Pública
Artemir Coelho de Brito
Área de Concentração: Serviços
de Saúde Pública
Orientador: Prof. Dr. Glavur
Rogério Matté
São Paulo
2008
Dissertação apresentada ao Programa
de Pós-Graduação em Saúde Pública
para obtenção do título de Mestre em
Saúde Pública
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É expressamente proibida a comercialização deste documento tanto na sua forma
impressa como eletrônica. Sua reprodução total ou parcial é permitida
exclusivamente apenas para fins acadêmicos e científicos, desde que na sua
reprodução figure a identificação do autor, título, instituição e ano da dissertação.
Este trabalho foi desenvolvido no
Laboratório do Departamento de Prática de
Saúde Pública da Faculdade de Saúde
Pública da Universidade de São Paulo em
colaboração com o Laboratório de
Micobactérias do Instituto Adolfo Lutz com
apoio financeiro do Conselho Nacional de
Pesquisa - CNPq
Dedicatória
Minha mãe Maria dos Remédios Rosa de Brito e meu pai
Antônio Coelho de Brito por todo amor e dedicação em
minha formação e pelo honra de tê-los como pais.
Agradecimentos
À Deus, que me guia e encoraja na busca dos meus sonhos.
Ao meu orientador Glavur Rogério Matté pela confiança em me orientar, pela
orientação deste trabalho e na minha formação.
Maria Helena Matté pelo apoio e contribuições na realização deste trabalho e pelo
convívio com sua energia científica que nos impulsiona.
A Milena pelo apoio técnico, Miriam pelas contribuições computacionais e busca dos
artigos mais difíceis. Martha, Ronalda, Lívia, Lícia, Cíntia e Bete, Vanessa e Flávio
pela amizade.
Maria Alice muito obrigado pela amizade e por me aceitar e confiar em meu trabalho
desde o início do meu estágio no setor de micobactérias, fundamental para meu
ingresso no mestrado e apoio na realização deste trabalho.
Érica Chimara, Lucilaine Ferrazolli, Vera Simonsen e Rosângela Siqueira pela
amizade e pelos ensinamentos em biologia molecular de micobactérias e estarem
sempre prontas a ajudar.
Doutora Suely Ueki por sua amizade e pelas contribuições na identificação e
fenotípica, e pelo quanto aprendi com você sobre micobactérias.
Doutora Carmem Giampaglia por sua amizade e pelo apoio incondicional na
elaboração da dissertação e por ensinar com tanta humildade como escrever e
discutir resultados.
Doutora Conceição Martins (não encontro palavras que descreva sua importância em
minha vida). Obrigado pelo apoio, amizade, confiança, ensinamentos e está ao meu
lado com tantas contribuições para minha vida científica e pessoal.
Aos meus amigos do Instituto Adolfo Lutz; Fernanda Simeão, Jonas Yamauchi,
Fábio Latrilha, Letícia, Monique, Andrey, Manu, Selma, Jéssica, Ana Luísa e
Tatiane pelo apoio
Samanta e os demais amigos da seção de bacteriologia do Instituto Adolfo Lutz que
sempre estavam prontos pra tirar minhas dúvidas e ensinar as técnicas moleculares
pela amizade.
À minha mãe Maria dos Remédios Rosa e ao meu irmão Didi por acreditarem nos
meus objetivos mesmo quando pareciam impossíveis.
Ao meu pai Antônio Coelho e aos meus irmãos: Rosineide, Wilson, Francisco,
Edilson, Edimar, Lusimar, Marcelino, Verônica, Cândido e José Antônio (in
memorian) e meus sobrinhos Vanessa, Mariana, Samuel, Willis, Wilsa, Júnior,
Nadja, Nailson, Stephane, Raul, Raiane, Natália, Douglas, Naiane, Naiara, Naísa e
Cleiton.
Aos meus tios Pedro Sena e Maria Cardoso e a madrinha Raimunda por todo apoio e
amizade que sempre me deram.
À minha avó Ana Rosa. À minha avó Raimunda e meu avô Cândido.
À Iraneide, lembrança sempre presente de alegria e saudades eternas.(In memorian)
A todos os meus professores que contribuíram em minha formação.
Ao meu amigo Marinaldo, pela amizade e por estar sempre ao meu lado e aos meus
amigos da graduação em Ciências Biológicas na UFPI
Dra. Ângela Lopes com quem me apaixonei por fazer pesquisa e Dra. Maria José
com quem me apaixonei por fazer pesquisa com microrganismos e Dra. Iranise
Batista
A biblioteca da Faculdade de Saúde Publica e aos funcionários pelo excelente
atendimento durante minhas buscas por artigos
Ao Coseas e a assistente social Rosângela pela concessão da vaga no CRUSP
(Conjunto Residencial)
Ao CNPq pela bolsa
Aos meus amigos: Acácio Pagan, Adalberto, Alessandro Lima, Graciela
Oliveira, João Celeste, Liliane Pires, Jony Arrais, Marcelo Matsudo, Patrícia Viana,
Reginaldo Trindade e Rodrigo pela amizade e pelos dois fantásticos anos de
vivência no CRUSP.
O acaso favorece apenas a mente preparada
Louis Pasteur
ÍNDICE
1. INTRODUÇÃO
20
TAXONOMIA 22
CLASSIFICAÇÃO DAS MICOBACTÉRIAS 23
DIAGNÓSTICO DAS DOENÇAS CAUSADAS POR
MICOBACTÉRIAS NÃO TUBERCULOSAS
26
LABORATÓRIO DE SAÚDE PÚBLICA 27
Biossegurança 27
Bacteriologia 28
SURTOS E CASOS ESPORÁDICOS DE INFECÇÕES POR
MICOBACTÉRIAS APÓS INTERVENÇÕES CIRÚRGICAS
31
FREQÜENCIA DE ISOLAMENTO DE MICOBACTÉRIAS
NÃO TUBERCULOSAS
1.6.1 Micobactérias não tuberculosas em serviços de
saúde pública no Brasil: situação nos últimos
anos
33
35
1.7. JUSTIFICATIVA 37
2. OBJETIVOS
39
2.1 OBJETIVO GERAL 40
2.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 40
3.0 MATERIAL E MÉTODOS
41
3.1 CRITÉRIOS DE INCLUSÃO 42
3.2 SELEÇÃO DE CEPAS 42
3.3 MANUTENÇÃO DAS CEPAS 43
3.4 IDENTIFICAÇÃO FENOTÍPICA 44
3.5 IDENTIFICAÇÃO MOLECULAR 46
3.5.1 Técnica de PRA (Polimerase Chain Reaction and
Restriction Enzyme Analysis) da região que codifica a
proteína de choque térmico de 65KDa
46
3.5.2 Sequënciamento do fragmento do gene rpoB 48
4.0 RESULTADOS
50
4.1 IDENTIFICAÇÃO FENOTÍPICA 51
4.2 IDENTIFICAÇÃO MOLECULAR PELO PRA hsp65 54
4.3 IDENTIFICAÇÃO PELO SEQÜENCIAMENTO DO
GENE rpoB
58
5.0 DISCUSSÃO
63
5.1 IDENTIFICAÇÃO FENOTÍPICA 65
5.2 IDENTIFICAÇÃO PELO PRA hsp65 E PELO
SEQÜENCIAMENTO DO rpoB
66
6.0 CONCLUSÕES
73
7.0 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
76
8.0 ANEXO – PRIMEIRA PÁGINA DO CURRICULUM
LATTLES
88
Lista de Figuras
Figura 1 - Representação esquemática da parede bacteriana de; A. organismos
Gram-positivos; B. organismos Gram-negativos; C. Micobactérias.
21
Figura 2 - Perfis de PRA hsp65 de 09 isolados e cepas controles ATTCs de
Mycobacterium chelonae, M. avium e M. tuberculosis com as enzimas de
restrição BstEII (esquerda) e HaeIII (direita) e m
arcador de 50pb.
54
Figura 3 - Figura 3 – Perfis de PRA hsp65 de 13 isolados com as enzimas
de restrição BstEII (direita) e HaeIII (esquerda) e marcador de 50pb.
55
Figura 4 - Perfis de PRA hsp65 de 8 isolados com as enzimas de restrição
BstEII (direita) e HaeIII (esquerda) e marcadores de 50pb.
55
Figura 5 - Amplificação de um fragmento do gene rpoB de 752 pb para
seqüenciamento. M: marcador de 100pb
57
Figura 6- Árvore filogenética baseada no método neighbor-joining,
utilizando as seqüências do gene rpoB (622 pb) da cepa tipo de cada espécie de
Mycobacterium, bootstrap de 1000 simulações. As seqüências das cepas tipo
das diferentes espécies são originárias do banco de dados GenBank as demais
são oriundas de banco de dados do Laboratório de Saúde Pública da Faculdade
de Saúde Pública da USP.
58
Lista de Tabelas
Tabela 1 - Caracterização dos 32 isolados selecionados para o estudo, a
partir da coleção de culturas do Instituto Adolfo Lutz.
52
Tabela 2 - Resultados das provas bioquímicas e dos testes de crescimento
em meios com NaCl, Citrato de sódio, ácido pícrico e carboidratos, dos
isolados dos complexos M. chelonae-M. abscessus e M. fortuitum-
M.peregrinum.
53
Tabela 3 - Identificação dos 38 isolados incluídos no estudo, após digestão
do fragmento de amplificação do gene hsp65 pelas enzimas de restrição BstEII
e HaeIII
56
Tabela 4 - Identificação pelo seqüenciamento de um fragmento do gene
rpoB das cepas identificadas pelo método do PRA-hsp65 com perfil
compartilhado pelo M. abscessus 2, M. bolletii 1 e M. massiliense 1
60
Tabela 5 - Identificação final dos isolados em estudo concluída com os
resultados das provas fenotípicas, PRA hsp65 e rpoB
61
Lista de Quadros
Quadro 1 - Testes fenotípicos indicados para identificação das principais
micobactérias de crescimento rápido de interesse em saúde pública.
45
Quadro 2 - Perfis de restrição e peso molecular dos fragmentos do gene
hsp65, que codificam a proteína “heat shock” de 65KDa, nas diferentes
espécies que foram identificadas entre os isolados submetidos ‘a identificação
molecular.
48
Lista de Abreviaturas
ATP - trifosfato de adenosina
CIP - Coleção de Culturas do Instituto Pasteur
CCA - Complexo Mycobacterium chelonae – Mycobacterium abscessus
CRA - Micobactéria de crescimento rápido acromógena
7H10 - Meio sólido de cultura para micobactérias
ATCC - “American Type Culture Collection”
DNA - Ácido desoxirribonucleico
dNTP - deoxinucleotídeos trifosfato
hsp65 - heat shock protein 65 kDa (gene)
LJ - Löwenstein Jensen
CCA - Complexo Mycobacterium chelonae – Mycobacterium abscessus
MAC - Complexo Mycobacterium avium
Mg - miligrama
mL - mililitro
mM - milimolar
MNTs - Micobactérias não tuberculosas
MS - Ministério da Saúde
OMS - Organização Mundial de Saúde
pb - Pares de bases
PCR - Reação em cadeia pela DNA polimerase
pH - potencial hidrogeniônico
pmoles - picomoles
PRA - reação em cadeia pela Taq DNA polimerase seguida de clivagem com
endonucleases e análise dos fragmentos de restrição
PRA - hsp65 PRA do gene hsp65
RNA - ácido ribonucléico
MCR - micobactérias de crescimento rápido
rRNA - RNA ribossomal
rpoB - gene que codifica a β-subunidade da RNA polimerase
µg - micrograma
µL - microlitro
Taq - Thermus aquaticus
Resumo
Os complexos Mycobacterium chelonae – M.abscessus e Mycobacterium
fortuitum - M. peregrinum são compostos por espécies bacterianas de
crescimento rápido e potencialmente patogênicas. Sua distribuição é ubíqua no
ambiente, são resistentes a cloração da água e a sua replicação ocorre mesmo em
condições de escassez de nutrientes. Estão envolvidos em casos de infecção
pulmonar e extrapulmonar, e causam infecções em pacientes
imunocomprometidos ou submetidos a rocedimentos cirúrgicos invasivos. Os
objetivos do presente trabalho foram: confirmar através de testes fenotípicos e
com as técnicas de PRA hsp65 e seqüenciamento do fragmento do rpoB, a
identificação de micobactérias de crescimento rápido, incluídas nos complexos
M. chelonae-M.abscessus e M. fortuitum-M.peregrinum. Foram incluídos no
estudo os isolados provenientes de pacientes com dois ou mais isolamentos
provenientes de sítio não estéril ou um isolamento de sítio estéril. O estudo de 38
isolados demonstrou que as provas fenotípicas disponíveis atualmente não
permitem a identificação de todas as espécies de micobactérias de crescimento
rápido já descritas na literatura. O PRA hsp65 possibilitou a identificação rápida
e precisa de 63% das espécies de micobactérias e demonstrou um perfil
compartilhado pelas espécies M. abscessus 2; M. bolletii 1 e M. massiliense 1. O
seqüenciamento do gene rpoB confirmou a identificação das espécies citadas.
