MICROBIOLOGIA

Corynebacterium diphtheriae

Corynebacterium diphtheriae e outras bactérias relacionadas

André Poton

• Introdução

As bactérias do gênero Corynebacterium são bastonetes gram-positivos de crescimento aeróbico ou anaeróbico facultativo, imóveis, incapazes de for-mar esporos e catalase positivos. A descrição do aspecto de Corynebacterium na bacterioscopia direta pelo método de Gram muitas vezes aparece como bas-tonetes gram-positivos irregulares (BGPI), dispostos em formato de letras chi-nesas ou paliçadas, podendo ter diferentes arranjos e comprimentos. Podem ser identificadas no citoplasma granulações metacromáticas ou grânulos de volu-tina, que são formadas por acúmulo de polimetafosfato.

As bactérias desse gênero compõem o chamado “grupo CMN”, isto é, Corynebacterium, Mycobacterium e Nocardia, que têm em comum o fato de ter ácidos micólicos como constituintes da parede celular. Ácidos micólicos são lon-gas cadeias de ácidos graxos dispostas em filamentos que compõem parte fun-damental da parede celular de M. tuberculosis, sendo fundamental para seu cres-cimento e resistência a antimicrobianos. No caso de C. diphtheriae, os ácidos mi-cólicos não parecem ser tão determinantes para sua patogênese, porém ainda têm participação nela.

Três espécies desse gênero têm uma propriedade em comum que as torna importantes patógenos do ser humano, são elas Corynebacterium diphtheriae, a mais importante, C. ulcerans e C. pseudotuberculosis. Essas espécies, quando infectadas por vírus bacteriófagos específicos passam a produzir a toxina difté-rica, uma exotoxina de natureza proteica que atua em diversos tecidos do ho-mem, especialmente miocárdio, sistema nervoso, rins e suprarrenais.

• Difteria: fisiopatologia e clínica A difteria é uma doença toxi-infecciosa comunitária, de evolução aguda e principalmente respiratória, sendo de notificação compulsória. Ainda é impor-tante causa de morbi-mortalidade em todo o mundo, inclusive em países com programas de imunização infantil. A transmissão ocorre pelo contato de indiví-duos susceptíveis com portadores sintomáticos ou assintomáticos, seja na forma respiratória ou cutânea. O microrganismo coloniza o trato respiratório superior e a infecção se ini-cia com a formação de uma pseudomembrana branco-acinzentada sobre as amígdalas e a naso e orofaringe, ou até mesmo sobre a laringe e o trato respira-tório inferior, o que denota condição mais grave, denominada difteria maligna. As pseudomembranas são formadas por eritrócitos, leucócitos, células epiteliais necróticas, bactérias e fibrina. Abaixo da pseudomembrana, no tecido conjuntivo, ocorre angiogênese, o que induz o sangramento durante tentativa de remoção das pseudomembranas. A caracterização das pseudomembranas que sangram na tentativa de remoção são sinal patognomônico da difteria. Com a maior vas-cularização local, a toxina diftérica é mais facilmente absorvida sistemicamente. Em cerca de ⅔ dos casos, entretanto, a fase inicial da doença é marcada por quadro de angina catarral, com a presença de vários pontos esbranquiçados na garganta, porém sem pseudomembranas, ainda. O paciente, normalmente, se encontra ansioso, taquicárdico e com halitose. A toxemia ocorre quando a toxina diftérica, produzida por C. diphtheriae, ganha a corrente sanguínea e leva ao de-senvolvimento do quadro de prostração, inapetência, febre baixa (cerca de 38ºC), além de dispneia por conta da inflamação local, que pode evoluir para edema de pescoço, o chamado “pescoço de touro”. Na difteria maligna ou hipertóxica, as manifestações têm início súbito, os linfonodos da cadeia cervical aumentam de tamanho e ocorre edema perigangli-onar, o que caracteriza o pescoço de touro, além de poder ocorrer taquisfigmia,

