universidade federal de rondônia núcleo de saúde programa
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE RONDÔNIA NÚCLEO DE SAÚDE PROGRAMA DE MESTRADO E DOUTORADO EM BIOLOGIA EXPERIMENTAL MARIA DO SOCORRO CALIXTO DE OLIVEIRA AVALIAÇÃO DA FREQUÊNCIA E CARACTERIZAÇÃO GENÉTICA DE MICOBACTÉRIAS NÃO CAUSADORAS DE TUBERCULOSE (MNT) E COMPARAÇÃO COM ISOLADOS AMBIENTAIS PORTO VELHO 2015 MARIA DO SOCORRO CALIXTO DE OLIVEIRA AVALIAÇÃO DA FREQUÊNCIA E CARACTERIZAÇÃO GENÉTICA DE MICOBACTÉRIAS NÃO CAUSADORAS DE TUBERCULOSE (MNT) E COMPARAÇÃO COM ISOLADOS AMBIENTAIS Tese apresentada ao Curso de Pós-Graduação em Biologia Experimental do Núcleo de Saúde da Universidade Federal de Rondônia/UNIR, como requisito para obtenção de título de Doutor em Biologia Experimental. Orientadora: Profª. Drª. Maria Manuela da Fonseca Moura Co-orientadores: Dr. Philip Noel Suffys Drª. Cleoni Alves Mendes de Lima PORTO VELHO 2015 UNIVERSIDADE FEDERAL DE RONDÔNIA NÚCLEO DE SAÚDE PROGRAMA DE MESTRADO E DOUTORADO EM BIOLOGIA EXPERIMENTAL MARIA DO SOCORRO CALIXTO DE OLIVEIRA AVALIAÇÃO DA FREQUÊNCIA E CARACTERIZAÇÃO GENÉTICA DE MICOBACTÉRIAS NÃO CAUSADORAS DE TUBERCULOSE (MNT) E COMPARAÇÃO COM IS OLADOS AMBIENTAIS Tese apresentada ao Curso de Pós-Graduação em Biologia Experimental do Núcleo de Saúde da Universidade Federal de Rondônia/UNIR, como requisito para obtenção de título de Doutor em Biologia Experimental. Aprovado em: 02 de Julho de 2015 DEDICATÓRIA Aos meus pais, pelo amor, carinho e estímulo, dedico-lhes esta conquista como gratidão. AGRADECIMENTOS A Deus por andar sempre ao meu lado, por me encher de benções de dia e noite e por me carregar no colo quando o fardo parece pesado demais. À minha orientadora Profª. Drª. Maria Manuela da Fonseca Moura, pela oportunidade, confiança e paciência. À Dra. Cleoni Alves Mendes de Lima, mais do que co-orientadora, uma amiga, sempre presente, solícita e disposta a somar com seus conhecimentos. Obrigada pelo seu apoio constante, carinho e orientação. Ao meu co-orientador Dr. Philip Noel Suffys por suas importantes contribuições, parceria e ensinamentos. Aos meus irmãos, Valney, Vanuza, Vanúbia, Vanderley e Sônia Honora e à minha querida sobrinha Ana Laura pelo amor e companherismo. À minha família que mora no Ceará, em especial, minha avó Raimunda, obrigada por me incentivarem nesta caminhada. À minha família espiritual Igreja Batista Novo Éden, na pessoa do Pastor Luiz, agradeço a todos pelas orações. Ao meu namorado Juscelino, obrigada pelo carinho e incentivo ao longo destes anos. Aos meus amigos Denise, Najla, Jefferson, Vulmar, Lene, Angela pelo apoio e incentivo. . Ao Laboratório Central de Rondônia - LACEN na pessoa do Diretor Luiz A. A. Tagliani por permitir que a pesquisa fosse realizada nesta Instituição. À Agência de Vigilância Sanitária-AGEVISA, na pessoa da Diretora Dra. Arlete Baldez. E aos demais colegas contribuidores, Anderson, Daniele, Liziane, Shirle, Nancy, Wilson e principalmente à Luzinete e Ray, todos do LACEN-RO. Aos colegas do Laboratório de Biologia Molecular Aplicada a Micobactérias – FIOCRUZ/ IOC/ RJ pela convivência e ensinamentos. Fiz o melhor que pude na corrida, cheguei até o fim, conservei a fé. 2 Tm 4:7 RESUMO As micobactérias não causadoras de tuberculose (MNT) estão amplamente distribuídas no ambiente, tendo sido isoladas na água, incluindo água canalizada, solo, animais, equipamentos cirúrgicos e, inclusive em soluções desinfetantes. A capacidade das MNT em produzir doença está claramente documentada na literatura e sua importância clínica vem aumentando progressivamente. Neste contexto, foi realizado um estudo sobre a frequência e caracterização genotípica das MNT a fim de determinar o perfil existente no Estado de Rondônia. Além disso, foram isoladas espécies de MNT de amostras ambientais das residências dos pacientes que adquiriram doença pulmonar por MNT. Os isolados clínicos foram cedidos pelo acervo do Laboratório de Tuberculose e outras Micobactérias/LACEN/RO, provenientes de pacientes atendidos nas Unidades de Saúde dos municípios do Estado de Rondônia. Em um total de 80 indivíduos sintomáticos respiratórios, sendo, 21 pacientes segundo os critérios ATS com 76 isolados e 59 pacientes com 63 isolados de cultura única, recebidos no período de janeiro de 2008 a dezembro de 2013. As amostras ambientais foram provenientes de 15 residências dos pacientes acometidos por doença causada por MNT. Foram coletadas 33 amostras de água, 15 amostras de solo e 41 de biofilmes. Para caracterização das espécies foi utilizado o método molecular PRA-hsp65 (PCR-restriction enzyme pattern analyses) e pelo sequenciamento dos genes RNAr 16S e hsp65 em isolados não determinadas pela metodologia de PRA-hsp65 em amostras clínicas e nas amostras ambientais foram utilizados ambos os métodos para identificação em nível de espécie. Nas amostras clínicas, as espécies de MNT mais frequentemente identificadas foram M. fortuitum 16 (21,3%) M. abscessus 13 (17,3%), M. intracellulare 9 (13.3%) e M. avium 7 (9,3%). Dos 45 isolados ambientais identificados em nível de espécie as mais frequentes foram M. fortuitum 19 (41,3%), M. gordonae 6 (13%), MAC 4 (8,7%). Em 3 casos, observamos a mesma espécie em amostras pulmonares e no ambiente (M.fortuitum e M.gordonae). Desses, um caso de infecção mista foi analisado e observou-se 98% e 97% de similaridade de M. fortuitum nas amostras clínica e ambiental, respectivamente, em relação à cepa de referência. Enquanto que em relação ao M. gordonae foi observada 97% de similaridade. Dos 80 pacientes estudados o maior número de indivíduos foram do sexo masculino (66%) com uma faixa etária média de 51 anos. Este estudo demonstra a presença generalizada de micobactérias patogênicas no ambiente (sistema de canalização, água e solo). Sendo de grande relevância informações sobre a distribuição ambiental local de MNT diante do risco potencial que elas possuem de causarem doenças. Com o aumento crescente nas infecções causadas por MNT, faz-se necessária a correta e rápida identificação de espécie, especialmente para direcionar o tratamento devido às diferenças de susceptibilidade a agentes antimicrobianos. Palavras chaves: Micobactérias não tuberculosas. Doença pulmonar. Isolados ambientais. Caracterização genética. PRA. Sequenciamento. ABSTRACT Nontuberculous mycobacteria (NTM) are widely distributed in the environment and have been isolated from water, including tap water, soil, animals, surgical equipment and even from disinfectant solutions. Infections with nontuberculous mycobacteria (NTM) are becoming more frequent around the world, including in Brazil. The ability of NTM to produce disease is clearly documented in the literature and their clinical significance is increasing steadily. In this context, a study was conducted on the frequency and genotypic characterization of NTM to determine the existing profile in the state. In addition, NTM species from environmental samples were isolated from the homes of patients who acquired NTM disease. Clinical isolates were provided by the Tuberculosis Laboratory assets and other Mycobacteria/LACEN/RO, from patients attended to in health units of the municipalities in the state of Rondonia. Samples from a total of 80 individuals with respiratory symptoms, with 21 patients following ATS criteria with 76 isolates and 59 patients with 63 single culture isolates, were recieved in the period from January 2008 to December 2013. Environmental samples were collected from 15 residences of patients affected by disease caused by NTM. 33 water samples, 15 soil samples and 41 samples from biofilms were collected. For characterization of the species the PRA-hsp65 molecular method (PCR-restriction enzyme pattern analyses) was used along with sequencing of 16S rRNA and hsp65 genes, in isolates not determined by the PRA-hsp65 methodology in clinical specimens and environmental samples both methods were used for identification to the species level. In clinical samples, the NTM species most frequently identified were M. fortuitum 16 (21.3%) M. abscessus 13 (17.3%), M. intracellulare 9 (13.3%) and M. avium 7 (9.3%). Of the 45 environmental isolates identified at the species level, the most frequent were M. fortuitum 19 (41.3%), M. gordonae 6 (13%), MAC 4 (8.7%). In three cases, we observed the same species in the lung and environmental samples (M.fortuitum and M.gordonae). Of these, one case of mixed infection was analyzed and it was observed 98 % and 97% similarity M. fortuitum in clinical and environmental samples, respectively, compared to the reference strain .While in relation to M. gordonae 97% similarity was observed. Of the 80 patients studied, a greater number of individuals were male (66%) and there was a mean age of 51 years. This study demonstrates the widespread presence of pathogenic mycobacteria in the environment (sewer systems, water and soil). It is highly relevant information about the local environmental distribution of NTM on the potential risk they have to cause disease. With the growing increase in infections caused by NTM, it is necessary to have correct and rapid species identification, especially in order to direct treatment due to susceptibility differences in antimicrobial agents. Key words: nontuberculous mycobacteria. Lung disease. Environmental isolates. Genetic characterization. PRA. Sequencing. LISTA DE FIGURAS Número Legenda Pag Figura 1. Morfologia das micobactérias 19 Figura 2. Figura 3. Modelo adaptado da constituição da micobactérias. Esfregaços de cultura de micobactérias Figura 4. Árvore filogenética das micobactérias 38 Figura 5. Coleta e transporte das amostras ambientais 45 Figura 6. Sistema de filtração a vácuo 47 Figura 7. Locais de coleta de biofilme 48 Figura 8. Colônias de micobactérias em meio LJ com cicloheximida 49 Figura 9. Gel de agarose 2% demonstrando o fragmento de 441 pb obtido por PCR. Gel de agarose contendo perfis de PRA após digestão com as enzimas de restrição BstE II e Hae III. Páginas do site para análises de tamanho dos fragmentos (PRASITE). Municípios e números de amostras ambientais em que foram realizadas coletas no estado de Rondônia. Coloração por Ziehl Neelsen. 51 Figura 10. Figura 11. Figura 12. Figura 13. Figura 14. Figura 15. Figura 16. parede celular das 20 34 52 52 63 64 Números de cultura positiva para Micobactérias dos locais de 65 coletas. Alinhamento das sequências no programa BioEdit das amostras 71 ambientais e clínicas. Árvore filogenética ilustrando a análise da sequência parcial do 72 gene hsp65 reunindo as amostras ambientais e clínicas. LISTA DE TABELAS Número Legenda Tabela 1. Classificação das espécies de MNT de acordo com a patogenicidade. Habitats das micobactérias oportunistas ambientais. Distribuição dos casos notificados de infecção por micobactérias de crescimento rápido associadas a procedimentos invasivos segundo o estado de notificação entre 1998-2009. Distribuição geográfica das espécies de MNT por doença pulmonar. Distribuição dos pacientes segundo a procedência. Distribuição dos pacientes segundo o risco biológico de contrair infecção por MNT de acordo com a atividade profissional. Perfis gerados das espécies identificadas pelo PRA-hsp65 dos pacientes ATS. Isolados de cultura única identificados pelo PRA-hsp65 e sequenciamento dos genes RNAr 16S e hsp65. Frequência de Isolados de cultura única identificados pelo PRA e sequenciamento. Diversidade e frequência de MNT identificadas pelo PRA e/ ou sequenciamento. Tipo de amostras ambientais isoladas com micobactérias. Tabela 2. Tabela 3. Tabela 4. Tabela 5. Tabela 6. Tabela 7. Tabela 8. Tabela 9. Tabela 10. Tabela 11. Tabela 12. Tabela 13. Tabela 14. Tabela 15. Pag 18 20 29 30 55 56 57 59 61 62 64 Identificação e origem da amostra, velocidade de crescimento, 67 resultado do PRA e sequenciamento dos genes hsp65 e RNAr 16S. Poder discriminatório entre os genes RNAr 16S e hsp65 70 Origem dos isolados de micobactérias identificadas pelo 73 sequenciamento e PRA. Micobactérias ambientais isoladas das residências, relacionadas 73 com as espécies dos pacientes infectados. LISTA DE QUADROS Número Legenda Pag Quadro 2- Classificação das micobactérias de acordo com tempo de 17 crescimento e pigmentação das colônias. Principais espécies de MNT e seus sítios de acometimento. 25 Quadro 3- Diagnóstico de doença pulmonar por MNT. 26 Quadro 4- Provas de distinção entre CMTB e MNT. 35 Quadro 5- Regimes de tratamento recomendados para as mais 40 frequentes micobactérias não tuberculosas associadas à doença pulmonar. Iniciadores para amplificação de fragmento de quatro genes 53 para posterior sequenciamento. Quadro 1- Quadro 6- LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ANVISA Agência Nacional de Vigilância Sanitária ATS American Thoracic Society BAAR Bacilo Álcool-Ácido Resistente BstEII Enzima isolada de Bacillus stearothermophilus CMTB Complexo Mycobacterium tuberculosis DNA Ácido desoxirribonucleico dnaJ Gene que codifica uma proteína de choque térmico de 40 KDa erm Erythromycin ribosome methyltransferase gyrB Gene que codifica a sub-unidade beta da DNA girasse HaeIII Enzima isolada de Haemophilus aegyptius HIV Vírus da imunodeficiência humana hsp65 Gene que codifica a proteína de choque térmico de 65 kDa LJ Löwenstein-Jensen MAC Complexo Mycobacterium avium MCL Micobactérias de crescimento lento MCR Micobactérias de crescimento rápido mL Mililitro MNT Micobactérias não tuberculosas MS Ministério da Saúde pb Pares de bases PNB Ácido para-nitrobenzoico PRA Análise dos fragmentos de restrição enzimática de produtos de PCR recA RNA Gene com função na recombinação de DNA homólogo e reparo de danos no DNA Ácido ribonucleico RNAr Ácido ribonucleico ribossômico RNAr 16S Gene que codifica a proteína ribossômica 16S rpoB Gene que codifica a subunidade beta da RNA polimerase secA Gene que codifica componente da principal rota de secreção de proteínas através da membrana citoplasmática sodA Gene que codifica a enzima superóxido dismutase SUMÁRIO INTRODUÇÃO ........................................................................................................................ 16 1.2 CARACTERISTICAS GERAIS DAS MICOBACTERIAS ........................................... 18 1.3 HABITAT DAS MNT ..................................................................................................... 20 1.4 BIOFILMES .................................................................................................................... 23 1.5 MICOBACTERIOSE ..................................................................................................... 24 1.6 EPIDEMIOLOGIA DAS INFECÇÕES CAUSADAS POR MNT ................................ 28 1.7 MÉTODOS PARA ISOLAMENTO DAS MNT............................................................ 32 1.8 DIAGNOSTICO LABORATORIAL DAS MICOBACTERIAS .................................. 33 1.8.1 Identificação fenotípica ................................................................................................. 34 1.8.2 Identificação Molecular ................................................................................................ 35 1.9 TRATAMENTO DAS MNT ........................................................................................... 39 2 JUSTIFICATIVA...................................................................................................................41 3. OBJETIVOS ......................................................................................................................... 42 3.1 OBJETIVO GERAL ........................................................................................................ 42 3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ......................................................................................... 42 4 MATERIAIS E MÉTODOS .................................................................................................. 43 4.1 AMOSTRAGEM ............................................................................................................. 43 4.2 ASPECTOS DE BIOSSEGURANÇA............................................................................. 43 4.3 ASPECTOS ÉTICO-LEGAIS ......................................................................................... 43 4.4 CRITÉRIOS DE INCLUSÃO ......................................................................................... 44 4.5 PROCEDIMENTOS LABORATORIAIS ....................................................................... 44 4.5.1 Culturas de Micobactérias de Amostras Clínicas .......................................................... 44 4.5.2 Isolamento de Micobactérias de Amostras Ambientais ................................................ 45 4.5.3 Biofilmes ....................................................................................................................... 47 4.5.4 Identificação Fenotípica ................................................................................................ 48 4.5.5 Armazenamentos dos isolados ambientais .................................................................... 49 4.6 IDENTIFICAÇÃO MOLECULAR ................................................................................. 49 4.6.1 Extração e purificação de ácidos nucléicos micobacterianos........................................ 49 4.6.2 Análise do polimorfismo dos fragmentos de restrição enzimática do produto de PCR de hsp65 (PRA-hsp65) ............................................................................................................. 50 RESULTADOS ........................................................................................................................ 55 5.1 ASPECTOS ESPIDEMIOLÓGICOS .............................................................................. 55 5.2 IDENTIFICAÇÃO DAS MNT ...................................................................................... 57 5.2.1 PRA-hsp65 e sequenciamento parcial dos genes RNAr 16S e hsp65 ......................... 57 5.3 ISOLADOS AMBIENTAIS ............................................................................................ 63 5.3.1 Identificação dos Isolados Ambientais.......................................................................... 65 5.3.2 Genes RNAr 16S, hsp65 e análise filogenética.............................................................70 5.4 COMPARAÇÃO DAS ESPÉCIES DE MNT ENTRE OS ISOLADOS CLÍNICOS E AMBIENTAL...........................................................................................................................73 6 DISCUSSÃO ......................................................................................................................... 75 CONCLUSÃO .......................................................................................................................... 91 PERSPECTIVAS ..................................................................................................................... 92 REFERÊNCIAS ....................................................................................................................... 93 APÊNDICE A- Questionário Epidemiológico ....................................................................... 111 APÊNDICE B- Parecer Ético ................................................................................................. 115 APÊNDICE C- Termo de Consentimento Livre e Esclarecido .............................................. 117 16 INTRODUÇÃO Historicamente, as infecções humanas por Mycobacterium se pensava que eram provocadas sobretudo pelo Mycobacterium tuberculosis. O extenso impacto social desta infecção é lendário, mas recentemente, outras espécies de micobactérias que causam doença clínica semelhante foram identificadas e, em muitas regiões geográficas, se tornou mais frequente e mais prejudicial do que a tuberculose. Estes organismos são denominados por uma variedade de nomes: Micobactérias Não Tuberculosas (MNT), micobactérias atípicas ou ainda micobactérias outras que não M. tuberculosis (MOTT) (JOHNSON & ODELL, 2014). As MNT estão amplamente distribuídas no meio ambiente, tendo sido isoladas na água, incluindo água canalizada, solo, animais, equipamentos cirúrgicos e, inclusive em soluções desinfetantes. A infecção ocorre por inalação, inoculação ou ingestão de material contaminado por micobactérias, podendo causar doenças pulmonares e infecções de feridas cirúrgicas em diferentes tecidos, porém parece não ocorrer transmissão de pessoa a pessoa (COWMAN et al., 2012; GÓMEZ, 2009). O Brasil tem um amplo território, e uma considerável parte do país tem um clima quente e úmido, condições estas favoráveis ao desenvolvimento de micobactérias (ROCHA et al, 2002). Além disso, cada vez mais estão sendo identificadas espécies adaptadas a ambientes com condições adversas (poucos nutrientes, baixo pH e temperaturas extremas) (De GROOTE & HUITT, 2006). 