Nossos resultados demonstraram que o PRA-hsp65 e o seqüenciamento do gene
rpoB são ferramentas úteis para fornecer a identificação das espécies de
micobactérias com mais acurácia. O uso dessas técnicas poderiam ser
consideradas em laboratórios de referência para identificar Micobactérias de
crescimento rápido uma vez que elas são patógenos emergentes implicados em
surtos e isolados de pacientes em centros de referência para tratamento de
tuberculose multirresistente.
Abstract
Mycobacterium chelonae-M. abscessus and Mycobacterium fortuitum-M.
peregrinum complexes are composed by bacterial species characterized by rapid
grow and considered as potential pathogens. These microorganisms are ubiquitous in
the environment, resistant to water treatment such as standard chlorination and are
able to replicate even at poor nutrient conditions. They are related to lung and extra-
lung infections in immune-compromised patients or those submitted to invasive
surgical procedures. The aim of this study was to confirm the identification of
Mycobacterium chelonae - M. abscessus and Mycobacterium fortuitum - M.
peregrinum complexes, isolated from biological samples considering one or two
repetitions if samples are originated from sterile or non-sterile site respectively.
Phenotypic tests and molecular methods, PRA-hsp65 and rpoB gene sequencing,
were applied to identify 38 strains previously isolated. Results demonstrated that
available phenotypic tests did not allow the identification of all described fast
growing Mycobacterium. The PRA of hsp65 gene confirmed the identification of
63% of the Mycobacterium studied, and demonstrated the band pattern shared by M.
abscessus 2, M. bolletii and M. massiliensis. The rpoB gene sequencing confirmed
the identification of the species cited. Our results demonstrated that PRA-hsp65 and
rpoB gene sequencing are useful tools to provide a more accurate species
identification of mycobacteria. The use of such techniques would be considered in
reference laboratories to identify fast growing Mycobacterium species since they are
considered emerging pathogens implicated in outbreaks and isolated from a patient in
reference centers for treatment of multidrug resistant tuberculosis.
1. INTRODUÇÃO
1. INTRODUÇÃO
As micobactérias pertencem ao gênero Mycobacterium, único da família
Micobacteriaceae e estão dentro do domínio Archea, filo Actinobacteria, Classe
Actinobacteria, subclasse, Actinobacteridae, ordem Actinomycetales, subordem
Corynebacterineae (BRENNER et al., 2005)
Esses microrganismos apresentam forma bacilar, retos ou ligeiramente
curvos, medem de 0,2 a 0,6µm de largura e 1 a 10µm de comprimento, pleomórficos,
aeróbios ou microaerófilos, imóveis e não possuem esporos ou cápsulas (HOLT et al.
1994).
As micobactérias possuem uma parede celular de estrutura própria composta
de quatro camadas que apresenta uma organização diferente de outros procariotos
(Figura 1). O peptideoglicano é a camada mais interna da parede e confere-lhe
rigidez, composto por ácido N-glicolilmurâmico em vez de ácido N-acetilmurâmico,
encontrado na maioria de outras bactérias. A camada seguinte é o arabinogalactano
que se liga ao peptideoglicano através de ligações fosfodiéster. Ligados
covalentemente ao arabinogalactano estão os ácidos micólicos que representam cerca
de 60% da parede celular micobacteriana, esses constituem-se de lipídios que
consistem basicamente de ácidos graxos de cadeia longa incomuns, com 60 a 90
átomos de carbono. A camada mais externa é composta de diferentes lipídeos,
incluindo os glicolipídios, sulfolipídios, os fenolglicolipídios, os
peptidioglicolipídios e os lipoarabinomanano (Figura 1). A complexidade da parede
micobacteriana em particular a riqueza de lipídios complexos explica as propriedades
da resistência das micobactérias aos agentes físicos e químicos (RASTOGI, 2001).
Estes ácidos micólicos formam uma cobertura que permite a micobactéria ser
resistente à dessecação, podendo sobreviver por períodos prolongados em condições
extremas. Essa proteção é importante na resistência a antibióticos, pois a grande
maioria é incapaz de penetrar a parede celular (PRIMM et al. 2004).
A B C
Fosfolipídeos Peptideoglicano Lipídeo + LPS Porina
Ac. Micólico Lipídeos Lipoarabinogalactano Arabinogalactano
Figura 1: Representação esquemática da parede bacteriana de; A. organismos
Gram-positivos; B. organismos Gram-negativos; C. Micobactérias.
Fonte: (URL:http://www.uct.ac.za/depts/mmi/lsteyn/cellwall.html
1.1 TAXONOMIA
A definição desse gênero baseia-se em três critérios importantes:
porcentagem de citosina e guanina do DNA compreendida entre 31 a 71%, síntese de
ácidos micólicos e resistência à descoloração por álcool-ácido (princípio da técnica
de Ziehl-Neelsen). As micobactérias são consideradas Gram-positivas, porém não se
coram bem por este método (LEVY-FRÉBAUT e PORTAELS, 1992).
O tempo de multiplicação é, geralmente lento, com grande variação dentro do
gênero, o que permite dividir as espécies quanto ao tempo de crescimento em: rápido
– tempo de geração de 3 a 4 horas (crescimento visível em menos de sete dias) e
lento – tempo de geração acima de 16 horas (crescimento visível em mais de sete
dias). A temperatura de crescimento das espécies micobacterianas varia de 25ºC a
45ºC. As colônias possuem aspecto liso ou rugoso e algumas, na presença ou
ausência da luz, apresentam pigmentos carotenóides usualmente de cor alaranjada ou
amarela (WAYNE e KUBICA, 1986).
Runyon em 1959, classificou com base no tempo de crescimento “in vitro” e
na produção de pigmentos carotenóides as micobactérias em a) três grupos de
crescimento lento: Grupo I – fotocromógenas (produzem o pigmento somente na
presença de luz, Grupo II – escotocromógenas (produzem pigmento também na
ausência de luz) e Grupo III – acromógenas (não produzem pigmento); b) um grupo
de crescimento rápido: Grupo IV – pigmentadas ou não.
1.2 CLASSIFICAÇÃO DAS MICOBACTÉRIAS
O gênero Mycobacterium atualmente está constituído por 130 espécies e 11
subespécies, descritas na lista de espécies bacterianas com nomes aprovados
(EUZÉBY, 2008).
Algumas dessas espécies, isoladas frequentemente de materiais biológicos
humanos, foram classificadas de acordo com o seu grau de patogenicidade em:
estritamente patogênicas, patogênicas, potencialmente patogênicas, patógenos raros
ou saprófitas (TSUKAMURA, 1984). Outras espécies, com descrição recente na
literatura, ainda não foram incluídas nessa classificação.
As espécies estritamente patogênicas incluem as do complexo M. tuberculosis
que causam tuberculose humana e/ou animal e M. leprae que causa a hanseníase.
As espécies classificadas como potencialmente patogênicas ou patógenos
raros, atualmente designadas micobactérias não tuberculosas (MNTs), incluem
diversas espécies que podem causar infecções pulmonares, ganglionares, cutâneas e
infecções disseminadas em humanos imunocomprometidos.
De acordo com DAVID et al. 1989, entre as micobactérias estritamente
patogênicas estão o Mycobacterium leprae e o complexo M. tuberculosis com as
espécies M. africanum, M. bovis, M. canetti, M. caprae, M. microti, M. pinnipedii e
M. tuberculosis. As micobactérias M. abscessus, M. chelonae, M. fortuitum e M.
peregrinum estão classificadas como potencialmente patogênicas.
Um número crescente de casos e surtos de infecções causadas por
micobactérias de crescimento rápido têm sido relatados em publicações nacionais e
internacionais. Os agentes mais prevalentes pertencem aos complexos
Mycobacterium chelonae-abscessus e Mycobacterium fortuitum-peregrinum
(WALLACE, 1983).
Estas espécies são ubíquas no ambiente, podem ser resistentes ao processo de
cloração utilizado para tratamento de água de piscinas ou para consumo humano,
podem ser resistentes ao glutaraldeído e a sua replicação ocorre mesmo em
condições de escassez de nutrientes. Essas características, quando somadas a
procedimentos inadequados de desinfecção e esterilização, e procedimentos
invasivos, médicos ou não, criam um cenário favorável à ocorrência de infecções
(LE DANTEC et al., 2002).
A natureza da doença causada por esses organismos não pode ser bem
definido até o momento em parte devido à falta de nomenclatura uniforme. A
designação M. chelonae foi definida em 1972, contribuindo para facilitar a
compreensão dessas infecções por M.chelonae. Anteriormente essa espécie
micobacteriana era classificada como M. friedmanni, M. salmoniphilum, M.
abscessus, M. runyonii e M. brostelense (KUBICA et al., 1972).
Em 1992, foi proposto que M. peregrinum e M. abscessus fossem nomeadas
novas espécies por possuírem características fenotípicas e genotípicas que as
diferenciavam de M. fortuitum e M. chelonae. (KUSONOKI e EZAKI, 1992).
Na nomenclatura bacteriana atual além de M. fortuitum, M. peregrinum, M.
chelonae e M. abscessus constam outras espécies e subespécies. Pelo método do
PRA hsp-65 é possível identificar o M. abscessus subspécie M. abscessus tipo 1 e M.
abscessus tipo 2 (CHIMARA et al., 2008). O M. abscessus tipo 2 apresenta por este
método os mesmos perfis de fragmentos de DNA que as espécies M. bolletii e M.
massiliense, sua correta diferenciação é feita com o seqüenciamento de um
fragmento do gene rpoB (ADEKAMBI, 2003; ADEKAMBI e DRANCOURT, 2004;
ADEKAMBI, 2004; ADEKAMBI, 2006).
M. chelonae, M. abscessus e M. fortuitum são resistentes à maioria das drogas
antimicobacterianas (FALKINHAM, 1996). M. chelonae é envolvido em diferentes
tipos de infecções adquiridas na comunidade e, inicialmente, isolado de tartarugas
marinhas 103 anos atrás e obtido ocasionalmente de fonte humana em 1904. Na
época, esses microrganismos foram considerados como comensais em humanos
(TIMOTHY e BROWN, 1985). Porém a literatura médica contemporânea indica que
esses organismos podem ser patógenos humanos com importância particular em
infecções hospitalares.