hipotensão arterial, miocardite e neurite. Metade dos casos são fatais, sendo a principal causa de morte o bloqueio atrioventricular e arritmias complexas pro-vocadas pela toxi-infecção. Independentemente da produção de toxina diftérica, C. diphtheriae é ca-paz de causar doenças invasivas, como endocardite, osteomielite, artrite, abs-cesso esplênico, pneumonia e sepse. Dessas, a endocardite se mostra como mais letal. Essas formas podem ocorrer independentemente de fatores de risco, inclu-sive em indivíduos previamente imunizados, porém alguns grupos estão mais sujeitos a infecções invasivas a partir de lesões cutâneas que abrigam o micror-ganismo, como usuários de drogas, portadores do HIV e de outras causas de imunocomprometimento. Classicamente, Corynebacterium ulcerans era considerado patógeno de animais, especialmente bovinos, porém, após os primeiros casos de infecção hu-mana associada ao consumo de leite não fervido ou não pasteurizado, seus de-rivados e à exposição ocupacional de trabalhadores rurais, passou-se a consi-derá-lo causador de uma forma de difteria zoonótica. Atualmente, a difteria zo-onótica tem sido associada também a animais de estimação, como cães e gatos. A forma zoonótica tem sido relatada inclusive em indivíduos imunizados com o toxoide diftérico. A difteria cutânea pode ser causada tanto por C. diphtheriae quanto por C. ulcerans toxigênicos (isto é, produtores da toxina diftérica) e é caracterizada pela formação das pseudomembranas sobre tecido conjuntivo exposto, podendo o paciente também apresentar quadro de febre, inapetência e prostração, apesar de em menor magnitude que na forma respiratória. Cepas de C. diphtheriae ato-xigênicas, ou seja, não produtoras de toxina diftérica, são capazes de colonizar feridas previamente formadas em indivíduos hígidos, não causando o quadro de difteria clássica.

• Fatores de virulência

O principal fator de virulência de Corynebacterium sp. é a toxina diftérica, uma toxina do tipo “A-B”, isto é, é uma molécula de natureza proteica formada por uma porção de ligação (fragmento B, de binding) e outra porção ativa (frag-mento A, ativo). O fragmento B é composto por dois domínios, um que permite ligação ao receptor celular (domínio R), que é o fator de crescimento epitelial ligante de heparina (HB-EGF), e outro que permite a translocação do fragmento ativo da toxina através da membrana plasmática até o citoplasma da célula do hospedeiro (domínio T). A porção ativa é composta por um domínio com ativi-dade ADP-ribosilásica que tem ação de bloquear a síntese de proteínas, por interferir no fator de alongamento tipo 2 (EF-2), inibindo o alongamento das proteínas em formação, levando a morte celular por necrose.

A toxina diftérica se liga às células com maior quantidade de receptores para si, as quais são mais frequentes no miocárdio, no sistema nervoso, nos rins e nas suprarrenais, sendo esses os principais sítios onde a doença sistêmica ocorre. As alterações da musculatura cardíaca são especialmente importantes,

pois podem levar à morte, por bloqueio cardíaco, havendo associação direta en-tre o grau de lesão miocárdica e o prognóstico da doença. A miocardite diftérica causa aumento dos marcadores de lesão cardíaca, como creatinina fosfoquinase (CPK) e creatinina cinase (CK-MB).

Além da produção de toxina diftérica, C. diphtheriae também conta com

outros fatores de virulência que contribuem para sua patogenicidade. Essa bac-téria é capaz de aderir a diversos tipos celulares, como células epiteliais, pneu-mócitos, monócitos, macrófagos e células endoteliais, podendo ganhar o espaço intracelular e atingir tecidos profundos. Além desses tipos celulares, C. diphthe-riae é capaz de aderir ao fibrinogênio, o que contribui para o desenvolvimento de endocardite e formação de biofilme em catéteres.

Corynebacterium ulcerans e C. pseudotuberculosis, além de poderem pro-duzir a toxina diftérica (algumas cepas), também produzem fosfolipase D (PLD), uma exotoxina com atividade de degradar lipídeos das membranas celulares que pode aumentar a permeabilidade vascular e, com isso, facilitar a disseminação do patógeno nos tecidos. A resistência ao sistema imune observada em infec-ções por C. pseudotuberculosis advém dos lipídios tóxicos associados à parede celular, que medeiam sua resistência contra o ataque dos fagócitos.

A ação da toxina diftérica produzida por C. ulcerans, apesar de normal-mente não causar o quadro de difteria clássico causado pela toxina de C. diphtheriae, é capaz de levar a sangramento nasal, lesões cutâneas que mimeti-zam a difteria cutânea típica, lesões da árvore traqueobrônquica com pseudo-membranas, hemorragias, comprometimento de linfonodos e morte celular por apoptose. A ação associada da toxina diftérica e da PLD é responsável por ne-crose e ulceração de mucosas e síndromes do trato respiratório inferior, como pneumonia e nódulos pulmonares granulomatosos.