1.1 CLASSIFICAÇÃO DAS MICOBACTÉRIAS As micobactérias pertencem ao domínio Bacteria, Ordem Actinomycetales, subordem Corynebacterineae, família Mycobacteriaceae e gênero Mycobacterium. A definição taxonômica para este gênero se baseia em três critérios: álcool-ácido resistência, conteúdo de guanina-citosina do seu DNA de 61-71% e síntese de ácidos micólicos. Com os avanços das técnicas moleculares nos estudos taxonômicos, a partir da década de 1990, um número crescente de novas espécies tem sido descrito. Atualmente o gênero Mycobacterium é composto por 169 espécies e 13 subespécies (EUZÉBY, 2015; TORTOLI, 2006). O gênero Mycobacterium é composto pelo complexo M. tuberculosis (CMTB) que compreende além do M. tuberculosis, M. bovis, M. bovis-BCG, M. africanum, M. microti, M. caprae, M. canettii, M. pinnipedii, Mycobacterium mungi” (ALEXANDER et al., 2010; 17 INGEN, 2012; PANTEIX et al., 2010) e “Mycobacterium origys”(INGEN et al, 2012). Estas últimas entre aspas, não aparecem na lista oficial de nomenclatura de bactérias pertencentes ao complexo (http://www.bacterio.cict.fr). O gênero Mycobacterium é ainda composto pelo M. leprae e outras espécies denominadas micobactérias não tuberculosas (MNT), estas com diferentes características fenotípicas, genéticas e patogênicas (BRASIL/MS, 2008; TORTOLI, 2003; ZAMARIOLI et al., 2008). Diversas classificações foram propostas para as micobactérias nos últimos 60 anos baseadas em diferentes características como genótipo, tempo de crescimento, patogenicidade, origem, relação agente-hospedeiro, habitat (RUNYON, 1959; TORTOLI, 2003). No entanto, a classificação mais aceita atualmente foi proposta por Runyon (1959), que separa as micobactérias pertencentes ao complexo M. tuberculosis das demais e divide as não pertencentes a este complexo em quatro grupos baseados nos tempos de crescimento e produção de pigmentos carotenoides (Quadro 1). Quadro 1- Classificação das micobactérias de acordo com tempo de crescimento e pigmentação das colônias Grupo I Características da cultura São as fotocromogênicas e produzem pigmentos (amarelo ou laranja) somente após a exposição à luz (M. kansasii, M. marinum, M. simiae, M. genavense, M. asiaticum). II São as escotocromogênicas que produzem pigmento (amarelo ou laranja) no escuro ou no claro (M. srofulaceum, M. szulgai, M. xenopi, M. celatum, M. gordonae, M. flavescens) III São as não-fotocromogênicas que não produzem pigmento em qualquer situação (complexo M. avium-intracellulare, M. paratuberculosis, M. terrae, M. triviale, M. shimoidae) IV Engloba todas as micobactérias de crescimento rápido com ausência ou aparecimento tardio de pigmentação (M. fortuitum, M. chelonae, M. abscessus, M. massiliense, M. thermoresistible) Fonte: Brasil/MS (2008). As espécies que apresentam crescimento em meio sólido após sete dias são classificadas como micobactérias de crescimento lento (MCL) e aquelas que apresentam crescimento em menos de sete dias, micobactérias de crescimento rápido (MCR). As micobactérias são também classificadas conforme sua capacidade de causar doença no homem como potencialmente patogênicas e não patogênicas (Tabela 1). 18 Tabela 1-Classificação das espécies de MNT de acordo com a patogenicidade. PATOGÊNICAS M.leprae M. avium M.avium subsp.paratuberculosis M. abscessus M. asiaticum M. agri M. aichiense M. alvei M. aurum M. brumae M. austroafricanum M. chitae M. chubuense M. confluentes Fonte: Brasil/MS, 2008 M. tuberculosis M. bovis M. africanum M. microti M. caprae POTENCIALMENTE PATOGÊNICAS M branderi M. genavense M.malmoense M. celatum M. haemophilum M. marinum M. chelonae M. intracellulare M.peregrinum M. fortuitum M. kansasii M.scrofulaceum RARAMENTE PATOGÊNICAS M. cooki M. gordonae M. phlei M.diernhoferi M. hassiacum M. porcinum M. duvalii M. komossense M. pulveris M. fallax M. lepraemurium M. rhodesiae M.farcinogenes M. mucogenicum M. senegalense M. flavescens M.nonchromogenicm M. shimoidei M. gadium M. neoaurum M. smegmatis M. gastri M. obuense M. sphagni M. gilvum M. simiae M. szulgai M. ulcerans M. xenopi M. terrae M.thermoresistible M. tokaiense M. triviale M. vaccae 1.2 CARACTERISTICAS GERAIS DAS MICOBACTERIAS O gênero Mycobacterium se caracteriza como bacilos retos ou ligeiramente curvos, aeróbios, embora algumas espécies possam crescer em atmosfera com reduzido O2, imóveis e não esporulados. Medem aproximadamente 0,2 a 0,6 x 1,0 a 10 μm, não apresentam cápsula ou micélio aéreo (figura 1). A morfologia colonial varia conforme a espécie, variando de lisa a rugosa e de não pigmentada a pigmentada. Esse pigmento pode ser amarelo, laranja ou, raramente, róseo, normalmente devido aos pigmentos carotenoides (GOODFELLOW & MAGEE, 1998; KUBICA & WAYNE, 1984; PFYFFER et al., 2003). 19 Figura 1 - Morfologia das micobactérias Fonte: www.uct.ac.za/depts/mmi/lsteyn/cellwall.html Uma característica partilhada entre as micobactérias e que as distingue das demais bactérias refere-se à detenção de fucsina básica pela parede celular, mesmo após serem submetidas à descoloração com álcool acidificado, conferindo-lhes a designação de bacilos álcool-ácido resistente (BAAR) (WINN et al., 2008). A temperatura ótima de crescimento conforme a espécie pode variar entre 30ºC a 45ºC e o pH suportado é limitado entre 6 e 8, sendo o pH ótimo de 6,7 a 6,9 (PFYFFER, 2007). O tipo de colônias que se originam é variável, podendo tratar-se de colônias arredondadas de consistência mucoide, com superfície lisa ou irregular e aspecto seco ou húmido (WAYNE & KUBICA, 1986). As micobactérias são diferentes das demais bactérias em uma série de propriedades, muitas das quais estão relacionadas com a quantidade e tipos de lipídeos complexos que compõem a parede celular (glicolipídeos, ácidos micólicos, arabinogalactano, lipoarabinomananos - LAM, peptídeoglicano - N-glicolilmurâmico) (Figura 2). Esta estrutura lipídica pode atingir até 60% do peso seco da célula e está associada a profundos efeitos biológicos no hospedeiro. Essa proteção confere a resistência a antibióticos, pois a grande maioria é incapaz de penetrar na parede celular. A presença de ácidos micólicos na parede celular é responsável pela propriedade tintorial mais peculiar destas bactérias (CATTOIR et al., 2004; PRIMM et al., 2004; WINN et al., 2008). 20 Figura 2 - Modelo adaptado da constituição da parede celular das micobactérias, proposto por McNeil & Brennan (http://www.scielo.br/img/revistas/mioc/v101n7/v101n7a01f01.gif ) 1.3 HABITAT DAS MNT As micobactérias ambientais apresentam grande capacidade de sobreviver e multiplicar-se sob diversas condições ambientais: são arilsulfatase e catalase positivas e lisozima resistentes. São relativamente resistentes à dessecação, a álcali e a muitos desinfetantes químicos, tornando-se difícil prevenir sua transmissão em instituições e em meios urbanos em geral (DUCATI et al., 2004). Com grandes variações de temperatura, variações de pH e grande resistência à desinfecção por cloro (LECLERC et al., 2002), o crescimento dessas micobactérias em água doce, marinha e estuarina fica favorecido (LECLERC et al., 2002) (Tabela 2). Tabela 2. Habitats das micobactérias oportunistas ambientais Habitats Gerais Habitats Específicos ___________________________________________________________________________ Águas naturais Lagos, lagoas, estuários, pântanos, rios Águas potáveis Sistemas de distribuição, sistemas dos edifícios Biofilmes Canos, tubagens, filtros Solo Solos, turfa, terra de vasos Aerosóis Gotículas de água, aerosóis em ambientes fechados, poeiras Fômites Broncoscópios, catéteres Edifícios Paredes úmidas ou encharcadas ___________________________________________________________________________ Fonte: FALKINHAM, 2002 21 Os seres humanos são expostos a micobactérias transmitidas pela água através da bebida, natação e no banho. Além disso, aerossóis gerados durante essas atividades podem ser inalados, (FALKINHAM, 2003) resultando potencialmente na doença. Há relatos de que indivíduos susceptíveis podem adquirir a infecção por água potável em suas próprias casas (THOMSON, et. al., 2013b). Tem ocorrido um aumento no número de espécies de micobactérias potencialmente patogênicas cuja via de transmissão está associada à água. Em 1997, Hunter relatou que cerca de oito espécies de micobactérias tinham sido associadas à transmissão por via aquática de doenças humanas. As espécies relatadas foram M. avium, M. fortuitum, M. gordonae, M. marinum, M. scrofulaceum, M. terrae, M. ulcerans, e M. xenopi. Ultimamente, a lista continua a crescer, com a adição de M. chelonae, M. immunogenum, M. abscessus, M. kansasii, M. ulcerans, M. szulgai, M. simiae, M. palstre e M. avium subsp. paratuberculosis. Desde o início da década de 90, foi dado ênfase ao isolamento e contagem de M. avium em águas devido ao grande número de infecções por essa bactéria em pacientes com AIDS (JORDÃO JR., 2008; HORSBURGH JR, 1992). Tem sido demonstrado que isolados de M. avium recuperados a partir de pacientes com AIDS foram clonalmente relacionados com isolados recuperados a partir da água para o qual os pacientes tinham sido expostos (VON REYN et al., 1994). Tortoli (2003), estudando novas espécies de micobactérias desde o começo da década de 1990, afirma que espécies como M. brumae, M. alvei, M. botniense, M. cookii, M. genavense, M. tusciae, M. palustre, M. bohemicum podem ter como fontes naturais o solo e águas provenientes de lagos, rios, e sistemas de distribuição. Sendo assim, essas espécies pouco estudadas de microbactérias não tuberculosas podem ser potencialmente patogênicas aos seres humanos. As espécies M. kansasii e M. xenopi têm sido frequentemente isoladas em abastecimento de águas e de esgotos, mas seu reservatório natural é desconhecido. Algumas espécies são raramente encontradas em condições naturais, mas frequentemente encontradas em ambiente artificial é o caso de M. marinum, M. chelonae e M. avium (LEÃO, et. al., 2004). A cloração é utilizada para desinfecção residual no sistema de abastecimento para impedir a recontaminação da água e para manter os padrões microbiológicos. Todavia, com a eliminação de microrganismos em água tratada, a competição é reduzida favorecendo o crescimento de bactérias resistentes ao cloro como as do gênero Mycobacterium, sendo estas frequentemente isoladas de águas tratadas e cloradas (GOMILA; RAMIREZ; LALUCAT, 22 2007; LEITE, 1991). Outro fator na sobrevivência da micobactéria é sua associação com amebas de vida livre e outros protozoários (VAEREWIJCK, et al., 2005). Solos também apresentam uma grande variedade e um elevado número de micobactérias oportunistas ambientais, sendo que uma potencial fonte de micobactérias são os vasos com terra. Foram observadas em amostras coletadas a partir de plantas envasadas micobactérias com frequência de 89%, incluindo o M. avium (27%) e M. intracellulare (28%) (FALKINHAM, 2002) Além disso, foram identificadas espécies de M. fortuitum, e outras micobacterias de crescimento rápido estreitamente relacionadas com esta espécie (HRUSKA & KAEVSKA, 2012) em isolados micobacterianos a partir do solo. Estudos revelaram que solos na Finlândia, oriundos da floresta boreal ricos em turfa, contém um elevado número de micobactérias (IVANAINEN, et al., 1997), e isso tem sido associado com a alta frequência de infecção por micobactérias em pacientes com AIDS (KATILA et al., 1995) e com o aumento do número anual de pacientes finlandeses diagnosticados com infecções por M. avium, M. intracellulare e M. malmoense (RISTOLA, et al., 1999). Micobactérias de sedimentos do rio podem ser transferidas para o solo por inundações ou pela ejeção de micro gotículas na formação de aerossóis (WHITE et al., 2010). Estudos mostraram evidências da presença de MNT de crescimento rápido em solos poluídos e sugerem que podem ser importantes agentes de mineralização de poluentes (FALKINHAM, 2009; WANG et al., 2006;). As micobactérias oportunistas ambientais também foram isoladas de animais domésticos e selvagens, no entanto, ainda não está claro, quando a fonte é o animal ou o meio ambiente (FALKINHAM, 2002). Isolados de MNT foram encontrados em edifícios úmidos e bolorentos (ANDERSSON et al., 1997) e além disso, a presença de micobactérias em tecidos vegetais tem sido uma preocupação devido à possível transmissão para animais e seres humanos (KAZDA et. al., 2009). Os chamados ambientes sintéticos são colonizados por um espectro considerável de espécies de micobactérias, algumas das quais vivem quase exclusivamente em habitats sintéticos (LEÃO et al., 2005). 23 1.4 BIOFILMES Biofilmes microbianos são definidos como comunidades complexas formadas por micro-organismos aderidos a superfícies sólidas ou semi-sólidas envolvidas por uma matriz de polissacarídeos. A organização dos micro-organismos em biofilmes constitui uma forma de proteção ao desenvolvimento e permite a sobrevivência em ambientes hostis. Biofilmes têm a capacidade de formar-se em qualquer superfície úmida, sendo ela biótica ou abiótica (DAVEY & O’TOOLE, 2000). As MNT podem formar biofilmes em condições de baixa quantidade de nutrientes, tornando as superfícies dos sistemas de distribuição de água potável em um ambiente para o seu crescimento e possível disseminação (HALL-STOODLEY; KEEVIL E LAPPIN-SCOTT. 1999). A alta hidrofobicidade da micobactéria permite a formação de biofilmes em diversas superfícies orgânicas, como exemplo os plásticos, silicone, celulose e borracha e superfícies inorgânicas como o cobre e o vidro (FALKINHAN, 2002; SCHUZLE-ROBBECKE et al., 1992). A relação das micobactérias com biofilmes tem sido observada há décadas em amostras clinicas e ambientais. A presença de micobactérias ambientais nesses biofilmes pode causar impactos na saúde humana e podem ser responsáveis por infecções e surtos de doenças, devido a problemas de contaminação (SENNA et al., 2008). A detecção de micobactérias em biofilmes oriundos de diferentes sistemas hídricos tem sido relatada, embora a identificação das espécies não tenha sido alcançada em todos os casos. Espécies de crescimento rápido, como M. fortuitum e M. chelonae, têm sido descritos como parte desses biofilmes polimicrobianos, onde micobactérias de crescimento lento também foram isoladas. Segundo o estudo de Esteban et al. (2008), 15 espécies testadas obtidas de coleções internacionais de culturas (ATCC) de micobactérias de crescimento rápido (MCR) (M. fortuitum , M. chelonae, M. abscessus, M. peregrinum, M. mucogenicum, M. septicum, M. immunogenum, M. mageritense , M. porcinum , M. senegalense, M. elephantis, M. smegmatis, M. goodie, M. alvei, e M. brumae ) revelaram habilidade em formar biofilmes in vitro, sendo a composição química do meio capaz de influenciar o tempo necessário para o desenvolvimento do biofilme. O mecanismo de formação de biofilme por micobactérias não é totalmente compreendido e só recentemente foram estudados (VAEREWIJCK et al., 2005). As micobactérias podem alcançar espalhamento em superfícies por um mecanismo de 24 deslizamento. Esta forma de mobilidade é susceptível de desempenhar um importante papel na colonização da superfície no ambiente bem como no hospedeiro (MARTINEZ, TORELLO & KOLTER, 1999). Considerando que os sistemas de distribuição de águas potáveis possuem milhares de quilômetros de canos, assume-se que o número de micobactérias em suspensão não é mantido pela introdução de águas do exterior, mas sim pela grande quantidade de biofilmes (FALKINHAM, 2002). 1.5 MICOBACTERIOSE As MNT podem causar uma variedade de doenças, chamadas micobacterioses, que podem afetar humanos e animais e que diferem em gravidade e importância para a saúde pública de acordo com a sua virulência. Este grupo é responsável por um amplo espectro de manifestações, que incluem infecções de pele e tecidos moles, infecções pulmonares crônicas e progressivas, infecções gastrointestinais, linfadenites em crianças e, especialmente em pacientes imunodeprimidos, infecções disseminadas (KATOCH, 2004; JHONSON et al., 2008; SALEEB & OLIVIER, 2010). O quadro 2 apresenta as principais MNT associadas a infecções em humanos e seus sítios mais comuns de acometimento (GENTRY, 2005). 25 Quadro 2. Principais espécies de MNT e seus sítios de acometimento MNT (crescimento lento) Complexo M. avium M. genavense M. haemophilum Sítios mais comuns Sítios menos comuns Pulmões, linfonodos, infecção Pele disseminada Gastrointestinal, infecção disseminada Pulmões M. kansasii Linfonodos (cervicais), pele, pulmões, Intraocular ossos, articulações, infecção disseminada. Pulmões, infecção disseminada. Pele, linfonodos M. malmoense Pulmões M. marinum Pele M. scrofulaceum Linfonodos (cervicais) M. ulcerans Pele M. xenopi Pulmões MNT (crescimento rápido) M. chelonae M. abscessus Sítios mais comuns Linfonodos, pele, ossos, articulações, infecção disseminada Linfonodos, espaço articular, infecção disseminada Pulmões, pele, infecção disseminada Infecção disseminada Linfonodos, espaço articular, infecção disseminada Sítios menos comuns Pele, cateter, infecção disseminada Pulmões Pele, ossos, articulações, cateter, Pulmões infecção disseminada M. fortuitum Pele, cateter M. massiliense Pele, articulações Pulmões, ossos, olhos Pulmões linfonodos, articulações, Fonte: Gentry (2005) Recentemente, a notificação de doenças causadas pelas MNT se tornou obrigatória somente para casos de infecção após procedimentos cirúrgicos realizados em serviços de saúde, levando à falta de registros oficiais para que se possa estimar sua prevalência (BRASIL/MS, 2008; UEKI et al., 2005). A doença pulmonar por MNT geralmente ocorre em pacientes com doença pulmonar crônica como pneumoconiose, doença pulmonar obstrutiva crônica, tuberculose pré-existente, bronquite crônica, bronquiectasia e doença esofágica associada à aspiração crônica de material alimentar pelas vias aéreas (HADAD et al., 2005 KATOCH, 2004;). Os sinais e 26 sintomas do comprometimento pulmonar são inespecíficos, incluindo tosse crônica, expectoração e fadiga. No entanto, na maioria das vezes, a sintomatologia clínica se assemelha à evolução crônica da tuberculose (GRIFFITH et al., 2007). Nas formas mais avançadas da doença o mal-estar, dispneia, febre, hemoptise e perda de peso podem surgir (CAMPOS, 2000; GRIFFITH et al., 2007; HADAD et al., 2005). Pelo menos 40 espécies de MNT estão associadas à doença pulmonar (DALEY & GRIFFITH, 2010). Segundo a American Thoracic Society (ATS), o diagnóstico das formas pulmonares deve ser baseado em critérios clínicos, microbiológicos e radiológicos (Quadro 3). Devido à ampla distribuição das MNT no meio ambiente, é necessário mais de um isolamento pela possibilidade de contaminação da amostra. Quadro 3- Diagnóstico de doença pulmonar por MNT Critérios clínicos e radiológicos 1.Sintomas respiratórios associados a opacidades nodulares ou cavidades na radiografia e/ou bronquiectasia e múltiplos pequenos nódulos na tomografia computadorizada de tórax. e 2. Exclusão de outros diagnósticos, especialmente a tuberculose. Critérios microbiológicos 1. Cultura positiva em duas amostras diferentes de escarro ou 2. Uma cultura positiva por escovado ou lavado broncoalveolar (LBA) ou 3. Biópsia pulmonar: processo inflamatório granulomatoso crônico e/ou BAAR no tecido associado â cultura positiva em tecido, escarro ou LBA. Fonte: Griffith et al.