Ao contrário de M. abscessus e M. fortuitum, M. chelonae é raramente uma
causa de doença pulmonar crônica. M. chelonae causa três tipos básicos de doenças
cutâneas, sendo mais comum doença cutânea disseminada, que ocorre quando as
pessoas estão imunodeprimidas. Infecções localizadas adquiridas, na comunidade,
após trauma representam o segundo tipo de infecção por M. chelonae. Essas
infecções estendem-se para celulites localizadas ou abscesso de osteomielite. O
terceiro tipo de infecção, menos comum, causado por M.chelonae está relacionado a
contaminações por cateter (GRIFFITH et al., 1993).
A conclusão de uma identificação correta de uma MNT relacionada a uma doença
infecciosa, compreensão da etiologia e da dinâmica de transmissão é de
fundamental importância em Saúde Pública. Possibilita o conhecimento da real
caracterização e confirmação dos casos e melhoria do diagnóstico para adequação
do tratamento e direcionamento mais preciso das medidas de controle da doença.
1.3 DIAGNÓSTICO DAS DOENÇAS CAUSADAS POR
MICOBACTÉRIAS NÃO TUBERCULOSAS –MICOBACTERIOSES
Os critérios para o diagnóstico e tratamento de doença causada por
micobactérias não tuberculosas foram definidos internacionalmente pelo American
Thoracic Society-ATS (1997). Esses critérios têm sido observados no Brasil,
conforme citações em estudos realizados em centros de atendimento de pacientes
com infecções causadas por micobactérias. No Brasil, não existe uma norma oficial
sobre os critérios para o diagnóstico das doenças causadas por micobactérias não
tuberculosas. No estado de São Paulo, a Divisão de Tuberculose da Secretaria de
Estado da Saúde disponibiliza em sua página eletrônica www.cve.saude.sp.gov.br, as
recomendações para o diagnóstico das micobacterioses, que deve ser fundamentado
nos critérios bacteriológicos e radiológicos específicos para cada agravo (Secretaria
Estadual de Saúde, 2005; MATOS et al., 2004; UEKI et al., 2005).
Embora exista variação entre os critérios bacteriológicos para o diagnóstico
das infecções causadas pelas MNT é consenso a importância do isolamento repetido
do mesmo agente a partir de espécimes biológicos não estéreis, pois nesses casos
podem significar colonização transitória do sítio envolvido ou uma contaminação da
amostra clínica. O isolamento único, de uma espécie potencialmente patogênica, a
partir de espécimes de sítios supostamente estéreis é fortemente sugestivo de
infecção (Secretaria Estadual de Saúde 2005; UEKI et al., 2005).
A identificação específica das espécies de MNTs e a correlação clínico
laboratorial é importante para o diagnóstico e a determinação da conduta terapêutica
(SENNA et al., 2006).
Na maioria dos países, a distribuição e a incidência da doença causada pelas
MNTs não foi completamente pesquisada, como também a ocorrência das espécies,
que é variável de região para região (KATOCH, 2004).
1.4 LABORATÓRIO DE SAÚDE PÚBLICA
1.4.1 Biossegurança
Laboratórios de bacteriologia são classificados de acordo com o tipo de serviço
realizado em quatro níveis de biossegurança: O nível 1 é adequado ao trabalho que
envolva agentes bem caracterizados e conhecidos por não provocarem doença em
seres humanos e que possuam mínimo risco ao pessoal do laboratório e ao meio
ambiente. O nível 2 é adequado ao trabalho que envolva agentes de risco moderado
para as pessoas e o meio ambiente. O nível 3 é aplicável para laboratórios clínicos,
de diagnóstico, ensino e pesquisa ou de produção onde o trabalho com agentes
patogênicos possa causar doenças graves ou potencialmente fatais, a homens e
animais, podendo propagar-se de uma pessoa infectada a outra. Neste nível trabalha-
se com microrganismos que apresentam potencial transmissão por via respiratória,
por aerossóis, mas são causadores de doenças para as quais existem medidas
eficientes de profilaxia e tratamento. O nível 4 é indicado para o trabalho que
envolve agentes exóticos e perigosos que exponham o indivíduo a um alto risco de
contaminação a infecções que podem ser fatais. Apresentam um potencial elevado de
transmissão por aerossóis e são causadores de doenças para as quais não existem
medidas profiláticas e de tratamento eficientes. Aerossóis são produzidos por
manipulação de material patológico ou culturas: abertura de tubos, preparo de
escarro, transferência de cultura usando alça ou pipeta, durante centrifugação ou
lavagem de tubos ou frascos, e quando frascos são quebrados acidentalmente. As
micobactérias do complexo Mycobacterium tuberculosis, estritamente patogênicas,
são obrigatoriamente manipuladas em laboratório de nível 3 enquanto as
micobactérias de crescimento rápido podem ser manipuladas em laboratórios de
nível 2 (Ministério da Saúde, 2005).
1.4.2 Bacteriologia
Na execução do exame bacteriológico são importantes tanto a qualidade
quanto o transporte e conservação adequados do espécime, bem como a utilização de
técnicas laboratoriais precisas.
Diversos espécimes biológicos podem ser analisados para a detecção de M.
tuberculosis e das MNTs. Estes são divididos em a) não estéreis (devido a presença
da flora bacteriana): escarro, lavado brônquico, lavado gástrico, secreções em geral,
fezes, urina, biópsias de pele etc. b) estéreis: sangue, líquidos: pleural, ascítico,
cefalorraquidiano e sinovial, gânglio, secreção de gânglio, biópsia de tecido interno
etc.
Baciloscopia - fundamenta-se na propriedade conhecida como álcool ácido
resistência. Este exame é apenas presuntivo, pois permite a visualização de bacilos
álcool resistentes (BAAR) presentes no espécime em quantidade igual ou superior a
10
4
bacilos/ml, mas não a sua identificação (Ministério da Saúde , 2005a).
Para a realização deste exame são efetuados esfregaços dos espécimes (direto
ou após centrifugação) em lâminas, que após secos e fixados são corados pelos
métodos de Ziehl-Neelsen e a leitura é realizada em microscópio ótico comum
utilizando objetiva de imersão (Ministéio da Saúde, 2005a).
A baciloscopia é considerada o exame básico para análise do escarro, por ser
um método simples, de fácil implantação e de baixo custo. No caso de outros
espécimes deve-se ter cautela ao avaliar resultados de baciloscopia pois
micobactérias saprófitas podem estar presentes transitoriamente.
Cultura de micobactérias. A cultura é um método mais sensível que a
baciloscopia pois detecta em torno de 10 bacilos/ml possibilitando, além de um
aumento da cobertura diagnóstica dos casos paucibacilares, a identificação das
espécies e/ou realização dos testes de sensibilidade das micobactérias às drogas
(Ministério da Saúde, 2005c).
A cultura de materiais estéreis (exceto biópsia) é efetuada pela semeadura
direta no meio de cultura. Para semeadura de sangue são indicados meios líquidos
que possibilitam o uso de anticoagulantes e a semeadura direta do material
(Secretaria Estadual de Saúde, 2008a).
Os materiais não estéreis, antes da semeadura em meios de cultura, são
tratados com agentes químicos para digestão e eliminação da flora bacteriana
acompanhante. As biópsias (estéreis ou não), antes da descontaminação e/ou
semeadura devem ser colocadas em graal, com solução fisiológica ou água destilada
estéril e trituradas com pistilo (Secretaria Estadual de Saúde, 2005b).
Devido a sua importância para o diagnóstico das doenças causadas por
micobactérias, no estado de São Paulo, a realização da cultura foi descentralizada o
que aumentou a disponibilidade do exame nos serviços de Saúde Pública.
A identificação adequada das espécies, além da observação das características
morfológicas, são necessários testes complementares baseados nas características
bioquímicas, fisiológicas e genéticas (MARTINS, 2000).
Os esquemas de identificação consistem de determinação das características
da cepa testada e comparação destas características com as determinadas por estudos
taxonômicos para cada espécie. Os testes fenotípicos são realizados com as células
intactas e as condições de realização são críticas para que os resultados sejam
confiáveis e reprodutíveis, pois os mesmos variam de acordo com a concentração do
substrato, tempo de reação, composição do tampão, comprimento de onda
selecionado para detectar os produtos, reagentes colorimétricos e qualidade da
cultura analisada. Estes testes estão consolidados e incorporados na identificação de
micobactérias e como são amplamente utilizados é fácil a detecção e posterior
correção de falhas. Apresentam a desvantagem de depender do crescimento das
micobactérias (crescimento rápido ou lento) para sua realização, sendo necessárias
de 3 a 8 semanas para obtenção do resultado (MARTINS, 2000).
Outro problema citado por alguns autores, para o esclarecimento
bacteriológico das micobacterioses é a presença de culturas mistas após o isolamento
a partir de um único material biológico Os testes para identificação das micobactérias
são realizados a partir de toda a massa bacilar presente na cultura, pois o isolamento
em placa para a obtenção de cultura pura, no caso das micobactérias, é um processo
demorado que retarda a liberação dos resultados. Os resultados de provas
bioquímicas inconclusivas podem ocorrer quando a cultura contém duas ou mais
espécies de micobactérias e nesse caso, deve ser feita a investigação de culturas
mistas (BLANCO et al., 2002; INUMARU et al., 2005; UEKI et al., 2005).
SURTOS E CASOS ESPORÁDICOS DE INFECÇÕES POR
MICOBACTÉRIAS APÓS INTERVENÇÕES CIRÚRGICAS.
Um surto foi descrito na China em 2002 com a ocorrência de 86 isolamentos
de M. chelonae subsp. abscessus relacionados a injeções intramusculares de
penicilina. O mesmo microrganismo foi isolado e identificado de amostras das lesões
do exterior dos frascos de penicilina e de material colhido no piso do local de
estocagem (ZHIBANG et al., 2002).
No Brasil foi relatado um surto de 11 casos de M. chelonae depois de
cirurgias para correção de miopia. Amostras dos sistemas de refrigeração de ar e
água e do utensílio portátil a vapor, usados para desinfecção dos instrumentos
cirúrgicos mostraram presença de M. chelonae (FREITAS et al., 2003).
No período de março de 2002 a fevereiro de 2003, em New Jersey, foram
descritos três casos de infecção de sítios cirúrgicos em pacientes submetidos a
cirurgias por um mesmo médico, em duas instituições distintas. O tempo para
aparecimento das lesões foi de 18 a 34 dias. Não havia outros casos de infecções por
micobactérias nas duas instituições e o cirurgião implicado no surto era o único a
utilizar solução de azul de metileno para marcação das incisões e estruturas internas
durante a cirurgia. Foi isolado M. chelonae de amostras coletadas dos três pacientes e
de soluções de azul de metileno encontradas nas instituições onde os pacientes foram
operados. A tipagem molecular das amostras mostrou que todos os isolados tinham a
mesma origem clonal (KNACKMUHS et al., 2004).
Em Santo Domingo, República Dominicana foi descrito em 2003 um surto
hospitalar em 12 pacientes, M. abscessus foi isolado em todos os casos e a análise de
sete isolados por RAPD e PFGE confirmou que os mesmos tinham a mesma origem
clonal (CDC, 2004).
Um surto foi descrito na cidade de Edmonton no Canadá, onde ocorreram 85
casos de lesões cutâneas em pés e mãos. Os pacientes eram em sua maioria crianças
que faziam atividade de recreação em uma piscina pública. As áreas que
apresentavam mais lesões eram aquelas sujeitas a maior trauma mecânico. O período
de incubação variou de 15 a 119 dias e os casos foram diagnosticados no período de
janeiro a julho de 2003. M. abscessus foi isolado das lesões de 16 pacientes e da água
da piscina utilizada pelos pacientes (DYTOC et al., 2005).
