Mycobacterium tuberculosis

Caracterização e mecanismo de infeção do bacilo de Koch.

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Mycobacterium tuberculosis

 

Mycobacterium tuberculosis é o agente etiológico da tuberculose. Esta bactéria, pertencente à família Mycobacteriaceae, foi descoberta, em 1882, por Robert Koch e, como tal, também é chamada bacilo de Koch.

Em 1920, Albert Calmette e Camille Guérin desenvolveram uma vacina contra a tuberculose: o BCG ou Bacilo Calmette-Guérin, uma estirpe de Mycobacterium bovis que perdeu a virulência por repicagens sucessivas. En 1944, Selman Waksman descobriu o primeiro antibiótico ativo contra Mycobacterium tuberculosis, a estreptomicina. A seguir, outros fármacos, como a isoniazida ou a rifampicina, foram descobertos para o tratamento e/ou a prevenção da tuberculose.

Caracterização

Mycobacterium tuberculosis são bacilos imóveis, cujas dimensões variam de 0,2 a 0,3 µm de diâmetro e 3 a 5 µm de comprimento, ligeiramente encurvados e com extremidades arredondadas. São bactérias aeróbias, não possuem cápsula nem esporos e não produzem toxinas.

O bacilo de Koch é sensível ao calor, às radiações UV e aos raios X. O álcool a 70º destrói-o em 5 min. No entanto, é resistente ao frio e à dessecação, aos ácidos diluídos, aos antissépticos e aos detergentes.

Apesar de possuir a estrutura de uma bactéria Gram-positiva, cora dificilmente através desta técnica (é o caso de todas as micobactérias). Isto deve-se ao facto da parede celular das micobactérias ser muito rica em lípidos estruturais que lhe conferem uma grande hidrofobicidade. Assim, durante o processo de coloração de Gram, a ação dos mordentes e dos diferenciadores aquosos é dificultada.

A grande quantidade de lípidos confere ainda a estes bacilos uma propriedade chamada álcool-ácido resistente. São visualizados pelo método de Ziehl-Neelsen, durante o qual o corante primário, fucsina fenicada de Ziehl, fixa-se firmemente aos lípidos da parede celular e não é removido pela mistura de álcool e ácido clorídrico. Os bacilos álcool-ácido resistentes aparecem então corados a vermelho enquanto as bactérias não álcool-ácido resistentes aparecem a azul, a cor do corante de contraste azul-de-metileno.

Em 1998, o genoma do bacilo de Koch foi sequenciado pelo Instituto Pasteur e o Instituto Sanger no Reino Unido. O seu tamanho é de 4 milhões de pares de bases e foram identificados perto de 4000 genes.

Cultura

O tempo de cultura de Mycobacterium tuberculosis é muito lento, o seu tempo de divisão é de aproximadamente 20 horas. A sua cultura necessita de um meio enriquecido, por exemplo o meio de Löwenstein-Jensen (usado no isolamento de micobactérias), um meio sólido à base de ovo inteiro, sais minerais, glicerina, asparagina, fécula de batata e verde de malaquita.

Após cerca de 21 dias de cultura em aerobiose, as colónias de Mycobacterium tuberculosis podem ser observadas. São de cor bege, secas, com superfície rugosa e com uma forma característica de couve-flor.

Técnicas de identificação

Os métodos de identificação padrão das micobactérias são a cultura e análise morfológica das colónias em meio sólido associado ao uso de testes bioquímicos. Na identificação de Mycobacterium tuberculosis, três testes são utilizados: apresenta um teste da niacina positivo, um teste nitrato redutase também positivo e uma fraca atividade da catalase a 22ºC que desaparece a 68ºC. Porém, estes testes são morosos e laboriosos.

A utilização de sondas moleculares é, atualmente, a forma mais utilizada para identificar e diferenciar as micobactérias. Estas sondas, produzidas comercialmente, são de rápida utilização (cerca de duas horas), sensíveis e específicas.

Habitat

O reservatório natural de Mycobacterium tuberculosis é o ser humano e a sua transmissão faz-se diretamente por via aérea, através de gotículas de saliva, chamadas gotículas de Flügge, expelidas pelo doente quando tosse, espirra ou fala. Cerca de dois milhões de bacilos Koch são expelidos pelo tuberculoso quando espirra. Ocasionalmente, os animais domésticos, cães e gatos, podem ser contaminados.

Mecanismo de infeção

Um doente tuberculoso com infeção pulmonar emite, ao falar, espirrar ou tossir, gotículas de Flügge que carregam 1 a 3 bacilos de Koch (por gotícula). Essas gotículas, inaladas pelos indivíduos saudáveis, chegam aos alvéolos pulmonares.

Os bacilos são fagocitados por macrófagos circulantes dentro dos quais multiplicam-se, são libertados, após o rebentamento das células, e novamente fagocitados.

Simultaneamente, os macrófagos libertam citocinas que recrutam outros macrófagos e outras células mononucleares do sistema imunitário que se agregam à volta do foco infecioso primário até formar um tubérculo. Este tubérculo pode permanecer intato durante vários meses ou até anos, pode diminuir de tamanho ou calcificar. Em 90% dos casos, a infeção é assintomática e designa-se primoinfeção latente.

Nos restantes casos, se o sistema imunitário estiver enfraquecido, a doença pode desenvolver-se (primoinfeção patente). Os bacilos podem atravessar a barreira dos alvéolos e ser expelidos pelo doente.

Após dias, meses ou anos, um indivíduo que passa por um estado imunodeprimido pode sofrer uma infeção secundária quer por reativação de um foco latente (endógena) quer por reinfeção (exógena) e desenvolver a doença.

Em raros casos, os bacilos migram e infetam outros órgãos (infeção extrapulmonar) como os gânglios, os ossos, os rins ou, numa forma mais grave, as meninges.

 

 

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References:

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Cole, S.T. et al. (1998). Deciphering the biology of Mycobacterium tuberculosis from the complete genome sequence. Nature. 393, p537-544.

Gengenbacher, M. and Kaufmann, S. (2012). Mycobacterium tuberculosis: success through dormancy. FEMS Microbiology Reviews. 36 (3), p514-532.

Murray, P. et al. (2013). Mycobacterium. In: Medical microbiology. 7th ed. Philadelphia: Elsevier Inc. p235-347.

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