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Staphylococcus

Staphylococcus é um género clinicamente importante de cocos Gram-positivos aeróbios. Estas bactérias formam aglomerados semelhantes a uvas em placas de cultura. Os estafilococos são omnipresentes nos seres humanos, e muitas estirpes compõem a flora normal da pele. Staphylococcus aureus é a espécie mais virulenta; S. epidermidis e S. saprophyticus são menos virulentos, mas também clinicamente significativos. A infeção pode causar uma grande variedade de doenças, incluindo celulite, abcessos, endocardite, osteomielite e infeções através de dispositivos médicos. As toxinas formadas por S. aureus podem causar gastroenterite, SSSS e síndrome do choque tóxico (TSS). A antibioterapia depende do tipo de infeção, gravidade e sensibilidade.

Última atualização: 31 Mar, 2022

Responsibilidade editorial: Stanley Oiseth, Lindsay Jones, Evelin Maza

Classificação

Microbiologia fluxograma bactérias gram-positivas

Bactérias gram-positivas:
A maioria das bactérias pode ser classificada de acordo com um procedimento de laboratório chamado coloração de Gram.
As bactérias com paredes celulares que possuem uma camada espessa de peptidoglicano retêm a coloração de cristal violeta utilizada na coloração de Gram, mas não são afetadas pela contracoloração de safranina. Estas bactérias aparecem azul-púrpura na coloração, o que indica que são gram-positivas. As bactérias podem ainda ser classificadas de acordo com a morfologia (filamentos ramificados, bacilos e cocos em aglomerados ou cadeias) e capacidade de crescer na presença de oxigénio (aeróbio versus anaeróbio). Os cocos também podem ser identificados. Os estafilococos podem ser reduzidos com base na presença da enzima coagulase e na sua sensibilidade ao antibiótico novobiocina. Os estreptococos são cultivados no meio agar de sangue e classificados com base no padrão de hemólise (α, β ou γ). Os estreptococos são ainda mais reduzidos com base na sua resposta ao teste de pirrolidonil-β-naftilamida (PYR), sensibilidade a antimicrobianos específicos (optoquina e bacitracina) e capacidade de crescer em meio de cloreto de sódio (NaCl).

Imagem por Lecturio.

Características Gerais e Epidemiologia

Principais características do Staphylococcus

  • Cocos gram-positivos
    • Cresce em clusters
    • Assemelha-se a um cacho de uvas
  • Imóvel
  • Não formador de esporos
  • Aeróbios e anaeróbios facultativos
  • Catalase-positivos:
    • Enzima que cliva o peróxido de hidrogénio → água e oxigénio
    • Característica distintiva dos estreptococos (que são catalase-negativos)
Staphylococcus aureus

Imagem microscópica eletrónica de varredura sob ampliação de 10.000X de Staphylococcus aureus:
Observam-se os cocos que se assemelham a “cachos de uvas”.

Imagem: “10.000x Magnification of Staphylococcus aureus” por CDC/ Matthew J. Arduino, DRPH. Licença: Domínio Público

Espécies clinicamente relevantes

As espécies clinicamente relevantes podem ser classificadas com base na presença (ou ausência) de coagulase:

  • Estafilococos coagulase-positivos: S. aureus
  • Espécies de estafilococos coagulase-negativos (CoNS) (geralmente agrupadas):
    • S. epidermidis
    • S. saprophyticus
    • Agentes patogénicos pouco frequentes (a lista não é exaustiva):
      • S. lugdunensis
      • S. hominis
      • S. capitis
      • S. haemolyticus

Características distintas

Tabela: Características distintivas entre as espécies patogénicas comuns de Staphylococcus
Espécies Coagulase Agar de sangue Agar de Manitol Sal Novobiocina*
sensibilidade
S. aureus Positivo Beta-hemólise Colónias amarelas Sensível
S. epidermidis Negativo Não hemolítico Colónias rosa ou vermelhas Sensível
S. saprophyticus Negativo Não hemolítico Colónias amarelas Resistente
*Antibiótico produzido por Streptomyces nivens
Mrsa

Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA):
O S. aureus coagulase-positivo fermenta o manitol (vermelho), produzindo colónias amarelas em placas de agar sal manitol.

