um gigantesco pequeno detalhe…

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Pandoravirus: um gigantesco pequeno detalhe que pode alterar por completo nossa concepção sobre os domínios da vida.

Bactérias são pequenas, muito pequenas (tão pequenas quanto dividir 1mm em 100.000 partes – micrometros). Quando falamos em vírus, esperamos organismos que sejam tão pequenos quanto 1/100 de uma bactéria – nanometros. Tão pequenos que não conseguimos observá-los ao microscópio convenciona; para isso são necessários microscópios eletrônicos.

ResearchBlogging.org Acontece que pesquisadores descobriram no mês passado (Science 19/07/13) dois novos vírus, bem diferentes do comum… não só pelo tamanho gigante (umas 1000 vezes maior que um virus comum da gripe, o que permite que você o veja num microscópio convencional — figura 1), mas também por suas características biológicas poderem estar promovendo algumas mudanças no que conhecemos atualmente como domínios da vida.

pandoravirus-microscopia
Figura 1: Pandoravirus salinus e P. dulcis – em fotos de microscopia óptica convencional (MO) e sua ultraestrutura observada em microscopia eletrônica.

A descoberta desses organismos aconteceu quando, após a descoberta dos mimivirus e megavirus nos últimos 10 anos, os pesquisadores comecaram a procurar novos vírus gigantes em amostras de água. Como o próprio nome desses vírus ja diz, um deles P. dulcis foi isolado de um lago australiano e P. salinus da foz do rio Tunquen, no Chile. O interessante de se notar a presença dos vírus em continentes distantes (América e Austrália) é poder estabelecer que as observações iniciais não eram artefatos de células conhecidas e inclusive sugerir que os pandoravirus são generalizados.

No inicio da pesquisa, os cientistas chegaram a pensar que os vírus eram, na verdade, bactérias. Isso aconteceu pois algumas culturas apresentaram multiplicação intracelular de partículas maiores que os maiores megavirus já descritos. Como mesmo com a utilização de antibióticos essa multiplicação continuou, essas amostras foram estudadas mais a fundo, afinal aquelas partículas ali não eram bactérias.

Pandoravirus2
Figura 2: (D) P. salinus internalizado em um vacúolo do hospedeiro, com detalhe (E) para a fusão das membranas do vírus e do vacúolo. (F) Corte de Acanthamoeba (seta verde) com diversos estágios de maturação de P. salinus (seta laranja) em seu citoplasma

Geralmente virus reproduzem-se fabricando seus componentes separadamente e depois juntando-os. Curiosamente, os pandoravirus realizam todos processos simultaneamente, e os novos virus são formados de forma continua, de uma extremidade a outra, num processo que a equipe de cientistas denominou “tricotar” (knitting) – pois o vírus é construído como se fosse uma malha de tricô (Figura 3).

Pandoravirustrico
Figura 3: Imagens de microscopia eletrônica mostrando a síntese continua do ápice à base da partícula Vidal de P. salinus.

Quando falamos sobre o genoma de um organismo, estamos nos referindo a toda a informação genética de um determinado ser vivo.

O ser humano, por exemplo, tem um genoma com 3 bilhões de pares de base (pb), arranjados em 23 pares de cromossomos, que codificam cerca de 30 a 40 mil genes e por volta de 100 mil proteínas. O genoma de P. salinus tem 1,9 milhão pb, enquanto do de P. dulcis tem cerca de 2,5 milhões pb – muito maior do que o maior genoma viral já descrito até então, o do Megavirus chilensis com 1,2 milhão pb.

Um vírus da gripe tem apenas 10 genes, enquanto M. chilensis possui cerca de 1.000; mas os pandoravirus possuem muito mais, atingindo mais de 2.500 genes capazes de codificar proteínas e enzimas ainda com funções desconhecidas.

O grande impacto da descoberta desse novo e misterioso virus gigante, porém, não é devido a histeria por um surto de uma nova doença… mas por motivos muitos mais amplos e filosóficos que englobam as origens da vida na Terra. Talvez o mais surpreendente seja o fato de que 93% dos mais de 2.000 genes dos pandoravirus não pode ser pareada com qualquer linhagem conhecida na natureza. Em outras palavras, são genes completamente novos, o que faz desses vírus algo muito diferente do que estamos acostumados, levando os cientistas a proporem um quarto domínio para acomodar esses organismos na árvore da vida.

Assim, ao contrário de Pandora que abriu a caixa e liberou todos os males do mundo, e deixou presa a esperança, os pandoravirus não fazem mal aos seres humanos [até que se prove o contrario]. O que temos observado é que esses vírus gigantes são geralmente encontrados em ambientes aquáticos e infectam amebas, mas ainda temos muita coisa pra aprendermos sobre a biologia desses seres.


Philippe N, Legendre M, Doutre G, Couté Y, Poirot O, Lescot M, Arslan D, Seltzer V, Bertaux L, Bruley C, Garin J, Claverie JM, & Abergel C (2013). Pandoraviruses: amoeba viruses with genomes up to 2.5 Mb reaching that of parasitic eukaryotes. Science, 341 (6143), 281-286 PMID: 2386901823869018>

Menos… Bem menos… Quase nada!

