Aspectos Patológicos da Infecção Bacteriana. Prof. Dr. Luiz Fernando Ferraz da Silva

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Aspectos Patológicos da Infecção Bacteriana

Prof. Dr. Luiz Fernando Ferraz da Silva

Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo – Departamento de Patologia Faculdade de Odontologia de Bauru – Curso de Medicina

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burns@usp.br

Organização

1) Conceitos básicos

2) Etapas da doença infecciosa bacteriana

• Acesso ao hospedeiro

• Adesão

• Invasão

• Evasão

• Danos teciduais

3) Manifestações patológicas

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Organização

• Acesso ao hospedeiro

• Adesão

• Invasão

• Evasão

• Danos teciduais

3) Genética da virulência bacteriana

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Conceitos básicos

Colonização bacteriana

Infecção bacteriana

Doença Infecciosa

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• Colonização bacteriana

Invasão (intracelular, extracelular ou ambas) e multiplicação de micro-organismos bacterianos em um hospedeiro.

• Infecção bacteriana

Colonização + resposta do hospedeiro a esse agente.

• Primária ou oportunista.

• Doença infecciosa bacteriana

Condicão anormal, desordem de uma estrutura ou função, que afeta parte ou todo organismo, resultante de uma infecção

bacteriana.

Aguda, subaguda, crônica, assintomática.

Conceitos básicos

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Conceitos básicos

Patogenicidade Virulência

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• Patogenicidade bacteriana

Habilidade de micro-organismo bacteriano em causar doença (qualitativo).

Componente genético bacteriano.

Dano ao hospedeiro interações patógeno-hospedeiro

• Virulência

Refere-se ao grau da patogenicidade. Habilidade de um micro-organismo em causar doença grave (quantitativo).

Raiva = 100%

doença clínica Rubéola = 50%

doença clínca Poliomielite em

criança = 0.1-1%

doença clínica

Conceitos básicos

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Conceitos básicos

Infecção endógena

Infecção exógena

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• Infecção endógena

Infecção com micro-organismos da nossa microbiota. Quebra de barreira entre tecidos estéreis e não estéreis. Uso de atb.

Imunossupressão.

• Infecção exógena

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Conceitos básicos

Transmissão Horizontal

Transmissão Vertical

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• Transmissão Horizontal

Infectado  Sadio

• Transmissão Vertical

Transmissão através da reprodução

Conceitos básicos

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• Relações micro-organismos e hospedeiro

Microbiota

Produção de metabólitos utiizáveis TGI

Comensalismo Mutualismo

Parasitismo

Microbiota

Patógenos

Mycobacterium tuberculosis

Conceitos básicos

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• Iceberg da infecção

Exposição sem infecção Infecção s/ doença clínica

Doença menos severa Doença severa

Óbito

Doença clínica

Doença subclínica ou assintomática

Conceitos básicos

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• Mecanismos de virulência e patogenicidade

M. haemofelis cepa Ohio2

Foto: Guimaraes et al., 2011. PLoS One.

Macromoléculas (proteínas, lipídeos,

polissacarídeos) Maquinarias (sistemas de

secreção) Metabolismo

(nutrientes) DNA bacteriano

Conceitos básicos

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Organização

• Acesso ao hospedeiro

• Adesão

• Invasão

• Evasão

• Danos teciduais

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Acesso ao

hospedeiro Adesão Invasão Evasão

Dano Tecidual

Etapas da Doença Bacteriana

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• Portas de entrada

1) Membranas mucosas 2) Pele

3) Deposição direta abaixo da pele e mucosas (via parenteral)

Etapas da Doença Bacteriana - Acesso

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Que estruturas das bactérias vocês acreditam facilitam o acesso ao hospedeiro?

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• Motilidade

Bastonetes gram neg. e pos.

E. coli

Salmonella spp.

Filamento axial

(endoflagelo) Flagelo

Rearranjo de citoesqueleto

Espiroquetídeos Leptospira spp.

Treponema spp.

Mycoplasma pneumoniae (deslizamento)

* Invasão e evasão

Etapas da Doença Bacteriana - Acesso

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1) Mucosas

Tratos respiratório, gastrointestinal, genitourinário e conjuntiva

Fonte: Ilustrador Gary Carlson

• Muco e cílios

Evasão do muco para aderir Cilioestase

• Microbiota

Mycobacterium tuberculosis

necessita infectar um macrófago não ativado

Respiratório

Etapas da Doença Bacteriana - Acesso

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• Ácido gástrico

• Enzimas estomacais

• Bile

• Muco

• Choque osmótico

• Anaerobiose (cólon e ceco)

• Peptídeos antimicrobianos

• Microbiota

Gastrointestinal

Etapas da Doença Bacteriana - Acesso

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Pele

• Normalmente impenetrável

• Folículos capilares e glândulas sudoríferas

Propionibacterium acnes infecta folículo sebáceo e piloso

Etapas da Doença Bacteriana - Acesso

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Organização

• Acesso ao hospedeiro

• Adesão

• Invasão

• Evasão

• Danos teciduais

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• Adesinas

• Componentes de superfície

(glicoproteínas, lipoproteínas) ou apêndices (fímbrias)

• Receptores celulares (açúcares) ou macromoléculas solúveis (soro)

Propósitos:

• Matrix estável de fixação

• Direcionamento de toxinas

• Cascatas de sinalização = invasão bacteriana e efeitos pró e anti-

inflamatórios

Etapas da Doença Bacteriana - Adesão

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• Fímbrias

G-, raro em G+

Apêndices filamentosos

Menores, mais curtos e mais numerosos que flagelos

E. coli uropatogênica Adesão ao trato urinário

Etapas da Doença Bacteriana - Adesão

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• Biofilme

Comunidades ligadas a uma superfície

Embebidas em substâncias poliméricas extracelulares DNA, proteínas e polissacarídeos