Um surto de abscessos cutâneos por Mycobacterium chelonae foi relatado em
Lima no Peru entre dezembro de 2004 e janeiro de 2005, 35 pessoas que haviam
passado por sessões de mesoterapia apresentaram esses abscessos cutâneos. Treze
(37%) pessoas concordaram em realizar exames clínicos. Foram realizadas biópsias
de pele de treze pessoas e examinadas as injetadas durante a mesoterapia,
Mycobacterium chelonae foi isolado de quatro pacientes e de um frasco de procaína
(MUNAYCO et al, 2008)
No Brasil, NIERO et al., (2008), realizaram investigação de um surto
ocorrido na cidade de Belém do Pará envolvendo 311 pacientes, de fevereiro de 2004
a junho de 2005. Foram incluídos no estudo 58 pacientes que realizaram cirurgia
laparoscópica, um paciente com abscesso após injeção e oito pacientes que se
submeteram a mesoterapia. Os microrganismos isolados tiveram crescimento rápido
e não eram pigmentadas. Após amplificação do gene hsp65 e digestão por enzimas
de restrição, as cepas apresentaram perfis de banda com a enzima BstEII de 235 –
210 e padrões na enzima HaeIII de 200 – 70 – 60 – 50 que são comuns ao
Mycobacterium abscessus 2, M. massiliense e M. bolletii. Após análise por
seqüenciamento de um fragmento de 752 pb do gene rpoB, os isolados dos pacientes
submetidos a cirurgia e dos isolados de abcessos após injeção foram identificados
como M. massiliense enquanto os isolados dos pacientes submetidos a mesoterapia
foram identificados como M. bolletii.
1.6 FREQÜÊNCIA DE ISOLAMENTO DE MICOBACTÉRIAS NÃO
TUBERCULOSAS
Nos países desenvolvidos, com o tratamento efetivo para TB na década de
1950, os espécimes biológicos começaram a ser cultivados rotineiramente para
confirmação do diagnóstico. Muitos casos, com características clínicas de
tuberculose, após o isolamento das micobactérias foram confirmados como outras
micobacterioses. Nesses países a prevalência de TB tem declinado e a proporção de
doenças causadas por MNTs tem aumentado nos países em desenvolvimento são
raras as publicações sobre doenças causadas por MNT. Devido ao grande número de
casos de tuberculose e a impossibilidade da realização da cultura de todos os
espécimes muitos casos de tuberculose não são confirmados bacteriologicamente.
Como a doença causada por MNTs não é de notificação compulsória, usualmente sua
prevalência é estimada pela freqüência de culturas de MNTs em laboratórios de
microbiologia.
O aparente aumento das doenças causadas por MNTs pode ser explicado pelo
aumento da consciência da existência das mesmas e do aumento de espécimes
encaminhados para a cultura e identificação das espécies (STEPHEN et al., 2006).
A nomenclatura de MNTs foi várias vezes modificada, causando dificuldades
à definição de diagnósticos. A espécie M. abscessus patógeno frequentemente
encontrado em infecções pulmonares teve sua nomenclatura modificada várias vezes
nos últimos 20 anos. Inicialmente designada como M. chelonii (subspecies abcessus)
passou a M. chelonae (subspecies abscessus até que em 1992 recebeu a designação
M. abscessus. No entanto, muitos laboratórios ainda relatam seus isolamentos como
complexo M. chelonae ou M. chelonae/abscessus (DALEY e GRIFFITH., 2002)
Na década de 1980 a prevalência de doença causada por MNTs foi estimada
nos Estados Unidos como sendo de 1,8 casos por 100.000 habitantes. Entre as MNTs
usualmente isoladas de secreções respiratórias, 61% eram MAC; 24%, M. kansasii;
aproximadamente 5% Mycobacterium fortuitum e 15%, outras MNTs. Durante a
década de 1990, uma análise do CDC apresentou um aumento dramático no
isolamento de MNTs. Embora a verdadeira razão não esteja clara, acredita-se que a
melhora do reconhecimeto clínico e das técnicas de diagnóstico sejam em parte
responsáveis pelo aumento (MARTINEZ et al., 2007).
Infecções pulmonares causadas por MNTs têm sido reconhecidas como causa
do aumento de morbidade e mortalidade. As manifestações clínicas e radiográficas
da infecção são variáveis e podem causar dificuldades ao estabelecimento de um
diagnóstico correto. Muitos casos causados por MAC, M. kansasii, M. abscessus e
M. malmoense podem manifestar-se como infecção clássica cavitária , similar a
tuberculose pós-primaria.
O diagnóstico pode ser difícil e demorado, mas, a consideração da
possibilidade de doença causada por MNTs é o primeiro passo para o diagnóstico
correto e instituição do tratamento adequado (MARTINEZ et al., 2007).
Mycobacterium abscessus está entre os principais agentes etiológicos de
doença pulmonar causada por MNTs de crescimento rápido, tanto em países
desenvolvidos como em desenvolvimento. (PARK et al., 2007; MARTINEZ et al.,
2007; STEPHEN et al.,2006).
1.6.1 Micobactérias não tuberculosas em serviços de saúde pública no Brasil:
situação nos últimos anos
O Centro de Referência Nacional de micobactérias Professor Hélio Fraga, no
estado do Rio de Janeiro, nos anos 1994-1999 observou o isolamento preponderante
do complexo M. avium intracellulare (MAC) sobre as demais espécies (44,4%),
seguidos de M. kansasii e M. fortuitum. As regiões sul e sudeste contribuíram com
57,6% dos casos de pacientes com suspeita de micobacteriose. Dentre os 431
pacientes estudados, 106 foram considerados casos de micobacteriose, e a forma
mais freqüente foi a pulmonar (BARRETO e CAMPOS., 2000).
MATOS et al., (2004), em estudo realizado na Bahia com pacientes em
tratamento para tuberculose multirresistente no período de 1998-2003, isolaram
micobactérias não tuberculosas em materiais biológicos de 19 (8,2%) dos 231
pacientes estudados. Foram identificados os complexos M. chelonae/M. abscessus
(58%), M.avium/intracelulare (16%) e M. fortuitum (11%).
No Estado de São Paulo, os exames básicos para o diagnóstico da tuberculose
foram descentralizados para os laboratórios locais, regionais e de hospitais, ficando
os exames mais complexos a cargo do Setor de micobactérias. Em estudo sobre
diversidade das espécies de MNTs no estado de São Paulo, nos anos de 1991-1997,
UEKI et al. 2005 observaram que as espécies mais isoladas foram MAC 64,2% e M.
kansasii 12,2%. A porcentagem de isolamento das espécies de crescimento rápido foi
de 3.9% para M. fortuitum e 1,7% para M. chelonae. Considerando as duas espécies
mais freqüentes, o M. kansasii foi mais isolado de sitio pulmonar (83%) e o MAC, de
doença disseminada (44,2%). O isolamento das duas espécies de crescimento rápido
foi mais freqüente em amostras de origem pulmonar.
No período de 1998 a 2006, 33.815 culturas isoladas em diversos laboratórios
do estado de São Paulo foram analisadas no Setor de micobactérias do Instituto
Adolfo Lutz-Central. Dessas, 5263 (16%) foram identificadas como micobactérias
não tuberculosas. As espécies isoladas com mais freqüência, no período de 1997 a
2003, foram complexo M. avium 33%, M. kansasii 18%, M. gordonae 12%, M
fortuitum 7% e M chelonae (4%) e no período de 2004 a 2006 foram: M. kansasii
(20%), M. avium 17%, M. gordonae (12%), M. abscessus (10%) e M. fortuitum
(8%).(comunicação pessoal*).
1.7 JUSTIFICATIVA
As micobactérias não tuberculosas (MNTs) estão distribuídas no ambiente e tem
aumentado, nos últimos anos, o envolvimento desses microrganismos em casos de
surtos e infecções hospitalares, geralmente envolvendo pacientes
imunodeprimidos ou que façam uso de cateteres, próteses e válvulas cardíacas ou
façam uso de drogas imunossupressoras.
Existem poucos estudos sobre MNTs descritos na literatura com destaque para o
complexo Mycobacterium chelonae – Mycobacterium abscessus CCA. Estas
espécies apresentam um alto grau de resistência aos antimicrobianos disponíveis,
com isso, faz se necessário a realização de estudos de identificação molecular a
fim de complementar os resultados bioquímicos para uma correta identificação
destes organismos e de estudos de tipagem molecular para se estabelecer as
relações de similaridade entre essas espécies, contribuindo para o esclarecimento
das infecções e surtos que constituem um grave problema de interesse em saúde
pública (CHIMARA et al., 2008).
* TELLES MAS Comunicação pessoal. Setor de Micobactérias. Instituto Adolfo
Lutz. São Paulo. Brasil.
Após o isolamento, a identificação do patógeno baseia-se em técnicas
fenotípicas e moleculares. Os testes fenotípicos são amplamente utilizadas nos
laboratórios de Saúde Pública para identificação das micobactérias mas nem sempre
possibilitam a definição precisa da espécie devido as suas limitações já citadas
anteriormente.
Várias investigações com a reação da polimerase em cadeia (PCR) têm
avaliado o gene hsp65, presente em todas as micobactérias, para melhor definição
taxonômica. A seqüência do hsp65 é altamente conservada nessas espécies e pode ser
usada para estudos taxonômicos (TELENTI et al., 1993).
Diante do risco potencial para a saúde pública, são de grande relevância
estudos com micobactérias de crescimento rápido dos complexos Mycobacterium
chelonae – M. abscessus com o propósito de ampliar os conhecimentos sobre estes
patógenos, assim como as outras micobactérias de crescimento rápido que se
caracterizam como patógenos emergentes.
2. OBJETIVOS
2.1. OBJETIVO GERAL
1) Avaliar a contribuição dos métodos de caracterização fenotípica e molecular para
identificação das espécies do complexo Mycobacterium chelonae - Mycobacterium
abscessus.
2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
1) Confirmar através de testes fenotípicos a identificação de micobactérias de
crescimento rápido, incluídas nos complexos M. chelonae-M.abscessus e M.
fortuitum-M.peregrinum, isoladas a partir do material biológico de pacientes
que possuam dois ou mais isolamentos provenientes de sítio não estéril ou um
isolamento de sítio estéril.
2) Avaliar os resultados da identificação fenotípica através de métodos
moleculares (PRA hsp65 e seqüenciamento do fragmento do rpoB).
3. MATERIAL E MÉTODOS
3. MATERIAL E METODOS
O estudo foi realizado com cepas da coleção de culturas do Setor de
Micobactérias do Instituto Adolfo Lutz – Laboratório de referência em micobactérias
para o Estado de São Paulo.
3.1. CRITÉRIOS DE INCLUSÃO
Para inclusão das cepas no estudo foram considerados dois critérios: 1) Cepas
identificadas por métodos fenotípicos como sendo do complexo M. chelonae-M
.abscessus ou M. fortuitum-M. peregrinum. 2) Que atendessem aos critérios da
American Thoracic Society – ATS, que recomenda o isolamento repetido do mesmo
agente em pelo menos dois espécimes biológicos provenientes de sítios não estéreis
ou obtenção de um cultivo puro de espécime biológico proveniente de sítios estéreis
para a confirmação bacteriológica de um caso de micobacteriose (Griffith et al.,
2007).
3.2. SELEÇÃO DE CEPAS
Após análise restrospectiva do banco de dados do Setor de Micobactérias do
Instituto Adolfo Lutz, o período de 1993 a 2005 foi escolhido por ser anterior à
implantação nessa instituição, de técnicas moleculares para identificação de
micobactérias. Foram incluídos no estudo 32 isolados de dezesseis pacientes,
cultivados a partir de escarro (20), secreção oftalmológica (4), lavado brônquico (3),
biópsia de gânglio (2), líquido cefalorraquidiano (1), líquido pleural (1), sem
identificação (1). Alguns isolados de pacientes inclusos no estudo foram recuperados
em anos não pertencentes ao período escolhido, a fim de completar o número de
isolados necessários à confirmação bacteriológica de um caso.