(2007) As doenças causadas por MNT na pele ou tecidos moles geralmente apresentam sinais e sintomas de inflamação como dor, aumento de temperatura, eritema, nódulos e ou abscessos, podendo evoluir com drenagem de secreção, fístulas ou deiscências de suturas. O período de incubação pode variar de uma semana a dois anos (HADAD et al., 2005). As lesões dermatológicas após perfuração e trauma, comumente, são causadas por MCR como, M. fortuitum, M. abscessus ou M. chelonae (DUARTE et al., 2009; WALLACE et al., 1983). As MNT também são responsáveis por doenças que acometem pacientes que ficam expostos ou em contato prolongado com ambientes aquáticos, causando ferimentos ou microtraumas na pele. Casos de granulomas na pele foram descritos em pacientes infectados pelo 27 M. marinum através da manipulação com peixes e águas contaminadas (STAMM & BROWN, 2004). A úlcera de Buruli (BU) é uma doença bacteriana necrotizante da pele causada por M. ulcerans que produz uma toxina, chamado micolactona (ML), que é essencial para a virulência bacteriana. A doença tem sido documentada em mais de 30 países em todo o mundo, embora a maioria dos casos ocorra na África Ocidental, principalmente Benin, Costa do Marfim e Ghana (WALSH; PORTAELS; MEYERS et al., 2011). A linfadenite cervical localizada, causada por MNT, é mais comum na infância e com pico de incidência entre um e cinco anos de idade (CABRIA, et al., 2002; HAZRA, 1999; WOLINSKY, 1995). Na ausência de infecção por HIV, a linfadenite raramente afeta adultos (GRIFFITH et al., 2007). Doença disseminada causada por M. avium ocorre em situações de imunodepressão severa, em 90% dos casos em pacientes HIV positivos e mais raramente têm sido relatadas em pacientes imunodeprimidos com insuficiência renal crônica, transplantes cardíacos, uso de corticoide crônico e leucemias (GRIFFITH et al., 2007). A presença de MNT em amostras de água de hospital tem sido associada a surtos nosocomiais (PHILIP & VON REYN, 2001). Em relação a micobacterioses em animais, a maioria das infecções por M. avium e M. intracellulare em gado são detectadas no momento do abate e as lesões são mais restritas em gânglios linfáticos perto do aparelho digestivo. O potencial zoonótico de infecções pelo complexo M. avium (MAC) é mal compreendido (FREITAS et al., 2001). Doenças são mais comuns em agricultores (FALKINHAM, 1996), possivelmente como resultado do contato com animais ou seus produtos. Ao contrário da infecção por M. avium em aves selvagens e domésticas, a infecção por M. avium em mamíferos ocorre apenas esporadicamente e raramente é transmissível (THOREL et al., 2001). Com o aumento crescente nas infecções causadas por MNT, faz-se necessária a correta e rápida identificação de espécie, especialmente para direcionar o tratamento devido às diferenças de susceptibilidade a agentes antimicrobianos, dependendo da espécie de MNT (SHIN et al, 2009), representando uma emergência clínica que não pode ser subestimada (WU et al, 2009). 28 1.6 EPIDEMIOLOGIA DAS INFECÇÕES CAUSADAS POR MNT Ao longo das últimas três décadas, tem sido observado que tanto a incidência, isolamento no laboratório e a prevalência das doenças por MNT estão aumentando. Esta mudança tem sido atribuída, em parte, a melhoria das técnicas de cultivo, juntamente com a maior consciência da doença. As infecções por MNT, ao contrário de tuberculose, não necessitam de notificação pelos órgãos públicos (a não ser pós-cirúrgicas), o que dificulta uma compreensão exata da epidemiologia (JOHNSON & ODELL, 2014). No Brasil, observamos uma diversidade de espécies de MNT nas diferentes regiões do país, a maioria dos casos associadas à doença pulmonar e extrapulmonar. Essa diversidade ocorre, possivelmente, devido a diferentes condições ambientais que podem favorecer seu predomínio (LIMA, 2014). No trabalho realizado por Mello et al. (2013) no estado do Rio de Janeiro, as espécies mais frequentes encontradas foram a M. kansasii e micobactérias do complexo MAC enquanto em estudo realizados por Zamarioli et. al., (2008) em São Paulo, 13 espécies foram associadas à infecção pulmonar, com maior número de isolamentos por M. kansasii (16%) e M. fortuitum (11,2%). Na região Norte, estudos realizados no Estado do Pará por da Costa (2012) mostraram que as espécies predominantes nas formas pulmonares, entre os anos de 1999 a 2010 foram M. massiliense, M. simiae complex, M. intracellulare e M. avium, e a maioria destes casos haviam feito tratamento anterior para tuberculose. Além disso, o mesmo grupo de estudos (da COSTA, et. al., 2013) analisando pacientes com infecções pulmonares durante o período de janeiro de 2010 a dezembro de 2011 relatou que M. massiliense foi novamente a espécie mais encontrada, com 44,8% dos casos. Em Rondônia, estudos realizados por Mendes de Lima et al. (2013), detectou infecção pulmonar por MNT em 16,9% dos sintomáticos respiratorios, sendo as espécies mais frequentes M. abscessus (32%), M. avium (17,3%) e M. fortuitum (12%). A Agência Nacional de Vigilância Sanitária em 2011, divulgou o relatório com o número de casos que foram notificados durante o período de 1998 a 2009, observando-se 2.520 casos de infecções pós-cirúrgicas por micobactérias de crescimento rápido incluindo M. fortuitum, M. chelonae, M. abscessus, M. massiliense, distribuídas predominantemente em hospitais privados do país de vários estados brasileiros (Tabela 3). A maioria dos casos foram procedimentos invasivos cirúrgicos, sendo as cirurgias abdominais o principal procedimento envolvido (ANVISA, 2011). 29 Tabela 3-Distribuição dos casos notificados de infecção por micobactérias de crescimento rápido associadas a procedimentos invasivos, segundo o estado de notificação entre 1998-2009 Estado Rio de Janeiro Espirito Santo Pará São Paulo Paraná Rio Grande do Sul Goiás Mato Grosso Distrito Federal Minas Gerais Piauí Bahia Ceará Santa Catarina Sergipe Pernambuco Alagoas Tocantis Roraima Rio Grande do Norte Paraíba Amazonas Acre Total N° de casos 1.107 363 327 193 149 115 95 50 33 31 11 11 9 6 5 5 3 2 1 1 1 1 1 2.520 Fonte: Anvisa (2011) Nos Estados Unidos, na década de 1980, a prevalência de doenças causadas por estes organismos era de 1,6 a 1,8 por 100.000 habitantes, mas em estudos recentes mostrou uma prevalência muito mais elevada de 14,1 por 100.000 habitantes (MARRAS et. al., 2007). Estudos mostram que há uma variabilidade geográfica marcante tanto na prevalência quanto na distribuição das espécies responsáveis pelas doenças causadas por MNT (KATOCH,2004). Uma compilação de dados epidemiológicos recentes de doença pulmonar por MNT a partir de avaliações dos melhores estudos disponíveis por regiões do globo terrestre foram realizados por Prevots & Marras (2015) e estão apresentados na Tabela 4. 30 Tabela 4- Distribuição geográfica das espécies de MNT por doença pulmonar Região (ano) N espécies mais comuns América do Norte New York (USA) 2000-2004 Oregon (USA) 2005-2006 81 MAC (80%) M.abscessus/chelonae (13%) M.abscessus/chelonae (13%) M. fortuitum (8%) M.xenopi (6%) 407 MAC (80%) California, Persilvania, Colorado e Washington 255 MAC (80%) M.abscessus/chelonae (13%) Toronto, Canada 255 MAC (69%) M. xenopi (21%) Ontario, Canada 1294 MAC (80%) M.abscessus/chelonae (13%) Sudeste Irlanda (19872000) França (2001-2003) 17 MAC (82%) M. malmoense (12%) M. abscessus (6%) 263 MAC (48%) M. xenopi (25%)) M. kansasii (13%) M. abscessus (9%) Dinamarca (1997-2008) 335 MAC (57%) M. malmoense (8,1%) M. xenopi (12,5%) M. abscessus (6,9%) Londres, Inglaterra (2000-2007) Lisboa, Portugal (20082009) Nápoles, Italia (20062009) Croácia (2006-2010) 57 M. kansasii (70%) MAC (40%) M. malmoense (9%) M. xenopi (7%) 58 MAC (22,4%) M. fortuitum (13,8%) M. kansasii (10,3%) 16 M. kansasii (31,3%) 167 M. intracellulare (43,8%) M. xenopi (28,1%) M. gordonae (12,1%) M. xenopi (12,5%) M. gordonae (20,4%) MAC (19,8%) M. fortuitum (9%) Creta, Grécia (20002009) 38 MAC (40%) M. kansasii (26%) M. abscessus (8%) M. fortuitum, M. chelonae, M. gordonae (cada, 5%) M.kansasii (5%) MCR (7%) Europa M. fortuitum (6,3%) M. gordonae (5,4%) M. chelonae (8,6%) 31 Cont. Nijmegen-Arnhem, 53 MAC (49%) M. kansasii (23%) M. szulgai (7,5%) M. xenopi (5,6%) Holanda (1999-2005) Região (ano) N espécies comuns mais Austrália Autrália (2000) 107 MAC (67,3%) M. kansasii (19,6%) M. (6,5%) M. (5,4%) abscessus Quensland (1999-2005) 130 MAC (73,8%) M kansasii (7,7%) Nova Zelândia (2004) 47 MAC (83%) M. abscessus (9%) Turquia (2004-2009) 31 MAC (42%) M. abscessus (16%) M. kansasii (16%) Israel (2004-2010) Arábia Saudita (20092010) India (2005-2008) 45 49 M. xenopi (29%) M. abscessus (30,6%) M. kansasii (20%) M. fortuitum (28,6%) MAC (18%) MAC (16,3%) M. fortuitum (9%) M. kansasii (8,2%) 67 MAC (34%) M. abscessus (22%) M. simiae (22%) M. fortuitum (12%) M. fortuitum (2,3%) M. kansasii (2,0%) M. kansasii (11,1%) M. fortuitum (9,5%) abscessus Oriente Médio e Sudesta da Asia Leste da Asia Seul, Sudeste Coreia 651 MAC (76,2%) M. abscessus (26,7%) (2002-2010) Seul, Sudeste Coreia 345 MAC (62,9%) M. abscessus (18,2%) (2006-2010) Taipei, Norte Taiwan 252 MAC (39,7%) M.chelonae-M.abscessus (2007-2009) (30,2%) Nota:MAC- complexo M. avium, MCR-micobactéria de crescimento rápido. Fonte Prevots & Marras (2015). 32 1.7 MÉTODOS PARA ISOLAMENTO DAS MNT As amostras clínicas consideradas contaminadas (escarro, urina, secreções, lavado brônquico, lavado gástrico e fragmentos de tecido cutâneo), necessitam passar pelo processo de pré-tratamento de descontaminação. Os agentes descontaminantes (ácidos, bases) eliminam outros microrganismos. A eliminação destes proporciona o crescimento das micobactérias sem a competição pelos nutrientes contidos nos meios de cultura (BRASIL/MS, 2008). As micobactérias são caracterizadas pela sua taxa de crescimento mais lenta do que outras bactérias (KAMALA et al., 1994). Portanto, dificuldades são encontradas para isolamentos dessas micobacterias a partir de amostras ambientais, tais como solo e água, que são igualmente ricos em outros microrganismos. Muitos métodos diferentes de descontaminação para isolamento de micobactérias de amostras ambientais tem sido estudadas (KAMALA et al, 1994; PARASHAR et. al 2004; PORTAELS, MUINCK, SYLLA, 1988), no entanto, é muito difícil criar uma regra específica de isolamento devido aos diferentes tipos de amostras, diferentes meios de cultura para o primeiro isolamento e diferentes distribuições geográficas das micobactérias (FALKINHAM, 2002). Esses tratamentos se baseiam na resistência parcial das micobactérias aos ácidos, bases ou detergentes. Contudo métodos não rigorosos utilizados para o isolamento podem resultar em crescimento excessivo de contaminantes, enquanto um método muito rigoroso poderia resultar em perdas de micobactérias (KAMALA et al., 1994). No isolamento de micobacterias do solo, poeira e turfa as dificuldades encontradas de isolamento aumentam. Estes materiais contêm um alto número de microorganismos de multiplicação rápida que podem formar colônias sobrepondo e mascarando as colônias de micobactérias (FALKINHAM, 2002) e as micobactérias aderem-se fortemente às partículas do solo (BROOKS et al., 1984). É possível a realização do cultivo direto de micobactérias, sem a descontaminação das amostras com baixas contagens microbianas como, por exemplo, águas de bebida (FALKINHAM et al., 1980; FALKINHAM et al., 2001) e aerossóis (WENDT et al., 1980). 33 1.8 DIAGNÓSTICO LABORATORIAL DAS MICOBACTÉRIAS No Brasil, o diagnóstico laboratorial das micobactérias é da competência do serviço público de saúde, sendo coordenados em cada Estado pelos Laboratórios de Referência Estadual – Laboratórios Centrais de Saúde Pública (LACEN). Os métodos microbiológicos de baciloscopia e cultura são as técnicas empregadas na rede de laboratórios para o diagnóstico das micobactérias no Brasil. Também é realizada a identificação fenotípica da espécie através de testes bioquímicos e características de crescimento (BRASIL/MS, 2008). O exame microscópico é um procedimento rápido, econômico, fácil de executar, fornece informações preliminares importantes sobre a possível presença de micobactérias, mas não é útil para identificar as micobactérias em nível de espécie, sendo a sua sensibilidade menor que a da cultura (HASHIMOTO et al., 1996; WU et al., 2009). São necessários entre 5.000 a 10.000 bacilos por mililitros, para se obter um resultado positivo (BRASIL/MS, 2008; CHEN et al, 2012; ULRICHS, 2005), além de não ser capaz de os diferenciar morfologicamente, podendo levar a um diagnóstico equivocado das doenças causadas por MNT, sendo muitas vezes o paciente notificado erroneamente como portador de tuberculose (GRIFFITH et al., 2007). A cultura é um método de diagnóstico altamente sensível que permite a detecção de um mínimo de 10 a 100 bacilos viáveis no volume do material cultivável. Além disso, permite a posterior identificação da espécie de micobactéria isolada e o teste de sensibilidade aos antimicrobianos. Como o tempo de crescimento bacilar varia de duas a seis semanas, a cultura apresenta como desvantagem o tempo necessário para a liberação do resultado (BRASIL/MS, 2008). Com o aumento da ocorrência de micobacterioses, houve a necessidade do desenvolvimento de métodos mais sensíveis e rápidos para a identificação das espécies de micobactérias como: testes bioquímicos (provas bioquímicas para identificação), testes químicos (cromatografias) e testes genotípicos (metodologias moleculares de identificação). 34 1.8.1 Identificação fenotípica Os métodos fenotípicos de identificação de MNT incluem um conjunto de testes baseados em características da cultura e bioquímicos, tais como: tempo e temperatura de crescimento, pigmentação, capacidade de crescimento em meios seletivos e testes enzimáticos. Os métodos tradicionais utilizados na separação das espécies do Complexo M. tuberculosis (CMTB) das MNT é feita pelos seguintes testes: análise microscópica e macroscópica da cultura, inibição do crescimento em meio contendo ácido ρ-nitrobenzóico (PNB) e teste de produção de niacina. A análise microscópica é útil na avaliação da pureza da cultura, da presença de BAAR e da presença de fator corda. As espécies do CMTB apresentam a formação de aglomerados lineares com aspecto de corda, que podem ser observados em esfregaços corados pelo método de Ziehl-Neelsen, enquanto que a maioria das MNT não forma corda, exceto algumas espécies como, M. kansassi, M. fortuitum e M. chelonae (BRASIL/MS, 2008) (Figura 3). Figura 3- Esfregaços de cultura de micobactérias a) M. tuberculosis b) MNT Fonte: BRASIL/MS, 2008 Em relação à análise macroscópica, as colônias do CMTB são acromógenas, geralmente de cor creme, e rugosas; já as colônias das MNT são pigmentadas ou acromógenas, lisas ou rugosas. A habilidade de crescimento das micobactérias em meios contendo agentes inibidores seletivos é utilizada como ferramenta para diferenciação de MNT do complexo M.tuberculosis. O crescimento das micobactérias pertencentes ao complexo M. tuberculosis é inibido em meios contendo 500μg/mL de ácido para-nitrobenzoico (PNB), o que não ocorre com as MNT, exceto para M. kansasii, M. xenopi e M. gastri. A avaliação da produção ou ausência de niacina é útil também para a diferenciação, na qual M. tuberculosis e 35 M. africanum, do complexo M. tuberculosis, e M. simiae, M chelonae e M. marinum produzem quantidades detectáveis pelo teste in vitro (Quadro 4) enquanto em outras micobactérias está ausente. (BRASIL/MS, 2008; WINN et al., 2008). Quadro 4- Provas de distinção entre CMTB e MNT. Características CMTB MNT Pigmentação Ausente Variável Fator corda Positivo Negativo Crescimento em LJ-PNB Ausente Presente Produção de niacina Positivo Negativo Nota: CMTB: Complexo M.tuberculosis, MNT: Micobactérias não tuberculosas, LJ: Lowenstein-Jensen, PNB: ácido para-nitrobenzóico. Fonte: BRASIL/MS (2008). No entanto, outros testes fenotípicos para a identificação das diferentes espécies de MNT também podem ser realizados como o crescimento a 25 °C, crescimento a 45 °C, inibição de crescimento em meio com NaCl 5%, hidrólise do tween 80, produção de βgalactosidase, redução do telurito de potássio, redução do nitrato, produção de uréase, e pirazinamidase (BRASIL/MS, 2008). 1.8.2 Identificação Molecular 1.8.2.1 Identificação pelo método PCR- Restriction Enzyme Analysis (PRA) O método molecular mais difundido mundialmente para a identificação de espécies de MNT foi desenvolvido por Telenti et al. (1993) denominado PRA (PCR-restriction enzyme pattern analyses). Nesta técnica, é feita por PCR da sequência do gene hsp65, que codifica a proteína de choque térmico (heat shock protein) de 65-kDa. Esse gene é altamente conservado entre as espécies de micobactérias, mas também apresenta regiões hipervariáveis usadas para a identificação das diferentes espécies (TORTOLI et al., 2003). O fragmento de 441 pb é submetido à digestão com as enzimas de restrição BstEII e HaeIII (TELENTI et al., 1993). Os produtos da digestão quando separados por eletroforese em gel de agarose a 3% apresentam perfis específicos de cada espécie de micobactéria (TORTOLI et al., 2003). O procedimento é rápido, e identifica um grande número de espécies de micobactérias em um único experimento e com um custo compatível com a realidade dos laboratórios clínicos (ROCHA et al., 2002, HÄFNER et al., 2004; KIM et al., 2005; LEÃO et al., 2005; WANG et al., 2005). 36 Os padrões observados na PCR podem ser comparados aos padrões reportados no PRASITE, um site desenvolvido pelo Instituto de Microbiologia do Hospital Universitário de Lausanne, Suíça (CHUV), Instituto Pasteur na França, Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), Instituto Adolfo Lutz de São Paulo (IAL-SP) e Centro Nacional da Suíça para Micobactérias. Neste site estão disponíveis diferentes perfis de clivagem referentes a cada espécie de micobactérias. No PRASITE estão disponíveis para consulta um total de 178 padrões, referentes a 118 espécies. Além disso, podem-se encontrar, também, perfis que foram descritos por Chimara et al. (2008). Entretanto, algumas espécies de MNT apresentam perfil compartilhado por mais de uma espécie e, ainda, é possível verificar que uma mesma espécie pode apresentar mais de um perfil de restrição. Muitas pesquisas empregam o sequenciamento genético com diferentes alvos para auxiliar a identificação. Esta metodologia possibilita a confirmação dos resultados obtidos no PRA e a identificação de novas espécies. 1.8.2.2 Sequenciamento do DNA O sequenciamento é considerado “padrão-ouro” dentre os métodos de biologia molecular para identificação das espécies de micobactérias. Os genes mais comumente usados para diferenciação das micobactérias são RNAr 16S, o espaçador entre 16S e 23S (rRNA internal transcribed spacer-ITS) e o hsp65 (DAI et al., 2011). O sequenciamento do gene RNAr 16S é o gene mais amplamente usado para análises filogenéticas em bactérias. A região RNAr 16S constitui uma sequência de cerca 1.500 nucleotídeos codificados pelo DNA ribossomal 16S (rDNA), que é um gene cuja característica é a sua alta capacidade de manter-se conservado, com regiões comuns a todos os organismos (regiões conservadas) e também áreas onde os nucleotídeos apresentam variações (regiões variáveis). Para fins de identificação de micobactérias, a análise da sequência enfoca duas sequências hipervariáveis, conhecidas como as regiões A e B. A sequência da região A é geralmente suficiente para identificar a maioria das espécies de MNT, a região B pode ser considerada confirmatória (TORTOLI, 2003). No entanto o uso deste gene tem suas limitações. Apesar de ser considerado como referência para identificação, em algumas situações as sequências desse gene apresentam poucas variações nucleotídicas entre as espécies do gênero Mycobacterium, o que revela a necessidade de utilização de outros alvos mais variáveis. As micobactérias de crescimento lento contêm uma cópia do gene rRNA 16S, entretanto as espécies de crescimento rápido, exceto o M. abscessus e o M. chelonae, têm 37 duas cópias (TORTOLI, 2003). No gênero Mycobacterium a similaridade interespécies deste alvo molecular varia de 94 a 100%, e assim, algumas espécies possuem alto grau de similaridade ou possuem sequências idênticas, como M. kansasii e M. gastri, M. chelonae e M. abscessus, M. marinum e M. ulcerans, entre outras (ADEKAMBI et al., 2004; ADEKAMBI et al., 2006; DEVULDER et al., 2005;), dificultando ou mesmo impedindo a distinção entre as mesmas usando este alvo molecular. O sequenciamento do ITS (Internal transcribed spacer) representa um complemento da sequência do gene RNAr 16S na diferenciação de espécies intimamente relacionadas. Estas sequências ITS, entre o RNAr 16S e o RNAr 23S, são conservadas na mesma espécie e apresentam polimorfismos inter-espécie, o que as torna um alvo molecular para a identificação (ROTH et al., 1998). O sequenciamento parcial do gene rpoB, que codifica a subunidade β da RNA polimerase bacteriana, tem sido utilizado como uma ferramenta complementar ao sequenciamento do gene RNAr 16S. Estudo de Adekambi et al., (2003) verificou que as sequências de rpoB são mais variáveis que as do gene do RNAr 16S nas micobactérias de crescimento rápido, sugerindo que rpoB pode aumentar a discriminação molecular entre as espécies deste grupo. Kim et al. (1999) concluíram que o sequenciamento do gene rpoB pode ser utilizado eficientemente para identificar isolados clínicos de micobactérias e como complemento à análise do gene rRNA 16S. O sequenciamento do gene hsp65 é um dos mais utilizados para a identificação. Este método pode ser utilizado para confirmar e refinar o resultado obtido pelo PRA (ITOH et al., 2003). O gene é composto por aproximadamente 1.600 pares de bases (SHINNICK, 1987), mas não é capaz de diferenciar os membros do complexo M. tuberculosis (com exceção do M. africanum) nem subespécies dentro do complexo M.avium e M. fortuitum (Figura 4) (DAI et al., 2011a). 