cmagno_1biofilmes

Biofilmes e sua relevância em
infecções hospitalares
Carlos Magno Castelo Branco Fortaleza
Superintendente
Superintendência de Controle de Endemias – SUCEN
Professor Assistente
Faculdade de Medicina de Botucatu, UNESP.
O que são biofilmes?
Evidências Clássicas
• Em ambientes aquáticos, predominam
bactérias ligadas a superfícies.
• O mesmo pode ser demonstrado para
bactérias em...
– Solo
– Tecidos Vegetais
– Tecidos Animais.
ZoBell, J Bacteriol, 33:86, 1937.
Zo Bell, J Bacteriol, 46: 39, 1943.
O que são biofilmes?
Uma comunidade estruturada de células de microorganismos,
embebida em uma matriz polimérica e aderente a uma superfície
inerte ou viva.
Costerton et al, Science 284: 1318, 1999.
O que são biofilmes?
Bactérias
planctônicas
Biofilme
Superfície
Prós e contras de formar comunidades
• Vantagens...
– Crescimento ordenado.
– Captação de nutrientes.
– Proteção.
• Desvantagens...
– Acúmulo de metabólitos
tóxicos.
Como se formam os biofilmes?
Adesão Primária
• Aproximação da superfície
– Acaso?
– Motilidade /Quimiotaxia?
• Interações
– Eletrostáticas
– Hidrofóbicas
• Fatores da superfície
– Plaquetas, fibrinas
• Fatores do Microorganismo
– Adesinas (pili, fímbrias)
Adesão Secundária (Ancoragem)
Formação da matriz extra-celular
Polissacárides
+
Componentes ancorados
Como se formam os biofilmes?
Propriedades dos biofilmes
Maior proliferação
Metabolismo reduzido
Fase Estacionária
Superfície
Propriedades dos biofilmes
Circulação de água,
oxigênio e nutrientes.
Superfície
Propriedades dos biofilmes
Filtragem
Penetração lentificada
e/ou reduzida na matriz
polissacáride.
ANTIBIÓTICOS
Propriedades dos biofilmes
Redução da Atividade
Menor atuação dos
antimicrobianos em
células bacterianas
quiescentes.
ANTIBIÓTICOS
Propriedades dos biofilmes
Redução da Atividade
O ambiente do biofilme
(ex.: pH) prejudica a
atividade antimicrobiana.
ANTIBIÓTICOS
Propriedades dos biofilmes
Filtragem
Penetração lentificada
e/ou reduzida na matriz
polissacáride.
Redução da Atividade
Menor atuação dos
antimicrobianos em
células bacterianas
quiescentes.
S. epidemidis – Vancomicina
S. aureus – Cefalexina
P. aeruginosa - Aminoglicosídeos
E. coli - Quinolonas
Dunne Jr, Clin Microbiol Rev, 15: 155, 2002.
Biofilmes no Ambiente
• Camadas do solo;
• Ambientes aquáticos;
• Ambientes “urbanos”:
– Sistemas de tubulação
(água e esgoto)
– Reservatórios de água;
– Edificações.
Davey & O´toole. Clin Microbiol Rev, 2000; 64: 847
Biofilmes e Doença Humana
• Dente:
– Placa bacteriana
• Pulmão
– Fibrose Cística
• Vias urinárias:
– Prostatite
Costerton et al. J Clin Invest, 2003; 112: 1466
Até 60% das Infecções Hospitalares
têm participação de biofilmes em
sua patogênese.
Davey & O´toole. Clin Microbiol Rev, 2000; 64: 847
Microorganismos Importantes
Candida albicans
Cateteres venosos centrais
Dispositivos intra-uterinos
Staphylococcus Coagulase-neg.
Cateteres venosos centrais
Próteses de quadril
Próteses valvares
Enterococcus sp.
Próteses de quadril
Sondas vesicais de demora
Klebsiella pneumoniae
Cateteres venosos centrais
Sondas vesicais de demora
Pseudomonas aeruginosa
Próteses de quadril
Cateteres venosos centrais
Sondas vesicais de demora
Staphylococcus aureus
Próteses de quadril
Cateteres venosos centrais
Próteses valvares
Donlan, Emerging Infect Dis. 8:991, 2002
Biofilmes e “Corpos Estranhos”
• Infecção urinária
– Sonda Vesical de Demora
• Sepse
– Cateter Venoso Central
• Infecção Cirúrgica
– Implantes:
• Ortopédicos
• Cirurgia plástica
• Cirurgia Cardíaca
Donlan, Emerging Infect Dis. 8:991, 2002
Padrões de Participação dos
Biofilmes na Infecção
• Padrão:
– Inoculação intra-operatória
– Microorganismo muito virulento.
• Agente:
– Staphylococcus aureus.
• Evolução:
– Reação inflamatória intensa;
– Manifestação precoce;
– Sintomas podem anteceder biofilme.
Gallo et al, Biomed Papers, 2003; 147: 27
Padrões de Participação dos
Biofilmes na Infecção
• Padrão:
– Inoculação intra-operatória
– Microorganismo pouco virulento.
– Grande inóculo
• Agente:
– Staphylococcus epidermidis, bacilos Gram (-)
– Microorganismos atípicos (ex.: micobactérias)
• Evolução:
– Formação do biofilme
– Manifestação precoce ou tardia
Gallo et al, Biomed Papers, 2003; 147: 27
Padrões de Participação dos
Biofilmes na Infecção
• Padrão:
– Inoculação intra-operatória
– Microorganismo pouco virulento.
– Pequeno inóculo
• Agente:
– Staphylococcus epidermidis, bacilos Gram (-)
– Microorganismos atípicos (ex.: micobactérias)
• Evolução:
– Formação do biofilme
– Manifestação tardia (até 1-2 anos)
Gallo et al, Biomed Papers, 2003; 147: 27
Padrões de Participação dos
Biofilmes na Infecção
• Padrão:
– Contaminação por via hematogênica
• Agente:
– Diversos, procedentes de pele, boca ou trato
gastrointestinal
• Evolução:
– Pode não ter relação temporal com cirurgia
• Observação:
– Bem documentado com próteses de quadril.
– Não é documentado em próteses mamárias.
Gallo et al, Biomed Papers, 2003; 147: 27
Prevenção da formação de
biofilmes...
• Prevenir a infecção...
– Sítio cirúrgico associada implantes
– Sepse associada a CVC
– Urinária associada a SVD
• Uso de materiais menos aderentes
• Dúvida...
– Implantes impregnados?
Donlan e Costerton, Clin Microbiol Rev, 15: 167, 2002.
.
Biofilme – propostas terapêuticas
• Antibióticos em alta
concentração local:
– Somente utilizado
para cateteres
venosos centrais;
– Somente validado
para alguns
microorganismos.
Mermel, Clin Infect DIS 2001: 32
Biofilme – propostas terapêuticas
• Antibióticos capazes de
penetrar no biofilme.
• Remoção do biofilme
por ultra-som.
– Alguns trabalhos.
– Nenhum resultado
consistente.
Davey & O´toole. Clin Microbiol Rev, 2000; 64: 847
Portanto...
Na grande maioria das vezes,
para o controle do biofilme é
necessária a remoção do
implante.
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