3.3. MANUTENÇÃO DAS CEPAS
As cepas utilizadas neste estudo foram mantidas pela técnica de
congelamento em microtubos de 2 ml com miçangas. Uma porção do crescimento
bacteriano foi suspensa, com auxílio de uma alça bacteriológica, em microtubo
criogênico contendo 15 miçangas de vidro e 1 ml de meio Sauton com 10% de
glicerol. Após o envolvimento das miçangas com a suspensão bacteriana, permitindo
a aderência das células ao vidro, o excesso foi retirado com o auxílio de uma pipeta
Pasteur e os tubos foram congelados a -70ºC (KIRSOP e DOYLE, 1991).
Um microtubo criogênico de cada um dos isolados foi removido de um
freezer a –70°C, uma miçanga de vidro de cada cepa foi transferida para um tubo de
meio de Löwenstein-Jensen (LJ). Após crescimento foram repicadas em placas com
meio Middlebrook 7H11 para observação de colônias com diferentes morfologias.
Os diferentes tipos morfológicos foram subcultivados em tubos de LJ.
3.4. IDENTIFICAÇÃO FENOTÍPICA
Para caracterização dos isolados, foram avaliados o crescimento em
diferentes temperaturas (30 e 37ºC), a produção de pigmento e análise do
crescimento em diferentes substratos utilizados na rotina do Instituto Adolfo Lutz
para identificação de micobactérias de crescimento rápido (KUBICA et al., 1972).
Foram selecionadas as provas bioquímicas: Redução do Nitrato, β-
glicosidase, tolerância ao NaCl a 5%, utilização do citrato de sódio como fonte de
carbono, ácido pícrico, hidrólise do Tween 80 e fermentação dos açúcares Frutose,
Succinato e Manitol (quadro 1). Essas provas possilitam a distinção entre as espécies
de micobactérias de crescimento rápido ou, pelo menos, para a classificação do
complexo micobacteriano a que essa espécie pertence (LEÃO et al., 2004; Ministério
da Saúde., 2005; KENT e KUBICA, 1985; Dostal et al., 2003 ).
Quadro 1 – Testes fenotípicos indicados para identificação das principais
micobactérias de crescimento rápido de interesse em Saúde Pública.
Nit Gli NaCl Cit Fru Man Ác.
Píc.
TW Referências
- + - + - Stefan et al, 2003
- + - - + + Leão et al, 2004
- + - - Kent et al, 1985
M.
abscessus
- - + - - - MS, 2005
- + - Stefan et al, 2003
- - + - +/- +/- Leão et al, 2004
- - + - Kent et al, 1985
M.
chelonae
- - + - - MS, 2005
+ Stefan et al, 2003
+ + - - + + Leão et al, 2004
+ + - - Kent et al, 1985
M.
fortuitum
+ + + - + - MS, 2005
+ + Stefan et al, 2003
+ +/- - + + + Leão et al, 2004
+ + - + Kent et al, 1985
M.
peregrinum
+ + + - + + MS, 2005
Nit:nitrato; gli:glicosidase; cit: citrato de sódio ; Fru: Frutose; Man: Manitol, Ác. Píc: Ácido Pícrico;
TW: Tween 80; MS: Ministério da Saúde.
3.5. IDENTIFICAÇÃO MOLECULAR
3.5.1. Técnica de PRA (polymerase chain reaction and restriction enzyme
analysis) da região que codifica a proteína de choque térmico de 65KDa
Para a realização da técnica de PRA-hsp65, o DNA foi extraído a partir do
crescimento bacteriano em meio de Löwenstein-Jensen suspenso em 500µl de água
ultrapura esterilizada. A seguir, a suspensão obtida foi submetida à fervura por 20
minutos e em seguida ao resfriamento a – 20ºC, permanecendo congelada até o
momento de uso nas reações de PCR (TELENTI et al., 1993; DEVALLOIS et al.,
1997).
O DNA extraído das cepas foi submetido à amplificação de um fragmento do
gene hsp65 com os oligonucleotídeos iniciadores Tb11 (5’-
ACCAACGATGGTGTGTCAT) E Tb12 (5’- CTTGTCGAACCGCATACCCT),
modificado a partir do descrito por TELENTI et al.(1993). A PCR foi realizada com
tampão de reação 1x (KCl 50mM, Tris-HCl 10mM pH 8, MgCl
2
1,5M) (Invitrogen,
Brasil), 1U de Taq DNA polimerase (Invitrogen, Brasil), 0,2 mM de dNTP, 20
pmoles de cada iniciador e 5µl da suspensão bacteriana submetida à fervura. Após
desnaturação inicial por 5 min a 95
o
C, foram realizados 45 ciclos de amplificação,
cada um de 1 min a 94
o
C, 1 min a 60
o
C e 1 min a 72ºC. Foi realizada uma extensão
final de 10min a 72ºC. Os produtos das amplificações foram submetidos à digestão
com as enzimas de restrição BstEII (Biolabs, New England) e HaeIII (Invitrogen,
Brasil), separadamente. As reações de digestão foram feitas em volume final de 20µl,
contendo 5U das enzimas de restrição, tampão específico 1x concentrado e 10µl do
produto da PCR. As temperaturas e tempo de digestão foram aplicados seguindo as
recomendações dos fabricantes. Os produtos digeridos foram separados em gel de
agarose (Invitrogen, Brasil) 3% em tampão TBE 1x e o padrão de digestão foi
visualizado em transiluminador. Para o cálculo do número e do tamanho dos
fragmentos, usou-se como referência um marcador de peso molecular de 50pb
(Invitrogen, Brasil) aplicado nas laterais e no centro de cada gel e as imagens foram
capturadas em fotodocumentador. A identificação (quadro 2) foi finalizada
comparando-se os tamanhos dos fragmentos com o algoritmo descrito no site
PRASITE (http://app.chuv.ch/prasite/index.html) (CHIMARA et al., 2008).
Quadro 2. Perfis de restrição e peso molecular dos fragmentos do gene hsp65, que
codificam a proteína “heat shock” de 65 kDa, nas diferentes espécies que foram
identificadas entre os isolados submetidos à identificação molecular.
Peso molecular
Espécie Tipo Genético
BstEII Hae II
M. abscessus
1
235 - 210 145 - 70 - 60 – 55
M. abscessus
2
235 - 210 200 - 70 - 60 – 50
M. bolletii
1
235 - 210 200 - 70 - 60 – 50
M. massiliense
1
235 – 210 200 - 70 - 60 - 50
M. chelonae
1
320 - 130 200 - 60 - 55 - 50
M. fortuitum
1
235 - 120 - 85 145 - 120 - 60 – 55
M. peregrinum
2
235 - 210 140 - 120 - 100 – 55
Chimara et. al 2008
3.5.2. Seqüenciamento do gene rpoB
A reação de PCR foi realizada em volume total de 50µl contendo 5µl de
tampão 10X (Tris-HCl 50mM, NaCl 50mM, MgCl
2
5mM) (Promega), 200µl de cada
deoxinucleotídeo trifosfato, 2.5 mM MgCl
2,
1 U de Taq DNA polimerase (promega),
10 mmol dos oligonucleotídeos iniciadores MycoF (5’ –
GCAAGGTCACCCCGAAGGG - 3’) e MycoR (5’ –
AGCGGCTGCTGGGTGATCATC - 3’), (ADÉKAMBI T. et al 2003), e 2µl de
DNA purificado. A mistura de reagentes da PCR foi submetida denaturação inicial
por 1 minuto a 95°C, seguida de 35 ciclos de amplificação, cada um de 30 segundos
a 94°C, 30 segundos a 64°C e 90 segundos a 72°C. Foi realizada uma extensão final
a 72°C por 5 minutos.
As amostras amplificadas foram purificadas com o kit comercial illustra
tm
GFX
tm
PCR DNA and Gel Band Purification kit (GE Health care).
As amostras foram seqüenciadas (Genomic Engenharia Molecular Ltda),
utilizando os iniciadores MycoF com a seqüencia (5’ –
GGCAAGGTCACCCCGAAGGG - 3’) e MycoR que apresenta a seqüencia (5’
AGCGGCTGCTGGGTGATCATC-3’) que delimitam a região variável de 752 pb do
gene rpoB (ADEKAMBI et al., 2003).
As seqüências obtidas foram alinhadas manualmente utilizando o programa
BioEdit (Biological sequence alignment editor) e foram comparadas com seqüencias
homólogas de micobactérias de crescimento rápido acromógenas disponíveis no
banco de dados GenBank (http://www.ncbi-nml.nih.gov/genbank/). Por meio da
ferramenta BLAST (Basic Local Alignment and Search Tool). A análise filogenética
foi realizada através do programa MEGA 4.1
(http://www.megasoftware.net/m_test_reliab.html).
4. RESULTADOS
4. RESULTADOS
4.1 IDENTIFICAÇÃO FENOTÍPICA
Os dados sobre as cepas utilizadas neste estudo, compilados a partir do banco
de dados do Setor de Micobactérias do IAL, estão apresentados na tabela 2
Os resultados dos testes fenotípicos realizados neste estudo dos isolados de
cada paciente, constantes da Tabela 2, estão apresentados na Tabela 3.
Sete subcultivos, provenientes dos 32 isolados de material de 16 pacientes,
produziram colônias com morfologia diferente (lisas e rugosas) e foram incluídos
como novos isolados (Tabela 3), gerando assim, um total de 39 a serem investigados.
O crescimento em diferentes temperaturas: 30ºC, 37ºC foi confluente para
quase todas as cepas quando avaliadas em cinco dias de incubação. As cepas 7b e 26
mantiveram crescimento pobre até última leitura aos quinze dias a 30ºC e a cepa 31
aos quinze dias de incubação a 37ºC.
Dos 39 isolados, 38 foram identificados como pertencentes aos complexo
Mycobacterium chelonae-M. abscessus e M. fortuitum-M peregrinum por meio dos
resultados dos testes fenotípicos e o isolado de nº 3 foi descartado por apresentar
contaminação (Tabela 3).
Tabela 1. Caracterização dos 32 isolados selecionados para o estudo, a partir da
coleção de culturas do Instituto Adolfo Lutz.