38 Figura 4-Árvore filogenética das micobactérias. Filogenia por verossimilhança máxima de 149 espécies e subespécies de micobactérias baseada na análise do gene hsp65. Micobactérias de crescimento lento em vermelho e de crescimento rápido em azul. Uso da Nocardia farcinica como grupo externo. Escala equivalente a 0,02 substituições/sítio. Fonte: Dai et al., 2011b Outros genes também têm mostrado grande utilidade para análises filogenéticas, como marcadores filogenéticos de identificação de espécies, incluindo gyrB, dnaJ, recA, sodA, secA 39 (SOINI, BÖTTGER & VILJANEN, 1994; SOINI & VILJANEN, 1997 apud SENNA, 2008; TAKEWAKI et al., 1993; ZOLG & PHILIPPI-SCHULZ, 1994). 1.8.2.3 Métodos comerciais Foram desenvolvidos sistemas comerciais baseados em sondas genéticas e hibridação reversa. Esses sistemas são rápidos, porém de alto custo. Os principais sistemas que estão disponíveis são o AccuProbe® (Gen-Probe Inc., USA) e o INNO-LiPA Mycobacterium® (Innogenetics NV, Bélgica) os quais são alternativas importantes para o laboratório de diagnóstico, mas caracterizam um número limitado de espécies (PIERSIMONI et. al., 2001; SCARPARO et. al., 2001; SUFFYS et.al., 2001; TORTOLI et. al., 2001). Além disso, existe o sistema de sonda GenoType® Mycobacterium CM (Hain LifeScience®), que permitem a identificação de várias espécies de micobactérias: M. avium, M. chelonae, M.abscessus, M. fortuitum, M. gordonae, M. intracellulare, M. scrafulaceum, M. interjectum, M. kansasii, M. malmoense, M. peregrinum, M. marinum/M. ulcerans, M. xenopi e CMT (COUTO et al., 2010; RICHTER et. al., 2006) e mais recentemente, o Kit de detecção de micobactérias (Speed-oligo Mycobacteria, Vircell) que é um método baseado em PCR para região ITS 16S23S acoplado a um dispositivo de vareta de medição que permite uma rápida, sensível e alta detecção específica do género Mycobacterium e 12 espécies diferentes de micobactérias: complexo M. tuberculosis (M. tuberculosis, M. bovis, M. microti, M. africanum), complexo M. avium-intracellulare-scrofulaceum, M. chelonae-abscessus, M. kansasii, M. fortuitum e M. gordonae. 1.9 TRATAMENTO DAS MNT A American Thoracic Society (ATS/USA) e a Infectious Diseases Society of America (IDSA/USA) elaboraram, em 2007, diretrizes referentes ao diagnóstico, tratamento, prevenção de doenças causadas por MNT e trazem recomendações para o monitoramento e a duração do tratamento, que deve ser continuado por no mínimo 12 meses após a obtenção de resultado negativo na cultura (GRIFFITH et al., 2007). Alguns regimes de tratamento são apresentados no Quadro 5. 40 Quadro 5. Regimes de tratamentos recomendados para as mais frequentes micobactérias não tuberculosas associadas à doença pulmonar Espécies M. malmoense MAC M. xenopi M. kansasii M. gordonae M. chelonae M. fortuitum M. abscessus Tratamento RIF, INH e EMB ± macrolídeo ± quinolona RIF, EMB e macrolídeo. Incluir aminoglicosídeo para doença cavitária. Se houver resistência ao macrolídeo, usar RIF, INH, EMB e AMC/STR (primeiros 3-6 meses). Administrar 3 vezes por semana para doença limitada e diariamente para as formas mais extensas CLA, RIF, INH, EMB ± STR (primeiros 3-6 meses) RIF, INH e EMB. Se houver resistência a RIF, usar INH, EMB, STX, + AMC/STR (primeiros 3-6 meses) 2 agentes com susceptibilidade in vitro CLA + agente adicional (susceptibilidade in vitro) 2 agentes com susceptibilidade in vitro Macrolídeo + 1-2 agentes adicionais ± ressecção se a doença for limitada Notas: rif: rifampicina, inh: isoniazida, emb: etambutol, amc: amicacina, str: estreptomicina, cla: claritromicina, stx: sulfametoxazol. Fonte: traduzido de Mcgrath, Mccabe e Anderson (2008) apud da Costa (2012). Igualmente ao tratamento da TB, devem ser combinados pelo menos dois fármacos, visando evitar a seleção de cepas resistentes. Muitos são os esquemas utilizados para o tratamento das MNT, entretanto, ainda são poucos os estudos randomizados relacionados a este tema para grande parte das espécies. Sabe-se que para alguns fármacos e espécies, não há correlação da susceptibilidade in vitro com a resposta efetiva aos antibióticos in vivo (GRIFFITH, 2010). O tratamento dos pacientes com MNT representa um desafio maior que o da tuberculose devido ao longo período de tratamento, maior custo, maior toxicidade e maior possibilidade de falência. Fatores que contribuem para este cenário são a correlação variável entre os testes de sensibilidade, a resposta in vivo e resistência induzida aos macrolídeos no M. abscessus e MAC (GRIFFITH & AKSAMIT, 2012). As reações adversas são comuns devido ao grande número de antibióticos utilizados no tratamento (JENKINS et al., 2008). Caso seja possível, regimes mais simples são recomendados como a administração de antimicrobianos três vezes por semana na tentativa de minimizar estes efeitos (COWMAN et al., 2012). Algumas MNT (exemplo: M. abscessus) são intrinsicamente resistentes a diversos fármacos, e a cura pode não ser possível. Procedimentos cirúrgicos pulmonares podem ser considerados em pacientes que apresentem resistência a antimicrobianos ou aqueles que não 41 respondem ao tratamento. Em pacientes debilitados, com múltiplas co-morbidades, uma abordagem mais conservadora pode ser apropriada (COWMAN et al., 2012). 2 JUSTIFICATIVA As micobactérias não tuberculosas têm surgido como microorganismos importantes relacionados a doenças respiratórias e outras doenças oportunistas. No Brasil, a maioria dos trabalhos realizados com MNT estão concentrados na região Sudeste (São Paulo e Rio de Janeiro), são poucos os centros hospitalares e de pesquisa que realizam identificação de MNT. Na região Norte, não há um serviço de referência na identificação e caracterização de MNT. Para identificação destas micobactérias, os testes fenotípicos são amplamente utilizados nos laboratórios de Saúde Pública, mas não possibilitam a definição precisa da espécie, assim os recursos convencionais têm deixado lacunas importantes no que se refere à determinação de infecções por micobactérias. Após o conhecimento da diversidade de espécies de MNT em Rondônia de isolados clínicos (MENDES DE LIMA et al, 2013), resolvemos estudar isolados ambientais das residências dos pacientes infectados por MNT e correlacionar com os isolados clínicos desses pacientes, para identificar uma possível fonte de infecção em seu ambiente. Não conhecemos quais espécies predominam nas tubulações dos sistemas de distribuição de água potável das residências, quais micobactérias no solo que os pacientes têm contato, uma vez que a maioria possue quintais em suas residências, trabalha ou trabalhou no contato com solo (agricultura) e qual a integridade da sua água de consumo, já que muitos utilizam poços, igarapés e rios comuns para abastecimento das residências e ou atividades de lazer. Levando em conta esses fatores, foi proposta a realização de um estudo sobre a frequência e caracterização genotípica a fim de determinar o perfil de MNT existentes no Estado. Além disso, foram isoladas espécies de MNT de amostras ambientais das residências dos pacientes que adquiriram infecção. Com este estudo será possível determinar quais as espécies mais comuns de MNT que circulam em Rondônia, correlacionando os isolados identificados no ambiente e sua potencial patogenia. 42 3. OBJETIVOS 3.1 OBJETIVO GERAL Descrever a diversidade das espécies de micobactérias não causadoras de tuberculose (MNT) em casos com doença pulmonar e associar com isolados de micobactérias ambientais a fim de avaliar qual a possível fonte de infecção em Rondônia. 3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS - Identificar as espécies de Mycobacterium em casos de doença pulmonar e selecionar residências para realizar o estudo. -Isolar e identificar micobactérias em amostras de água e solo próximo da residência dos mesmos. -Aplicar o PRA-hsp65 como metodologia de identificação molecular. - Realizar o sequenciamento parcial dos genes RNAr 16S e hsp65 em isolados não determinados pela metodologia de PRA-hsp65. - Verificar se existe correlação entre os isolados clínicos e ambientais. 43 4 MATERIAIS E MÉTODOS 4.1 AMOSTRAGEM No período de janeiro de 2008 a dezembro de 2013 foi realizado um estudo com 139 isolados de 80 indivíduos sintomáticos respiratórios. Desses, 76 isolados foram provenientes de 21 pacientes conforme os critérios da American Thoracic Society (ATS) e 63 isolados de 59 pacientes com cultura única. Os isolados foram cedidos pelo acervo do Laboratório de Tuberculose e outras Micobactérias/LACEN/RO, provenientes de pacientes atendidos nas Unidades de Saúde dos municípios do Estado de Rondônia. Os dados clínico-demográficos dos pacientes foram coletados através de um questionário (Apêndice A). Os dados foram obtidos através da ficha preenchida para solicitação de cultura para micobactérias e prontuários de atendimento dos pacientes. As amostras ambientais foram coletadas durante o período de fevereiro a outubro de 2014, provenientes de 15 residências, sendo 13 residências dos 21 pacientes segundo critérios da ATS (2007) e duas residências de pacientes com cultura única. Foram coletadas 33 amostras de água, 15 amostras de solo e 41 de biofilmes. Os experimentos foram realizados no Laboratório Central de Rondônia com a colaboração do Laboratório de Biologia Molecular Aplicada a Micobactérias do Instituto Oswaldo Cruz do Rio de Janeiro (FIOCRUZ) e o Laboratório de Bacteriologia e Micologia do Instituto Evandro Chagas/PA. 4.2 ASPECTOS DE BIOSSEGURANÇA Todos as culturas para obtenção dos isolados micobacterianos foram executados em nível de biossegurança 2, em cabine de segurança biológica classe II/B. Os procedimentos laboratoriais seguiram as normas conforme o Manual de Bacteriologia da Tuberculose, com equipamentos de proteção individual como luvas, respirador N95, avental descartável, etc. 4.3 ASPECTOS ÉTICO-LEGAIS O presente trabalho teve aprovação do Comitê de Ética em Pesquisa com Seres Humanos da Universidade Federal de Rondônia em 14 de outubro de 2011, sob o FR 456278 CAAE: 0023.0.047.000-11 (Apêndice B). 44 Após contato telefônico, 13 dos pacientes com culturas positivas para MNT, segundo critérios da ATS e dois pacientes com uma cultura positiva foram localizados e autorizaram uma visita para coleta de amostras ambientais de suas residências. Todos os pacientes que participaram da coleta ambiental assinaram um termo de consentimento livre e esclarecido (Apêndice C). 4.4 CRITÉRIOS DE INCLUSÃO Foram incluídas todas as amostras de pacientes com infecção por MNT segundo a ATS, pacientes com cultura única e pacientes com isolados suspeitos para MNT. 4.5 PROCEDIMENTOS LABORATORIAIS 4.5.1 Culturas de Micobactérias de Amostras Clínicas As amostras clínicas no LACEN/RO foram submetidas à baciloscopia para pesquisa de BAAR pelo método Ziehl-Nielsen e ao cultivo para o isolamento das micobactérias. O método de descontaminação foi por Lauril Sulfato de Sódio e/ou Hidróxido de Sódio, conforme o meio de cultura utilizado Lowenstein Jensen (LJ) e/ou pelo método Ogawa Kudoh de acordo com as orientações do Ministério da Saúde (BRASIL/MS, 2005, 2008). Os isolados foram incubados a 37° C por um período de uma a oito semanas. A distinção presuntiva entre MNT e complexo M. tuberculosis foi realizada através do teste de inibição de crescimento em meio LJ com PNB (0,5 mg/mL), no qual todas as espécies do complexo M. tuberculosis não crescem. A avaliação fenotípica foi baseada na observação dos aspectos das colônias (morfologia, pigmentação e tempo de crescimento) (BRASIL/MS, 2008). Para identificação das MNT os isolados com duas culturas positivas do mesmo paciente, segundo recomendações da ATS, 2007, foram enviados para o Centro de Referência Prof. Hélio Fraga/FIOCRUZ/RJ (CRPHF) como rotina no Serviço de Laboratório de Saúde Pública, por fazer parte de uma rede hierarquizada, por grau de complexidade das atividades relacionadas ao Programa Nacional de Tuberculose/Ministério da Saúde, conforme nota técnica 02/2009/CRPHF/MS. Para compor o banco de cepas-LACEN/RO, todos os isolados micobacterianos são armazenados em criotubos contendo duas alças de crescimento bacteriano em 1 mL de meio liquído (meio líquido 7H9 com OADC e 10% de glicerol), conforme protocolo (BRASIL/MS, 2008). Além disso, duas alças de crescimento bacteriano são armazenadas em 400µL de TE. 45 As cepas são conservadas em condições ótimas para gerar novas culturas ou para a extração de DNA e mantidas a -70º C de temperatura. 4.5.2 Isolamento de Micobactérias de Amostras Ambientais 4.5.2.1 Descontaminação e cultivo de micobactérias Foram utililizadas duas metodologias de descontaminação: Para isolamento de micobacterias do solo foi usado o método de descontaminação segundo Parashar et al., (2004) e para isolamento de amostras de água foi utilizada a técnica de descontaminação disponível no Standard Methods for the Examination of Water & Wasterwater (2005). Foram coletadas cinco gramas de solos e um litro de água, todas colhidas em frascos de plásticos estéreis (Figura 5), sendo que nos frascos para coleta das amostras de água foi colocado 1 mL de tiossulfato de sódio a 10%. As amostras foram transportadas a 4°C para o Laboratório Central de Rondônia–LACEN/RO e processadas até 24 horas. Figura 5- Coleta e transporte das amostras ambientais 46 No processamento das amostras de solo (PARASHAR et al., 2004), foram utilizadas cinco gramas de solo em seguida foi acrescentado 20 mL de água destilada e homogeneizado lentamente por 60 seg, depois foi centrifugado em 600Xg por 5min para obtenção de 10 mL do sobrenadante, logo após as amostras foram centrifugadas em 8000Xg por 15min para obtenção do pellet. Em seguida, o pellet foi ressuspenso em 20 mL da solução de tratamento SDS 3% (Dodecil Sulfato de Sódio) e NaOH 4%. Essa solução homogeneizante foi dividida em duas partes: Parte “A” foi incubada em temperatura ambiente por 15min. e a Parte “B” incubada em temperatura ambiente por 30min. Depois foi centrifugada por 8000Xg por 15min para obtenção do pellet. O pellet foi tratado com 20 mL de cetrimide 2%. Logo após, a Parte “A” foi incubada em temperatura ambiente por 5min; A parte “B” em temperatura ambiente por 15 min. Em seguida, centrifugada 8000Xg por 15min, suspendido o pellet em 20 mL de água destilada, foi homogeinizado em vortex e centrifugado novamente por 15 min; A etapa de suspensão em água destilada, vortex e centrifugação foram repetidas 3 vezes. Depois o pellet foi ressuspenso em 0,5 mL de água destilada e 0,1 mL dessa suspensão foi semeado em dois tubos contendo meio de cultura LJ e incubados em temperatura de 30°C e 37°C por 60 dias. Para o processamento das amostras de água, o material foi tratado por um sistema de filtração (Figura 6), utilizando membrana filtrante de nitrocelulose de 47 mm de diâmetro e porosidade de 0,45 µm (Millipore). Em seguida, as membranas foram transferidas assepticamente para um tubo cônico de 50 mL de polipropileno contendo pérolas de vidro estéreis, adicionado 5 mL de água destilada estéril e agitado com auxílio das pérolas de vidro por 5min em agitador mecânico (vortex). O volume obtido foi transferido para um novo tubo. Sendo adicionado 10 mL de NaOH 1M por 2min, seguido de centrifugação a 8600Xg a 4°C por 15min. O sobrenadante foi desprezado e adicionado 5 mL de ácido oxálico 5% por 20min. Centrifugado novamente, o sobrenadante foi desprezado e adicionado 30 mL de água destilada para neutralização. Agitou-se no vortex, centrifugou-se novamente e ressuspenso em 0,7 mL de água destilada. Foi acrescentada a solução indicadora (vermelho de fenol + NaOH 4%) até ao aparecimento da cor rósea. Em seguida foi utilizado 0,1 mL da alíquota deste material e semeado em dois tubos com meio de cultura LJ com cicloheximida 500µg/ml e incubados em temperatura de 30°C e 37°C, respectivamente, por 60 dias. 47 Figura 6- Sistema de Filtração a vácuo 4.5.3 Biofilmes As amostras de biofilmes foram coletadas (Figura 7) e processadas pelo método Ogawa-Kudoh. Este método é também conhecido como “New swab culture method”, (KUDOH e KUDOH, 1974) e adaptado por Jordão Júnior (2008). Um swab estéril foi usado para remover uma camada de biofilmes pré-existente nos encanamentos. Em seguida o swab foi colocado em um tubo tipo falcon cônico com 2 mL de água destilada e logo após colocado em caixa térmica e mantido sob refrigeração até o Laboratório do LACEN sendo processado até 12h após a coleta. Na cabine de fluxo laminar, os swabs foram deixados por 2 min em NaOH 4% para eliminar outras bactérias contaminantes, que não as do gênero Mycobacterium, sensíveis a esta solução. O excesso da solução foi retirado pela compressão do swab contra a parede do tubo, e semeado, em duplicata no meio de cultura Ogawa-Kudoh e submetidos à incubação nas temperaturas de 30 e 37ºC, respectivamente, com observação semanal. 48 Figura 7-Locais de coleta de biofilmes A B D C A) chuveiro B) mangueira C) torneira cozinha D) torneira banheiro 4.5.4 Identificação Fenotípica Os tubos incubados foram verificados semanalmente quanto à formação ou não de colônias (Figura 8). Após o crescimento, foram obtidos esfregaços das colônias para realização de leitura pela técnica de Ziehl-Neelsen (Z.N.). As culturas positivas suspeitas de micobactérias, quando em crescimento com outros microrganismos foram descontaminadas pelo Método de Petroff (BRASIL/MS, 2008) e as que apresentavam culturas mistas foram separadas e em seguida foram novamente semeadas em tubos com meio de cultura LJ/OgawaKudoh e incubadas nas respectivas temperaturas de crescimento primário (30°C ou 37°C), para obtenção de quantidades consideráveis de colônias puras. Posteriormente, foram mantidas sob refrigeração até a caracterização e identificação. 49 Figura 8- Colônias de micobacterias em meio LJ com cicloheximida A B A-colônia rugosa acromógena; B-colônia lisa cromógena. As micobactérias isoladas foram identificadas quanto à resistência por álcool-ácido(BAAR), aspectos como temperatura, velocidade de desenvolvimento da colônia, morfologia colonial e pigmentos (BRASIL/MS, 2008). 4.5.5 Armazenamentos dos isolados ambientais Os isolados foram armazenados em criotubos contendo duas alças de crescimento bacteriano, 1 mL de meio liquído (meio líquido 7H9 com OADC e 10% de glicerol), conforme protocolo no Manual Nacional de Vigilância Laboratorial da Tuberculose e outras Micobactérias. (BRASIL/MS, 2008). Foram conservadas em condições para gerar novas culturas, mantidas à temperatura de -70ºC. Para procedimentos de biologia molecular, foram retiradas duas alças de crescimento bacteriano colocadas em criotubos com 400 µl de TE (tampão Tris/EDTA) e mantidas em temperatura a -20º até o momento da extração do DNA bacteriano. 