O número de genes associados à virulência carreados por um isolado bacteriano é um produto da interação entre as taxas de aquisição do gene, o custo para manutenção biológica e a taxa de falência da cepa causadora da doença (PEACKOC et al., 2002; SPAAN et al., 2014; JENKINS et al., 2015). Desta forma, a maioria das infecções graves por S. aureus não pode ser explicada pela ação de somente um determinado fator de virulência, e sim pela ação de vários destes fatores durante o processo infeccioso. A sobrevivência e proliferação de um determinado patógeno no hospedeiro são favorecidas por mecanismos que permitem a evasão aos mecanismos imunes do hospedeiro. Assim, cepas que escapam mais eficientemente dos mecanismos de defesa do hospedeiro serão os tipos mais prevalentes encontradas. Existem evidências de que alguns tipos clonais são mais virulentos que outros e que estes aparecem com uma frequência maior entre isolados de doentes do que em portadores sadios (MELLES et al.,2004; SPAAN et al., 2014; BARBIERI et al., 2015; BLOMQVIST et al., 2015; SCHAEFFER et al., 2015).
A capacidade de S. aureus de evadir-se do sistema imune do hospedeiro é conferida pela existência de vários fatores de virulência, incluindo hemolisinas, lipases, várias proteases, moléculas de adesão, exotoxinas e enterotoxinas (ARCHER et al., 1998; SOMERVILLE et al., 2002; LISA, 2004; SANTOS et al., 2007; SPAAN et al., 2014), como pode ser observado na Tabela 1. Vários genes acessórios de S. aureus codificam fatores de virulência, tais como de enterotoxinas (sea-sea; seg-ser; seu), da toxina da síndrome do choque tóxico (tst), de toxinas esfoliativas A e B (eta e etb), de leucocidinas (pvl, lukE-lukD) (GORDON; LOWY, 2008; JENKINS et al., 2015). S. aureus produz citotoxinas ou hemolisinas que possuem atividade citotóxica contra leucócitos polimorfonucleares, plaquetas e eritrócitos. Dentre estas, está a gama toxina que possui ação pró-inflamatória e é capaz de lisar leucócitos e eritrócitos (CUNHA; CALSOLARI, 2008; SPAAN et al., 2014). Ela é
formada pela combinação de três proteínas codificadas pelo lócus hlgABC, que também podem interagir com uma das proteínas da Leucocidina de Panton-Valentine (PVL), formando combinações de toxinas com atividade hemolítica e citotóxica (LINA et al., 1999a; NILSSON et al., 1999; SPAAN et al., 2014).
NOME CLASSE FUNÇÃO
Betalactamases Enzima Inativa os antibióticos betalactâmicos. Coagulase Enzima Converte fibrinogênio em fibrina. Hialuronidase Enzima Despolimeriza o ácido hialurônico.
Catalase Enzima Converte o peróxido de hidrogênio em oxigênio e água. PVL Toxina Composta por dois componentes protéicos (S e F), que atuam
sinergisticamente. Esta proteína altera a permeabilidade da membrana e ataca os leucócitos polimorfonucleares e macrófagos. Essa alteração permite a entrada de cátions, resultando na degranulação celular e induzindo a citólise. Gama-toxina (gama-
hemolisina)
Toxina Apresenta atividade hemolítica.
Esfoliatina Toxina Promove a clivagem do extrato granuloso da epiderme, causando síndromes cutâneas severas (síndrome da pele escaldada e impetigo bolhoso).
Enterotoxinas (A, B, C, D e E)
Toxina Toxinas protéicas pirogênicas, termoestáveis, responsáveis pela intoxicação alimentar.
TSST-1 Toxina Provoca febre, choque e envolvimento de sistemas orgânicos múltiplos, incluindo erupção cutânea descamativa.
Fonte:SANTOS et al., 2007 modificado
Tabela1. Algumas enzimas e toxinas produzidas por S. aureus relacionadas aos mecanismos
Desta forma, a importância de S. aureus como patógeno reside na virulência mediada por suas toxinas, seu caráter invasivo e seu perfil de resistência aos antibióticos (LE LOIR, BARON, GAUTIER, 2003; WISPLINGHOFF et al., 2004; BLOMQVIST et al., 2015; JENKINS et al., 2015). A presença desses fatores de virulência é relacionada com uma diversidade de manifestações clínicas (LE LOIR, BARON, GAUTIER, 2003; LIM et al., 2012; JENKINS et al., 2015).
Com exceção da toxemia, as bases moleculares da patogenicidade de S. aureus são multifatoriais, dependendo da presença e também da expressão de vários genes acessórios (SUTRA, POUTEREL, 1993; JENKINS et al., 2015; SCHAEFFER et al., 2015). Alguns autores avaliaram exotoxinas estafilocócicas e fizeram sua associação com algumas síndromes estafilocócicas específicas e o número de genes de exotoxinas com o potencial virulento de certas linhagens estafilocócicas (PREVÓST et al., 1995; GRAVET et al., 1999; YAGI et al., 2004; LIM et al., 2012).