Você já se perguntou quantos microrganismos existem no planeta Terra? Pode ser que você nunca tenha se feito esse questionamento, mas tem gente que já fez… E é sobre isso que vamos falar aqui hoje!

 Já falei algumas vezes aqui mesmo no blog que temos cerca de 10 vezes mais bactérias no nosso corpo do que o número de células humanas! Isso só é possível porque esses microrganismos são muito menores que uma célula humana… Com isso, 10^14 células microbianas estão espalhadas por nosso corpo e pesam cerca de 1,5 kg. A interação entre o hospedeiro e sua microbiota associada é tão intensa que alguns autores sugerem o termo superorganismo para se referir a esse complexo biológico! Estamos agora numa fase de tentar descobrir quais são esses microrganismo que compõem essa microbiota para assim conseguirmos entender um pouco melhor essas relações – é o que chamamos de projeto microbioma humano. Esse nome provavelmente não deve soar muito estranho… Se você fez uma associação com o projeto genoma humano, a ideia é mais ou menos essa, mas ao invés dos genes humanos estamos falando de genes microbianos!

Pois bem… Imagine agora se os cientistas não satisfeitos em descobrir quais micróbios habitam nosso corpo resolvessem tentar descobrir a diversidade de microrganismos que habitam o nosso planeta… Pois então, eles estão fazendo isso!

Um grupo de geomicrobiologistas da Universidade de Potsdam (Alemanha), estudando a microbiota de sedimentos marinhos, desenvolveu um modelo acurado para verificar a distribuição desses microrganismos. O artigo foi publicado conceituada PNAS (27/08/12) e os resultados são bem surpreendentes.

Estimativas antigas, mas não tão antigas assim (Whitman et al, 1998) sugeriam que deveria haver cerca de 35.5×10^29 microrganismos no solo oceânico. Esses valores são incrivelmente contrastantes com os encontrados por Kallmeyer e colaboradores…

Quer saber quanto? Bem pense em menos… Bem menos… Quase nada!

Tudo bem, eu admito, 2.9×10^29 não é “quase nada”… Mas veja bem… Esse valor, apesar de gigantesco, representa apenas 8% da estimativa anterior! Mesmo assim, seriam cerca de 10 milhões de trilhões de micróbios para cada humano no planeta [e corresponderia a ~0,6% da biomassa total da Terra]. Pare e reflita sobre isso!

Projetando a nível global (não só os oceanos), eles sugerem que haveria uma redução de 50%-78% no número de microrganismos (de 41,8-64,3×10^29 para 9.2-21,7×10^29 células).

É aquele negócio… esses números são quase nada comparada aos valores de 1998, mas continuam sendo números exorbitantemente grandes!

Atualização (31/09): É claro que uma alteração tão drástica no número de células microbianas impactaria as estimativas da biomassa total da Terra. Os autores sugerem que haveria uma redução de 915-1.108 Pg de carbono, para 614-827 Pg de C [uma média de (713 Pg)]. Só pra constar, um petagrama (Pg) equivale a 10^15 g.


ResearchBlogging.orgJens Kallmeyer, Robert Pockalny, Rishi Ram Adhikari, David C. Smith, & Steven D’Hondt (2012). Global distribution of microbial abundance and
biomass in subseafloor sediment PNAS DOI: 10.1073/pnas.1203849109

A bactéria na alga no crustáceo

Esse GIF simplesmente fantástico é composto por imagens de microscopia eletrônica de varredura (MEV). De início vemos um anfípodo, um pequeno crustáceo… Então vamos nos aproximando mais… mais… mais… e temos uma diatomácea, um tipo de alga. E não paramos por aí! A aproximação continua mais… mais… mais.. mais… e mais um pouquinho e o que é aquilo na alga? Sim, meus queridos, uma bactéria!

The Best GIF ever, não é não!?

Onde você teria imaginado que um único GIF poderia conter um anfípodo, uma alga e uma bactéria juntos?

Ah!!! Reparou na escala que vai se ajustando no canto inferior direito? Ela vai de 1mm a 500nm!

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Foi uma dica do vizinho Carlos Hotta!
O GIF foi feito por James Tyrwhitt-Drake da University of Victoria.
O post original você vê aqui!


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Microrganismo de Sexta: uma bactéria voraz

Desde quando descobri essa bactéria que venho procurando uma oportunidade para mostra-lá aqui no blog. Achei tão curioso o que ela faz que decidi que ela merecia um post pomposo – e com isso fui adiando, adiando e ela nunca apareceu. Mas então, recebi uma sugestão de um leitor do blog, o Marcos Martinelli (graduando em biologia na UFES), para colocar essa mesma bactéria na seção “Micorganismo de Sexta”. Já agradecendo ao Marcos, é com grande entusiasmo que digo: senhoras e senhores, com vocês…

 Bdellovibrio bacteriovorus

Mas o que ela tem de mais para estar aparecendo aqui no blog?

Fora o fato de que essa bactéria Gram-negativo, bem pequenina (a Bdellovibrio possui um quinto do tamanho e seu genoma é cerca da metade do de uma E. coli) e em forma de vírgula está entre as bactérias mais rápidas já descritas, ela tem um hábito digamos, peculiar: ela preda outras bactérias.