• Difteria: diagnóstico, tratamento e prevenção O manejo de um paciente com difteria envolve internação hospitalar e ad-ministração de soro anti-diftérico (SAD), produzido em cavalos, visando neu-tralizar a toxina diftérica, principal fator causador da doença. Deve ser instituída terapia antimicrobiana com penicilina ou eritromicina, paralelamente, para eli-minar as bactérias e, assim, diminuir a produção e absorção da toxina. Deve-se estar atento a reações de hipersensibilidade do tipo III (por formação de imu-nocomplexos) quando da administração de SAD, sobretudo em pacientes que já receberam outras antitoxinas, como soro antitetânico e antiofídico, também pro-duzidos em cavalos, pois esse tipo de hipersensibilidade é extremamente letal. Desse modo, a detecção de corinebactérias potencialmente toxigênicas é funda-mental para avaliar o risco-benefício dessa terapêutica. A identificação da produção de toxinas pode ser realizada por meio de testes fenotípicos, como o teste de Elek e imunocromatografia, ou por meio de PCR, que fornece resultados mais rápidos e de fácil interpretação, além de per-mitir identificar outros fatores de virulência, como a PLD. Para diagnóstico bac-teriológico da difteria, deve ser colhido material da oro ou nasofaringe ou de le-são cutânea nas bordas da pseudomembrana, porém com cuidado para não rompê-la ou removê-la no processo, a fim de evitar o aumento da liberação da toxina. Com relação ao perfil de resistência, C. diphtheriae normalmente é sensí-vel à penicilina e à eritromicina, apesar de haver registros de cepas resistentes. No Brasil, porém, esses dois antibióticos ainda têm se demonstrado eficazes contra essa bactéria. Nenhuma cepa resistente a azitromicina, imipenem, genta-micina e vancomicina foi isolada.

• Difteria: Vacinação

A principal forma de combate à difteria é por meio da vacinação. A vacina antidiftérica é preparada com o toxoide diftérico, que é um fragmento da toxina desprovida de atividade tóxica, mas que mantém a imunogenicidade, decorrente, principalmente, do fragmento B, relacionado a ligação e translocação da toxina na célula. O alvo da vacinação são as crianças e a cobertura é muito boa em grande parte dos países. Porém, em locais onde essa cobertura é falha ou em que a população adulta não está coberta pela vacinação é possível observar a ocorrência da doença em faixas etárias acima da tradicionalmente envolvida, isto é, acima de 15 anos. Como a vacina protege apenas contra a ação da toxina diftérica, ela não é capaz de eliminar a circulação de cepas de C. diphtheriae e C. ulcerans.

A vacina que cobre essa bactéria existe em, basicamente, 4 formas atual-mente: a pentavalente, a DTP, a dupla do adulto e a dTpa. A vacina pentavalente confere proteção contra infecções por Corynebac-terium diphtheriae, causador da difteria, Clostridium tetani, causador do tétano, Bordetella pertussis, causador da coqueluche, vírus da hepatite B e Haemophilus influenzae tipo b, causador de meningite e infecções de outros sítios. O ministério da saúde preconiza a vacinação das crianças com a pentavalente em 3 doses, sendo a primeira aos 2 meses, a segunda aos 4 meses e a terceira, aos 6 meses. A vacina DTP, ou tríplice bacteriana, confere proteção contra C. diphthe-riae, C. tetani e B. pertussis, protegendo da difteria, tétano e coqueluche. Esta vacina é usada atualmente como reforço da pentavalente que é preconizado aos 15 meses e aos 4 anos de vida. Vale ressaltar, portanto, que as 3 doses da penta têm cobertura contra H. influenzae tipo B e HBV, além das bactérias da tríplice bacteriana, mas o reforço é feito somente com a tríplice bacteriana. A vacina dupla do adulto, ou dT confere proteção contra tétano e difteria e é preconizada que seja feita como reforço a cada 10 anos para todos os

indivíduos acima de 7 anos. A diferença essencial entre esta vacina e a DTP, no que diz respeito à proteção contra a difteria é a quantidade de toxoide diftérico que é menor na dT em relação à DTP. Enquanto a DTP conta com 30 UI de to-xoide diftérico, a dT conta com 2 a 4 UI de toxoide diftérico. Cabe ressaltar que a dose de toxoide tetânico é a mesma em ambas as vacinas.

A vacina dTpa protege contra difteria, tétano e coqueluche e está reser-vada para mulheres grávidas, que devem receber esta vacina em toda gestação a partir da 20ª semana, ou para profissionais da saúde em contato com gestantes ou lactentes, segundo o ministério da saúde. No caso de uma gestante não con-seguir receber a dose durante a gestação ela pode receber no puerperio, até 45 dias após o parto. A formulação desta vacina difere da DTP tanto na dose de toxoide diftérico que, assim como na dT, é reduzido, e na formulação do compo-nente contra B. pertussis, que é acelular, diferente daquele que compõe a DTP.

