As características da Leptospira spp.: uma revisão de literatura

Jun a Set 2019 - v.9 - n.3 ISSN: 2236-9600

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As características da Leptospira spp.: uma revisão de literatura

A leptospirose é uma doença zoonótica com distribuição mundial que acomete animais domésticos e silvestres e humanos. Devido às altas taxas de mortalidade e morbidade é importante conhecer as características da Leptospira spp. para estabelecer medidas para o controle e prevenção. A Leptospira spp. são bactérias gram-negativas com formato de espiroquetas e possuem espécies saprófitas e patogênicas. As espécies patogênicas mais frequentemente associadas a casos graves humanos no Brasil são a Leptospira Icterohaemorrhagiae e a Leptospira Copenhagueni. A compreensão da interação das leptospiras com o meio ambiente e com seus hospedeiros, desencadeando a doença permite estabelecer um tratamento eficaz dos animais e humanos acometidos e também atuar rapidamente no controle e prevenção da leptospirose.

Palavras-chave: Leptospirose; Zoonose; Espiroquetas.

Characteristics of Leptospira spp.: a literature review

Leptospirosis is a zoonotic disease with worldwide distribution that affects domestic and wild animals and humans. Due to the high mortality and morbidity rates it is important to know the characteristics of Leptospira spp. to establish measures for control and prevention. Leptospira spp. they are spirochete-shaped gram- negative bacteria and have saprophytic and pathogenic species. The pathogenic species most frequently associated with severe human cases in Brazil are Leptospira Icterohaemorrhagiae and Leptospira Copenhagueni. Understanding the interaction of leptospires with the environment and their hosts, triggering the disease allows to establish an effective treatment of affected animals and humans and also act quickly in the control and prevention of leptospirosis.

Keywords: Leptospirosis; Zoonosis; Spirochetes.

Topic: Microbiologia

Reviewed anonymously in the process of blind peer.

Received: 17/06/2019 Approved: 27/09/2019

Tuane Ferreira Melo

Universidade Federal de Lavras, Brasil http://lattes.cnpq.br/7003071033672294 tuaneferreiramelo@gmail.com Ana Paula Peconick

Universidade Federal de Lavras, Brasil http://lattes.cnpq.br/4999231814389477 http://orcid.org/0000-0003-4307-5830 anappeconick@ufla.br

DOI: 10.6008/CBPC2236-9600.2019.003.0001

Referencing this:

MELO, T. F.; PECONICK, A. P.. As características da Leptospira spp.:

uma revisão de literatura. Scire Salutis, v.9, n.3, p.1-7, 2019. DOI:

http://doi.org/10.6008/CBPC2236-9600.2019.003.0001

INTRODUÇÃO

A Leptospira spp. provoca uma doença zoonótica com distribuição mundial conhecida como leptospirose. Essa enfermidade apresenta altas taxas de mortalidade e morbidade em animais domésticos e humanos, principalmente indivíduos imunossuprimidos (CERQUEIRA et al., 2009). Essa zoonose é considerada re-emergente em regiões tropicais e subtropicais com estimativa de 500 mil casos anuais de leptospirose grave segundo dados nacionais de vigilância (WHO, 1999). Porém, segundo Costa et al. (2015) tem cerca de 1,03 milhões de casos e 58.900 mortes por ano, sendo que as regiões com maior vulnerabilidade econômica e em locais onde a vigilância epidemiológica não ocorre constantemente são as mais acometidas.

No Brasil, é classificada uma doença endêmica, pois segundo Oliveira et al. (2009) no período entre os anos de 1999 a 2005, foram confirmados 22.774 casos, com incidência média de 1,8 por 100 mil habitantes, e 2.574 óbitos. Além disso, conforme o Ministério da Saúde, em 2018 foram registrados 2.786 casos de leptospirose humana. Sua notificação é compulsória no Brasil desde 1993, tanto para o registro de casos suspeitos isolados como para ocorrência de surtos, conforme a Portaria de Consolidação no 4, de 28 de setembro de 2017. A portaria também orienta a identificação oportuna dos casos e o desencadeamento das ações de vigilância epidemiológica, controle e prevenção (BRASIL, 2017).