Olha de novo o nome dela: Bdellovibrio bacteriovorus. Bdella vem do grego e significa sanguessuga, o que em uma tradução seria algo como vibrião sanguessuga que se alimenta de outras bactérias! E é isso que acontece, ela utiliza os componentes citoplasmaticos de seus hospedeiros como nutrientes, obtendo sua energia a partir da oxidação de aminoacidos e acetato. Essa bactéria vive livremente em solo e na água (inclusive em ambientes marinhos), mas só consegue se multiplicar no interior de outras bacterias.

Existem pelo menos mais duas especies de bactérias predadoras na natureza, mas elas infectam apenas linhagens ambientais (p.ex. bactérias fotossintéticas). B. bacteriovorous, por outro lado, é capaz de infectar tanto patógenos de plantas como as enterobactérias presentes no intestino de mamíferos. Isso significaria que essa bactéria poderia ter uma variedade de aplicações que passam pela medicina e pela segurança de alimentos. Em tempo, essa bactéria não é capaz de infectar células humana, o que possibilitaria, inclusive, o uso da própria célula microbiana viva como um agente terapêutico – seria um novo tipo de probiótico?!

O mais curioso dessa predadora, é a sua forma de ataque que é bastante singular: após se aderir à membrana externa da parede celular de bactérias Gram-negativo, ela se instala no espaço periplasmático (a região entre as membranas externa e interna). Ali ela cresce e se multiplica até romper o hospedeiro e ser liberado para o ambiente. Esse ciclo dura de 3 a 4 horas. E, ao que tudo indica, não há transferência horizontal de genes entre a presa e o predador!

Como já disse, esta não é a única espécie de bactéria predadora. Inclusive, acho bem divertidos os nomes que foram dados para elas, olha só: Vampirovibro e Bacteriovorax.

ResearchBlogging.orgHampton T (2004). Researchers eye “predatory” bacterium for novel antimicrobial strategies. JAMA : the journal of the American Medical Association, 291 (10), 1188-9 PMID: 15010430

 


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Estabelecendo contato

Vi hoje no Abstruse Goose, e não tive como não compartilhar!

Complemente sua leitura, com um post aqui do blog: Aspectos privados da microbiologia

Veja aqui a original, em inglês.

Sobre o fungo do mar… além da bactéria do navio e do fungo que brilha, é claro

Acabei de ler este post do Vinícius Penteado sobre as novas espécies de seres vivos descritas em 2010. O site do IIES (International Institute for Species Exploration), da Universidade do Estado do Arizona, nos E.U.A. faz uma seleção dentre as sugestões enviadas e faz uma lista, um TOP-10 de novas espécies. A lista de 2011 tem 3 micro-organismos muito curiosos.

 

Essa bactéria bonitinha aí em cima é a Halomonas titanicae. Leia de novo o nome… qualquer semelhança com o návio naufragado em 14 de abril de 1912, não é mera coincidência. Essa espécie de bactéria, capaz de obter energia a partir da oxidação do ferro foi descoberta num “rusticle” do RMS Titanic. Estudos mostraram que a H. titanicae adere a superfícies ao aço, criando pontos de corrosão que, juntamente com outros microrganismos, contribuitiam para a deterioração do metal do navio. O resultado disso é que esse processo acabará levando ao desaparecimento do Titanic. Na foto: A) Micrografia eletrônica da bactéria. B) Aparência das “ruticles”- estruturas semelhantes à estalactites, mas que são formadas debaixo da água, devido à oxidação do ferro. C) E por fim, mais uma micrografia eletrônica, mas desta vez in loco, mostrando a bacteria em uma “rusticle”.

 

A segunda espécie é esse cogumelo aí em cima. Aí você vai me perguntar, mas o que esse cogumelo tem de mais para aparecer numa lista TOP-10? Tirando o fato de que essa é a primeira espécie descrita de um cogumelo aquático? Acho que não preciso dizer mais nada, não é!? Ah, tenho sim, o nome dele é Sathyrella aquatica. Você ver um videozinho do cogumelo clicando AQUI.

 

Deixei essa espécie por último por três motivos. O primeiro, é que eu achei simplesmente fantástico a descoberta de um cogumelo bioluminescente (eu quero um!!!). O segundo motivo é que essa espécie foi coletada em trechos remanescentes de mata atlântica, numa região perto de São Paulo (sim, é do Brasil-sil-sil). Suas hastes cobertas por uma espécie de gel emite uma luz verde-amarelada 24 horas por dia. São estimadas cerca de 1,5 milhão de espécies de fungos, sendo cerca de 100.000 já descritas. Dessas, apenas 71 delas são bioluminescentes e esse cogumelo é uma das espécies mais visualmente impressionantes. O terceiro motivo é o próprio nome do fungo: Mycena luxaeterna — olha que coisa linda, luz eterna… quase divino, hehe

 

Clicando nas imagens, vocês serão direcionados para a página específica de cada uma dessas espécies, no site do IIES, lá tem a referência dos artigos que descrevem cada uma. Se você quiser ver as outras espécies que compões a lista, é só clicar AQUI.

 

Atualização 1 – 08/02/2011: Correção do número de espécies fungícas descritas – ver nos comentários!

Atualização 2 – 08/02/2011: Correção: o fungo foi descoberto na mata atlântica, e não na floresta amazônica.