Ordem
N° de
cepa
Paciente Origem Sítio Ano
Identificação
Inicial
1 5784 Pac 1 HC E 2000 M.chelonae
2 71086 Pac 1 HC E 1997 M.chelonae
3 61001 Pac 1 HC E 1996 M.chelonae
4 93462 Pac 2 ICF/CRT E 1999 M.chelonae
5 980 Pac 2 ICF/CRT E 2000 M.chelonae
6 92092 Pac 2 ICF/CRT E 1999 M.chelonae
7 4471 Pac 3 Rib.Preto E 2001 M.chelonae
8 92827 Pac 3 Rib.Preto E 1999 M.chelonae
9 5672 Pac 3 Rib.Preto E 2000 M.chelonae
10 2598 Pac 4 Jundiaí E 2000 M.chelonae
11 82858 Pac 4 Jundiaí E 1998 M.chelonae
12 91913 Pac 4 Jundiaí E 1999 M.chelonae
13 6177 Pac 5 Teresina LB 2001 C. M.chelonae
14 7302 Pac 5 Teresina E 2001 M.chelonae
15 7303 Pac 5 Teresina E 2001 M.chelonae
16 3643 Pac 6 Vitória E 2001 M.chelonae
17 7850 Pac 6 Vitória S/I 2002 M.chelonae
18 11532 Pac 6 Vitória LB 2003 M.chelonae
19 11819 Pac 6 Vitória LB 2003 C. M.chelonae
20 92701 Pac 7 Jundiaí BG 1999 C. M. fortuitum
21 91091 Pac 8 CRTA LCR 1999 C. M. fortuitum
22 51672 Pac 9 MS L.P 1995 M.chelonae
23 30164 Pac 10 HC E 1993 M.chelonae
24 40592 Pac 10 HC E 1994 M.chelonae
25 91424 Pac 11 ICF E 1999 M.chelonae
26 91 Pac 11 ICF E 2000 M.chelonae
27 15931 Pac 12 HC E 2005 M.chelonae
28 91259 Pac 13 HER B.G 1999 C. M. fortuitum
29 2537 Pac 14 Oftalmo. S.Of 2000 M.chelonae
30 4291 Pac 15
Oftalmo
S.Of 2000 M.chelonae
31 4087 Pac 15
Oftalmo
S.Of 2000 M.chelonae
32 3524 Pac 16
Oftalmo
S.Of 2000 M.chelonae
HC: Hospital das Clínicas; ICF: Instituto Clemente Ferreira; MS: Mato Grosso do Sul; HER: Hospital
Emílio Ribas; Oftalmo.: Laboratório Oftalmológico; E: Escarro; LCR: Líquor Cefalorraquidiano: L.P:
Líquido Pleural; L.B: Lavado Brônquico; B.G: Biópsia de Gânglio; S.O: Secreção Oftalmológica;
S.I: Sem Idenficação
Tabela 2. Resultados das provas bioquímicas e dos testes de crescimento em meios
com NaCl, Citrato de sódio, ácido pícrico e carboidratos, dos isolados dos complexos
M. chelonae-M. abscessus e M. fortuitum-M.peregrinum.
TW
Identificação
Ordem
Identificação
da cepa
Pac. Nit
β-
glic
Nacl
Cit.
Sód
Fru Suc.
Man
Ac.
Pic
3d
fenotípica
1a 5784(L)
1 - - - - + + + + - CCA
1b 5784(R)
1 - - d - - + - + + CCA
2 71086(L)
1 - d - - - + - - - CCA
4 93462(R)
2 - - - d d + - + - CCA
5 980(R)
2 - - - - - + - + - CCA
6 92092(R)
2 - d - - - + - + - CCA
7a 4471(L)
3 + - + - + + + + - M. peregrinum
7b 4471(R)
3 - - + - + + + + - CCA
8 92827(R)
3 - - - - - + - + - CCA
9 5672(R)
3 - - + - - - - + - M.abcessus
10 2598(R)
4 - + + - - - - + - CCA
11 82858(R)
4 + + + - + + - + - M. peregrinum
12a 91913(R)
4 - - + - - - - + - M.abcessus
12b 91913(L)
4 - - + - - - - + - M.abcessus
13 6177(R)
5 - - + - - - - + - M.abcessus
14 7302(R)
5 - - + - - - - + - M.abcessus
15 7303(R)
5 - - + - - - - + - M.abcessus
16 3643(R)
6 - - + - - d - + - M.abcessus
17 7850(R)
6 - - + - - - - + - M.abcessus
18 11532(R)
6 - - + - - - - d - M.abcessus
19 11819(R)
6 - - + - - - - + - M.abcessus
20a 92701(L)
7 + + + - + + - + -
M. fortuitum
20b 92701(R)
7 + + + - + + - + -
M. fortuitum
21a 91091(L)
8 d - + - + + + + -
M. peregrinum
21b 91091(R)
8 d - - - + + - + - CRA
22a 51672(L)
9 - + + - - - - - - CCA
22b 51672(R)
9 - - + - - - - + - M.abscessus
23 30164(R)
10 - - + - + + - + - M.abscessus
24 40592(R)
10 - - + - + + - + - M.abscessus
25 91424(R)
11 - - + - + + - + - M.abscessus
26 91(R)
11 - - + - + + - + - M.abscessus
27 15931(L)
12 - - d - - - - + - M.abscessus
28 91259(L)
13 d + + - + + + + + CRA
29 2537(L)
14 - - - - - + - + - CCA
30 4291(R)
15 + + + - + + - + - M. fortuitum
31 4087(R)
15 - - - + - - - d - M. chelonae
32a 3524(L)
16 - - - + - - - - - M. chelonae
32b 3524(R)
16 - - d + - +/- - - - M. chelonae
+:positivo; _ : negativo; d duvidoso; Nit: Nitrato; β-glic: β-glicosidase; Nacl: Cloreto de Sódio; Fru:
Frutose; Suc: Succinato;Man: Manitol Ac. Pic: Ácido Pícrico; TW: Tween 80; CCA: Complexo
M.chelonae-M. abcessus; CFP: Complexo M.fortuitum-M.peregrinum; CRA: micobactéria de
crescimento rápido acromógena, L=colônia lisa, R=colônia rugosa.
IDENTIFICAÇÃO MOLECULAR PELO PRA-hsp65
Após a identificação fenotípica, foi realizada a diferenciação molecular por
amplificação do gene hsp65 seguido de digestão por enzimas de restrição – PRA
hsp65. Foram encontrados 4 perfis de restrição que correspondem a quatro espécies
de micobactérias, um perfil compartilhado por três espécies e um perfil que não está
descrito na literatura (Figuras 2, 3 e 4).
Os perfis dos isolados 2, 7a, 7b, 8, 9, 11, 20a, 20b, 27 e 29 não estão demonstrados
nas figuras 1,2 e 3 por corresponderem à espécies já identificadas nessas figuras para
outros isolados.
Figura 2 – Perfis de PRA hsp65 de 09 isolados e cepas ATTCs de Mycobacterium
chelonae, M. avium e M. tuberculosis com as enzimas de restrição BstEII
(esquerda) e HaeIII (direita) e marcador de 50pb.
450
400
350
300
250
200
150
100
50
M 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 M 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 M
450
400
350
300
250
200
150
100
50
M 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 M 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 M
Marcador 50 pb
M.chelonae ATCC 946
NP
30
31
4
5
6
1b
1a
Cultura mista (1a+1b)
M.avium ATCC 25.291
M.tuberrculosis H37Rv
M.tuberculosis H37Rv
M.avium ATCC 25.291
Marcador 50pb
M.chelonae ATCC 946
NP
30
31
4
5
6
1b
1a
Cultura mista (1a+1b)
M.avium ATCC 25.291
M.tuberrculosis H37Rv
M.tuberculosis H37Rv
M.avium ATCC 25.291
Marcador 50pb
Figura 3 – Perfis de PRA hsp65 de 13 isolados com as enzimas de restrição BstEII
(direita) e HaeIII (esquerda) e marcador de 50pb.
Figura 4 – Perfis de PRA hsp65 de 8 isolados com as enzimas de restrição BstEII
(direita) e HaeIII (esquerda) e marcadores de 50pb.
450
400
350
300
250
200
150
100
50
M 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 M 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 M
450
400
350
300
250
200
150
100
50
M 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 M 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 M
M 1 2 3 4 5 6 7 8 M 1 2 3 4 5 6 7 8 M
Marcador 50pb
17
18
19
23
24
28
22a
22b
Marcador 50pb
17
18
19
23
24
28
22a
22b
Marcador 50pb
Marcador 50pb
32a
32b
21a
21b
25
26
10
mista
12a
12b
13
14
15
16
Marcador 50pb
32a
32b
21a
21b
25
26
10
mista
12a
12b
13
14
15
16
Marcador 50pb
Tabela 3 – Identificação dos 38 isolados incluídos no estudo, após digestão do fragmento
de amplificação do gene hsp65 pelas enzimas de restrição BstEII e HaeIII
Peso molecular
BstEII HaeIII
Espécie
Tipo
genético
Identificação dos
isolados
(n=38)
145-70-60-55
M.abscessus 1
1b, 2a, 4-6, 7b, 8, 9,
23-26, 29 (n=13)
M.abscessus 2
235-210
200-70-60-50 M.bolletii 1
M.massiliense 1
10, 12a, 12b, 13-19,
22a, 22b, 27 (n=13)
140-120-100-55 M.peregrinum 2 1a, 7a, 21a, 21b (n=4)
235-120-85
145-120-60-55 M.fortuitum 1 11, 20a, 20b, 30 (n=4)
240-210
140-125-100-55 Novo padrão
28 (n=1)
320-130
200-60-55-50 M.chelonae 1
31, 32a, 32b (n=3)
4.3 IDENTIFICAÇÃO PELO SEQÜENCIAMENTO DO GENE rpoB
Dentre os 38 isolados 13 apresentaram um perfil de PRA-hsp65
compartilhado por três espécies de micobactérias. M. abscessus 2, M. bolletii e M.
massiliense. e foram submetidos ao seqüenciamento do gene rpoB.
A análise das seqüências apresentaram alta similaridade com as seqüências
correspondentes depositadas no GenBank: M. abscessus (números de acesso no
GenBank AY147164 e AY262741), M. bolletii (número de acesso no GeneBank
AY859692) e M. massiliense (número de acesso no GenBank AY593981). (Figuras 5
e 6).
M 10 12a 12b 13 14 15 16
752
pb
Figura 5 - Amplificação de um fragmento do gene rpoB de 752 pb para
seqüenciamento. M: marcador de 100pb
Figura 6 Árvore filogenética baseada no método neighbor-joining, utilizando as
seqüências do gene rpoB (622 pb) da cepa tipo de cada espécie de Mycobacterium,
bootstrap de 1000 simulações. As seqüências das cepas tipo das diferentes espécies
são originárias do banco de dados GenBank as demais são oriundas de banco de
dados do Laboratório de Saúde Pública da Faculdade de Saúde Pública da USP .
MHM168 isolado 18
MHM169 isolado 19
MHM167 isolado 17
MHM166 isolado 16
M abscessus AY262741.1 ATCC23003 (1)
M abscessus AY147164.1 CIP104536T (2)
M massiliense AY593981.2 CIP108297T
MHM161 isolado 12a
MHM160 isolado 10
MHM162 isolado 12b
MHM170 isolado 22a
MHM171 isolado 22b
M bolletii AY859692.1 CIP108541
MHM172 1isolado 27
MHM163 isoaldo 13
MHM164 isolado 14
MHM165 isolado 15
M immunogenum AY262739.1 CIP106684
M chelonae AY147163.1 CIP104535T
M chelonae AY262740.1 ATCC19237
M mucogenicum AY147171.1 ATCC49649
M mucogenicum AY147170.1 ATCC49650
M mucogenicum AY147174.1 ATCC49651
M porcinum AY262737.1 CIP105392
MHM173 isolado 28
M fortuitum AY147165.1 CIP104534T
M senegalense AY262738.1 CIP104941
M peregrinum AY147166.1 CIP105382T
M septicum AY147167.1 ATCC700731
M mageritense AY147169.1 CIP104973T
M wolinskyi AY262743.2 ATCC700010
M goodii AY262736.1 ATCC700504
M smegmatis U24494.1 MSU24494
M smegmatis AY262735.1 ATCC19420
0.000.020.040.060.08
Análises das seqüências do gene rpoB revelaram que as seqüências do
isolado 18 apresentou 99,3% de similaridade com a seqüência de M. abscessus CIP
104536 e ATCC 23003. Os isolados 16, 17 e 19 apresentaram 99,5% de similaridade
com a seqüência de M. abscessus CIP 104536 e ATCC 23003.
Os três isolados 10, 12a e 12b apresentaram 99,8% de similaridade com o M.
massiliense CIP 108297.
Os isolados 13, 14, 15, 22a, 22b apresentaram um grau de similaridade de
99,8% com o M. bolletii CIP 108541 enquanto o isolado 27 apresentou 99,5% de
similaridade.