Fonte: CDC/Rodney M. Donlan, Ph.D; Janice Carr

Etapas da Doença Bacteriana - Adesão

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Organização

• Acesso ao hospedeiro

• Adesão

• Invasão

• Evasão

• Danos teciduais

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• Extra- ou intracelulares

• Intracelulares obrigatórios ou facultativos 1) Mecanismos de invasão

Fagocitose

Em células não fagocíticas = fagocitose induzida

Etapas da Doença Bacteriana - Invasão

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2) Mecanismos de sobrevivência intracelular

Fagossomo

1) Adaptam ao meio ácido e resistem ao estresse 2) Alteram a biogênese do compartimento vacuolar 3) Combinação dos dois

Citosol

Etapas da Doença Bacteriana - Invasão

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2) Mecanismos de sobrevivência intracelular

Escape do vacuólo

(Mycobacterium tuberculosis, Listeria monocytogenes, Shigella flexneri, Burkoholdeira pseudomallei,

Rickettsia spp.)

Etapas da Doença Bacteriana - Invasão

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A) Coagulases

Fibrinogênio fibrina coágulo inibe fagocitose ex. Staphylococcus spp.

B) Fibrinolisinas

Clivam fibrina desfaz coágulo

ex. Streptococcus spp. (Estreptoquinase) C) Hialuronidase

Hidrolisa ácido hialurônico acesso aos tecidos ex. C. perfringens

D) Colagenase

3) Enzimas extracelulares que facilitam invasão

Etapas da Doença Bacteriana - Invasão

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Organização

• Acesso ao hospedeiro

• Adesão

• Invasão

• Evasão

• Danos teciduais

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• Sistema imune inato e adaptativo

• Evasinas = fatores que promovem evasão

1) Evasão da fagocitose

2) Ligantes do complemento

3) Proteases que clivam imunoglobulinas

4) Variação antigênica de antígenos de superfície 5) Mimetismo molecular

Etapas da Doença Bacteriana - Evasão

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Cápsulas (G+ e G-)

Polissacarídeos Água e nutrientes Aderência

Biofilmes

Resistência a biocidas

1) Evasão da fagocitose

Marques et al., não publicado. U. diversum.

E. coli, N. meningitidis, K.

pneumoniae, H. influenzae, P.

aeruginosa, S. pneumoniae, S.

agalactiae, S. epidermidis, S. aureus.

“Escorregadios”

Escondem os PAMPs Carga negativa

Etapas da Doença Bacteriana - Evasão

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• Proteína A (S. aureus)

• Inibe correta opsonização

1) Evasão da fagocitose

Fc Fab

S. aureus

Macrófago

Bactéria

Etapas da Doença Bacteriana - Evasão

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3) Proteases que clivam imunoglobulinas

• Impedem neutralização e opsonização pelos Ac.

• Exemplos: IgA proteases (Neisseria spp., H. influenzae, S.

pneumoniae)

Etapas da Doença Bacteriana - Evasão

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Organização

• Acesso ao hospedeiro

• Adesão

• Invasão

• Evasão

• Danos teciduais

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1) Enzimas extracelulares 2) Resposta imunológica

3) Competição por nutrientes

Vias metabólicas ativadas, sideróforos 4) Toxinas

> 200 toxinas bacterianas

~40% causam doença por meio de danos a membranas celulares do hospedeiro

Etapas da Doença Bacteriana – Dano Tecidual

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Definição e Sinais

• Resposta inicial ao dano tecidual visando o restabelecimento da homeostase

• Sinais Flogísticos – Calor

– Rubor – Tumor – Dor

– Perda Funcional

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Alterações Iniciais

Robbins, Pathologic basis of disesases – 9th edition

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Alterações Iniciais

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Alterações Vasculares

Exsudato x Transudato

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Alterações Vasculares

• Alterações de fluxo e calibre

• Aumento da permeabilidade – Contração endotelial

– Lesão endotelial direta

– Lesão mediada por leucócitos – Transcitose

• Resposta linfática

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Alterações Vasculares

• Aumento da permeabilidade – Contração endotelial

– Lesão endotelial direta

– Lesão mediada por leucócitos – Transcitose

• Resposta linfática

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Alterações Vasculares

• Aumento da permeabilidade

• Resposta linfática – Proliferação

– Aumento da drenagem – relevância das linfadenopatias

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Alterações Vasculares

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Alterações Celulares

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Alterações Celulares

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Alterações Celulares

• Recrutamento

• Marginação

• Rolamento – Selectinas / Sialyl-Lewis

– Moléculas de adesão constitutivas no leucócito – baixa afinidade – Indução de expressão no endotélio – E e P selectina

– Ativação endotelial – produção de TNF e IL-1

• Adesão

• Transmigração / Diapedese

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Alterações Celulares

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Alterações Celulares

• Recrutamento

• Marginação

• Rolamento

• Adesão – Integrinas / Ligantes (CAMs)

– Expressão de integrina de alta afinidade (leucócito) – Expressão endotelial de ligantes (VCAM / ICAM) – Aderência firme

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Alterações Celulares

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Alterações Celulares

• Recrutamento

• Marginação

• Rolamento

• Adesão – Integrinas / Ligantes (CAMs)

– Aumento permeabilidade + Moléculas junção (PECAM) – Alteração do citoesqueleto

– Liberação de metaloproteinases

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Alterações Celulares

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Alterações Celulares

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Alterações Celulares

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