Aspectos privados da microbiologia

Após intimação sugestão feita pelo Luiz Bento, finalmente sai o post sobre o artigo publicado pela PLoS One no dia 23/11 sobre aquele lugarzinho que a gente só gosta de ir na casa da gente… O Breno, do “Discutindo Ecologia”, passou na frente, e fez um post sobre esse artigo, mas eu tenho algumas coisinhas para acrescentar.

Ao contrário do banheiro do Breno, o meu é limpinho!

ResearchBlogging.org Estamos, atualmente, numa corrida para conhecer o nosso próprio microbioma (o conjunto das bactérias que habitam o nosso corpo)… Imagine então, se mal conhecemos as bactérias que moram no nosso próprio corpo, o que pensar sobre as bactérias que habitam os lugares por vivemos e (por que não?) fazemos nossas necessidades?

O que esses pesquisadores fizeram, então, foi utilizar de métodos de biologia molecular para conseguirem descobrir a diversidade das bactérias que habitam as diferentes superfícies de um banheiro – na verdade, de doze (Fig 1)! O uso de técnicas modernas no estudo da microbiota vem para suprir uma grande lacuna deixada pelos “métodos dependentes de cultura” – isso porque muitas bactérias dependem de condições muito específicas que não permitem que sejam cultivadas artificialmente em meio de cultura. Assim, as técnicas de biologia molecular utilizam o material genético dessas bactérias e, consequentemente, podemos identificar mesmo as bactérias que não conseguimos cultivar!

Fig 1. Superfícies examinadas pelos pesquisadores para a análise biogeográfica das bactérias dos banheiros. Foram analisadas 10 diferentes superfícies de 12 banheiros públicos – 6 femininos e 6 masculinos. 

Pois bem, curiosamente – ou não – o resultado apresentado não é tão surpreendente, porém isso não diminui o mérito do trabalho. Vamos entender o porquê disso agora.

Das sequências obtidas, 92% pertencem a 4 filos bacterianos: Actinobacteria, Bacteroidetes, Firmicutes e Proteobacteria. Se vocês derem uma olhadinha aqui e aqui vocês verão que esses são os grupos bacterianos que habitam nosso corpo. Esses dados suportam outros estudos que mostram que ambientes fechados são comumente habitados por bactérias componentes da microbiota humana.

Por comparação, as diferentes comunidades bacterianas de cada superfície podem ser agrupadas em 3 grandes categorias de similaridade (Fig 2).

Fig 2. Relação entre as diferentes comunidades bacterianas associadas a diferentes superfícies de banheiros públicos. Cada ponto representa uma amostra.

Vamos observar, agora, com um pouco mais de detalhes a composição das diferentes comunidades bacterianas analisadas (Fig 3):

Fig 3. Relação de contribuição média de diferentes fontes de microrganismos para as diferentes comunidades bacterianas. Veja que em todas as superfícies foram encontrados micro-organismos provenientes de diferentes as fontes. Ressalto aqui as seguintes fontes: intestino (Gut – em marrom) e Urina (Urine – em amarelo)

— As comunidades do chão compreendem a maior diversidade (mas não necessariamente o maior número) de bactérias. Isso ocorre, pois parte dessas bactérias são provenientes dos sapatos dos usuários da “casinha” que, por sua vez, caminham por diversos outros locais e acabam carreando e distribuindo essas bactérias por onde andam.

— Bactérias que habitam a pele humana (Propionibacteriaceae, Corynebacteriaceae, Staphylococcaceae e Streptococcaceae) foram encontradas em maior proporção naquelas superfícies que são rotineiramente e exclusivamente tocadas pelas mãos [e dificilmente tocadas por outras partes do corpo ou fluidos – pelo menos é o que a gente prefere imaginar]*

— As superfícies da cabine (descarga e assento da privada) por sua vez foram caracterizadas por bactérias tipicamente do intestino humano. Prestou atenção – se não, leia de novo! Acho que esse é um resultado que merece um pouco mais de atenção pois mostra que há contaminação fecal nessas superfícies. E a preocupação reside no fato de que entre essas bactérias intestinais pode haver bactérias enteropatogênicas – ou seja: há risco de transmissão de doença (não que pelas outras superfícies não haja esse risco, mas aqui essa questão se torna bem mais evidente). A presença dessas bactérias pode ser explicada tanto por contado direto das mãos contaminadas, quanto pelo aerosol formado quando a descarga é acionada.

Um dado muito curioso é que em algumas das descargas foram encontradas bactérias tipicamente encontradas no chão, ou seja, parece que tem gente que está dando descarga com o pé! [você pode observar isso na figura 2: na área delimitada em amarelo, ou seja, as comunidades de chão (triângulo), existem três pontos de comunidades isoladas em superfícies de cabine (asteriscos)].

Uma diferença, também bastante lógica, que foi identificada é que a presença de lactobacilos foi notavelmente maior nos banheiros femininos – afinal esse grupo de micro-organismos compreende a microbiota vaginal. Esses micróbios foram encontrados inclusive em maçanetas o que sugere dispersão manual pelas mulheres após o uso do toalete.

