Aulas sobre virulência bacteriana.

1. VirulênciaBacteriana
Universidade dePernambuco
Laboratóriode Resistência Microbiana
DrªAmandaCCGuimarães

2. Microrganismos
Agentes causadores
de doenças
Indústriade
alimentos
Indústria
química
Indústria
farmacêutica
Agricultura
Biotecnologia
Energia
Recuperaçãoambiental
biorremediação
Meio ambiente

3. Acélulabacteriana

4. Mutação: alteração na sequência de
bases do DNAsem aquisição de genes de
outro microrganismo.
Recombinação genética: alteração no
genótipo que ocorre pela aquisição de
material genético de outro
microrganismo.
Processovertical
Ocorre durante
replicação
cromossomo
Processo
horizontal
Ocorredurante
transformação,
transdução e
conjugação
Variabilidade genética

5. Transformação
Conjugação
Transdução
Incorporação
de DNAlivre,
geralmente
decorrente
de lise
celular
Transferência
de DNAde uma
bactéria para
outra que
envolve o
contato entreas
duascélulas
T
ransferência
de material
genético
mediada por
bacteriófago
Recombinaçãogenética

6. Patogênesedasdoenças
bacterianase relação
bactéria-hospedeiro

7. Quala importância deseconhecerapatogênesedas
doençasbacterianas?
Bactérias Doenças
Patogênese
Morbidade/
Mortalidade
(Econômico)

8. Quala importância deseconhecerapatogênesedas
doençasbacterianas?
Bactérias Doenças
Patogênese
Controle
- Cursoda infecção
- Disseminação
/transmissão
- Diagnóstico
- Tratamento (drogas)
Morbidade/
Mortalidade
(Econômico)

9. Diversidadee ubiquidade bacteriana
Conjuntodenichos
ambientais quefornece:
Nutrientes
Umidade
Calor
 Osmicrorganismos sãoubíquos.
 Os ecossistemas são normalmente colonizados
por uma ampla e diversa microbiota,
formada principalmente por bactérias efungos.
 Microbiota que coloniza o corpo humano é
numerosa, complexa e diversa.

10. ECOSSISTEMAHUMANO
 Número de células do nossocorpo: 10trilhões
 Número de células microbianas no nossocorpo:1012
 Número de células microbianas no trato gastrintestinal humano:1013
 Biomassabacteriana no intestino humano: 1,2 kg(40 a50%do pesofecal)
Diversidadee ubiquidade bacteriana
Nascidos em um ambiente repleto de micróbios, todos os
animais tornam-se infectados desde o momento do
nascimento e, por toda a vida, tanto o homem como outros
seresvivosalbergamumavariedadedeespécies bacterianas.

11. Exposição ao mundo microbiano
Morte
Doença- alteração do estado normal doorganismo
Infecção ou colonização - presença e multiplicação de
uma bactéria em um hospedeiro, sem sinais e sintomas
perceptíveis de doença. Infecção pode existir sem
doença detectável.
ExposiçãoXColonizaçãoXDoença

12. • Os microrganismos que habitam os diversos sítios anatômicos
do corpo humano e outros animais saudáveis podem ser
classificados em dois grupos:
Microbiota

13. contra instalação de microrganismos
•Barreira
patogênicos
• Produçãode substâncias utilizáveis pelo hospedeiro
• Degradaçãode substâncias tóxicas
• Modulação do sistemaimunológico
• Microrganismos encontrados com regularidade em
determinada área, quase sempre em altosnúmeros
• Não produzem doença em condiçõesnormais;
• Diversificada habilidade metabólica
Funções

14. Microrganismos podem se comportar como
patógenos oportunistas, em situações de
desequilíbrio ou ao serem introduzidos em sítios
não específicos.
Ex:E.coli no intestino: inofensivo
E.coli no trato urinário: colonização -infecção
urinária (doença)
Caráter anfibiôntico

15. Microrganismosda
microbiotaresidente
humana

16. • Microrganismos não patogênicos ou potencialmente patogênicos;
• Passam“temporariamente” pelo hospedeiro
Alguns microrganismos transitórios têm pouca importância,
desde que amicrobiota residente esteja emequilíbrio:
=> Havendo alteração nesse equilíbrio, os microrganismos
transitórios podem proliferar-se e causardoença

17. Ummicrorganismoé umpatógeno
sefor capazde causardoença
Patogenicidade – propriedade de um microrganismo
provocar alterações fisiológicas no hospedeiro, ou seja,
capacidade de produzir doença.
Virulência– Grau de patogenicidade, determinada pelos
fatores de virulência expressospelascélulas.