No período de 2007 a 2016, foram registrados 39.263 casos confirmados de leptospirose, com média anual de 3.926 casos, incidência de 1,02/100 mil habitantes e taxa de letalidade de 8,9%. No período 2007- 2016, as regiões Sudeste e Sul foram responsáveis pelos maiores números de caso por ano, com exceção de 2014, quando a região Norte obteve maior destaque, conforme Figura 1 (BRASIL, 2018).

Figura 1: Casos de leptospirose no Brasil entre os anos de 2007 e 2016. Fonte: BRASIL (2018).

As epidemias urbanas estão relacionadas a comunidades mais carentes principalmente, aquelas que

sofreram com desastres naturais como enchentes, aquelas que as condições de saneamento básico são

inadequadas e aquelas em que há grande presença de roedores infectados. As leptospiras mais frequente

relacionadas com os casos graves no Brasil são a Leptospira icterohaemorrhagiae e a Leptospira copenhageni

(KO et al., 1999; BRASIL, 2018).

DISCUSSÃO TEÓRICA

Etiologia, Microbiologia e Taxonomia

Em 1886, Weil descreveu um caso de leptospirose pela primeira vez e 1907, Stimson observou leptospiras em tecidos corados com prata de um paciente, porém foram identificadas como Spirochaeta interrogans. Apenas em 1914 e 1916, foram realizadas descrições válidas de leptospira saprófita e leptospira patogênica respectivamente (WOLBACH et al., 1914; INADA et al., 1916; ADLER, 2015).

As leptospiras são bactérias gram-negativas em formato de espiroquetas com ganchos finais e pertencem à ordem Spirochaetales, família Leptospiraceae, gênero Leptospira e têm espécies saprófitas e patogênicas. No entanto, as leptospiras compartilham características de bactérias tanto gram-negativas quanto de gram-positivas, pois possuem membrana dupla e lipolissacarídeo (LPS) como as gram-negativas e têm associação íntima da membrana citoplasmática com a parede celular da mureína como a arquitetura do envelope das gram-positivas (FAINE et al., 1999; LEVETT et al., 2010).

Essas espiroquetas são aeróbias e possuem mobilidade devido aos dois flagelos periplasmáticos em cada extremidade da bactéria. Além disso, tem crescimento lento, temperatura ótima de crescimento de 30º C e são capazes de sobreviver no solo e na água por longos períodos, mas não suportam a seca ou hipertonicidade (HENRY et al., 1978; LEVETT et al., 2010).

As leptospiras são finas, helicoidalmente enroladas e medem aproximadamente 0,1 µm de diâmetro e 6 a 20 µm de comprimento, por isso é necessário à microscopia de campo escuro ou contraste de fase para visualizá-las, por meio da impregnação com metais (coloração de prata) ou após espessamento artificial por imunoperoxidase ou imunofluorescência, conforme Figura 2. Possuem uma estrutura de membrana dupla típica, sendo que a membrana externa é composta por seu principal antígeno, o lipossacarídeo (LPS) (FAINE et al., 1999; CERQUEIRA et al., 2009).

Figura 2: Característica da leptospira. Fonte: Adler et al. (2010).

O gênero Leptospira spp. é dividido em espécies e subespécies, denominadas de sorogrupos e

sorovares, frequentemente associado a um hospedeiro natural (MOHAMMED et al., 2011).

Tradicionalmente é divido em duas espécies, a Leptospira interrogans, com vários sorovares patogênicos, e a Leptospira biflexa, com sorovares saprófitas, ou seja, considerada não causadora da doença. As espécies saprófitas são onipresentes no meio ambiente e geralmente, estão localizadas na água e como organismos de vida livre. Também não estão associadas a hospedeiros animais e não produzem infecção experimentalmente em animais (CERQUEIRA et al., 2009; ADLER et al., 2010).

No entanto, o gênero Leptospira spp. agora é dividido com base na diferenciação molecular entre os diversos sorovares, pois se utilizou a classificação das espécies por homologia de DNA e, dentro de cada espécie, os sorovares são reconhecidos baseando nas reações sorológicas. Os sorovares com antígenos em comum pertencem ao mesmo sorogrupo. Dessa forma, o gênero Leptospira spp. possui 24 sorogrupos com mais 250 sorovares (PALANIAPPAN e al., 2006; CERQUEIRA et al., 2009; ADLER et al., 2010; LEVETT et al., 2010). Para uma vigilância epidemiológica efetiva é fundamental a identificação e classificação de Leptospira spp. porque diferentes sorovares apresentam distintas especificidade de hospedeiros e podem não estar associado a uma forma clínica particular de infecção (MOHAMMED et al., 2011).