Fiquei um bom tempo analisando o gráfico (Fig 3) tentando achar uma explicação para a diferença da contribuição das bactérias da urina nos diferentes ambientes do banheiro, principalmente nas superfícies da cabine: assento do vaso (toilet seat), descarga (toilet flush handle) e chão da cabine (toilet floor). Pensem em como os homens fazem seu xixi que vocês entenderão porquê é estranho não haver grande contribuição de bactérias de urina no chão. Pensou? Então, poderíamos pensar que talvez o chão seja um lugar que seja limpo com maior frequência, e isso fosse responsável por essa diferença – tem lógica, mas não temos dados para afirmar isso. Mas parte da explicação pode estar relacionado ao que foi falado no parágrafo anterior (sobre microbiota vaginal). A grande questão aqui é que não falamos que um homem tenha uma microbiota peniana – como o pênis é um órgão externo, sua microbiota é semelhante a microbiota da pele, e consideramos a ureta como um órgão praticamente estéril. Assim, a identificação de bactérias de urina em praticamente todas as superfície do banheiro deve estar relacionada à forma de higienização das mulheres após o uso do banheiro!

Como disse anteriormente, tirando os pontos que ressaltei acima, os resultados de fato não surpreendem. E antes de finalizar o post, tenho que ressalter que o que o artigo e, por consequência, esse post, pretendem não é levar um quadro de pânico para a população, mas mostrar existem padrões reais de transmissão bacteriana nesses ambiente e, principalmente, como eles ocorrem. Dessa forma, não tem como não citar a importância da higiene para reduzir os possíveis riscos do quadro apresentado – uma medida extremamente simples e que pode ajudar muito, esteja você usando o seu banheiro, um banheiro público, ou mesmo o da casa do Pedrinho: lavar as mãos!

Para finalizar, quero sugerir a leitura de dois outros, ambos aqui no SbBr. O primeiro, no Rainha Vermelha, onde o Atila comenta sobre a utilidade dos sabonetes bactericidas (clique AQUI). O segundo, no Ecce Medicus, em que o Karl comenta sobre como as práticas decorrentes da epidemia da gripe-A H1N1 alteraram o quadro de infecções de corrente sanguínea em uma UTI (veja AQUI).

*O crédito dessa piadinha vai para os próprios autores do artigo – eu tive que reproduzí-la aqui! No paper vemos outras parecidas – é a primeira vez que leio um paper cujos autores explicitam seu senso de humor no texto!

Referência
Flores GE, Bates ST, Knights D, Lauber CL, Stombaugh J, Knight R, & Fierer N (2011). Microbial biogeography of public restroom surfaces. PloS one, 6 (11) PMID: 22132229

Vilões da resistência: antibióticos e antissépticos [do Gene Repórter]

Essa é uma repostagem integral do post homônimo do blogue “Gene Repórter” do Roberto Takata!

Esta postagem é um adendo à excelente feita por Karl do Ecce Medicus: KPC, sabonetes e bactérias irresistíveis.

Uma diferença prática entre antibióticos e antissépticos é que os primeiros têm uso sistêmico (são ingeridos, injetados, administrados de modo que sejam absorvidos e atuem *dentro* do nosso organismo – ou de animais que queremos tratar) e os segundos, uso tópico (são aplicados na parte externa do corpo – mucosa da boca, ferimentos, pele…). (Há antibióticos tópicos, mas são usados em casos bem específicos, como em certos curativos de queimaduras, tratamento de conjuntivite purulenta ou eczema superinfectado.) Ambos têm ação restrita a micro-organismos – não têm a função de combater vírus.

Muitas vezes os antibióticos atuam sobre a maquinaria celular básica – e como há similaridades com a nossa própria maquinaria celular, os antibióticos podem ter ação sobre nós também. Então, procura-se utilizar compostos que tenham efeitos sobre os micro-organismos em pequenas doses.

Nosso corpo apresenta uma barreira natural – como a nossa pele – contra a invasão de agentes externos. Essa barreira faz com que os antissépticos tenham uma ação limitada sobre nosso organismo, de modo que muitas vezes são usados em concentrações muito maiores.

P.e., a penicilina administrada para um humano adulto é algo em torno de 0,93 g. Espalhando-se pelo organismo dá uma concentração de cerca de 1,3.10-2 g/kg (0,0013% em massa).

Sabonetes com triclosano (composto antisséptico usado desde os anos 1970, mas cujo mecanismo de ação molecular sócomeçou a ser desvendado em 1999) podem ter concentração de até 1% (g/ml) – sabonete cirúrgico -, sabonetes antissépticos mais comuns têm concentração de 0,5%. Em desodorantes, o triclosano é usando em concentrações de 0,1%.

Há registros de linhagens resistentes ao triclosano. Mas não há tantos problemas como em relação às linhagens resistentes aos antibióticos. Por quê? Por vários motivos.

Como dito sobre antissépticos, seu uso é *externo*. Ou seja, esses micro-organismos resistentes estão *fora* do corpo. O grande problema é quando micro-organismos resistentes a tratamento estão *dentro*. Como no caso de micro-organismos resistentes a antibióticos, em condições normais, as linhagens resistentes a antissépticos são *menos* bem adaptados do que linhagens não-resistentes em um ambiente sem o agente seletivo (o antisséptico ou o antibiótico) – isso porque o antisséptico ou o antibiótico muitas vezes atua sobre o metabolismo ou estrutura do micro-organismo, e a resistência ocorre normalmente pela alteração no metabolismo ou estrutura. Quando o agente seletivo não está presente, temos a situação anterior – para as quais as linhagens não-resistentes já estavam adaptadas; quase sempre a alteração presente nas linhagens resistentes não trabalha bem nessas condições sem o agente seletivo – até por isso estão presentes em muito menor número (se estão). (Não é exatamente correto falar em “sem agente seletivo”, o que ocorre é que a situação de seleção se altera.)