O isolado 28 apresentou uma similaridade de 98,2% quando comparado com
o M. porcinum,
Após o seqüenciamento do gene rpoB os isolados 16 a 19 foram identificados
como M. abscessus 2. Os isolados 10, 12a e 12b foram identificados como M.
massiliense e os isolados 13,14, 15, 22a, 22b e 27 foram identificados como M.
bolletii. O isolado 28 não foi conclusivamente identificado pelo rpoB, necessitando
de análise complementar para confirmação da espécie.
Tabela 4: Identificação pelo seqüenciamento de um fragmento do gene rpoB das
cepas identificadas pelo método do PRA-hsp65 com perfil compartilhado pelo M.
abscessus 2, M. bolletii 1 e M. massiliense 1.
Isol
N° de
cepa
Pa
c
Origem
Síti
o
Ano
PRA-hsp65 rpoB
10 2598 (R) 4 Jundiaí
E
200
0
M. abscessus 2; M. bolletii 1/ M.
massiliense 1
M.
massiliense
12a
91913
(R)
4 Jundiaí
E
199
9
M. abscessus 2; M. bolletii 1;
M. massiliense 1
M.
massiliense
12b
91913
(L)
4 Jundiaí
E
199
9
M. abscessus 2; M. bolletii 1;
M. massiliense 1
M.
massiliense
13 6177 (R) 5
Teresin
a
LB
200
1
M. abscessus 2; M. bolletii 1;
M. massiliense 1
M. boletii
14 7302 (R) 5
Teresin
a
E
200
1
M. abscessus 2; M. bolletii 1;
M. massiliense 1
M. boletii
15 7303 (R) 5
Teresin
a
E
200
1
M. abscessus 2; M. bolletii 1;
M. massiliense 1
M. boletii
16 3643 (R) 6 Vitória
E
200
1
M. abscessus 2; M. bolletii 1;
M. massiliense 1
M. abscessus
2
17 7850 (R) 6 Vitória
S/I
200
2
M. abscessus 2; M. bolletii 1;
M. massiliense 1
M. abscessus
2
18
11532
(R)
6 Vitória
LB
200
3
M. abscessus 2; M. bolletii 1;
M. massiliense 1
M. abscessus
2
19
11819
(R)
6 Vitória
LB
200
3
M. abscessus 2; M. bolletii 1;
M. massiliense 1
M.abscessus
2
22a
51672
(L)
9 MS L.P
199
5
M. abscessus 2; M. bolletii 1;
M. massiliense 1
M. boletii
22b
51672
(R)
9 MS L.P
199
5
M. abscessus 2; M. bolletii 1;
M. massiliense 1
M. boletii
27
15931
(R)
12 HC E
200
5
M. abscessus 2; M. bolletii 1;
M. massiliense 1
M. boletti
28
91259
(L)
13 HER B.G
199
9
Novo padrão *Em análise
E: Escarro; L.B: Lavado Brônquico; S/I: Sem Identificação; L.P: Lavado Pleural; B.G: Biópsia de Gânglio; Isol-
n° dos isolados, *resultados do seqüenciamento do rpoB e hsp65em análise.
Tabela 5 – Identificação final dos isolados em estudo concluída com os resultados das
provas fenotípicas, PRA hsp65 e rpoB
Orde
m
Pac.
Identificação
Inicial
Identificação
fenotípica
Identificação PRA hsp65 Identificação rpoB
1a 1
M.chelonae
CCA M. peregrinum 2 Não realizada
1b
1
M.chelonae
CCA M. abscessus 1 Não realizada
2
1
M.chelonae
CCA M. abscessus 1 Não realizada
4
2
M.chelonae
CCA M. abscessus 1 Não realizada
5
2
M.chelonae
CCA M. abscessus 1 Não realizada
6
2
M.chelonae
CCA M. abscessus 1 Não realizada
7a
3
M.chelonae
M.peregrinum M. peregrinum 2 Não realizada
7b
3
M.chelonae
CCA M. abscessus 1 Não realizada
8
3
M.chelonae
CCA M. abscessus 1 Não realizada
9
3
M.chelonae
M.abscessus M. abscessus 1 Não realizada
10 4
M.chelonae
CCA M. abscessus 2, M. bolletii 1, M. massiliense 1 M. massiliense
11
4
M.chelonae
M. fortuitum M. fortuitum 1 Não realizada
12a
4
C. M.chelonae
M.abscessus M. abscessus 2, M. bolletii 1, M. massiliense 1 M. massiliense
12b
4
M.chelonae
M.abscessus M. abscessus 2, M. bolletii 1, M. massiliense 1 M. massiliense
13
5
M.chelonae
M.abscessus M. abscessus 2, M. bolletii 1, M. massiliense 1 M. bolletii
14
5
M.chelonae
M.abscessus M. abscessus 2, M. bolletii 1, M. massiliense 1 M. bolletii
15
5
M.chelonae
M.abscessus M. abscessus 2, M. bolletii 1, M. massiliense 1 M. bolletii
16
6
M.chelonae
M.abscessus M. abscessus 2, M. bolletii 1, M. massiliense 1 M. abscessus 2
17
6
C. M.chelonae
M.abscessus M. abscessus 2, M. bolletii 1, M. massiliense 1 M. abscessus 2
18
6
C. M. fortuitum
M.abscessus M. abscessus 2, M. bolletii 1, M. massiliense 1 M. abscessus 2
19
6
C. M. fortuitum
M.abscessus M. abscessus 2, M. bolletii 1, M. massiliense 1 M.abscessus 2
20a
7
M.chelonae
M. fortuitum M. fortuitum 1 Não realizada
20b
7
M.chelonae
M. fotuitum M. fortuitum 1 Não realizada
21a
8
M.chelonae
M.peregrinum M. peregrinum 2 Não realizada
21b
8
M.chelonae
CRA M. peregrinum 2 Não realizada
22a
9
M.chelonae
CCA M. abscessus 2, M. bolletii 1, M. massiliense 1 M. bolletii
22b
9
M.chelonae
M.abscessus M. abscessus 2, M. bolletii 1, M. massiliense 1 M. bolletii
23
10
C. M. fortuitum
M.abscessus M. abscessus 1 Não realizada
24
10
M.chelonae
M.abscessus M. abscessus 1 Não realizada
25
11
M.chelonae
M.abscessus M. abscessus 1 Não realizada
26 11
M.chelonae
M.abscessus M. abscessus 1 Não realizada
27
12
M.chelonae
M.abscessus M. abscessus 2, M. bolletii 1, M. massiliense 1 M. bolletii
28
13
M.chelonae
CRA Novo padrão *Em análise
29
14
M.chelonae
CCA M. abscessus 1 Não realizada
30
15
M.chelonae
M. forutitum M. fortuitum 1 Não realizada
31
15
M.chelonae
M. chelonae M. chelonae 1 Não realizada
32a
16
M.chelonae
M. chelonae M. chelonae 1 Não realizada
32b
16
M.chelonae
M. chelonae M. chelonae 1 Não realizada
CCA- complexo M. chelonae-M.abscessus, CRA- micobactéria de crescimento rápido acromógena, Pac-paciente,
*resultados do seqüenciamento do hsp65 em análise.
5. DISCUSSÃO
5. DISCUSSÃO
No Brasil, nos últimos anos, têm sido relatados casos e surtos de infecção por
micobactérias não tuberculosas, especialmente as espécies de crescimento rápido
incluídas nos complexos M. chelonae-abscessus e M. fortuitum-peregrinum,
relacionados com cirurgias ou outros procedimentos clínicos invasivos (FREITAS et
al., 2003; NIERO et al., 2008).
As infecções pulmonares causadas por MNTs têm sido reconhecidas como
causa do aumento de morbidade e mortalidade. As manifestações clínicas e
radiográficas das infecções são variáveis e podem causar dificuldades ao
estabelecimento de um diagnóstico correto. A doença pulmonar causada por MAC,
M. kansasii, M. abscessus e M. malmoense pode manifestar-se como infecção
clássica cavitária similar tuberculose pós-primaria (MARTINEZ et al., 2007).
Nos laboratórios de Saúde Pública do Brasil, as espécies isoladas com maior
freqüência de materiais de origem pulmonar foram M. kansasii e as do complexo M.
chelonae e M. fortuitum. Matos et al., (2004), ressaltam porcentagem significativa de
micobactérias potencialmente patogênicas, com predominância das espécies M.
chelonae-abscessus, foram isoladas de material biológico de pacientes que estavam
em tratamento de tuberculose multirresistente.
MARTINEZ et al., (2007), salientam que a consideração da possibilidade de
doença causada por MNTs é o primeiro passo para o diagnóstico correto e instituição
do tratamento adequado.
O diagnóstico bacteriológico das doenças causadas por micobactérias
somente poderá ser definido após a realização de cultura do agente e sua
identificação. Essas atividades devem ser realizadas por laboratórios de Saúde
Pública, com proficiência, pois o diagnóstico correto das micobacterioses é de
extrema importância não somente aos pacientes afetados por elas mas também ao
programa de controle da tuberculose.
5.1 IDENTIFICAÇÃO FENOTÍPICA
Tradicionalmente, em laboratórios de Saúde Pública são usados os métodos
fenotípicos para a identificação de micobactérias. Conforme citado anteriormente, as
condições de realização desses testes são críticas para que os resultados sejam
confiáveis e reprodutíveis, pois os mesmos variam de acordo com a concentração do
substrato, composição do tampão, reagentes colorimétricos usados para detecção,
tempo e temperatura da reação e até mesmo a qualidade da cultura analisada.
Sete subcultivos produziram colônias com morfologias diferentes (lisas e
rugosas). As colônias foram separadas, subcultivadas e analisadas como novos
isolados.
A observação de dois tipos de colônias sugere a presença de mais de uma
espécie o que deve ser investigado, pois representa um fator de erro no processo de
identificação.
As provas fenotípicas possibilitaram a identificação de 16 M. abscessus, três
M. chelonae, quatro M. fortuitum e dois M. peregrinum. Dos demais isolados, 11
somente puderam ser classificados dentro do complexo M chelonae-M. abscessus e
dois apenas como micobactéria de crescimento rápido acromógena - CRA.
O teste da redução do nitrato foi importante para diferenciar o complexo
M.chelonae-M.abscessus do complexo M. fortuitum-M.peregrinum. Os testes de
tolerância a NaCl 5% e utilização de citrato de sódio como fonte de carbono foram
importantes para diferenciar a espécie M. chelonae de M. abscessus. As espécies M.
fortuitum e M. peregrinum foram diferenciadas apenas pela prova de utilização do
manitol.
Os nossos resultados são concordantes com os de outros estudos que têm
demonstrado as desvantagens da identificação das micobactérias pelos métodos
fenotípicos. Apesar da diversidade de testes disponíveis na literatura, os resultados
muitas vezes são semelhantes para diversas espécies e algumas vezes não são
conclusivos impossibilitando a diferenciação de espécies que apresentam perfis
fenotípicos muito próximos (TELENTI et al., 1993; SILVA et al., 2001; SILVA
ROCHA et al., 2002; CHIMARA et al., 2008; NIERO et al., 2008).
5.2 IDENTIFICAÇÃO PELO PRA-hsp65 E PELO SEQÜENCIAMENTO
DO GENE rpoB
Nas últimas décadas, com base em estudos genotípicos, novas metodologias
estão sendo desenvolvidas para possibilitar a identificação rápida e acurada das
espécies de micobactérias, potencialmente patogênicas, descritas na literatura.
No Brasil, a técnica de PRA hsp65 proposta por TELENTI et al. (1993) e
DEVALLOIS et al.(1997), têm possibilitado a identificação rápida de diversas
espécies de micobactérias, boa correlação com os resultados de identificação
fenotípica e o reconhecimento de espécies que não eram identificadas anteriormente
devido a limitação dos métodos fenotípicos (SILVA et al., 2001; SILVA ROCHA et
al., 2002; CHIMARA et al., 2008).