A diversidade antigênica entre os numerosos grupos de sorovares das leptospiras é baseada na heterogeneidade estrutural no componente carboidrato do LPS. A identificação é complexa devido aos sorovares de um mesmo grupo estar distribuídos em distintas espécies, pois sorovares contendo determinantes antigênicos sobrepostos são classificados em um sorogrupo maior (LEVETT et al., 2010). Além da identificação de vários sorovares, cada sorovar é adaptado a um ou mais hospedeiros (AHMED et al., 2006). A partir de análises filogenéticas dos genes 16 S rRNA há evidências que as espécies de leptospiras são divididas em três grupos denominados como patogênicos, saprófitos e intermediários (LEVETT et al., 2006).

A leptospira acomete o homem, animais silvestres e animais domésticos, principalmente, cães, bovinos e suínos, sendo que eles se infectam por diferentes espécies de leptospiras. A contaminação ocorre através da exposição indireta ou direta com a urina, sangue ou tecido de animais infectados, sendo que quase todo mamífero pode ser portador de leptospiras. Essa infecção indireta geralmente ocorre através de águas superficiais contaminadas pela urina de roedores infectados cronicamente por cepas patogênicas, pois as leptospiras patogênicas conseguem sobreviver no ambiente (BHARTI et al., 2003; ADLER et al., 2008; RISTOW et al., 2008; LEVETT et al., 2010).

Os animais acometidos podem desenvolver formas agudas, crônicas e assintomáticas, tornando-se reservatórios de alguma espécie de leptospira. Geralmente os camundongos e os ratos são reservatórios do sorovares L. icterohaemorrhagiae e L. copenhageni respectivamente porque a infecção é assintomática crônica e persistente nos túbulos renais. Dessa forma, eliminam a bactéria pela urina contaminando o ambiente (LEVETT et al., 2010).

Patogenia

As leptospiras, tanto saprófitas quanto patogênicas, são capazes de se agregarem para formar

biofilmes, isso permite a sobrevivência de cepas saprófitas na água e auxilia as cepas patogênicas a sobreviver

em habitats ambientais e colonizar o hospedeiro. As espécies saprófitas conseguem formar biofilmes mais cedo que as espécies patogênicas, as saprófitas formam biofilmes em 2 a 5 dias e as patogênicas em média 20 dias. Ademais, os biofilmes tornam esses microrganismos mais resistentes à morte por antibióticos, conforme demonstrado na Figura 3 (RISTOW et al., 2008).

Figura 3: Formação de biofilme. Fonte: Ristow et al. (2008).

As cepas patogênicas formam também biofilmes em ambientes aquáticos, isso facilita a sobrevivência e a contaminação ambiental. Essas cepas também são capazes de se manter cronicamente nos reservatórios animais, pois há formação de biofilmes nos túbulos renais nos reservatórios (RISTOW et al., 2008). As leptospiras penetram no hospedeiro através da mucosa e da pele não íntegras. Por meio da quimiotaxia conseguem aderir e passar pelas membranas ganhando o compartimento vascular, resultando em bacteremia com até 7 dias de duração. Outra opção é se instalarem nos túbulos contorcidos renais, onde são excretadas na urina por semanas ou meses (ADLER et al., 2010; MOHHAMED, 2011).

Essas espiroquetas se multiplicam em órgãos, mais comumente no sistema nervoso central, nos rins e no fígado. A lesão primária é no endotélio dos pequenos vasos sanguíneos que evolui para uma isquemia localizada nos órgãos, isso leva uma necrose tubular renal, dano hepatocelular e pulmonar, meningite, miosite e placentite. Em casos graves, como icterícia e deficiência de plaquetas, acontecem as hemorragias (ADLER et al., 2010; MOHHAMED, 2011).