Pensemos, então, no caso dos antibióticos. A infecção se instala, é administrado o antibiótico. Linhagens resistentes proliferam. Quando se para de administrar o antibiótico, leva um tempo até que ele seja eliminado. A linhagem resistente continua a proliferar. Assim que o antibiótico é eliminado pelo organismo (é metabolizado e/ou eliminado pelas excreções), as linhagens não-resistentes passam a proliferar. Ou seja, o paciente fica em um quadro permanente de infecção. Esse é o problema.

Analisemos o caso dos antissépticos. Na nossa vida cotidiana, sem trabalhar em ambiente hospitalar ou em laboratórios de microbiologia, estamos em contato permanente com micro-organismos. Na maior parte do tempo, eles não fazem mal. Ou porque sua biologia não é patogênica, ou porque as nossas defesas dão conta. O uso de antissépticos apenas diminui – por um momento – a quantidade deles em partes (externas) de nosso corpo: diminuindo – por um momento – a probabilidade de infecções oportunistas. Na verdade, apenas o uso de sabonetes comuns já remove – por um momento – uma boa quantidade de micro-organismos do local lavado; sabonetes antissépticos apenas aumentam um pouco mais a quantidade removida. Mas o que acontece com as linhagens resistentes? Bem, o contato com antissépticos é apenas momentâneo – lavamos, a maior parte dos micro-organismos é removida, restando os poucos resistentes. Só que nosso corpo está em permanente contato com o ambiente, linhagens não-resistentes voltam e, normalmente, superam as linhagens resistentes. Na próxima lavagem, a maior parte das linhagens não-resistentes é removida, restando os poucos resistentes. As linhagens resistentes não levam muita vantagem nessa situação.

Não há motivo, portanto, de paranoia com os produtos de higiente que contêm antissépticos. (E como alerta Karl no Ecce Medicus, produtos de higiene com antibióticos são proibidos.)

Eu apenas acho que é desperdício de dinheiro comprar sabonetes antissépticos salvo em condições muito especiais – como recomendação médica (por exemplo, a pessoa tiver feridas na pele).

KPC, Sabonetes e as Bactérias Irresistíveis [do “Ecce Medicus”]

Essa é uma repostagem integral e autorizada do post homônimo do blogue “Ecce Medicus” do Karl, no portal do SbBr.

Chegando atrasado de novo… Levei cravada dos leitores, dos colegas do Scienceblogs, da minha mãe… Vamos tentar dar uma organizada na confusão que se instalou no Twitter, na mídia e na minha casa. Vai ser meio longo, então vamos direto ao assunto.

Bom, em primeiro lugar vamos falar de antibióticos ou, mais precisamente, agentes antimicrobianos (vamos usar antibiótico, mesmo). Um antibiótico é uma substância produzida por algumas espécies de microorganismos (bactérias, fungos e actinomicetos) que suprimem o crescimento de outros microorganismos. Normalmente, estendemos a terminologia para antimicrobianos sintéticos como sulfas e quinolonas. Existem trocentos tipos de antibióticos e várias classificações já foram propostas para organizar a confusão. Todas têm imprecisões. A mais utilizada é a que leva em consideração a estrutura química e o mecanismo de ação, e isso nos interessará mais pra frente.

1. Agentes que inibem a síntese da parede celular de bactérias. Aqui podemos incluir as penicilinas (Benzetacil), cefalosporinas (cefalexina, Keflex, etc), a vancomicina (um antibiótico ruim mas extremamente útil) e os antifúngicos chamados azólicos muito utilizados como o fluconazol.

2. Agentes que agem diretamente na membrana celular do microorganismo. (Você pode estar achando que membrana e parede são a mesma coisa, né? Mas, não são. A figura abaixo [clique para aumentar], mostra diferenças entre as bactérias Gram positivas e Gram negativas, uma classificação de microorganismos muito utilizada na clínica. Ela se baseia na coloração que as bactérias assumem com determinado corante [Gram]. Isso ocorre porque as bactérias têm uma composição da parede diferente como pode ser visto na figura. As gram positivas têm uma parede celular grossa e uma membrana celular. As gram negativas têm uma membrana celular dupla com uma parede celular fininha no meio, como um sanduíche.) Esses agentes possibilitam uma lesão osmótica no microorganismo. Como exemplo, temos os antifúngicos polimixina, nistatina.



3. Agentes que causam inibição da síntese proteica (ligação às subunidades ribossômicas 30S e 50S). Por exemplo, o velho cloranfenicol, clindamicina.

4. Agentes que modificam a síntese proteica (ligação à subunidade 30S). Exemplo: aminoglicosídeos (a famosa gentamicina).

5. Agentes que afetam o metabolismos dos ácidos nucleicos. Rifampicinas e as quinolonas (exemplo, o Cipro e a norfloxacina).