A técnica de PRA-hsp65 foi importante para identificação dos onze isolados
classificados com os testes fenotípicos como complexo M. chelonae-M.abscessus.
Oito tiveram suas espécies identificadas como M. abscessus 1, dois demonstraram
um perfil compartilhado por três espécies M. abscessus 2, M bolletii 1 e M.
massiliense 1 e um não pode ser identificado por ter apresentado um padrão ainda
não descrito na literatura.
Além disso, o método do PRA-hsp65 possibilitou a identificação precisa de
seis isolados, quatro da espécie M. fortuitum tipo 1 e dois da espécie M. peregrinum
tipo 2.
Onze isolados identificados pelas provas fenotípicas como M. abscessus
quando submetidos ao PRA hsp65 demonstraram um perfil compartilhado por três
espécies M. abscessus 2, M bolletii 1 e M. massiliense 1. Outros cinco isolados
também identificados como M. abscessus quando submetidos ao PRA hsp65 tiveram
sua identificação confirmada como M. abscessus 1.
Os três isolados identificados fenotipicamente como M. chelonae quando
submetidos ao PRA hsp65 tiveram sua identificação confirmada como M. chelonae
1.
Dois isolados foram classificados como micobactéria de crescimento rápido
acromógena. Um, pelo PRA hsp65, foi identificado como M. peregrinum 2 e o outro
demonstrou um novo padrão ainda não descrito na literatura.
Entre todos os isolados estudados somente um apresentou resultados
conflitantes entre a identificação fenotípica e a identificação pelo PRA hsp65.
Inicialmente classificado como integrante do complexo M. chelonae-M.abscessus
quando submetido ao PRA hsp65 foi identificado como M. peregrinum 2.
O gene hsp65 não possui um polimorfismo significante que permita
diferenciar M. abscessus 2 de M. massiliense e M. bolletii pois as seqüências dessas
espécies diferem em apenas três nucleotídeos, possuindo uma similaridade de
99,25%.
É importante realizar o seqüenciamento de genes que possuam regiões
polimórficas entre as espécies que permitam a diferenciação das mesmas.
ADEKAMBI et al., (2003), analizando o gene rpoB de 20 micobactérias de
crescimento rápido definiram cinco regiões polimórficas. A região V foi a melhor
para analisar o polimorfismo neste gene por apresentar maior variabilidade.
A diversidade entre as seqüências da região V encontradas nas micobactérias
de crescimento rápido geralmente é maior que 3%. Segundo os autores, para que dois
isolados sejam considerados da mesma espécie, a diversidade das seqüências do gene
rpoB deve ser menor que 1,7%.
O seqüenciamento parcial do gene 16S rRNA é amplamente utilizado para
diferenciação de MNTs, porém, sua eficiência é limitada pela falta de diversidade
que possibilite a diferenciação entre espécies de micobactérias estreitamente
relacionadas pois, esta seqüência é compartilhada por diversas espécies. As espécies
M. chelonae e M. abscessus possuem a mesma seqüência do gene 16S rRNA
(SIMMON et al. 2007)
A técnica de ITS que analisa a região espaçadora entre os genes 16S rRNA e
23S rRNA é eficiente para diferenciar a maioria das espécies de micobactérias.
Embora a região estudada seja altamente polimórfica e permita precisa definição da
maioria das MNTs descritas, inclusive M.chelonae, não é capaz de diferenciar M.
abscessus, M. massiliense e M. bolletii, pois compartilham a mesma seqüência
(ADEKAMBI et a., 2006; ADEKAMBI et al., 2004).
Para elucidar a identidade de quatorze isolados que após os testes fenotípicos
e realização de PRA hsp65 ainda permaneciam sem a definição de espécie foi
realizado o seqüenciamento do gene rpoB. Foram identificados três isolados como
M. massiliense, seis como M. bolletii e quatro como M. abscessus 2.
O isolado 28 apresentou 98,2% de similaridade na seqüência da região V do
gene rpoB com a espécie padrão M. porcinum. Os resultados obtidos mostrando
1,8% de similaridade, não permitem assegurar a identificação como M. porcinum
uma vez que Adékambi et al 2003 propuseram que sejam considerados da mesma
espécie, microrganismos cuja similaridade das seqüências do gene rpoB seja menor
que 1,7%.
Os testes fenotípicos incluem a observação macroscópica e microscópica das
culturas, de suas características de crescimento em diferentes substratos e
temperaturas e de seu perfil metabólico. Embora essas provas não sejam capazes de
identificar todas as espécies de micobactérias descritas, puderam identificar 36,86%
dos isolados até o nível de espécie e 28,9% como pertencentes ao complexo M.
chelonae-M.abscessus. Apenas os resultados de dois isolados não permitiram
relacioná-los com espécies reconhecidas nas tabelas de identificação.
Com a técnica de PRA hsp65 foi possível identificar as espécies de
micobactérias de 63,1% dos isolados analisados e caracterizar os tipos de uma
mesma espécie. Entre os demais, 34,0% mostraram um mesmo perfil compartilhado
pelas espécies M. abscessus 2; M. bolletii 1; M. massiliense 1 e um isolado mostrou
padrão de PRA não disponível no banco de dados do Instituto Pasteur. (2008)
(http://app.chuv.ch/prasite/index.html).
Os resultados fenotípicos possibilitaram a identificação de 16 isolados como
M. abscessus. Após a realização do PRA hsp65 cinco isolados foram confirmados
como M. abscessus 1 e 11 (28,9%) apresentaram um mesmo perfil compartilhado
pelas espécies M. abscessus 2, M. bolletii 1, M. massiliense 1.
Embora o PRA hsp65 tenha demonstrado maior precisão que os métodos
fenotípicos para a definição das espécies e dos tipos dos isolados em estudo, o
seqüenciamento do gene rpoB foi necessário para definição das espécies de 13
isolados que apresentaram perfil de PRA hsp65 compartilhado por M. abscessus 2;
M. bolletii 1; M. massiliense 1.
Foram analisados 26 isolados de material biológico de origem pulmonar
provenientes de 9 pacientes e 12 isolados de material biológico de origem
extrapulmonar provenientes de 7 pacientes.
Analisados os resultados foi possível confirmar bacteriologicamente cinco
casos de doença pulmonar causada por M. abscessus 1, um caso por M.abscessus 2,
um caso por M. massiliense e dois casos por M. bolletii. Essa confirmação, tendo
como base os critérios propostos pela American Thoracic Society é possível
atualmente graças ao aprimoramento das técnicas de identificação das espécies. Os
recursos técnicos disponíveis mostraram que os isolamentos selecionados com
identificação inicial de M. chelonae ou complexo M.chelonae-fortuitum na sua
maioria eram da espécie M. abscessus concordando com dados da literatura como a
espécie de MNT freqüentemente envolvida com casos de doença pulmonar.
A identificação fenotípica de uma determinada espécie, a partir dos isolados
de sítios estéreis extrapulmonares, por si só possibilitou a caracterização
bacteriológica de sete casos de micobacterioses. Porém, com a técnica do PRA hsp65
foi possível reconhecer que na realidade as espécies isoladas de secreção
oftalmológica foram M. abscessus 1 em um caso, e M. chelonae 1 em dois casos, De
duas biópsias de gânglio foram isolados M. fortuitum 1 em um caso e no outro a
espécie não pode ser identificada com as técnicas utilizadas neste estudo. O
isolamento de M. peregrinum 2 a partir de LCR ocorreu em um caso. Com o
seqüenciamento do gene rpoB foi definida a espécie M. bolletti 1, recentemente
descrita na literatura,e isolada do líquido pleural do paciente 22 em 1995.
Entre os isolados que mostraram em seus subcultivos colônias com
características morfológicas diferentes apenas os provenientes de dois casos mostram
a presença de duas espécies M. peregrinum 2 e M. abscessus 1. Nos demais casos a
diferença na morfologia das colônias não estava relacionada com a existência de
mais de uma espécie.
Os resultados deste estudo sugerem que a identificação de micobactérias,
devido a sua complexidade, deva ser implementada com testes mais específicos para
a precisa diferenciação das espécies. A implantação destes testes, principalmente em
laboratórios de referência em Saúde Pública serão úteis para elucidação rápida, de
diversos casos envolvidos em surtos de infecção por micobactérias não tuberculosas
e casos de doença pulmonar crônica encaminhados aos centros de referência para
tratamento de tuberculose multirresistente.
No Brasil, NIERO et al., (2008) recentemente relataram surtos causados por
M. massiliense e M. bolletii em pacientes submetidos a procedimentos cirúrgicos
invasivos. Os resultados deste estudo identificaram um caso pulmonar por M.
massiliense ocorrido no ano de 1998 e um caso extrapulmonar e dois casos
pulmonares causados por M. bolletii ocorridos respectivamente em 1995, 2001 e
2005. Esses resultados mostram que embora a descrição dessas espécies seja recente
elas já circulavam e causavam doença no Brasil há no mínimo dez anos.
6. CONCLUSÃO
6. CONCLUSÃO
A Os testes fenotípicos incluem a observação macroscópica e microscópica das
culturas, de suas características de crescimento em diferentes substratos e
temperaturas e de seu perfil metabólico. As provas fenotípicas foram capazes de
identificar somente 36,86% dos isolados e 28,9% como pertencentes ao complexo
M. chelonae-M.abscessus. Apenas os resultados de um isolado não permitiu
relacioná-lo com espécies já descritas.
B Com a técnica de PRA hsp65 foi possível identificar as espécies de micobactérias
de 63,1% dos isolados analisados e caracterizar os tipos de uma mesma espécie.
Entre os demais, 34,0% mostraram um mesmo perfil compartilhado pelas espécies
M. abscessus 2; M. bolletii 1; M. massiliense 1 e um isolado mostrou padrão de PRA
não disponível no banco de dados do Instituto Pasteur.
(http://app.chuv.ch/prasite/index.html).
C. Os resultados fenotípicos possibilitaram a identificação M. abscessus em 16
isolados. Após a realização do PRA hsp65 cinco foram confirmados como M.
abscessus 1 e 11 (28,9%) apresentaram um mesmo perfil compartilhado por três
espécies.
D. Embora o PRA hsp65 tenha demonstrado maior precisão que os métodos
fenotípicos para a definição das espécies e dos tipos dos isolados em estudo, o
seqüenciamento do gene rpoB foi necessário para definição das espécies M.
abscessus 2; M. bolletii 1; M. massiliense 1 que compartilham o mesmo perfil de
PRA-hsp65
E. O seqüenciamento do gene rpoB foi uma técnica adequada para elucidar os casos
em que as outras metodologias não possibilitaram uma identificação conclusiva. Foi
importante para mostrar a diversidade das espécies de crescimento rápido de
interesse em Saúde Pública e deve ser uma técnica considerada para o
reconhecimento de micobactérias patogênicas emergentes.
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injection. J Clin Microbiol. 2002;40:2626-8.
8.0 ANEXO – PRIMEIRA PÁGINA DO CURRICULUM LATTLES
Artemir Coelho de Brito
Possui graduação em Ciências Biológicas pela
Universidade Federal do Piauí. Tem experiência na
área de Microbiologia, com ênfase em Biologia
Molecular de Microrganismos, atuando
principalmente nos seguintes temas: Biologia, Saúde
Pública, Bacteriologia, Biologia Molecular de
Micobactérias, Epidemiologia e Resistência
Micobacteriana. Atualmente é mestrando em Saúde
Pública pela Universidade de São Paulo e bolsista do
CNPq.
(Texto informado pelo autor)
Última atualização do currículo em 05/02/2008
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