O período de incubação é geralmente de 10 dias, mas varia conforme a dose infecciosa, a taxa de crescimento das leptospiras, a sua toxidade e a imunidade do hospedeiro. Já as manifestações clínicas são diversas, como febre, dor de cabeça, diarreia, erupções cutâneas, dor retro-orbital, sensibilidade muscular, alterações pulmonares, meningite, icterícia, infertilidade, abortos, insuficiência cardiovascular, insuficiência hepática e insuficiência renal A infecção nos sobreviventes pode durar meses (ADLER et al., 2010;

MOHHAMED, 2011).

Os mecanismos de ação das leptospiras não estão bem definidos, mas já se conhece alguns fatores

de virulência e vias patogênicas devido ao sequenciamento genômico e ferramentas genéticas. As leptospiras

virulentas em hospedeiros não imunes são resistentes ao sistema complemento e aos neutrófilos, porém na presença de anticorpos específicos são rapidamente eliminadas (ADLER et al., 2010).

Os fatores de virulência são o LPS (fator de virulênciade bactérias gram-negativas), hemolisinas, esfingomielinases, proteínas da membrana externa e outras proteínas de superfície com as moléculas de adesão. O LPS das leptospira são semelhantes quimicamente e imunologicamente ao LPS das bactérias gram- negativas, porém sua atividade biológica é menor. As hemolisinas são capazes de lisar os eritrócitos e outras membranas celulares, já as esfingomielinases não possuem papel claro na patogênese, porém sabe-se que há ausência de genes de esfingomielinase em leptospiras saprófitas. Isso sugere funções de virulência ou a permanência em hospedeiros mamíferos (ADLER et al., 2010; EVANGELISTA et al., 2010).

A lipoproteína de superfície semelhante a OmpA Loa22 foi o primeiro fator de virulência definido geneticamente na leptospira e é regulado positivamente durante a infecção por leptospira, porém sua função é desconhecida. As proteínas de membrana externa são capazes de estimular a imunidade heteróloga, dessa forma, provavelmente exista interação patógeno-hospedeiro devido as suas localizações. Para que as leptospiras consigam penetrar, disseminar e persistir nos tecidos dos hospedeiros é fundamental as proteínas de adesão. As análises genômicas comparativas indicam que as leptospiras têm fatores de virulências únicos (ADLER et al., 2010; EVANGELISTA et al., 2010).

A resistência do hospedeiro as leptospiras patogênicas ocorre devido à resposta imune principalmente, mediada pela resposta imune humoral com produção de anticorpos aglutinantes contra o LPS (EVANGELISTA et al., 2010). Essa resposta imune humoral aparece na primeira semana de infecção e ativa a fagocitose de neutrófilos e macrófagos. Além disso, conta com a ativação do sistema complemento para paralisar as leptospiras (ADLER et al., 2010; MOHAMMED et al., 2011).

CONCLUSÕES

A infecção por leptospiras patogênicas pode causar complicações em vários órgãos e até a morte de animais e humanos, sendo que os hospedeiros reservatórios têm apenas uma infecção leve crônica e/ou assintomática (EVANGELISTA et al., 2010). A antibioticoterapia com tetraciclina e penicilina G é eficiente e para melhor prognóstico deve ser administrado no início da doença (RISTOW et al., 2008).

Para a prevenção e controle da doença recomenda-se erradicação dos roedores, medidas de higiene, saneamento básico e vacinação animal. Não existe vacina humana disponível. Além disso, questiona-se a eficácia das vacinas animais por não estarem bloqueando a transmissão, no entanto, a prevenção de leptospirose sem vacinação é difícil. Por isso é fundamental investimentos para melhorar essas vacinas. Para uma vacina efetiva deve utilizar os sorovares presentes em determinada região porque a imunidade é restrita aos sorovares antigênicos relacionados (GAMBERINI et al., 2005; RISTOW et al., 2008; ADLER et al., 2010).

A leptospirose acontece no contexto de desigualdade social, por isso para agir efetivamente é

importante considerá-la como um problema sócio ecológico (COSTA et al., 2015). A compreensão da

interação das leptospiras com o meio ambiente e seus hospedeiros desencadeando a doença é fundamental

para garantir um tratamento eficaz e agir no controle e prevenção dessa zoonose de distribuição mundial.

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