18. Fatoresde virulência
Estruturas, produtos ou estratégias que contribuem para o
aumento da capacidade da bactéria decausardoença

19. Mecanismosbacterianosde patogenicidade
Portasde
entrada
Rotasde
transmissão
Aderência
Invasão
Portasde
saída
Dano
Doença
Colonização

20. Portasde entrada

21. Portasde entrada
Tratorespiratório
Inaladas para dentro da cavidade nasal ouboca
– gotículas de umidade ou partículas depó
Bactéria Doença
Streptococcus pneumoniae Pneumonia pneumocócica
Mycobacterium tuberculosis Tuberculose
Bordetella pertusis Coqueluche

22. Portasde entrada
Tratogastrintestinal
Alimentos eágua
Bactéria Doença
Vibrio chloreae Cólera
Salmonella enterica Salmonelose
Escherichia coli Gastroenterites

23. Portasde entrada
Tratogeniturinário
Porta de entrada de patógenos sexualmentetransmitidos
Membranas mucosasíntegras ou presença decortes
Bactéria Doença
Neisseria gonorrhoeae Gonorréia
Treponema pallidum Sífilis
Chlamydia trachomatis Uretrite

24. Portasde entrada
Peleouvia parenteral
Peleíntegra – impenetrável para maioria dasbactérias
Cortes, ferimentos, injeções - favorecem aentrada
Bactéria Doença
Clostridium tetani Tétano
Rickettsia rickettsii Febre maculosa
Leptospira interrogans Leptospirose

25. Os fatores de virulência são estruturas, produtos ou mecanismo
usados pelas bactérias para aumentar sua capacidade de causar
infecção.
INFECÇÃO X DOENÇA
Infecção: contato com o patógeno; presença do patógeno no organismo;
Doença: manifestação sintomática da ação patogênica;
Patogenicidade: capacidade da bactéria de causar infecção e virulência;
FATORES DE VIRULÊNCIA

26. Bactérias podem causar doença por 2 mecanismosprincipais:
 Invasãoe inflamação:
- Bactérias podem aderir às células do hospedeiro, penetrar e se
multiplicar no local nos tecidos sadios, induzindo a resposta
inflamatória (eritema, edema, calor edor)
 Produçãodetoxinase/ou enzimas:
- exotoxinas: polipeptídeos secretados pelascélulas;
- endotoxinas: LPSpresentes na parede celular de Gramnegativas.
Comoasbactériascausamdanosàscélulas
hospedeiras

27. Mecanismo de Virulência
PATOGENIA DA INFECÇÃO BACTERIANA
ADERÊNCIA DA BACTÉRIA
MULTIPLICAÇÃO LOCAL
Sistema Linfático
DISSEMINAÇÃO
CORRENTE SANGUÍNEA
Bacteriemia
ÓRGÃOS ALVOS

28.  Adesinas ou ligantes;
 Cápsulas;
 Flagelos
 Protease IgA
 Endotoxinas
 Exotoxinas
 Capacidade de transportar o ferro
 Slime
 Lipopolissacáride
 Peptídeoglicano
 Fímbrias
PRINCIPAIS FATORES DE VIRULÊNCIA

29. Comoasbactériascausamdanosàscélulas
hospedeiras:invasãoe inflamação
Danodireto – aprópria aderência e invasão da bactéria causa
danos e lise dascélulashospedeiro.
Ex:Shigella, E.coli,Salmonella e N. gonorrhoeae
Adesão: geralmente é específica, dependente do
reconhecimento bactéria-hospedeiro
• Adesinas - localizadas em estruturas de
superfície da célula e interagem com
receptores dascélulas do hospedeiro.

30. Adesinas ou ligantes
Pili ou fímbrias e outras adesinas
 Moléculas de superfície no patógeno que
se unem especificamente a receptores de
superfície no hospedeiro;
 Aderência a mucosas
 Reconhecem receptores especializados na
superfície de epitélios viabilizando a
colonização e infecção;
 Invasão das células e tecidos do
hospedeiro

31. Pili ou fímbrias e outras adesinas
 A maioria é composta de
glicoproteínas ou lipoproteínas
 Presença de múltiplos pili poderá
constituir um poderoso mecanismo de
invasão;
Escherichia coli
Adesinas ou ligantes

32. PILI Positivo PILI Negativo

33.  Natureza protéica (pilina)
 Mais curtos que osflagelos
 Aderência
Fímbria ou Pili F – transferência de material genético durante a
conjugação
Fímbrias/pili
Pilus associado
a conjugação