6. Antimetabólitos que bloqueiam enzimas essenciais do metabolismo do folato, por exemplo, o Bactrin.

7. São os agentes antivirais. Não vou falar deles neste post.

Perdemos bastante tempo para mostrar que os antibióticos agem de maneiras muito diferentes. As bactérias espertamente, desenvolvem vários mecanismos para combater essas ameaças. São, também, mecanismos bastante específicos e há muita gente estudando isso pelo seríssimo problema que bactérias multirresistentes têm causado.

Recentemente houve uma enxurrada notícias, um pouco alarmantes até, sobre uma superbactéria “chamada” KPC. Em primeiro lugar KPC não é uma bactéria. É uma sigla que deu nome a uma enzima inativadora de antibióticos: Klebsiella pneumoniae carbapenemase. Médico não é muito bom para dar nome, mas esse saiu porque a tal enzima foi encontrada nessa bactéria (a klebsiella) e acabou ficando. O quadro abaixo mostra as enzimas inativadoras de antibióticos chamados beta-lactâmicos isoladas. Os beta-lactâmicos incluem todas as penicilinas, sintéticas e semi-sintéticas bem como os carbapenêmicos. Estes últimos, têm sido considerados antimicrobianos de última linha, pois têm espectro bastante amplo e são reservadas para casos graves e/ou que necessitam de intervenções rápidas.

 

Como podemos notar, a KPC (ver a seta vermelha) é um tipo de carbapenemase que inativa TODOS os beta-lactâmicos o que é bem preocupante. Mas, ela não está sozinha. Temos a GES, a SME, as carbapenemases classe D (OXA-48, -23, -24, -58) e as Metaloproteinases (classe B). Estamos vivendo um surto de KPCs no HCFMUSP desde o início de 2010. Há possibilidades terapêuticas, mas são exíguas, de antibióticos mais tóxicos que os carbapenêmicos e de difícil administração em pacientes graves; ou seja, estamos longe de uma condição confortável, mas não estamos em PÂNICO. Temos lidado com resistências bacteriana desde a invenção do antibiótico. Confesso que os tempos de hoje não estão fáceis. Medidas cada vez mais restritivas têm sido tomadas pelas comissões de infecção hospitalar no sentido de controlar os surtos.

É muito importante dizer que as bactérias portadoras dessas enzimas não são “mais fortes” que as bactérias sensíveis a antibióticos comuns. Muito pelo contrário! Bactérias “da rua”, em geral, são mais agressivas e suplantam suas amigas hospitalares. As bactérias resistentes aos antibióticos só conseguem viver no meio hospitalar, onde os antibióticos são utilizados e matam as bobinhas permitindo apenas às resistentes sobreviver. Por isso, nossa flora bacteriana normal é eficaz em nos proteger de infecções patogênicas, em especial, as multirresistentes.

Posto isso, um cara, talvez pegando carona na paranóia generalizada da mídia, resolveu escrever que alguns sabonetes têm antibiótico e que por isso, poderiam induzir resistência bacteriana. Ops, wrong way! Eu não conheço NENHUM sabonete com antibiótico. Os sabonetes contém antissépticos. Antissépticos são substâncias que geralmente não podem ser administradas aos seres humanos por serem extremamente tóxicas. Por isso, também são excelentes em matar qualquer ser vivo, bactérias incluso. São, por essa razão, chamados mais modernamente debiocidas. Os biocidas tornam o meio em que a bactéria vive inapropriado para sua reprodução e diminuem drasticamente o número de bactérias. Há alguns anos atrás, uma polêmica envolveu os biocidas: será que eles não poderiam também causar resistência bacteriana? Quem mais publicou isso foi um autor chamado Russell (ver abaixo). No artigo citado, ele escreve que uma cultura pode ser considerada resistente a um biocida quando não é inativada pela concentração em uso da substância ou pela concentração que normalmente inativa outras cepas. O conceito de “resistência bacteriana” não pode ser aplicado aos biocidas por isso, usa-se o termo “insuscetibilidade” ou “tolerância”, o primeiro sendo preferível. A figura ao lado mostra aspectos envolvidos na ação dos biocidas.

É possível “treinar” bactérias a serem insuscetíveis a biocidas cultivando-as em meios com pequenas concentrações de droga que podem ser aumentadas progressivamente. Em 2002, Levy (J Antimicrob Chemother 2002;49: 25–30) levantou a possibilidade de que o uso indiscriminado dos biocidas pudesse induzir insuscetibilidade e também resistência bacteriana, o que foi uma das teses do textos sobre os “sabonetes antibióticos”. Não há evidência de que isso possa ocorrer. Russell conclui seu artigo com essa frase: “Resistant bacteria were not seen in greater numbers in areas where biocides had been employed than in areas where they had not been used. When used correctly, biocides have had and will continue to have an important role in controlling infectious diseases.” (grifos meus).

Conclusões

1. KPC não é bactéria. É uma enzima que inativa potentes antibióticos. Estamos vivendo um surto de bactérias com essa enzima e isso não é bom. Ela não é a única enzima e outras notícias ruins poderão vir. Medidas severas estão sendo tomadas por orgãos competentes.
2. Eu não conheço sabonete com antibiótico. Se alguém descobrir algum, me avise que eu vou denunciar na ANVISA. Os sabonetes e liquidos desinfetantes têm antissépticos (biocidas).
3. Resistência aos biocidas é chamada de insuscetibilidade. Não há, até o momento, descrição de fenômenos de resistência bacteriana induzida por biocidas.