4.6 IDENTIFICAÇÃO MOLECULAR 4.6.1 Extração e purificação de ácidos nucléicos micobacterianos O protocolo de extração utilizado seguiu as condições estabelecidas por Chimara et al. (2004). Os isolados de micobactérias (clínicos e ambientais) que estavam armazenados em TE 50 foram descongelados e agitados em vórtex. Em seguida foram submetidos ao banho-maria a 99°C por 20 min. Depois do banho-maria as amostras foram congeladas a -20°C no período de 12 a 14 horas. No momento do uso foram descongeladas e submetidas à centrifugação 12 000 rpm por 60 seg. Em seguida 200µl do sobrenadante (DNA) foi submetido a purificação pelo kit QIAamp® DNA Mini Kit (QIAGEN, Germany). Resumidamente, foi adicionado 20 μL de proteinase K (Qiagen) a 20mg/mL e 200 μL de tampão AL (Qiagen), seguindo-se incubação a 56ºC durante 10 minutos. Em seguida, adicionou-se 200 μL de etanol absoluto e a solução foi homogeneizada, sendo então transferida para a coluna QIAamp, seguindo-se a lavagem com os tampões AW1 e AW2 (Qiagen). O DNA foi posteriormente eluído, através da adição de 200 μL de tampão AE (Qiagen), incubação à temperatura ambiente por 5 minutos, seguido de centrifugação a 8000 rpm durante 1 minuto. O DNA foi armazenado para ser utilizado em todos os estudos moleculares. 4.6.2 Análise do polimorfismo dos fragmentos de restrição enzimática do produto de PCR de hsp65 (PRA-hsp65) 4.6.2.1 Amplificação do fragmento de 441pb do gene hsp65 O PRA-hsp65 foi utilizado como método molecular preconizado pelo Ministério da Saúde para identificação de MNT (BRASIL/MS,2008). Inicialmente, um fragmento de 441 pb do gene hsp65, fragmento de Telenti, foi amplificado com os oligonucleotídeos TB11 (5’ ACCAACGATGGTGTGTCCAT 3’) e TB12 (5’ CTTGTCGAACCGCATACCCT 3’), como descrito previamente (TELENTI et al, 1993). M. tuberculosis H37Rv foi incluído como controle positivo das reações. Para cada amostra foram utilizados 12,5 μL de mistura reativa (MIX - Kapa Biosystems), 2μL de cada iniciador e 4 μL de DNA (template). O DNA foi submetido a desnaturação a 94°C por 5 minutos, seguido de 45 ciclos de 94°C por 1 minuto, 60°C por 1 minuto e 72°C por 1 minuto. O último passo foi uma extensão do DNA a 72°C por 7 minutos, realizada em termociclador (Applied Biosystems). Os produtos amplificados na PCR foram submetidos à eletroforese (100V) por 1 h em gel de agarose 2% preparado com TBE 1X, corado com brometo de etídio e visualizados no transluminador de UV. Utilizou-se o marcador de peso molecular 100pb (Invitrogen) como referência. O produto amplificado, depois de comprovado o tamanho do fragmento de 441pb, foi submetido à digestão por enzimas de restrição (Figura 9). 51 Figura 9-Gel de agarose 2% demonstrando o fragmento de 441 pb obtido por PCR 441 pb 100pb 4.6.2.2 Digestão Enzimática Foram utilizadas as enzimas de restrição BstEII (5’-G↓GTNACC-3’ e 3’CCANTG↑G-5) e a HaeIII (5’-GG↓CC-3’ e 3’-CC↑GG-5’) (Promega). Duas alíquotas de 10 μL do material amplificado foram digeridas pelas enzimas para a identificação da espécie micobacteriana. As reações enzimáticas de restrição HaeIII e BstEII aconteceram durante 12 horas a 37ºC e 60ºC, respectivamente. 4.6.2.3 Eletroforese Um total de 15 µL do produto de restrição foi submetido a eletroforese em gel de agarose 4% a 5V/cm. Para o cálculo do número e do tamanho dos fragmentos, foi usado como referência os marcadores moleculares de 25pb e 50pb, respectivamente, nas bordas e no centro do gel (Figura 10). Após a eletroforese, os produtos foram visualizados e registrados no sistema de detecção BioImaging Systems (UVP, EUA). Os perfis de PRA foram analisados por simples comparação visual com os marcadores de peso molecular, sendo interpretados com algoritmos publicados disponíveis no PRASITE (http://app.chuv.ch/prasite/index.html) (Figura 11). 52 Figura 10- Gel de agarose 4% contendo perfis de PRA após digestão com as enzimas de restrição BstE II e Hae III M M BstE II M BstE II M Hae III M M Hae III Figura 11 – Páginas do site para análises do tamanho dos fragmentos (PRASITE) Fonte: http://app.chuv.ch/prasite/index.html 4.6.3 Sequenciamento de DNA O sequenciamento foi realizado no laboratório de Bacteriologia e Micologia do Instituto Evandro Chagas/PA e Laboratório de Biologia Molecular Aplicada a MicobactériaFiocruz/RJ. 53 4.6.3.1 Amplificação dos alvos moleculares Para amplificação dos alvos RNAr 16S e hsp65 foram utilizados os iniciadores descritos no Quadro 6. Os produtos foram submetidos à eletroforese em gel de agarose D-1 Low EEO 1% (Pronadisa, Madri, Espanha), corado com SyberSafe (Invitrogen). Após a eletroforese, os produtos foram recortados do gel e purificados com o sistema S.N.A.P.TM Gel Purification Kit (Invitrogen, Carlsbad, EUA). Os procedimentos foram realizados no Laboratório de Bacteriologia e Micologia do Instituto Evandro Chagas/PA. Quadro 6. Iniciadores dos genes de sequenciamento Marcadores Sequências (5’ 3’) Tamanho dos produtos (pb) Referências ~ 919 16S-27f (AGA GTT TGA TGG CTC AG) DNAr 16S Lane et al., 1991 16S-907r (CCG TCA ATT CMT TTR AGT TT) 644 HSPF3 (ATC GCC AAG GAG ATC GAG CT) hsp65 Kim et al., 2005 HSPR4 (AAG GTG CCG CGG ATC TTG TT) hsp65 441 TB11F ( ACCAACGATGGTGTGTCCAT ) Telenti et al., 2003 TB12R (CTTGTCGAACCGCATACCCT ) 4.6.3.2 Sequenciamento nucleotídico e análise de sequências Os produtos de amplificação foram diretamente sequenciados, utilizando 3,4 pmol/uL de cada iniciador utilizando BigDye® Terminator v3.1 Cycle Sequencing Kit, conforme recomendação do fabricante (Applied Biosystems). Posteriormente, os produtos foram purificados em BigDye® XTerminatorTM Purification Kit, ambos de acordo com as recomendações do fabricante (Applied Biosystems), e submetidos a eletroforese capilar no analisador genético ABI3130 (Applied Biosystems). As sequências geradas foram alinhadas pelo método hierárquico de múltiplos alinhamentos (ClustalW) no programa BioEdit [http://www.mbio.ncsu.edu/BioEdit/bioedit.html]). As (versão 7.0.9; similaridades com Tom Hall sequências relacionadas obtidas no GenBank (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank) foram analisadas no programa MegAlign (versão 7.0; DNAStar [http://www.dnastar.com]). Para a sequência de identificação do gene hsp65 das micobactérias não tuberculosas, os pesquisadores consideram que a identificação pode ser confiável quando a comparação entre a sequência da amostra e da cepa tipo apresentarem identidade superior a 97%, segundo 54 critérios padronizados (MCNABB et al., 2004). Para as avaliações das sequências de identificação do gene RNAr 16S espera-se identidade igual ou superior a 99% entre a amostra avaliada e a cepa de referência (COSTA et al., 2010; TORTOLI, 2010). Estes valores foram considerados e aplicados nas análises dos resultados do sequenciamento genético do DNA das micobactérias isoladas do ambiente e de amostras respiratórias. A árvore filogenética foi construída baseadas no método de neighbour-joining (NJ) utilizando o programa BioEdit (versão 7.0.9; Tom Hall [http://www.mbio.ncsu.edu/BioEdit/bioedit.html]). Foi utilizado o gênero Tsukamurella tyrosinosolvens como grupo externo e o M. tuberculosis como espécie intimamente relacionada com as MNT. 55 RESULTADOS 5.1 ASPECTOS ESPIDEMIOLÓGICOS Dos 80 pacientes avaliados, 53 (66%) foram do sexo masculino com idade variando dos 14 aos 88 anos enquanto 27 (34%) pacientes eram do sexo feminino com idade variando entre 18 a 76 anos. A média de idade do grupo estudado foi de 51 anos. Dos 21 pacientes, de acordo com as normas ATS, 14 (67%) eram do sexo masculino e 7 (33%) do sexo feminino, com a média de idade de 57 anos. A análise da procedência da população estudada está demonstrada na tabela 5. Tabela 5- Distribuição dos pacientes segundo a procedência da amostra Municipios N % Porto Velho 45 56,2 Ji Paraná 11 14 Ariquemes 6 7,5 Cacoal 3 4,0 Ouro Preto do Oeste 2 2,5 Pimenta Bueno 2 2,5 Vale do Paraíso 2 2,5 Alvorada 1 1,25 Candeias do Jamari 1 1,25 Cerejeira 1 1,25 Cujumbim 1 1,25 Guajará Mirim 1 1,25 Machadinho do Oeste 1 1,25 Nova Mamoré 1 1,25 Rolim de Moura 1 1,25 São Miguel do Guaporé 1 1,25 Total 80 100 Dos 80 pacientes analisados, 49 (61,2%) apresentaram história prévia de TB. Considerando os 21 pacientes (ATS), 19 (90,5%) realizaram tratamento prévio para tuberculose com diagnóstico baseado na baciloscopia do escarro. Em média, os pacientes receberam dois tratamentos para tuberculose antes do diagnóstico de MNT. 56 Quanto ao encerramento do tratamento pelos pacientes, 4 (19%) tiveram alta por cura; 5 (24%) pacientes continuavam em tratamento até ao final da coleta de dados do estudo; 3 (14,3%) pacientes haviam abandonado o tratamento; 1 (5%) paciente não fez tratamento para MNT , dois (9,5%) pacientes não contava informações sobre o encerramento e 7 (33%) foram a óbito. Foi avaliada a atividade profissional desses pacientes conforme o risco de contato oferecido com fontes potencialmente reconhecidas como reservatório de MNT (solo e fontes de águas naturais ou tratadas de diversas fontes) segundo os estudos de Falkinham III (1996). As profissões foram então incluídas em dois grupos: os pacientes pertencentes ao grupo 1 foram considerados expostos ao risco biológico de contrair MNT enquanto no grupo 2 foram incluídos os pacientes sem risco biológico (Tabela 6). Tabela 6- Distribuição dos pacientes segundo o risco biológico de contrair infecção por MNT de acordo com a atividade profissional Grupo 1 Grupo 2 Atividade com risco biológico Atividade sem risco biológico Profissão N° Profissão N° Do lar 11 Estudante 3 Atividades Rurais 21 Presidiário 6 Morador de rua 1 Aposentado 8 Garimpeiro 1 Motorista 2 Catador de lixo 2 Comerciante 1 Eletricista 3 Soldador 1 Pedreiro 1 Funcionário Público 1 Cobrador de linhas rurais 1 Engenheiro 1 Subtotal 41 23 Sem registros 16 Total 80 A tabela 6 mostra a distribuição dos pacientes conforme o risco biológico. Quarenta e um (64%) pacientes exerciam atividade profissional com risco biológico de contrair MNT. Vinte e três (35%) pacientes não apresentaram risco de contrair MNT nas atividades profissionais desenvolvidas. Dezesseis (20%) pacientes não foram observados registro das profissões nas suas fichas. 57 5.2 IDENTIFICAÇÃO DAS MNT 5.2.1 PRA-hsp65 e sequenciamento parcial dos genes RNAr 16S e hsp65 Os isolados dos 21 pacientes que atendiam os critérios de diagnóstico da ATS foram enviados pelo LACEN/RO para serem identificados pelo Centro de Referencia Prof. Helio Fraga (CRPHF/Fiocruz) como rotina para diagnóstico. Os isolados foram submetidos à metodologia PRA-hsp65, método esse também recomendado pelo Ministério da Saúde (BRASIL/MS, 2008). No entanto, apesar da identificação ser realizada pela técnica PRA, o CPFRH não enviou para o LACEN/RO o perfil de PRA desses isolados. Neste estudo, para obtenção do perfil de PRA, um isolado de cada paciente do grupo ATS foi novamente submetido à técnica PRA para obtenção dos perfis (Tabela 7). Tabela 7 - Perfis gerados das espécies identificadas pelo PRA-hsp65 dos pacientes ATS Espécie BstEII HaeIII N°isolados M.abscessus 2 235 210 200 70 60 50 30 M.abscessus 1 235 210 145 70 60 55 11 M.avium 3 235 210 145 130 10 M.avium 1 235 210 130 105 8 M.fortuitum 1 235 120 85 145 120 60 55 6 M.asiaticum 1 235 205 110 105 5 M. intracellulare 1 235 120 100 145 130 60 2 M.gilvum 1 440 180 145 2 M. gordonae 2 235 120 85 215 210 1 M.szulgai 1 440 130 105 100 1 Total 76 O sequenciamento foi realizado em um caso com a espécie M. avium 3 em que o PRAhsp65 apresentou o mesmo padrão para 7 espécies O isolado mostrou 99,75% de identidade com M. avium ATCC 25291 (GQ153289.1). Dos 63 isolados de cultura única que se encontravam no banco de cepas no LACEN/RO, 28 isolados já se encontravam identificados em nível de espécie e 35 isolados estavam sem identificação. Os 35 isolados foram submetidas à identificação pelo PRA e sequenciamento parcial dos genes RNAr 16S e hsp65 (Tabela 8). Desses, 34 (85,7%) foram identificados em nível de espécie. Um isolado não amplificou, impossibilitando a realização da técnica. A técnica PRA hsp65 identificou 10 (28,6%) isolados em nível de espécie, enquanto que o sequenciamento identicou 33 (94,2%) isolados. Dos 24 isolados não identificados pela técnica PRA-hsp65, em 11(45,3%) cepas não 58 ocorreu a digestão quando foram submetidas às enzimas BstE II e Hae III, 5 (20,3%) apresentaram digestão parcial, 1(4,1%) isolado quando submetidos a PCR não amplificou, enquanto, 4(16,6%) apresentaram perfis diferentes que não se enquadram com os disponíveis no PRASITE. 59 Tabela 8. Isolados de cultura única identificados pelo PRA-hsp65 e sequenciamento dos genes RNAr 16S e hsp65 Amostras BstE II Hae III 106613 320 115 140 65 60 60213 230 120 100 69813 Perfil compatível com Sequenciamento por RNAr 16S * Sequenciamento por hsp65* M.mucogenicum 1 Mycobacterium (98%) M. mucogenicum (99%) 130 115 M. gordonae 3 - M. gordonae (99%) 320 115 140 90 60 M. mucogenicum 3 Mycobacterium (96%) M. mucogenicum (99%) 84011 235 120 100 145 105 80 M.malmoense 1 não realizado não realizado 161508 235 120 85 145 120 60 55 M.fortuitum 1 M. fortuitum (97%) - 87310 235 120 85 145 120 60 55 M.fortuitum 1 - M. fortuitum (97%) 97010 235 120 85 145 120 60 55 M.fortuitum 1 - M.fortuitum (97%) 52113 440 145 130 M.lentiflavum 1 - M.lentiflavum (99%) 94909 235 120 85 145 120 60 55 M. fortuitum 1 - M. fortuitum (99%) 47012 440 175 115 90 - - Nocardia sp (97%) 2512 235 120 85 130 85 60 50 perfil diferente M. intracellulare (98%) - 17508 320 115 145 130 perfil diferente - M.avium (99%) 88510 235 120 85 175 130 perfil diferente - M.gordonae (99%) 73511 320 115 130 115 perfil diferente - M.gordonae (98%) 0612 235 e 210 - Digestão parcial - M.abscessus (100%) 23612 235 210 - Digestão parcial - M. massiliense (100%) 50211 235 120 85 - Digestão parcial M. fortuitum (99%) M. fortuitum (98%) 86713 - 150 130 Digestão parcial Mycobacterium (99%) Mycobacterium like M. neoaurum 45212 235 210 - Digestão parcial - M. like kansasii (93%) 1313 - - sem digestão Mycobacterium (98%) Mycobacterium like M. celatum 60 Cont. Sequenciamento RNAr 16S * Sequenciamento por hsp65* sem digestão Tsukamurella tyrosinosolvens (98%) Tsukamurella tyrosinosolvens (99%) - sem digestão M. asiaticum (99%) - - - Sem digestão M. terrae (98%) Mycobacterium like M. terrae (93%) 71611 - - Sem digestão - Nocardia sp (99%) 74413 235 120 100 115 130 M. gordonae 3 - M. gordonae (99%) 85011 - - sem digestão M. brisbanense (98%) M. fortuitum (98%) 49012 - - sem digestão - M. tuberculosis (98%) 100209 - - sem digestão M. fortuitum 99% - 91710 - - sem digestão - M.intracellulare (100%) 16412 - - sem digestão - M.intracellulare (100%) 15110 - - sem digestão - M.intracellulare (100%) 81310 - - sem digestão - M.intracellulare (100%) 17610 - - sem digestão - M.intracellulare (100%) 145909 - - sem digestão - M.intracellulare (100%) 123909 - - PCR não amplificou - - Amostras BstE II Hae III 27513 - - 28813 - 5112 Nota: * Perfil compatível com (Similaridade (%) com sequências obtidas na base de dados do GenBank) 61 Dos 63 isolados de 59 pacientes de cultura única identificados, apresentaram as seguintes espécies: 16 (25,4%) M. fortuitum, 9 (14,3%) M. intracellulare, 5 (8%) M. gordonae 4 (6,3%) M. avium, 4 (6,3%) M.abscessus, 2 (3,2%) M. mucogenicum, 2 (3,2%) M.tuberculosis, 1(1,6%) M. asiaticum, 1 (1,6%) M. boenickei, 1 (1,6%) M.boucherdethonense, 1 (1,6%)M. chimaera, 1 (6,6%) Mycobacterim like M. celatum, 1 (1,6%) M. holsaticum, 1 (1,6%) M. kansasii, 1 (1,6%)M.lentiflavum, 1 (1,6%) M. malmoense, 1 (1,6%) M. massiliense 1 (1,6%) M. novocastrense, 1 (1,6%) Mycobacterim like M. neonarum, 1 (1,6%) M. parmense, 1 (1,6%)M. sherisii, 1 (1,6%)M. simiae, 1 (1,6%)Mycobacterium like M. terrae, 1 (1,6%)M. tusciae. Além disso, foram identificadas três espécies de bactérias que não fazem parte do gênero Mycobacterium, sendo: 2 (3,2%) Nocardia sp, 1 (1,6%) Tsukamurella tyrosinosolvens e ainda 1 (1,6%) isolado sem identificação (Tabela 9). Tabela 9- Frequência de Isolados de cultura única identificados pelo PRA e sequenciamento Espécie M.fortuitum M. intracellulare M.gordonae M. avium M. abscessos M. mucogenicum M. tuberculosis M. asiaticum M. boenickei M.boucherdethonense M. chimaera Mycobacteriu.like M. celatum M. holsaticum M. kansasii M. lentiflavum M. malmoense M. massiliense M. novocastrense Mycobacterium like M neonarum M. parmense M. sherisii M. simiae M. tusciae Mycobacterium like M. terrae Nocardia sp Tsukamurella tyrosinosolvens Sem identificação Total N° isolados 16 9 5 4 4 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 63 62 Dos 74 pacientes que tiveram isolados identificados para MNT as espécies mais frequentes foram M. fortuitum observada em 16 (21,3%) pacientes, M. abscessus em 13 (17,3%) pacientes, M. intracellulare em 10 (13,3%) pacientes, M. avium em 7 (9,3%) e M. gordonae em 5 (6,6%) pacientes (Tabela 10). Tabela 10- Diversidade e frequência de MNT nos pacientes estudados (N=74) identificadas pelo PRA e/ ou sequenciamento MNT identificada M. fortuitum M. abscessos M. intracellulare M. avium M. gordonae M. asiaticum M. mucogenicum M. bouchedurhonense /M.fortuitum M. fortuitum/M.abscessus M. fortuitum/M.szulgai/M.gordonae M. simiae tipo 2/M.avium M. chimaera/M.intracellulare M. boenickei M. like kansasii M. massiliensi M. sherrisii M. lentiflavum M. like terrae M. tusciae M. like neonarum M. parmense M. novocastrense M. holsaticum M. malmoense M.like celatum M. gilvum Total N° de Pacientes 16 13 9 7 5 3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 74 % 21,34 17,34 13,34 9,34 6,68 4,00 2,68 1,33 1,33 1,33 1,33 1,33 1,33 1,33 1,33 1,33 1,33 1,33 1,33 1,33 1,33 1,33 1,33 1,33 1,33 1,33 100 De acordo com o tempo de crescimento, 17 espécies de crescimento lento (MCL) e 8 espécies de crescimento rápido (MCR) foram observadas. Neste estudo a diversidade de espécie foi representada por 25 espécies de MNT, sendo que o município de Porto Velho apresentou maior variabilidade com 19 (77%) espécies, sendo 8 pacientes do grupo ATS e 32 pacientes cultura única, representando 66 isolados. As 63 espécies mais frequentes no município foram 19 (28,7%) M. abscessus, 12 (18,2%) de M. avium, 11(16,6%) M. fortuitum, 5 (7,6%) M. intracellulare, 3 (4,5%) M. gordonae, 2 (3%) M. asiaticum e 2 (3%) M. gilvum. 5.3 ISOLADOS AMBIENTAIS Foram coletadas 89 amostras ambientais em 15 residências de pacientes, treze residências dos pacientes segundo os critérios ATS e em duas residências de dois pacientes com cultura única. Os pacientes são residentes dos municípios de Cacoal, Candeias do Jamari, Jaru, Ji Paraná, Pimenta Bueno, Porto Velho e Rio Crespo (Figura 12). As amostras ambientais foram provenientes de biofilmes do sistema de canalização das residências, água e solo. Figura 12- Municípios e números de amostras ambientais em que foram realizadas coletadas no estado de Rondônia 10 6 40 2 13 9 9 Fonte: http://mapasblog.blogspot.com.br/2012/01/mapas-de-rondonia.html Foram utilizados três métodos de descontaminação para o processamento das amostras ambientais (biofilme, água e solo), porém, o método Ogawa-Kudoh foi utilizado somente nas amostras de biofilmes – adaptado por Jordão Júnior, (2008). Após realização da descontaminação independentemente do método utilizado, as 89 amostras foram semeadas 64 nos meios de cultura LJ com cicloheximida/e ou Ogawa Kudoh. Os esfregaços foram realizados utilizando a técnica de coloração Ziehl Neelsen (Figura 13), após visualização de crescimento das colônias. Figura 13- Coloração de Ziehl Neelsen A B A - Positivo; B - Negativo Foram coletadas 33 amostras de água, 15 amostras de solo e 41 de biofilmes. Dentre as 89 amostras, 40(44,9%) amostras apresentaram culturas positivas para micobactérias, 33(37%) culturas negativas, 14 (15,7%) contaminaram e 2 (2,2%) amostras apresentaram bactérias que não fazem parte do gênero mycobacterium. Das 40 amostras, 6(15%) apresentaram culturas mistas, totalizando 46 isolados de micobactérias, 3 isolados de Nocardia sp, 1 isolado do gênero Kocuria sp. Os 46 isolados de micobactérias, 25 (54,3%) foram isolados provenientes de biofilmes, 10 (22%) isolados de água e 11 (24%) de solo. Destes, 27 (58,7%) apresentaram crescimento rápido e 19 (41,3%) apresentaram crescimento lento (Tabela 11). Tabela 11- Tipo de amostras ambientais isoladas com micobacteria Amostras N° de amostras N° de isolados MCR MCL Biofilme 41 26 19 7 Água 33 10 3 7 Solo 15 10 5 5 Total 89 46 27 19 Os maiores números de culturas positivas para micobactérias foram obtidas a partir de biofilmes, sendo 9 isolados de torneiras de banheiro, 7 isolados de chuveiros e 7 isolados 65 torneiras de cozinha, 2 isolados de mangueira e 1 isolado de torneira da lavanderia (Figura 14). Figura 14- Número de culturas positivas para Micobactérias em relação aos locais de coleta Foi analisado o percentual de crescimento de acordo com a temperatura de incubação. Dos 46 isolados, 21 (45,6%) apresentaram crescimento na temperatura de 37°C, 11 (23,9%) isolados apresentaram crescimento na temperatura 30°C e 14 (30,4%) cresceram em ambas as temperaturas de incubação. Dos 27 isolados de micobacterias que apresentaram crescimento rápido, 16 (59,2%) apresentaram crescimento na temperatura a 37°C, 4 (14,8%) na temperatura de 30°C e 7 (25,9%) apresentaram crescimentos em ambas as temperaturas. Dos 19 isolados micobacteriano que apresentaram crescimento lento, 5 (26,3%) na temperatura a 37°C, 7 (36,8%) apresentaram crescimento na temperatura de 30°C, e 7 (36,8%) apresentaram crescimento em ambas as temperaturas. 