34.  Locomoção:movimento rotatório
 Formam longos filamentos que partem do corpo da bactéria e
seestendem externamente àparede celular.
 Ancorado na superfície da célula
 Proteína flagelina
Flagelos

35. Flagelos

36. Estruturasexternasàparede celular
Polímero viscoso e gelationoso situado externamente àparede
celular, composto de polissacarídeo e/ou polipeptídeo.
• Proteção da célula bacteriana contradesidratação.
• Aderência – auxiliam na ligação da bactéria à superfícies
bióticas ou abióticas.
• Proteção - resistência à fagocitose pelas células de defesa do
corpo (fator devirulência).
=>bactérias encapsuladas sãomais VIRULENT
ASdo que asnão
encapsuladas.
Cápsula

37. Cápsula

38. Bactéria Bactérias com
parede celular
Paredecelular
típica
Parede celular
atípica
Bactérias sem
parede celular
Gram+ Gram-
• Micoplasmas
• Ureaplasmas
• Micobactérias
• Espiralados
• Clamidias
• Riquétsias
• Maioria dasbactérias de
importância médica
Paredecelular

39. estrutural à
Confere rigidez
célula.
Proteção contra lise osmótica.
Sítio receptor para proteínas e
outras moléculas.
Constituída de peptidioglicano
Paredecelular

40. Parede
celular

41. Váriascamadas depeptidioglicano(cerca de 90%da parede)
Ácido teicoico (polissacarídeo ácido com resíduo de glicerol
fosfatoouribitol fosfato).
Paredecelular de Gram positiva

42.  Poucascamadasde peptidioglicano(cercade10%)
 Membrana externa
- Lipopolissacaríedo(LPS)
- Proteínas:porinas,lipoproteínas
Espaçoperiplasmático– entre amembranaexterna e membrana
citoplasmática
Paredecelular de Gram negativa

43. • Internamente => camada de fosfolipídeos e lipoproteína, ancorada ao
peptidioglicano.
• Externamente =>lipopolissacarídeo (LPS)
Paredecelular de Gram negativa
Membrana
citoplasmáti
ca
Citoplas
ma
Lipopolissacarideo
Membrana externa
Espaço
periplasmático
e lipoproteínas
Peptideoglicano

44. 3 componentes ligados covalentemente: lipídeo A, polissacarídeo cerne e
polissacarídeo O.
ENDOTOXINA
Diarreia, vômitos, febre e choque
potencialmente fatal
Estrutura do LPS

45. Proteína A (SpA)
Tem a habilidade de se ligar à porção
FC de IgG, impedindo, portanto que ela
sirva de fator de opsonização na
fagocitose.
IgG
S. aureus
SpA (Atn)
Fab
Fc
Fab
Proteína-A: Inibição de fagocitose

46. Toxinas Características:
Exotoxinas
• Excretadas por células
vivas
• Produzidas por bactérias
gram (+) e gram (-)
• Relativamente instáveis
• Altamente tóxicas
Endotoxinas
• Parte integrante da parede
celular das bactérias gram (-).
Liberadas durante a lise
• Encontradas apenas em
bactérias gram (-), LPS
• Relativamente estáveis
• Moderadamente tóxicas
Toxinas

47. Comoasbactériascausamdanosàscélulas
hospedeiras:produçãode toxinase/ou enzimas
Endotoxina– lipídeo Ado LPS
Exotoxina– produzidas e liberadas no meio
• Citotoxina
• Neurotoxina
• Enterotoxina
Enzimas– produzidas no metabolismo

48. Produçãode enzimas
Enzimas
• Coagulase– coagula o fibrinogênio no sangue,forma coágulo
– protege abactéria da fagocitose e aisola de outras defesas
do hospedeiro.
Staphylococcus aureus

49. Produçãode enzimas
• Colagenase – hidrólise do colágeno que forma os tecidos
conectivos de músculos e outros tecidos e órgãos. Células do
hospedeiro tornam-se fracamente aderidas =>disseminação da
bactéria.
Streptococcus spp
Clostridium perfringens

50. Produçãodetoxinas- Citotoxinas
Toxinadiftérica deCorynebacterium diphteriae - inibe asíntese de
proteínas celulares.

51. - Age nas junções
neuromusculares e impede a
transmissão de impulsos dos
neurônios para o músculo
pela inibição da liberação de
acetilcolina.
- Paralisia – músculo não
se contrai
Neurotoxina– Clostridiumbotulinum
Toxinabotulínica – agenasjunçõesneuromuscularese impedea
transmissãodeimpulsosparamúsculo(não secontrai)