Classicamente, a análise do mecanismo de invasão de S. aureus revela que, no primeiro momento, essa bactéria adere à pele ou à mucosa para, em seguida, romper as barreiras do epitélio, comprometendo estruturas de ligações intercelulares, como desmossomos e junções de aderência (IWATSUKI et al., 2006; JENKINS et al., 2015; SCHAEFFER et al., 2015). Após a invasão do epitélio, ele utiliza diversas estratégias para permitir a sua sobrevivência e proliferação no organismo hospedeiro. Essas estratégias estão relacionadas com a opsonização do complemento, a neutralização da fagocitose e a inibição das respostas imunes humoral e celular (VELAZQUEZ-MEZA, 2005; BLOMQVIST et al., 2015; SCHAEFFER et al., 2015).
A capacidade de colonização e a patogenicidade do S. aureus são, portanto, uma consequência de seus fatores de virulência, os quais têm papel relevante na adesão celular, na captação de nutrientes e na sua evasão da resposta imunológica do hospedeiro (VELAZQUEZ-MEZA, 2005; BLOMQVIST et al., 2015; SCHAEFFER et al., 2015).
O principal fator de virulência dos SCoN está associado à formação do biofilme, o qual propicia a adesão às superfícies plásticas (biomateriais) ou a outros corpos estranhos. Tanto S.
aureus quanto SCoN são capazes de produzir biofilme. Sabe-se que o desenvolvimento do
biofilme ocorre em duas etapas, a primeira envolve uma rápida adesão da bactéria à superfície e a segunda etapa é acumulação, sendo mais prolongada, envolvendo a proliferação e a adesão intercelular formando várias camadas de bactérias (HUEBNER, GOLDMANN, 1999; BARBIERI et al., 2015). Essa adesão é mediada pela adesina intercelular N-acetil-
glicosamina polimérica (PNAG) que é sintetizada por enzimas codificadas por genes presentes no lócus ica. Dentre esses estão o gene icaR que regula a síntese da PNAG e a proteína icaA que tem atividade de N-acetilglicosaminil-transferase, cujos substratos são os monômeros de N-acetilglicosamina. Além desses, existe icaD que promove a correta dobradura e inserção de icaA na membrana, sendo a ação conjunta de icaA e icaD responsável pela formação de oligômeros de N-acetilglicosamina. A proteína transmembrana icaC é responsável pelo alongamento dos oligômeros de N-acetilglicosamina formados e a translocação do polissacarídeo para a superfície da membrana. Na superfície, está presente a proteína icaB que promove a desacetilação da molécula poli-N-acetilglicosamina formada, inserindo cargas positivas, garantindo as propriedades de adesão (O´GARA, 2007; BARBIERI et al., 2015). Uma vez que este operon é ativado, quatro proteínas são transcritas icaA, icaD, icaD e icaC. A expressão de icaA isoladamente induz atividade enzimática baixa, no entanto, a expressão simultânea de icaA e icaD promove um aumento significativo na quantidade de polissacarídeo (BARBIERI et al., 2015).
O biofilme, completamente formado, é constituído por várias camadas de bactérias em um material extracelular amorfo (slime) que consiste da complexa mistura de vários açúcares, constituintes da parede celular e proteínas extracelulares, tendo como principal componente o ácido teicóico. Assim, os micro-organimos ficam protegidos contra os mecanismos de defesa imunes do hospedeiro e de agentes antimicrobianos, pelo bloqueio da penetração dos antimicrobianos na célula (CAFISO et al., 2004; MICHELIM et al., 2005). A quantidade do biofilme gerada pode estar relacionada com a habilidade dos SCoN em causar infecções (DE SILVA et al., 2002; SCHAEFFER et al., 2015).
S. aureus produz cinco diferentes toxinas que danificam membranas, quatro hemolisinas
(alfa-, beta-, gama- e delta-hemolisina) e leucocidina. Alfa-toxina é uma toxina hemolítica de formação de poros, que provoca danos na membrana em muitos tipos de células de mamíferos. Beta-toxina é esfingomielinase C Mg2+ dependente, a qual degrada esfingomielina no fosfolípido da camada exterior da membrana do eritrócito. Esta degradação não lisa as células, mas deixa vulnerável a agentes líticos. O locus gama-toxina ocorre em 99% das estirpes de S. aureus. O locus gama-toxina expressa três proteínas, dois componentes classe S (HlgA e HlgC) e uma classe F componente (HlgB). Assim, o locus Hlg pode expressar dois pares de proteínas funcionais, HlgA+HlgB e HlgC+HlgB, que exibem efeitos pró- inflamatórios (NILSSON et al., 1999; SPAAN et al., 2014).