5.3.1 Identificação dos Isolados Ambientais Os isolados ambientais foram submetidos ao método PRA e ao sequenciamento de parte dos genes RNAr 16S e hsp65 para identificação da espécie. Dos 46 isolados ambientais, 45 (97,8%) foram identificadas em nível de espécie pelo sequenciamento utilizando os genes hsp65 e RNAr16S. As espécies de MNT identificadas 66 foram M. fortuitum (n=19; 41,3%), M. gordonae (n=6;13%), MAC (n=4; 8,7%), Complexo simiae (n=2;4,3%), M. mucogenicum (n=2;4,3%), Complexo terrae (n=2;4,3%), M. cosmeticum (n=2; 4,3%), M. lentiflavum (n=2;4,3%), M. colombiense (n=2;4,3%), M. heraklionense (n=1;2,2%), M. peregrinum (n=1;2,2%), M. ainchiense (n=1; 2,2%), M. szulgai (n=1;2,2%) e Mycobacterium sp (n=1;2,2%). Dos 46 isolados, a técnica PRA-hsp65 identificou 11(24%) em nível de espécie, 1(2,3%) isolado apresentou perfil compartilhado com várias espécies, 7(15,2%) apresentaram padrão que não se encontra disponível no prasite (http://app.chuv.ch/prasite/index.html), 13(28,2%) isolados apresentaram digestão parcial das enzimas BstEII e/ou Hae III e em 14 (30,4%) isolados não ocorreu digestão das enzimas. Os resultados de PRA-hsp65, bem como a comparação com o sequenciamento, estão demonstrados na Tabela 12. 67 Tabela 12- Identificação e origem da amostra, velocidade de crescimento, resultado do PRA e sequenciamento dos genes hsp65 e RNAr 16S. Registro Residência Local Amostra Crescimento BstE II Hae III Identificação Sequenciamento por hsp65* Sequenciamento por RNAr16S* 0114 1 mangueira-Poço Biofilme rápido - 140 120 100 digestão parcial M. fortuitum (99%) M. bribanense 95% 34 A14 1 poço Água rápido 235 120 85 145 135 85 55 perfil diferente M.fortuitum (96%) - 34B14 1 poço Água Lento 235 120 100 150 130 70 perfil diferente M. gordonae (99%) M. gordonae 99% 3114 2 chuveiro Biofilme rápido - 145 130 digestão parcial M.fortuitum (96%) - 05A14 2 torn.coz Biofilme rápido 320 115 140 110 60 perfil diferente M. mucogenicum (97%) M. mucogenicum( 98%) 05B14 2 torn.coz Biofilme rápido - - - - Nocardia nilgatensis (99%) 1014 2 torn.coz. Água Lento 320 115 - digestão parcial 32A14 2 Poço Água Lento 235 120 85 - digestão parcial Complexo terrae (97%) - 32B14 2 poço Água Lento 235 120 100 - digestão parcial mycobacterium (98%) M.lentiflavum (100%) 1314 3 torn.cozinha biofilme rápido - - sem digestão - M. cosmeticum (80%) 1514 3 torneira Biofilme rápido 235 130 85 145 125 70 60 perfil diferente M.fortuitum ( 99% ) Mycobacterium (99%) MAC (95%) MAC (99%) banheiro 1414 3 torn.lavanderia Biofilme rápido 235 115 130 115 60 perfil diferente M.fortuitum (98%) - 1214 3 chuveiro Biofilme rápido 235 120 85 145 120 60 55 M.fortuitum 1 - Nocardia nigatensis/Mycobacterium sp 4014 3 Poço Água rápido 235 120 85 145 120 60 55 M. fortuitum 1 M. fortuitum (99%) Mycobacterium (96%) 2914 4 horta Solo Lento - - sem digestão M. avium (97%) - 3014 4 galinheiro Solo rápido 235 210 - digestão parcial M.peregrinum(98%) Mycobacterium (97%) 2314 4 torneira cozinha Biofilme rápido 440 320 140 120 85 - - Kocuria sp. (99%) 3614 5 mangueira Biofilme rápido 235 120 85 - digestão parcial M. fortuitum (99%) Mycobacterium (96%) 3914 5 plantações Solo rápido 320 115 145 130 M. lentiflavum 2 M. lentiflavum (96%) - 4414 6 torn. banheiro Biofilme rápido - - sem digestão M. fortuitum (99%) - Nota:*similaridade (%) com sequências obtidas na base de dados do GenBank 68 Cont. Registro Residência Local Amostra Crescimento BstE II Hae III Identificação Sequenciamento por hsp65* Sequenciamento por RNAr16S* 45A14 7 chuveiro biofilme rápido 235120 85 145 120 60 55 M. fortuitum 1 M.fortuitum (97%) - 45B14 7 chuveiro biofilme rápido 235 120 100 125 110 70 perfil diferente M. gordonae (99%) - 4714 7 torn.coz. biofilme Lento 235 120 100 130 115 M. gordonae 3 M. gordonae (98%) - 5314 8 poço Água rápido 235 120 85 - digestão parcial M.fortuitum (99%) mycobacterium (99%) 4814 8 Chuveiro Biofilme Lento 235 120 100 130 115 M. gordonae 3 M. gordonae (98%) - 50A14 8 torn coz. Biofilme rápido 320 115 - digestão parcial M.mucogenicum (99%) mycobacterium (99%) 50B14 8 torn.coz. Biofilme rápido 235 120 85 145 120 60 55 M. fortuitum 1 M. fortuitum (96%) Mycobacterium (99%) 4914 8 torn.ban. biofilme Lento 235 120 100 130 115 M. gordonae 3 M. gordonae (98%) M. gordonae (99%) 5814 9 torn. cozinha biofilme rápido - - sem digestão M.fortuitum (98%) - 57A/14 9 torn.banheiro biofilme rápido 320 115 - digestão parcial MAC (95%) - 57B14 9 torn.banheiro biofilme rápido - - sem digestão - Mycobacterium (100%) 57C14 9 torn.banheiro biofilme rápido sem digestão M. aichiense (98%) mycobacterium (99%) 56B14 9 chuveiro biofilme rápido - - - M.fortuitum (95%) - 6114 9 quintal Solo Lento - - sem digestão ComplexoM. simiae (99%) Complexo M. simiae (99%) 6214 9 solo ponte Solo Lento 235 120 85 145 130 70 perfil diferente M.fortuitum (99%) - 5914 9 igarapé casa Água Lento 235 210 140 90 80 sem digestão - M.heraklionense 6014 9 igarapé ponte Água Lento - - sem digestão - M. szulgai 6414 10 mangueira biofilme rápido - - - - Nocardia sp.(99%) 6314 10 chuveiro biofilme rápido 235 120 85 145 120 60 55 M. fortuitum 1 M.fortuitum (100%) M.fortuitum (99%) 7314 10 quintal Solo Lento 235 210 - digestão parcial M.colombiense (99%) M.colombiense (99%) 6614 12 torn.banheiro biofilme Lento 235 120 100 130 115 M.gordonae 3 M.gordonae (99%) - 6814 12 chuveiro biofilme Lento - - sem digestão ComplexoM.simiae (97%) Complexo M. simiae (99%) 76A14 13 torn.ban biofilme rápido 235 120 85 - digestão parcial M. fortuitum (99%) Mycobacterium (99%) Nota:*similaridade (%) com sequências obtidas na base de dados do GenBank 69 Cont. Sequenciamento por hsp65* Sequenciamento por RNAr16S* - Nocardia nigatensis (99%) sem digestão MAC (96%) MAC (99%) - sem digestão MAC (99%) M. colombiense (100%) 235 120 85 145 125 60 55 M.fortuitum 1 M.fortuitum (99%) - Lento 320 115 - digestão parcial - Complexo M. terrae (99%) biofilme rápido - - sem digestão - M. cosmeticum (99%) Solo rápido - - sem digestão M. fortuitum (97%) - Registro Residência Local Amostra Crescimento BstE II Hae III 76B14 13 torn.ban biofilme rápido - - 8014 13 horta Solo Lento - - 8114 13 quintal Solo Lento - 8314 14 quintal Solo rápido 8214 14 rio Água 8714 15 torn.banheiro 8914 15 quintal Nota:*similaridade (%) com sequências obtidas na base de dados do GenBank Identificação 70 5.3.2 Genes RNAr 16S, hsp65 e análise filogenética Em nove isolados o gene RNAr 16S identificou apenas o gênero mycobacterium, enquanto o hsp65 identificou 10 isolados em nível de espécie. Entretanto, o gene RNAr 16S em 2 isolados alcançou um maior poder discriminatório com 100% de identidade para as espécies M.colombiense e M. lentiflavum, respectivamente (tabela 13). Tabela 13- Poder discriminatório entre os genes RNAr 16S e hsp65 Registro Espécie Identidade(%) hsp65 99 Espécie 0114 M.fortuitum 32B14 Mycobacterium 99 M.lentiflavum 99 1514 M. fortuitum 99 Mycobacterium 99 4014 M. fortuitum 99 M.fortuitum 96 3014 M.peregrinum 98 Mycobacterium 97 3614 M. fortuitum 99 Mycobaterium 96 5314 M.fortuitum 99 Mycobaterium 99 50 A14 M. mucogenicum 99 Mycobaterium 99 50B14 M.fortuitum 96 Mycobaterium 99 57C14 M.aichiense 98 Mycobaterium 99 76 A14 M.fortuitum 99 Mycobaterium 99 8114 MAC 99 M.colombiense 100 M.brisbanense Identidade(%) RNAr16S 95 Anteriormente as sequências foram alinhadas a partir do BioEdit através do software de múltiplos alinhamentos (ClustalW) . A construção da árvore filogenética seguiu o método do “critério otimizado” (máxima parcimônia-MP e máxima probabilidade (likelihood)-ML), já que se trabalhou com caracteres discretos (sequências nucleotídicas), e Neighbor Joining (NJ), utilizando o software Bootstrap em 1000 vezes. O método MP escolhe a árvore que requer as menores mudanças evolutivas, e o ML, escolhe a árvore que, de todas, é a que mais comumente produziu o dado observado. O NJ é um algoritmo usado para construir a árvore mais curta (mínima evolução). A Figura 15 mostra as sequencias alinhadas e abaixo a figura 16 ilustra a árvore mostrando a relação entre as amostras ambientais e as clínicas. Figura 15- Alinhamento das sequências no programa Bioedit das amostras ambientais e clínicas 71 72 Figura 16 -Árvore filogenética ilustrando a análise da sequência parcial do gene hsp65 reunindo as amostras ambientais e clínicas * * * * * * * * * * * Nota: (*) amostras clínicas Os isolados provenientes de coleta do ambiente tiveram as seguintes distribuições em nível de espécies: Biofilmes: M. fortuitum (13), M. gordonae (5), M. cosmeticum (2), M. mucogenicum (2), complexo M. simiae (1), M. aichiense (1) e mycobacterium sp (1). Isolados provenientes de água: M. fortuitum (3), complexo M. terrae (2), MAC (1), M. gordonae (1), M. lentiflavum (1), M. heracklionense (1), M. szulgai (1). Isolados de solo: M. fortuitum (3), 73 MAC (3), M. lentiflavum (1), M. colombiense (1), M. peregrinum (1) e complexo M. simiae (1) (Tabela 14). Tabela 14- Origem dos isolados de Micobactérias identificadas pelo PRA e sequenciamento Espécies Água Solo Biofilme Total M. fortuitum 3 3 13 19 M. gordonae 1 - 5 6 MAC 1 3 1 5 M.cosmeticum - - 2 2 M. mucogenicum - - 2 2 M. lentiflavum 1 1 - 2 Complexo terrae 2 - - 2 Complexo simiae - 1 1 2 M. aichiense - - 1 1 M. colombiense - 1 - 1 M. heraklionense 1 - - 1 M. peregrinum - 1 - 1 M. szulgai 1 - - 1 Mycobacterium sp - - 1 1 Total 10 10 26 46 5.4 COMPARAÇÃO DAS ESPÉCIES DE MNT ENTRE OS ISOLADOS CLÍNICOS E AMBIENTAIS Nas 15 residências onde foram realizadas coletas ambientais, 3 (15%) residências apresentaram as mesmas espécies de MNT tanto no ambiente quanto na infecção do paciente. Na residência 2: M. fortuitum; residência 6: M. fortuitum; residência 7: M. fortuitum (chuveiro) e M. gordonae (dois locais) (Tabela 15). Tabela 15- Micobactérias isoladas das residências relacionadas com as espécies de infecção dos pacientes infectados Residência Isolados Ambientais Isolados Clinicos-Pacientes 2 6 M. fortuitum (1), mucogenicum (1), M. intracellulare (1), M. terrae (1), M.lentiflavum (1), Nocardia sp (1). M. fortuitum (1) 7 M.fortuitum (1), M. gordonae (2) M.fortuitum(1),M. bouchedurhonense (1) M.abscessus subsp. bolleti (3), M. fortuitum (2) M.fortuitum (2) M.szulgai (1) M.gordonae (1) 74 Analisando os isolados da residência 7, em relação ao M. fortuitum, na comparação das sequências do isolado clínico com a cepa de referência InDRE Guerrero 538DT65 observou-se 98% e 97%, respectivamente, de similaridade. No entanto, em relação ao M. gordonae foi observada 96% de identidade no isolado do chuveiro, 97% no isolado da torneira da cozinha e 100% de identidade em relação à cepa de referência FJ09022. Foi aplicada a técnica PRA nesses isolados, os perfis gerados foram iguais para M. fortuitum tipo 1 nos isolados ambientais e clínicos, em relação a M.gordonae, os perfis apresentado nos isolados ambientais foram M.gordonae tipo 3 e clínico M.gordonae tipo 2. 75 DISCUSSÃO 6.1 ASPECTOS CLÍNICOS E EPIDEMIOLÓGICOS Com o crescente aumento da importância clínica das MNT surgiu a necessidade de aprimorar a identificação e estudar a taxonomia deste gênero. Muitos trabalhos têm sido realizados para melhorar o entendimento da epidemiologia das infecções causadas por micobactérias e o conhecimento do nicho ecológico. Uma vez que cada espécie de MNT apresenta um perfil específico de susceptibilidade aos antimicrobianos, a identificação da espécie de micobactéria é fundamental, visando a adoção de conduta terapêutica adequada (GRIFFITH et al., 2007; TORTOLI, 2009). A capacidade das micobactérias não causadoras de tuberculose (MNT) em produzirem doenças está claramente documentada na literatura e a sua importância aumentou progressivamente, com isolamentos cada vez mais frequentes, de espécies de MNT em pacientes (FALKINHAM, 2003). O Estado de Rondônia possui 52 municípios, desconhecemos a situação epidemiológica dos casos de infecção por micobactérias na maioria dos municípios. Há registros de poucos municípios que enviam amostras de escarro para cultura de micobactérias no LACEN/RO. Em relação à tuberculose, no estado de Rondônia, ainda não é rotina solicitar cultura para os pacientes sintomáticos respiratórios que apresentam baciloscopia negativa em duas ou mais amostras e ou baciloscopia positiva para identificação de espécie. É comum iniciar o tratamento em casos que apresentam baciloscopia positiva, sem confirmação de espécie, tratando pessoas para tuberculose com chances de apresentarem infecção por MNT (MENDES DE LIMA, 2012), no entanto, essa situação não difere da maioria das outras regiões do país. Em Rondônia o maior número de casos de infecção por MNT, está vinculado ao sítio pulmonar (MENDES DE LIMA et al, 2013). Por apresentarem sintomas semelhantes ao da TB, o diagnóstico de MNT pulmonar está associado ao diagnóstico da tuberculose. O Programa Nacional de Controle da Tuberculose (PNCT) considera o controle da doença como responsabilidade dos municípios brasileiros, como competência da Atenção Básica à Saúde. Sendo assim, atribui aos gestores municipais dar garantia de acesso ao diagnóstico laboratorial de qualidade e tratamento da doença para a população (BRASIL/MS, 2010). 76 Neste estudo trabalhou-se com 80 pacientes, sendo 21 pacientes que atendem aos critérios da American Thoracic Society (ATS) e 59 pacientes que não atendem. Após identificação dos isolados, seis pacientes de cultura única apresentaram isolados que não são do grupo das MNT. Sendo, dois isolados do Complexo M. tuberculosis e quatro isolados são de bactérias que podem também provocar doença pulmonar. O município de Porto Velho apresentou o maior número de isolados (n=70, 50.3%), representando 50% dos isolados. Isto se deve provavelmente ao fato de ser a capital e receber pacientes de todo estado de Rondônia, oferecendo uma maior cobertura de exames. Entretanto, é relevante ressaltar que os municípios com maior população, como Ji-Paraná, Cacoal e Guajará Mirim possuem laboratório de cultura para micobactérias e, além disso, podem estar atendendo os municípios vizinhos ampliando assim a cobertura de exames no interior do Estado. Os 53 pacientes que apresentaram cultura única para MNT, 40 (75%) não enviaram a segunda amostra para confirmação de infecção por MNT. Dos 57 isolados desses pacientes, 39 (68,4%) isolados apresentaram espécies do grupo de micobactérias potencialmente patogênicas. As espécies mais frequentes foram 16 (28%) M. fortuitum, 9 (15,8%) M. intracellulare, 5 (8%) M. gordonae, 4 (7%) M. avium e 4 (7%) M.abscessus. Segundo o PNCT, os municípios através do Programa Municipal de Controle da Tuberculose devem realizar a “busca de sintomáticos respiratórios” - busca ativa permanente na unidade de saúde e/ou no domicílio por meio do Programa Saúde da Família (BRASIL/MS,2010). Neste estudo verificamos que todos os casos de MNT confirmados em Rondônia foram por infecção pulmonar, deste modo as ações do Programa Municipal de Controle da Tuberculose são importantíssimas para identificação dos casos de MNT, já que os sintomas são semelhantes para as duas infecções (TB e MNT). Estudos têm evidenciado a associação de MNT com doenças pulmonares estruturais como doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC), bronquiectasias, fibrose cística, tuberculose prévia, pneumoconioses e proteinose alveolar (PREVOTS et al., 2010; WINTROP et al 2010). Considerando que 33 (62,2%) dos 53 pacientes do grupo de cultura única desse estudo apresentaram histórico prévio de doença pulmonar ou realizaram tratamento para tuberculose, podemos sugerir que esses indivíduos são susceptíveis a desenvolverem infecção pulmonar por MNT. No entanto, não sabemos qual o desfecho e a real situação desses pacientes, além disso, é importante ressaltar que os maiores números de isolados foram de espécies de MNT que não são comuns fazerem parte da colonização transitória no trato respiratório ou contaminação de amostra, exceto para M. gordonae que 77 foram isolados em cinco pacientes. É importante que o Programa de Controle de Tuberculose dos municípios realize busca ativa de sintomáticos respiratórios e também a equipe do programa estejam atentos e busquem também os casos em que os pacientes comparecem somente com uma amostra na Unidade de Saúde. Diante dos fatos o que se pode inferir é que o número de casos de doença por MNT no Estado pode estar subestimado. No entanto, a presença de MNT no ambiente implica que isolados cultivados a partir de um local do corpo não estéril, tal como o trato respiratório, pode resultar de contaminação ou a presença ocasional de MNT em uma amostra. Por isso, é importante distinguir a contaminação da doença verdadeira por MNT. American Thoracic Society (ATS) publicou diretrizes para ajudar nessa distinção. Considerando os 21 pacientes que atendem os critérios da ATS, 18(85,7%) realizaram tratamento prévio para tuberculose com diagnóstico baseado na baciloscopia do escarro. Em média, os pacientes receberam dois tratamentos para tuberculose antes do diagnóstico de MNT. Semelhantemente, no Estado do Pará, da Costa et al. (2012) observou que a maioria dos pacientes no período de 1999-2010 realizaram tratamento para tuberculose. O mesmo grupo relata que no Brasil, era comum até 2009, quando não era observada nenhuma melhora durante o primeiro tratamento da TB, iniciar tratamento de segunda linha para tuberculose sem realizar exame de cultura para MNT. Castro (2012) afirma que o desconhecimento pelos profissionais de saúde sobre este tipo de infecção leva ao atraso no diagnóstico e ao não reconhecimento do problema. Quanto ao encerramento dos pacientes segundo critérios ATS, um elevado número de pacientes foi a óbito, 7 (33%) sendo que 4 (57%) apresentavam doença pulmonar causada por M.abscessus. De acordo com estudos realizados por Andreják et al. (2010), na Holanda, verificaram uma taxa de mortalidade de 40% em 5 anos em pacientes portadores de MNT na forma pulmonar, como também estudos relatam que pacientes portadores de doença pulmonar por M. abscessus, a taxa de mortalidade ficou em torno de 15% (GRIFFITH; GIRARD; WALLACE, 1993; JARAND et al. ,2011). Dos 74 pacientes com isolados para MNT, maior número de indivíduos foram do sexo masculino (66%) e faixa etária média de 50 anos. Dos 21 pacientes segundo critérios ATS, a média de idade foi de 57 anos e 66% foram do sexo masculino. Semelhantemente, estudos realizados nos estados da Bahia, Rio de Janeiro e São Paulo mostraram maior prevalência em homens, com 68%, 62% e 76,1% dos casos, respectivamente (MATOS et al, 2004; MELLO et al, 2013; UEKI et al., 2005). Entretanto, recentes estudos apontam para maior frequência de MNT em mulheres (CASSIDY et al., 2009; da COSTA et al., 2012; PREVOLTS et al., 2010). 