Bibliografia

1. Chambers, HF. Antimicrobial Agents. Goodman & Gilman’s – The Pharmacological Basis of Therapeutics. 5th ed. pag 1143.

ResearchBlogging.org 2. Pfeifer, Y., Cullik, A., & Witte, W. (2010). Resistance to cephalosporins and carbapenems in Gram-negative bacterial pathogens International Journal of Medical Microbiology, 300 (6), 371-379 DOI: 10.1016/j.ijmm.2010.04.005
ResearchBlogging.org 3. Russell AD (2003). Biocide use and antibiotic resistance: the relevance of laboratory findings to clinical and environmental situations. The Lancet infectious diseases, 3 (12), 794-803 PMID: 14652205

Micróbios ao vento…

O texto abaixo é uma tradução e adaptação livre de “A BBVA Foundation research project identifies the bacteria arriving daily from the Sahara Desert” que foi publicada no site da Fundacíon BBVA, no dia 14/07/2010.

Diariamente, milhões de microrganismos chegam à Espanha, tendo partido do deserto do Sahara e da região de Sahel – ah, eles chegam pelo ar e não, não é de avião!

Louis Pasteur mostrou em 1861 que os micróbios podem ser transportados pelo ar, mas só recentemente descobriu-se que bactérias, fungos e vírus podem viajar por milhares de quilômetros em partículas de poeira. Pela primeira vez uma equipe de cientistas analisou essa grande viagem de microrganismos através de técnicas biomoleculares. Além de identificarem as espécies, descobriram que elas colonizam lagos de grandes montanhas em Sierra Nevada e nos Pireneus – e esse fenômeno está se elevando com a mudança climática.

Essa “migração” é maior na primavera e no verão, e tem ganhado impulso nos últimos anos – às vezes atingindo números 10 vezes maiores. Acredita-se que isso se deve à grande seca que tem atingido a região de Sahel há cerca de 30 anos; além da perda da cobertura vegetal devido a atividades agrícolas. O que se calcula é que algo entre 60 e 200 milhões de toneladas de poeira deixe o Saara todos os anos. E trata-se de um material rico em nitrogênio, fósforo e ferro, que tem um papel importante no crescimento do plâncton marinho e na fertilização de florestas tropicais. A poeira saariana se espalha por todo o planeta, mas os ventos predominantes (provenientes do leste) fazem com que as regiões sejam as Ilhas Canárias e o Caribe (veja a foto abaixo – clique para ampliar).

Para realizarem esse “censo” o grupo de pesquisadores coletaram amostras do ar em locais onde seria mais fácil detectar a “chuva de microrganismos”, como nas regiões dos lagos das grandes montanhas. Esses locais ainda não foram diretamente afetados pela ação antrópica e, por isso, tem grande valor no estudo desses microrganismos invasores. Os lagos escolhidos estão em Serra Nevada e nos Pireneus, além dos Alpes (Áustria), a Patagônia argentina, as ilhas Bylot no ártico (Canadá) e no arquipélago South Shetland (Antártida).

Os pesquisadores recolhem o ar, filtram-no e extraem o DNA dos microrganismos ali presentes. Analizando os genes, pode-se fazer a identificação dos microrganismos (algo como: esse gene é dessa bactéria, esse outro, daquela outra bactéria – tudo baseado na sequencia das bases nitrogenadas A, C, T e G).

Os resultados demostram que Sierra Nevada e os Pireneus albergam microrganismos que também são encontrados no solo da Mauritânia.

Impressionante, não!?

Dentre os microrganismos foram identificadas espécies de Pseudomonas (gênero de bastonetes Gram-negativos que possuem características que os permitem colonizar uma ampla gama de nichos), Staphylococcus (gênero de cocos Gram-positivos que possui algumas espécies que habitam a pele humana); Acinetobacter (gênero de cocos Gram-negativos que contribuem para a mineralização do solo. Em termos gerais, são considerados de baixa patogenicidade para humanos.

E como isso tudo pode estar afetando os ecossitemas locais? O aumento da poeira tem grandes repercussões nessas regiões dos lagos das grandes montanhas, devido a presença de nutrientes que fertilizam os lagos alterando as comunidades microbianas. Algumas dessas alterações podem ser danosas. Na verdade, essas alterações podem estar afetando a fauna e a flora de outros ecossistemas. Corais do Caribe, por exemplo, estão sofrendo um declínio devido ao excesso de deposição de poeira.

Outra questão que permanece é a de como os microrganismos permanecem biologicamente ativos após a longa jornada. A poeira viaja a uma altitude de 2 a 4 Km, e estão expostas a um ambiente extremamente seco e a radiações nocivas – e nem todos os microrganismos encontrados formam esporos. Um outro mecanismo de defesa tem que estar presente. O que os pesquisadores sugerem é que os microrganismos possam aumentar a quantidade de pigmentos protetores, que se aderem a partículas mineirais, conferindo, assim, um grau de proteção a esses micróbios.

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AQUI, uma reportagem da revista Quem (20/02/2009) sobre este assunto, que achei enquanto procurava uma imagem para esse post

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