Gestantes podem necessitar receber, além da dTpa, uma ou duas doses da dT, caso esteja com o esquema vacinal prévio para difteria e tétano incom-pleto ou desconhecido, visando completar o esquema vacinal. Caso a gestante já tenha recebido as 3 doses da vacina previamente, administrar apenas uma dose da dTpa após a 20ª semana de gestação. Caso tenha recebido duas doses, administrar apenas a dTpa após a 20ª semana, completando as 3 doses e ga-rantindo a dTpa daquela gestação. Caso tenha recebido apenas uma dose, ad-ministrar uma dose da dT e uma dose da dTpa após a 20ª semana, respeitando o intervalo mínimo de 1 mês entre elas, completando o esquema de 3 doses. Caso não tenha recebido nenhuma dose, ou tenha histórico vacinal desconhe-cido, administrar 2 doses de dT mais uma dose de dTpa após a 20ª semana, respeitando o intervalo mínimo de 1 mês entre elas, completando o esquema.

Crianças que apresentem reações adversas muito intensas contra o com-ponente B. pertussis da DTP (presente na pentavalente) devem, excepcional-mente, receber a dTpa, que tem o componente acelular, ou a DT (dupla infantil), uma formulação contra difteria e tétano porém com a dose de toxoide diftérico

semelhante àquela da DTP. Crianças que já tiveram coqueluche com diagnóstico bem fundamentado por médico e ainda não cumpriram as 3 doses preconizadas devem receber a dupla infantil (DT).

• Outras corinebactérias

Além das corinebactérias capazes de produzir toxina diftérica (C. diphthe-riae, C. ulcerans e C. pseudotuberculosis), que são patógenos obrigatórios de humanos e animais, existem muitas outras espécies desse gênero que são en-volvidas em doenças no homem. Essas espécies podem ser caracterizadas por perfil de multirresistência aos antimicrobianos mais utilizados e podem infectar tanto imunocomprometidos quanto imunocompetentes, podendo levar, inclu-sive, ao óbito. Os principais fatores predisponentes à infecção pelas corinebactérias oportunistas são malignidade, idade avançada, transplantes, aids, diabetes, neu-tropenia, hospitalização ou antibioticoterapia prolongadas, procedimentos inva-sivos, como cateterismo, implantes e válvulas, e terapias com altas doses de gli-cocorticoides. Pode-se perceber que muitas dessas espécies bacterianas estão relacionadas a quadros de infecções hospitalares. Nesse contexto, merece des-taque C. striatum, capaz de causar surtos epidêmicos e marcado por resistência intrínseca aos antibióticos recomendados para tratar outros BGPI.

A falta de prática de muitos laboratórios e o crescimento lento dessas es-pécies em cultura dificultam e atrasam o diagnóstico dessas infecções, o que pode ser extremamente prejudicial, especialmente em pacientes hospitalizados e imunocomprometidos. O antimicrobiano mais frequentemente utilizado de forma empírica no combate a essas infecções é a vancomicina, especialmente nas causadas por C. jeikeium, C. amycolatum e C. striatum, que podem adquirir resistência múltipla. Ainda não foram isoladas espécies resistentes à vancomi-cina.

Corynebacterium afermentans coloniza a pele, mas pode também causar abscesso pulmonar e empiema em portadores de aids, além de sepse, endocar-dite, abscesso hepático e cerebral e otite média aguda. A maioria das amostras é suscetível aos β-lactâmicos, mas pode ocorrer multirresistência.

Corynebacterium jeikeium coloniza a pele e mucosas de indivíduos hospi-talizados, podendo também ser encontrado em feridas cirúrgicas, sangue e lí-quor, além de catéteres de demora em pacientes submetidos a quimioterapia. Pode ser sensível somente à vancomicina.

C. striatum e C. amycolatum são frequentemente isolados de dispositivos intravasculares em portadores de neoplasias sob tratamento quimioterápico e costumam ser sensíveis somente à vancomicina.

C. pseudodiphtheriticum é encontrado na microbiota de naso e orofaringe do homem, causando infecções do trato respiratório inferior em imunocompro-metidos, apesar de já terem sido relatados casos em imunocompetentes.

Apesar de C. pseudotuberculosis ser capaz de produzir toxina diftérica, assim como C. diphtheriae e C. ulcerans, a toxemia só foi observada e documen-tada em um caso de usuário de drogas injetáveis. A maior parte dos casos hu-manos se relacionaram com a exposição ocupacional a animais rurais, a ingestão de carnes mal cozidas ou cruas e leite contaminado. Produz fosfolipase D, assim como C. ulcerans. Na maioria dos casos foi necessária remoção cirúrgica da lesão em associação à antibioticoterapia para resolução da infecção.

C. urealyticum pode ser encontrado na pele e mucosas de humanos, es-pecialmente nas áreas perigenitais e perianais, sendo envolvido em infecções do trato urinário, podendo levar a cistite incrustante, pielouretrite e pielonefrite. Pode ser implicado em infecções de feridas cirúrgicas, endocardites, pneumo-nias, osteomielite, sepse e peritonite, especialmente em pacientes submetidos a diálise peritoneal. Comumente resistente a múltiplos antimicrobianos.