78 Nos Estados Unidos a infecção pulmonar por MNT está aumentando, especialmente em mulheres com mais de 50 anos de idade (MIRSAEIDI et al., 2014). Dois pacientes (2,7%) apresentaram co-infecção com HIV. Sendo um paciente do grupo ATS e um paciente de cultura única. Os dois casos apresentaram co-infecção com M. avium e foram a óbito dentro do período de estudo. Entre os pacientes imunocomprometidos, o MAC (M.avium e M. intracellulare) é um patógeno oportunista de grande preocupação (WHILEY et al., 2012). Nos países desenvolvidos, em adultos HIV positivo a infecção por MAC é a mais comum das bactérias oportunistas, com uma frequência anual de 10-20% (KARAKOUSIS et al., 2004). Atividades profissionais ou de lazer relacionadas ao solo e água foram pesquisadas nos 80 pacientes, sendo relatadas por 51 % dos pacientes. Do grupo segundo critérios ATS, 81% exerciam atividades com fontes potencialmente reconhecidas como reservatório de MNT (FALKINHAM, 1996; FALKINHAM, 2015). Em 2006, De Groote demonstrou que a terra utilizada em atividades de jardinagem contém um número relativamente grande de MNT e seu manuseio produz partículas inaláveis, suficientemente pequenas, capazes de atingir os alvéolos (DE GROOTE et al, 2006). Atividades relacionadas ao solo também aumentaram o risco relativo de infecção por micobactérias do complexo MAC, detectado através de testes cutâneos (REED et al, 2006). Adicionalmente, a água é um importante reservatório desses organismos, sendo que a transmissão pode ocorrer através da inalação de gotículas de água contendo MNT (FALKINHAM, 2011; VON REYN et al, 1993). O principal grupo dos indivíduos neste estudo exerce ou exerceu atividades relacionados à área rural (52%). De acordo, com estudo no estado do Ceará, Castro (2012), encontrou trinta e sete (62,7%) pacientes que exerciam atividade profissional com risco biológico de contrair MNT, além de Barretto (2013) no Pará, 63% dos 27 pacientes analisados exerciam tais atividades. 6.2 ISOLADOS CLÍNICOS Considerando os 133 isolados de MNT dos 74 pacientes, durante o período de estudo (2008-2013), a diversidade de espécie foi representada por 25 espécies de MNT. As espécies com maior frequência foram M. fortuitum observada em 16 (21,6%) pacientes, M. abscessus em 13 (17,5%) pacientes, M. intracellulare em 9 (12,1%) pacientes, M. avium em 7 (9,4%) e a espécie M. gordonae foi isolada em 5(6,7%) pacientes. Neste estudo, Rondônia mostrou uma grande variedade de espécies. No Brasil, observou-se que existe diversidade de espécies com diferentes frequências entre os diferentes Estados. Na região sudeste, Zamarioli et al. 79 (2008) encontraram em São Paulo 13 espécies em 194 isolados, associadas à infecção pulmonar, com um maior número de isolamentos para M. kansasii, M. avium e M. fortuitum. Na Baixada Santista (São Paulo) M. kansasii e M. fortuitum foram detectadas em indivíduos HIV negativos, enquanto que M. avium foi mais frequente em HIV-positivos (PEDRO et al., 2008). No estado do Rio de Janeiro, quatro espécies de micobactérias foram responsáveis por 85,6% das infecções por MNT: M. kansasii, 59 casos (33,9%), M.avium 53 (30,4%), M. abscessus 23 (13,2%) e M. fortuitum 14 (8%) (MELLO et al, 2013). Na região Norte do país, DA COSTA et al. (2012), no estado do Pará, descreveram que as espécies mais frequentes nos casos pulmonares foram M. massiliense, M. simiae complex, M. intracellulare e M. avium, no período de 1999 a 2010. Outro estudo, também realizado por DA COSTA et. al., (2013) entre 2010 e 2012, oito espécies de MNT foram identificados a partir dos 29 pacientes, obedecendo aos critérios da ATS, sendo, M. massiliense (n = 13; 44,8%), M. avium (n = 3; 10,3%), M. intracellulare (n = 3; 10,3%), M. abscessus (n = 2; 6,9%), M. bolletii (n = 1; 3,4%), M. moriokaense (n = 1; 3,4%), M. fortuitum (n = 1; 3,4%), M. celatum (n = 1;3,4%) e M. kansasii (n = 1; 3,4%). Na região Nordeste, no estado do Ceará, CASTRO (2012) estudando 59 pacientes com doença pulmonar por MNT observou que as espécies mais frequentes foram M. abscessus 28,5% (17/59); M. lentiflavum 18,6% (11/59) e M. avium, 16,6% (10/59). Ainda no Nordeste, no estado de Pernambuco, LIMA (2014) identificou seis espécies de MNT a partir do isolamento em cultura de amostras clínicas pulmonares de acordo com os critérios da ATS (2007), sendo 12 (57,1%) M. kansasii, 2 (9,5%) M. intracellulare, 2 (9,5%) M. abscessus subsp abscessus, 2 (9,5%) M. abscessus subsp bolleti, 2 (9,5%) M. fortuitum e 1 (4,8%) M. asiaticum. No estado do Pará em seus estudos com micobactérias, DA COSTA (2009) sugere que as diferentes frequências de espécies em relação à região sudeste podem estar associadas a fatores ambientais, como por exemplo o solo que exerce importante influência na distribuição geográfica de espécies, como relatado por Portaels (1995). Dos 21 pacientes segundo os critérios ATS, 10 (48%) apresentaram infecção por M. abscessus e entre os 53 pacientes com cultura única 4 (7,5%) apresentaram M. abscessus. A classificação taxonômica da espécie M. abscessus ainda não está definida (GRIFFITH, 2015). Considerando a última taxonomia proposta por LEÃO et al. (2011), definiu M. abscessus subsp. abscessus como padrão PRA, M. abscessus tipo 1 e o M. abscessus subsp. bolletii referente ao padrão PRA como M. abscessus tipo 2. Das 14 cepas identificadas, 10 (71,43%) apresentaram M. abscessus subsp. bolletii (M. abscessus tipo 2) e quatro apresentaram M. abscessus subsp. abscessus (M.abscessus tipo 1). 80 O M. abscessus é um bacilo de difícil tratamento, pois é altamente resistente a agentes antimicrobianos e geralmente requer tratamento prolongado (> seis meses) com medicamento intravenoso e antibiótico oral combinado. A infecção é muitas vezes implacável, apesar do tratamento, e se o mesmo é aparentemente eficaz, a recaída é comum (THOMSON et al., 2013a). Durante a coleta dos dados, foi observado que três pacientes com doença pulmonar por M.abscessus não respondiam aos tratamentos. Dois desses pacientes fazem tratamento para MNT há de mais de seis anos. Observamos que nos prontuários dos três pacientes foi comum a presença do macrolídeo claritromicina, dentre as drogas prescritas para o tratamento. Estudos relatam que as espécies M fortuitum e M abscessus são frequentemente resistentes a macrolídeos por causa da presença do gene ERM (erythromycin ribosome methyltransferase) (GRIFFITH & AKSAMIT, 2012; NASH et al., 2005; VAN INGHEN, 2012). Os genes ERM representam uma família de genes codificadores de metilases, que adicionam um ou mais grupos metil à adenina na posição 2058 do RNAr 23S. Essa modificação impede a ligação dos macrolídeos ao ribossomo, o que reduz a atividade inibitória desse agente antimicrobiano (ROBERTS et al., 2008). Outros mecanismos de resistência do M. abscessus incluem enzimas que inativam ou modificam antibióticos e bombas de efluxo de antibióticos (NESSAR et al. 2012). Estudos realizados por JEON et al (2009) na Coreia do Sul analisando retrospectivamente 65 pacientes com M. abscessus, observou negativação inicial do escarro em 72% dos pacientes. Porém, a taxa de recaída foi de 19%. Em 28% dos casos, as culturas continuaram positivas. Nos Estados Unidos, o M. abscessus é responsável por mais de 80% de todas as infecções pulmonares, dentro do grupo das micobactérias de crescimento rápido (MCR) e está associada com uma taxa de mortalidade muito mais elevada do que qualquer outra (MCR) (RIPOLL et al., 2009). Neste estudo, já foi citado que o maior número de pacientes que evoluíram para óbito apresentavam doença pulmonar por M. abscessus. Isolados de M. fortuitum foram os mais frequentes neste estudo nos pacientes de cultura única. Essa espécie pode provocar infecções de pele, tecidos moles, pulmões e articulações (BROWN-ELLIOTT & WALLACE, 2010; GRIFITH et al., 2007; SETHI et al., 2014) em imunocompetentes e imunossuprimidos. Doenças cutâneas ocorrem por meio de inoculação direta do meio ambiente e estão tipicamente associadas com procedimentos médicos ou lesões traumáticas da pele. Casos recentes de M. fortuitum foram encontrados em pós-operatórios, pós-injeções, cateteres intravenosos de longo prazo, e pós-lipoaspirações. 81 (BROWN-ELLIOTT & WALLACE, 2010; GRIFITH et al., 2007). No Brasil, surtos de M. fortuitum em infecções cirúrgicas têm sido reportados, e um dos mais recentes ocorreu na cidade de Campinas, em pacientes submetidas à mamoplastia de aumento (PADOVEZE et al., 2007; SAMPAIO et al., 2006). Em Rondônia, os registros conhecidos de casos por M. fortuitum provem todos do sitio pulmonar. Neste estudo, as espécies M. avium e M. intracellulare estão entre as mais frequentes. O M. avium foi a segunda espécie mais presente nos pacientes segundo o critério ATS. Entre este grupo diversificado de organismos, o complexo M. avium, que consiste predominantemente de M. avium e M. intracellulare são agente etiológicos das espécies de MNT mais comum em doenças, especialmente pulmonar (LAI et al., 2010; KIM et al., 2014), e que afeta muitos países sobretudo pacientes imunocomprometidos (HAN, et al., 2005). Dentre os isolados clínicos sem identificação e cultura única, duas espécies de bactérias não pertencentes ao grupo das MNT foram identificadas pelo sequenciamento: Tsukamurella tyrosinosolvens e Nocardia spp. Vários estudos comprovam a patogenicidade dessas bactérias que também afetam o sitio pulmonar. Quanto ao gênero Tsukamurella algumas espécies são bactérias comensais encontradas no ambiente, tanto em solo quanto em água, e são bactérias oportunistas em pacientes com infecção pulmonar crônica ou em pacientes imunodeprimidos (ALCAIDE; ESPINOZA; ABBO, 2004) O gênero Nocardia spp. são mais frequentes em doentes imunocomprometidos. Alguns relatos indicam que mais de dois terços dos pacientes com diagnóstico de nocardiose pulmonar foram inicialmente diagnosticados como tendo tuberculose e cerca de 5% dos pacientes com tuberculose pulmonar comprovada apresentavam co-infecção com Nocardia (PINTADO, et. al., 2003). 6.3 ISOLADOS AMBIENTAIS Neste estudo, além das amostras clínicas de pacientes foram coletadas amostras ambientais das residências dos pacientes que foram infectados por MNT com o objetivo de identificar possíveis fontes de infecções, já que as MNT são habitantes normais das águas na natureza, águas potáveis e do solo, trabalho pioneiro na região. 82 No Brasil, ainda não há relatos de estudos com isolados ambientais de micobactérias das residências de pacientes infectados por MNT, não conhecemos quais as espécies predominam no ambiente dos pacientes e sua relação com a infecção. As coletas das amostras ambientais foram realizadas em 15 residências, sendo treze residências de pacientes que atendem os critérios da ATS e duas residências de pacientes com cultura única. No presente estudo os 46 isolados ambientais de MNT, apresentaram 13 espécies diferentes: M. fortuitum, M. gordonae, MAC, Complexo simiae, Complexo terrae, M. mucogenicum, M. cosmeticum, M. lentiflavum, M. colombiense, M. heraklionense, M. peregrinum, M. ainchiense e M. szulgai. No Brasil, relatos sobre a diversidade de isolados ambientais é limitado, no entanto, no estado de São Paulo, estudos ambientais com MNT foram realizados em sistemas de distribuição de água potável. KANAI (2006) no sistema de abastecimento urbano na cidade de São Carlos/SP, isolou várias espécies de MNT, dentre elas, M. lentiflavum, M. gordonae, M. marinum, M. avium, M. abscessus, M. nonchromogenicum, mas a espécie predominante foi M. lentiflavum representando 47,5% dos isolados. Outro estudo realizado por GASPARGRILLO (2012), no sistema de distribuição de água da cidade de Araraquara, isolou nove espécies de MNT utilizando a técnica PRA-hsp65. As espécies foram M. lentiflavum, M. parafortuitum, M. genavense, M. gordonae, M. fortuitum, M. confluentis, M.duvalii, M. avium subespécie paratuberculose e M. szulgai. Na região Norte do País, temos relatos de um estudo realizado por RESTREPO et al. (2009) na cidade de Manaus-AM, utilizando a técnica PRA na identificação de isolados de águas de torneira, soluções e luvas cirúrgicas utilizadas nas etapas dos procedimentos cirúrgicos, observando M. celatum tipo 2, M. gordonae tipo 3, M. gordonae tipo 6, M. intracellulare tipo 1, M. lentiflavum tipo 3 e M. mucogenicum tipo 1. Neste trabalho M. fortuitum foi a espécie mais comum com 19 isolados ambientais. É uma espécie comumente isolada a partir de água tratada (VAEREWIJCK, et al., 2005), foi encontrada fazendo parte de biofilmes em diversos sistemas hídricos (ESTEBAN et al., 2008), afirmação que está em concordância com nossos resultados onde a maioria dos isolados de M. fortuitum foram provenientes de biofilmes dos sistemas de canalização de água tratadas. As MNT se adaptam perfeitamente em sistemas de encanamento de águas de edifícios, hospitais, apartamentos e casas, compartilhando o mesmo ambiente com os seres humanos. Os biofilmes em canalização se tornam uma fonte de infecção (FALKINHAM, 2015). 83 O M. fortuitum tem sido isolado de diferentes materiais clínicos e sua disseminação no ambiente é um dos principais fatores que contribuem para infecções causadas por este microrganismo. Em uma clínica especializada em cuidados de pacientes HIV positivos foram contaminados 47 pacientes, e após investigação foi comprovado que os isolados pertenciam a um mesmo grupo clonal, e que a fonte de contaminação era uma máquina de gelo (GEBO et al., 2002). Surtos têm ocorrido também em procedimentos não médicos, a exemplo de um surto de infecção em mais de 100 clientes de um salão de beleza. Todas as pacientes haviam sido submetidas a hidromassagem dos membros inferiores após procedimentos de pedicure e ou depilação (SNIEZEK et al., 2003). Das infecções cutâneas causadas por micobactérias de crescimento rápido M. fortuitum é responsável por 60% das infecções causadas nos indivíduos imunocompetentes, sendo que raramente causa doença pulmonar (SILVA et al., 2009). A segunda espécie mais frequente nos isolados ambientais é o M. gordonae, encontrado em biofilmes da torneira do banheiro, torneira da cozinha, chuveiro e em água de poço. Esta micobactéria está amplamente disseminada no solo e na água (LALANDE, et al., 2001). Além disso, é conhecida como “escotocromógeno de água de torneira” por ser muito frequente nos sistemas de água de abastecimento e distribuição (VAEREWIJCK et al., 2005). São comuns tanto em ambientes naturais como sintéticos (LEÃO et. al., 2005), além de possuirem alta resistência ao cloro (PEDLEY et al, 2004). Na França, LALANDE et al., (2001) obtiveram isolados de M. gordonae em 69% das águas de refrigeração nas amostras de um hospital. Estudos semelhantes realizados no Brasil, por JORDÃO JUNIOR et al. (2008), no estado de São Paulo, com água de uma fazenda produtora de leite de búfala, isolou M. gordonae em 82% de suas amostras colhidas no córrego, torneiras e biofilmes. Apesar de ser considerada uma micobactéria raramente patogênica, já foi indicada como agente etiológico de casos de surtos de micobacterioses em pacientes imunocomprometidos (ECKBURG, et al., 2000). Além disso, recentemente, foi registrada na Itália infecção de pele por M. gordonae em uma paciente imunocompetente (FOTI et al., 2009). É importante salientar que em imunocomprometidos pode infectar os pulmões, sangue e outros órgãos (FOTI et al., 2009; WEINBERGER et. al., 1992;). Diante dos resultados desse estudo e outros relatos semelhantes de isolados ambientais de M. gordonae, seu isolamento do ambiente das residências é um alerta para pacientes com sistema imunológico comprometido para que evitem contato prolongado com fontes de infecção de suas próprias residências. 84 O complexo Mycobacterium avium (MAC) foi encontrado em isolados de 5 residências em ambientes como água e solo (SCHLOSSBERG, 2006; PFYFFER, 2006). Este complexo agrupa as subespécies M. avium subsp. avium, subsp. silvaticum, subsp. hominissuis, e subsp. paratuberculosis, bem como as espécies M. intracellulare, M. arosiense, M. chimaera, M. colombiense, M. marseillense, M. timonense, M. bouchedurhonense e M. ituriense (FALKINHAM III, 2013). Compreende micobactérias de crescimento lento, capazes de causar infecções em diversas espécies de seres vivos, incluindo aves, suínos e humanos. Podem apresentar-se como assintomáticas, clinicamente significantes e, em alguns casos, fatais (BROOKS et al., 1984; SMOLE et al., 2002). O complexo M. avium é a causa mais comum de infecções clinicamente significativas em países desenvolvidos (WHILEY et al., 2012). Em 2007, foi realizado um estudo no Japão com objetivo de investigar a presença de MAC nas casas dos pacientes ambulatoriais infectados. Foram investigados 29 banheiros residenciais de pacientes com doença pulmonar. Desses, 15 (52%) foram positivos para MAC, incluindo amostras de banheiras e de chuveiros. Dos 15 isolados, sete (47%) tiveram perfis moleculares idênticos quando comparados com os seus respectivos isolados clínicos (NISHIUCHI, 2009). Igualmente, MAC foi isolado do chuveiro na casa de uma mulher americana infectada. A mulher não apresentava fator de risco conhecido para a infecção por MAC. Os resultados demonstraram que o MAC isolado a partir de biofilme do chuveiro tinha uma relação clonal com o MAC isolado da paciente (FALKINHAM et al. 2008). Outros dois estudos semelhantes foram realizados nos EUA com o sistema de distribuição de água dos hospitais e isolados de pacientes com AIDS, através das técnicas de RFLP e PFGE. Comparando os isolados clínicos com os isolados ambientais os cientistas observaram uma forte semelhança da cepa MAC isolado de pacientes e os isolados recuperados do abastecimento de água do hospital, onde se concluiu que o sistema de abastecimento de água do hospital era a fonte mais provável da infecção nosocomial por MAC (ARONSON et al., 1999; TOBIN-D'ANGELO et al., 2004). O complexo M. simiae foi identificado em dois isolados ambientais. O nicho dessa micobacteria é conhecido como sendo aquático (CRUZ et al., 2007), entretanto, neste estudo, os isolados foram provenientes de solo e biofilmes. Este estudo demonstra a capacidade dessa micobactéria de formar biofilmes e de estar presente em solos, mostrando que esses ambientes também são habitats dessas micobactérias consideradas patogênicas. Estudos realizados por CONGER et al. (2004) relataram que cepas de M. simiae foram isoladas a partir de amostras de água de um hospital e chuveiros das casas de pacientes. Houve uma associação entre a 85 água do hospital e as amostras pulmonares positivos para a M. simiae. Dois pacientes apresentaram M. simiae indistinguível da água da torneira para o qual foram rotineiramente expostos. A maioria dos casos de infecção relatados pelo complexo M. simiae foram em pacientes infectados pelo HIV. São frequentes em doenças disseminadas como também ño envolvimento do sistema pulmonar (CDC, 2002). Em adultos imunocompetentes manifestações pulmonares são mais comuns, além de linfadenopatia, e lesões de pele (RYNKIEWICZ et al., 1998.). O M. lentiflavum é uma micobactéria estreitamente relacionada com M. simiae (SPRINGER et al., 1996; NIOBE, et al., 2001). Nesse estudo foram encontrados dois isolados dessa espécie em água das residências dos pacientes. Inicialmente, M. lentiflavum foi considerada de baixo risco à saúde humana associada à sua baixa virulência (TORTOLI, et al., 2005). Entretanto atualmente o M. lentiflavum sabe-se que está envolvido em várias infecções como pneumonia, linfadenite cervical, bacteremia (FALKINHAN, 2003, LEAO et al., 2004). Trabalho realizado por TORVINEN et al. (2004) mostraram que 90% das micobactérias isoladas de amostras da água pertenciam à espécie Mycobacterium lentiflavum nos 16 sistemas estudados em oito localidades da Finlândia. Recentemente, na Austrália foram isolados do sistema de distribuição de água potável, cepas de M. lentiflavum que estavam altamente relacionadas aos encontrados nos pacientes (THOMSON, et al., 2013c). O M. mucogenicum, foi identificado em dois isolados de biofilmes. Infecções clinicamente significativas (local ou sistêmica) com biofilmes formados em cateteres estão relacionadas a casos por este patógeno (ADEKAMBI, 2009). HELOU et al. (2013) identificaram entre pacientes com câncer, 116 casos de infecção por MNT. Os pacientes que estavam usando cateter desenvolveram bacteremia em 