52. Neurotoxina– Clostridiumtetani
Toxinatetânica – liga-seàscélulasnervosas– contraçãomuscular
incontrolável

53. Enterotoxina – Vibriocholerae
Aumentodasecreçãodelíquidose eletrólitos pelascélulas
intestinais – diarreia intensa

54. Endotoxinas
Parte doLPSdaparede celular dasbactérias Gram-negativas.
Bactérias Gram negativas mortas liberam endotoxina – induz
efeitos como febre, inflamação, diarreia, choque e
coagulação do sangue

55. Endotoxinase a respostapirogênica

56. Exotoxinase endotoxinas

57. Biofilme
Comunidades microbianas complexas, e dinâmicas, envoltas por
uma matriz, geralmente polissacarídica, proteção contra:
 Radiações UV
 Fagocitose
 Desidratação
 Predadores
 Antimicrobianos

58. Biofilme (slime)
 Infecção associada a cateter ou
próteses em geral, lentes de contato,
etc;
 Diretamente relacionada com a
produção de uma matriz que se adere
ao plástico, formando uma malha;
 Em um biofilme, as bactérias podem
ser 1000 vezes mais resistente a um
antibiótico;
Exs: S. aureus,
S. epidermidis,
S. mitis
P. aeruginosa
E. coli
Placa dentária- biofilme

59. Identificação da produção de Slime
pelo Staphylococcus
Placa com meio adicionado do corante vermelho congo
Colônias negras e rugosas
são produtoras de Slime
Colônias vermelhas são
Slime negativo

60. 1. Fatores antifagocíticos
 Algumas espécies de bactérias têm a capacidade de
adquirir componentes normais do hospedeiro e inseri-los
em sua superfície.
2.Patogenicidade intracelular
 Algumas bactérias conseguem sobreviver ao ataque do
hospedeiro por viver e multiplicar-se no interior de
leucócitos polimorfonucleares.
3.Heterogeneidade antigênica
4.Necessidade de ferro
Patogenia Da Infecção Bacteriana
Mecanismos De Virulência

61. Concentração de ferro nos tecidos
 Ligação a proteínas (transferrina, ferritina, lactoferrina)
mantém o crescimento bacteriano;
 Em resposta à infecção, diminui ainda mais o ferro
disponível por passagem de transferrina a lactoferrina
(hipoferremia);
 Entre as bactérias patogênicas o sucesso da infecção
depende da capacidade de transportar ferro 
desenvolvimento de sistemas de transporte de ferro de
alta afinidade: SIDERÓFOROS

62. Barreirasfísicase químicasdo hospedeiro

63. Fatoresde proteção do hospedeiro
• Respostasimunes inatas
Proporcionam respostas locais rápidas ao desafio de uma bactéria -
Sistema complemento, neutrófilos, macrófagos e células natural killer
• Respostasimunes adaptativas
Identificam, atacam e eliminam asbactérias de forma específica-
Anticorpos e célulasT
Barreirasimunológicasdo hospedeiro
Macrófagofagocitando
bactérias
Antígeno -anticorpo

64. • Idade
- Crianças: mais susceptíveis às infecções (intestinais e
respiratórias)
- Idosos: mais susceptíveis àsinfecções respiratórias.
• Estressee dieta
- Fontes de estresse fisiológico (fadiga, dieta pobre,
desidratação, mudanças climáticas bruscas) – aumentam a
incidência e gravidade dasdoençasinfecciosas.
• Hospedeirocomprometido
- Um ou mais mecanismos de defesa estão inativados –
maior vulnerabilidade
Fatoresderiscodo hospedeiro

65. Oresultadodarelaçãobactéria-hospedeiro depende da:
Fatoresde virulência
X
Patogenicidadedo
microrganismo
Resistênciado
hospedeiro
Mecanismo de defesa

66. Interaçõesbactéria-hospedeiro
“Ojogoda patogênese”

67. (Microbe, 2006)
Quais são cartas das bactérias? “As cartas de virulência”
Cada fator de virulência é considerado uma carta que pode
contribuir para apatogenicidade bacteriana

68. Conjunto de diferentes cartas e trocas decartas
“Ascartas de virulência”

69. Quais sãoascartas do hospedeiro? “Ascartas de defesa”
Ascartas do hospedeiro: barreiras químicas e físicas,resposta imune inata, resposta
imune adaptativa, imunização, tratamento, diagnóstico, prevenção
pele
pH
ácido
macrófago anticorpo
campanhas
de
vacinação
neutrófilos
diagnóstico
antimicrobiano

70. Oresultadodo jogoda patogênese
- Quais ascartas cadajogador possui
- Comoascartas são usadas