39% dos pacientes. Em 2009, na cidade do México, foram identificados M. mucogenicum em molhos de pimenta comercializados por vendedores de rua (CERNA-CORTÉS et al., 2009). Dois isolados de biofilmes apresentaram M. cosmeticum, um grupo de micobactérias de crescimento rápido. É um organismo ambiental recuperado de água, incluindo água potável doméstica, foi isolada também em água coletada em um salão de beleza (COOKSEY et al., 2004; PEREZ-MARTINEZ, et al., 2013). M. cosmeticum é um patógeno oportunista mais frequentemente implicado em lesões granulomatosas cutâneas, como nos procedimentos de mesoterapia (BEER & WAIBEL, 2009; COOKSEY et al., 2004). O complexo terrae foi identificado em três isolados ambientais. São considerados não patogênicos. No entanto, estes organismos são ocasionalmente identificados em laboratórios 86 clínicos no cenário de doença clínica das articulações, tendões, pulmão, trato gastrointestinal, e trato geniturinário (ABEDALTHAGAFI et al., 2014; SMITH et al., 2000). As espécies M. peregrinum, M.aichiense e M. szulgai foram encontradas em apenas um isolado. A espécie M.peregrinum pertence ao complexo M. fortuitum. Trabalho realizado por NAGÃO et al., (2009) relatou infecção pulmonar, cutânea, infecção cirúrgica em cateter por M. peregrinum. Isolados de M.szulgai já foram recuperados a partir de várias fontes ambientais, incluindo um caracol, água de aquário, água de piscinas, e peixes tropicais (VAN IGEN et al., 2008). M. szulgai está relacionada com infecções pulmonares e cutâneas (SINGH et al., 2015). Um grande de número de micobactérias patogênicas foi isolado de biofilmes dos sistemas de canalização das residências. De acordo com estudos já realizados, consideram que a existência de micobactérias nos sistemas de abastecimentos de água pode ser a forma de infectividade do ser humano (LE DANTEC et al., 2002). Este fato está relacionado com a capacidade que a MNT possui de formar biofilmes. Além disso, como esses microrganismos geralmente estão aderidos ao material da tubulação, muitas vezes torna-se difícil a identificação deles na água (WALLACE et al., 1989). Assim, indivíduos debilitados, estariam mais expostos a adquirir micobacterioses através do sistema de distribuição de água contaminado por micobactérias ambientais. Foi observado que mesmo morando na cidade os pacientes possuem quintais em suas residências. Ao fazer limpeza nesses quintais, partículas de poeiras são geradas e podem ser inaladas por esses pacientes. Os isolados provenientes dos solos deste estudo identificaram micobactérias com capacidade de provocar doenças principalmente pulmonares. Importante destacar que os pacientes inclusos neste estudo são indivíduos com doença pulmonar. O que tornam suceptíveis a adquirirem uma reinfecção. Estudos realizados por DE GROOTE et al (2006) com isolados de solos fornecidos pelos pacientes com infecção pulmonar por MNT e isolados clínicos, encontrou isolados ambientais estritamente relacionado com isolados clínicos dos pacientes. No Estado de Rondônia é comum obter-se água no domicilio através de poços comuns, semi-artesianos, artesianos, “fontes/mina”, entre outras. Esses métodos são quase todos praticados por grande parte da população dos munícipios (http://www.jiparana.ro.gov.br). Águas de fonte subterrâneas representou 9/15 (60%) das residências visitadas, dessas, foram isoladas micobactérias em cinco residências. Quanto à água de rios e 87 igarapés, das quatro coletas, três (75%) residências apresentaram positividade para micobactérias. Falkinham, (2011) afirma que casas com uma fonte de água subterrânea (poço) as MNT são menos frequentemente encontradas, tal raridade de MNT em água subterrânea provavelmente reflete a filtração da água e a retenção das partículas associadas à MNT nos espaços menores e poros. Neste estudo, ao contrário, houve isolamento de micobactérias em 55% das amostras de água poços comuns e 50% dessas espécies são patogênicas. Entretanto, foi observado durante a coleta a falta de limpeza em torno dos poços e grande parte não tinha tampa de proteção apropriada para o fechamento. Podemos inferir que os possíveis meios de contaminação do poço podem ser por infiltração de água da superfície através do terreno, atingindo a parede e o interior do poço. Escoamento de água da superfície e enxurradas através da abertura do poço para seu interior. Segundo Fusconi (1999) ao mesmo tempo em que a água subterrânea se torna cada vez mais importante como recurso para a grande exigência de água para uso doméstico, agrícola e industrial, sua qualidade está sendo ameaçada; a falta de monitoramento em locais onde há potencial para contaminação, e a ausência de uma análise abrangente da qualidade da água em milhares de poços, não possibilitam uma determinação confiável dos riscos para a saúde da população (FUSCONI, 1999). Das 15 residências que foram realizadas coletas ambientais, duas (13,33%) não possuíam sistema de canalização para distribuição de água no interior de suas residências, no entanto, era abastecida de água por mangueira que estava conectada ao poço/e ou “mina d’agua”. Das mangueiras dessas residências foram isolados biofilmes com micobacterias. Os seres humanos são expostos à água potável rotineiramente e regularmente, é provável que a mais importante fonte de exposição MNT para os seres humanos é a água potável, em comparação com águas naturais e solos (FALKINHAM, 2010). 6.4 COMPARAÇÕES ENTRE OS ISOLADOS CLÍNICOS E AMBIENTAIS Neste estudo, três pacientes segundo critérios ATS que apresentaram isolados de M. fortuitum desenvolveram doença pulmonar e desses, dois pacientes foram encontrados isolados ambientais de M. fortuitum em suas residências. Vale ressaltar que um desses pacientes apresentou infecção mista com 2 isolados clínicos para M. fortuitum, 1 isolado para M.gordonae e 1 isolado para M. szulgai. Enquanto que em sua residência foram isolados do chuveiro as espécies M. fortuitum e M.gordonae, e na torneira da cozinha M. gordonae. 88 Estudos relatam que o chuveiro é um emissor de aerossóis e já comprovaram infecção por MNT durante o banho (PHILIP & VON REYN, 2001; SHIN et al., 2007; FALKINHAM et al., 2008). Embora se tivesse encontrado o mesmo perfil e sequências comparativas semelhantes nesses isolados ambientais e clínicos, mais estudos precisam ser realizados para verificar se as micobactérias que estão no ambiente infectaram realmente o paciente. Dos pacientes que não atendem os critérios ATS, foram realizadas coletas ambientais, em duas residências. Desses, em uma residência foi isolada uma espécie de MNT ambiental da mesma espécie do isolados clínico de M. fortuitum do chuveiro do paciente. No entanto, por problemas na amplificação do DNA, o isolado clínico não foi possível comparar as sequencia para as analises de similaridade. Vale acrescentar que desse paciente também foram isoladas em amostras respiratórias a espécie M. boucherdethonense e da água de torneira da cozinha foi isolada a M.intracellulare que faz parte do mesmo complexo do isolado clínico M. boucherdethonense. São espécies estritamente relacionadas e pertencem ao Complexo M. avium que são organismos mais frequentemente associados à doença pulmonar (FALKINHAM III, NORTON, LECHEVALLIER, 2001; JOHNSON & ODELL, 2014; SALAH, et al., 2009;). Ressaltamos que esse paciente por não atender os critérios ATS, não obteve tratamento para MNT. Recentemente, foram realizados ensaios semelhantes a este estudo com amostras clínicas e ambientais de pacientes moradores de subúrbios de Tehran, Iran. As cinco espécies de MNT ambiental mais frequentes foram M. farcinogens (12,1%), M. fortuitum (8,3%), M.senegalense (6,7%), M. kansasii (6,2%), e M. simiae (5,3%). No total, 62,5% das amostras positivas foram isoladas a partir de micobactérias de água e apenas 37,4% foram isoladas a partir de amostras de solo. As MNT mais frequentes nas amostras clínicas foram M. simiae (29.1%), M. kansasii (14.8%), M. chelonae (16%), M. fortuitum (7.4%). Os autores sugerem uma possível ligação de transmissão, mas isso não se aplica para todas as espécies de MNT ambientais e confirmam uma tendência crescente de MNT e que isolamentos de amostras clínicas precisam ser melhor investigadas (VELAYATI et al.,2014). Em trabalho publicado por FALKINHAM (2011) nos Estados Unidos e Canadá, foi realizada coleta de amostras de água, solo, swab na torneira e chuveiro, nos domicílios de pacientes portadores de micobacteriose. Foram encontradas MNT em 59% dos domicílios, desses, 46% pertencia à mesma espécie dos pacientes infectados, sendo que em 41% desses pacientes, utilizando o método rep-PCR para genotipagem, constataram que os isolados eram geneticamente relacionados à cepa do doente. 89 Apesar da maioria dos pacientes apresentarem infecção por M. abscessus, no presente estudo, M. abscessus não foi encontrado no ambiente. Estudos realizados por THOMSON et al. (2013a) relatam a dificuldade de encontrar na literatura nos últimos dez anos relatos de isolamento de M.abscessus do ambiente. No entanto, o mesmo grupo, realizando estudo com água potável em Brisbane, Austrália, no período entre 2007 e 2009, isolaram onze cepas de M. abscessus e compararam genotipicamente com isolados clínicos, utilizando a técnica repPCR (DiversiLab), encontraram um elevado grau de semelhança entre cepas de M. abscessus de água potável e os isolados clínicos de pacientes da mesma área geográfica, reforçando a possibilidade de que a água potável pode ser a fonte de infecção nestes pacientes (THOMSON et al., 2013c). Diante do elevado número de M. fortuitum encontrados nos sistemas de canalização analisados e o predomínio da espécie M. fortuitum em isolados clínicos de cultura única podemos inferir que provavelmente os pacientes estão se infectando com M. fortuitum dentro das suas próprias residências, no entanto, é difícil prever seu adoecimento, por ser consideradauma espécies oportunista dependendo, assim, da susceptibilidade de cada indivíduo. 6.5 PRA e genes RNAr 16S, hsp65 Nas últimas décadas surgiram novos métodos de identificação não comerciais e a metodologia PRA tem sido a mais utilizada para identificar as espécies de MNT. Este procedimento foi descrito por TELENTI et al. (1993) e desde então são utilizados os mesmos iniciadores que amplificam uma região conservada de 441pb do gene hsp65, em todas as espécies do gênero Mycobacterium (TELENTI et al., 1993). Para identificação das espécies de MNT, no presente estudo, foi escolhida a mesma metodologia. No entanto, após a utilização dessa metodologia neste estudo concordou-se com HAFNER et al., (2004) que o PRA apresenta alguns fatores críticos para a sua utilização como: padrões confusos por falta de uma padronização na determinação; variação nas distâncias das bandas após a corrida no gel e frequentes descrições de novos padrões para novas espécies e variados padrões para as espécies polimórficas que dificultam a interpretação. Além disso, de acordo com DA COSTA (2009) que afirma ser uma questão intrínseca a diversidade de espécies encontradas em nossa área geográfica e que, portanto, ao se considerarem as peculiaridades regionais, não devemos eleger o PRA-hsp65 como 90 metodologia única em laboratórios de referência para a identificação molecular de MNT envolvidas em infecções pulmonares. Neste estudo todos os 46 isolados de micobactérias ambientais foram submetidas ao sequenciamento parcial dos genes RNAr 16S e hsp65, os mais frequentemente utilizados para identificação de micobactérias (MCNABB et al., 2004; RINQUET et al., 1999; TURENNE et al., 2001). Apesar das dificuldades de trabalhar com isolados ambientais devido ao grande número de culturas mistas foi possível identificar em nível de espécie 45 (97,8%) isolados de micobactérias. Na comparação entre os dois genes utilizados na identificação, em 12 isolados, os resultados não apresentaram o mesmo nível de identificação. O hsp65 foi mais eficiente que o RNAr 16S para identificação em 10 desses isolados e apenas 2 isolados foram melhor identificadas pelo gene RNAr 16S. O gene hsp65 apresentou um maior poder discriminatório com 83,3% em relação ao RNAr 16S. Estes resultados estão de acordo com outros estudos (da COSTA et al 2012; KIM et al., 2005; SENNA et al., 2008, SHIN et al, 2006). Este estudo mostrou um bom resultado da análise filogenética através do sequenciamento do gene hsp65. Houve uma boa separação das espécies, mostrando que o gene pode servir de separação filogenética entre as diferentes espécies. Mostrou ainda a bactéria Tsukamurella sp. e Nocardia sp como grupos externos e reuniu as micobacterias que pertencem à mesma espécie dentro do mesmo grupo, mostrando assim que o sequenciamento foi realizado com êxito. 91 CONCLUSÃO - Identificamos micobactérias patogênicas nos ambientes (sistema de canalização, água e solo) dos pacientes infectados por MNT. - Isolamos em três residências a mesma espécie de infecção dos pacientes. Em isolados de um paciente foi encontrado o mesmo perfil e sequência comparativa semelhante tanto no ambiente quanto clínico. No entanto, mais estudos precisam ser realizados para verificar se as micobactérias que estão no ambiente infectaram realmente o paciente. - Houve o predomínio das espécies M. fortuitum e M.abscessus nos isolados clínicos enquanto que nos isolados ambientais M. fortuitum e M.gordonae. - Ressaltamos a importância do isolamento de micobactérias patogênicas em poços comuns, pelo fato que parte da população do Estado utiliza água de poço para o consumo humano. - Um total de 78,2% das MNT ambientais não pôde ser identificada pelo PRA-hsp65, o que limita o uso deste método como ferramenta isolada para identificação de MNT, principalmente pela diversidade genética das espécies. - O gene hsp65 apresentou um maior poder discriminatório em relação ao RNAr 16S. No entanto, para a identificação de MNT é necessária a utilização de mais de um marcador molecular. -Na construção da àrvore filogenética através do gene hsp65 houve uma boa separação das espécies, mostrando que o gene pode servir de separação filogenética entre as diferentes espécies. 92 PERSPECTIVAS Será importante a realização de estudos em água potável, sistemas de canalização urbana em todas as regiões do Brasil, para um melhor conhecimento da diversidade de possíveis micobacterias patogênicas do ambiente, identificação de fontes de infecção, realização de um acompanhamento contínuo de investigação micobacteriana nos sistemas de água potável e assim se propor medidas de diminuição à exposição a esses microrganismos diante do risco potencial para a saúde humana. 93 REFERÊNCIAS ABEDALTHAGAFI M, ROSENBERG O, MILLER S. First report of tenosynovitis in a immunocompetent person caused by Mycobacterium heraklionense. J.Med. Microbiol. Case Rep. 2014. 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Microbiol., v.32, p. 2801– 2812, 1994. 111 APÊNDICE A- Questionário Epidemiológico 112 Data _/___/_____ Ficha n°______ UNIVERSIDADE FEDERAL DE RONDÔNIA NÚCLEO DE SAÚDE CENTRO INTERDEPARTAMENTAL DE BIOLOGIA EXPERIMENTAL E BIOTECNOLOGIA QUESTIONÁRIO EPIDEMIOLÓGICO 1)Nome Completo:____________________________________________________________________ 2)Endereço Residencial: ____________________________________________________ Bairro: ___________________________ Cidade:____________________________ Telefone: (______) (______) __________________________________ 3) Data de Nascimento: _____/_____/_____ 4) Gênero: ( ) Masc ( ( ( ) IGN ) IGN ) Fem 5) Estado Civil: ( ) casado ( ) solteiro ( ) viúvo ( )separado/Divorciado/Desquitado ( )IGN 6) Raça/Cor: ____________ 7) Profissão:_________________ 8) Escolaridade ( ) 1o grau completo ( ) 2o grau completo ( ) 3o grau completo ( ) IGN ( ) 1o grau incompleto ( ) 2o grau incompleto ( ) 3o grau incompleto ( )S/ Esc 9) Fatores Preditivos Positivos a) Tosse ( ) Sim ( ) Não ( ) IGN b) Escarro ( ) Sim ( ) Não ( ) IGN c) Hemoptise ( ) Sim ( ) Não ( ) IGN d) Emagrecimento ( ) Sim ( ) Não ( ) IGN e) Dor torácica ( ) Sim ( ) Não ( ) IGN f) Dispnéia ( ) Sim ( ) Não ( ) IGN g) Anorexia ( ) Sim ( ) Não ( ) IGN h) Febre ( ) Sim ( ) Não ( ) IGN i) Calafrios ( ) Sim ( ) Não ( ) IGN 113 10) Fatores de risco associados a doenças pulmonares: a) Uso de cigarro ( ) Sim ( ) Não ( ) IGN b) Hepatopatias ( ) Sim ( ) Não ( ) IGN c) Diabetes Mellitus (DM) ( ) Sim ( ) Não ( ) IGN d) Neoplasia maligna ( ) Sim ( ) Não ( ) IGN i) Uso de Corticóide ou imunossupressores ( ) Sim ( ) Não ( ) IGN m) Desnutrição (perda >15% do peso corporal) ( ) Sim ( ) Não ( ) IGN n) Alcoolismo ( ) Sim ( ) Não ( ) IGN j) Exposição a sílica, fuligem pó de carvão, cimento, telhas de amianto 11) Presença de co-morbidades: SIM ( ) NÃO ( ) Tipos de co-morbidades: ( ) Doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC) ( ) HIV ( ) Tuberculose ( ) Fibrose cística ( ) Outras:____________ 12) Tratamento: ( ) Sim Data do início do tratamento: _____/_____/_____ Data do encerramento: ____/____/____ Motivo: ______________ 13) Foi submetido a tratamento anterior? ( ) Sim Qual?______ ( )Não ( ) Não 114 14) Situação de moradia ( ) Área alagada ( 14.1 Casa própria: ) Esgotos abertos ( ) Saneamento básico adequado ( ) sim ( ) não 14.2 Tempo de residência: 14.3 Número de pessoas que residem na casa: 14.4 Sistema de abastecimento de água: ( ) Rede de abastecimento pública ( ) poço comum ( ) Rio ( ) Outros.Quais__________ 14.5 Armazenamento de água para alimentação ( ) pote ( ) Recipientes em geladeira ( ) Outros 14.6 Presença de quintal na casa ( ) Sim ( ) Não 15) Realiza atividades freqüentes com terra ou água? Especificar______________________________ Responsável pelo preenchimento da ficha:__________________________ 115 APÊNDICE B- Parecer Ético 116 117 APÊNDICE C- Termo de Consentimento Livre e Esclarecido 118 Termo de Consentimento Livre e Esclarecido Você está sendo convidado para participar da pesquisa: AVALIAÇÃO DA FREQUÊNCIA E CARACTERIZAÇÃO GENÉTICA DE MICOBACTÉRIAS NÃO CAUSADORAS DE TUBERCULOSE(MNT) E COMPARAÇÃO COM ISOLADOS AMBIENTAIS. Você foi selecionado a tomar parte da pesquisa e sua participação não é obrigatória. A qualquer momento você poderá desistir de participar e retirar seu consentimento. Sua recusa não trará nenhum prejuízo em sua relação com o pesquisador ou com a instituição. O objetivo deste estudo é descrever quais as espécies mais comuns de MNT que circulam em Rondônia, sua patologia e a variabilidade genética e comparação com cepas de outras regiões do Brasil e de outros países, além disso será isoladas amostras ambientais de agua e solo das residências dos pacientes infectados com essas micobactérias. Sua participação nesta pesquisa consistirá em responder um questionário e permitir a coleta de amostras de água e solo de sua residência. Não há riscos relacionados com sua participação, não irá assinar nenhum compromisso. Os benefícios relacionados com a sua participação é conhecer seu problema de saúde, entender o mecanismo de infecção das micobacterias, já que são habitantes de uma ampla variedades de reservatórios ambientais, além disso , os resultados do estudo serão encaminhados para a Secretaria Estadual de Saude/RO. 119 As informações obtidas através dessa pesquisa serão confidenciais e asseguramos o sigilo sobre sua participação. Você receberá uma cópia deste termo onde consta o telefone e o endereço institucional do pesquisador principal e do CEP, podendo tirar suas dúvidas sobre o projeto e sua participação, agora ou a qualquer momento. ______________________________________ MSc. Maria do Socorro Calixto de Oliveira 120 Maria do Socorro Calixto de Oliveira Doutoranda em Biologia Experimental/UNIR Campus - BR 364, Km 9,5 CEP: 76801-059 - Porto Velho - RO FONE: 9227-9327 [email protected] Maria Manuela da Fonseca Moura CIBEBI/UNIR Campus - BR 364, Km 9,5 CEP: 76801-059 - Porto Velho - RO Tel. 8496-3044 [email protected] Cleoni Alves Mendes de Lima LACEN/RO Rua Anita Garibaldi, 4130. Costa e Silva CEP: 76803-620 Porto Velho-RO Tel/FAX: 32165300 [email protected] Declaro que entendi os objetivos de minha participação na pesquisa e concordo em participar. _________________________________________ Sujeito da pesquisa
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