Imagem : “Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) bacteria” por CDC/ Melissa Dankel. Licença: Domínio Público

Epidemiologia

  • S. aureus:
    • Coloniza aproximadamente 30% da população geral
    • Principais causas de infeções adquiridas na comunidade e nosocomiais
  • S. epidermidis:
    • Espécies de Staphylococcus mais frequentemente identificadas na pele humana
    • Causa comum de bacteriemia nosocomial
  • S. saprophyticus: causa comum de infeções do trato urinário (ITUs) em mulheres jovens sexualmente ativas

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Patogénese

Reservatório

As espécies de Staphylococcus fazem parte da flora humana normal:

  • Mucosa nasal
  • Trato respiratório
  • Pele
  • Trato GI
  • Trato genitourinário (S. saprophyticus)

Transmissão

Staphylococcus aureus pode ser transmitido por aerossóis e contacto com:

  • Indivíduos infetados
  • Fluidos corporais
  • Objetos contaminados

Fatores de risco

Os fatores de risco para infeção grave por Staphylococcus incluem:

  • Hospitalização
  • Tratamento cirúrgico
  • Procedimentos de ambulatório (por exemplo, diálise)
  • Material implantado ou protésico:
    • Pacemakers/desfibrilhadores
    • Cateteres intravasculares
    • Cateteres uretrais
    • Implantes cirúrgicos
    • Válvulas protésicas
  • Indivíduos imunodeprimidos
  • Residentes em lares
  • Utilizadores de drogas injetáveis

Fatores de virulência

Comuns à maioria dos estafilococos:

  • Desoxirribonuclease (DNase): despolimeriza o DNA, componente das armadilhas extracelulares de neutrófilos → ↓ viscosidade do pús
  • Fibrinolisina: lisa as paredes de fibrina usadas para conter a infeção → ajudam na disseminação
  • Proteases: degradam proteínas de células-alvo, como componentes de:
    • Matriz extracelular (MEC)
    • Imunidade inata
  • Biofilme:
    • Matriz polissacarídica extracelular que envolve a bactéria após ligar-se ao material estranho
    • Funciona como uma barreira protetora contra os antibióticos e o sistema imune do hospedeiro

Staphylococcus aureus:

  • Hialuronidase:
    • Desdobra o ácido hialurónico
    • Facilita a invasão de agentes patogénicos nos tecidos
  • Lipase e hidrolase:
    • Degradam lípidos
    • Desempenham um papel na invasão
  • Hemolisinas e leucocidinas: provocam a morte das células-alvo, incluindo glóbulos vermelhos e células imunes
  • Fator de agregação A:
    • Liga-se ao fibrinogénio e a outras proteínas
    • Causa a aglomeração de bactérias no plasma
    • Particularmente importante na patogénese da endocardite e infeções endovasculares
  • Coagulase:
    • Converte o fibrinogénio em fibrina para formar uma parede em redor do local da infeção (pseudocápsula)
    • Promove a formação de abcessos
  • Toxinas esfoliativas A e B:
    • Exotoxinas
    • Causam SSSS
      • Clivagem do complexo desmogleína-1 no estrato granuloso
      • Interrompem a adesão queratinócitos-queratinócitos
      • Separação e descolamento da epiderme superficial
  • Superantigénios:
    • Englobam as exotoxinas:
      • Toxina da síndrome do choque tóxico tipo 1 (TSST-1)
      • Enterotoxina B
    • Causam síndrome do choque tóxico (TSS):
      • Ligam-se ao MHC classe II das células apresentadoras de antigénio → reticulações com a região β do recetor de células T (TCR)
      • Estimulam a ativação de células T e levam à libertação exagerada de citocinas
      • Resultam numa resposta inflamatória excessiva
  • Outras enterotoxinas:
    • Exotoxinas termoestáveis
    • Modo de ação desconhecido
    • Podem causar gastroenterite (intoxicação alimentar)

CoNS:

  • Adesinas: auxiliam na adesão de CoNS às células hospedeiras
  • Urease:
    • Produzida por S. saprophyticus
    • Hidrolisa a ureia → C02 e amónia → ↑ pH da urina
    • Torna-o particularmente virulento no trato urinário

Doenças Causadas por S. aureu s

Infeções

A espécie Staphylococcus aureus pode causar uma ampla gama de infeções, incluindo (mas não limitado a):

  • Infeções da pele e dos tecidos moles
    • Foliculite
    • Impetigo
    • Celulite
    • Abcesso
    • Fasceíte necrotizante
    • Infeção da ferida cirúrgica
  • Infeção da circulação sanguínea → pode propagar a infeção para outros tecidos
  • Endocardite infeciosa (EI)
    • Formação de vegetações valvulares cardíacas
    • Pode libertar êmbolos sépticos → complicações embólicas e/ou infeção metastática
    • O S. aureus está associado à infeção aguda e rapidamente progressiva.
  • Pneumonia
    • O S. aureus causa pneumonia bacteriana secundária em indivíduos com influenza.
    • Complicações:
      • Infeção necrosante → destruição tecidual → cavitação pulmonar
      • Abcesso pulmonar
      • Empiema
  • Artrite séptica
  • Osteomielite
    • Infeção do osso
    • Pode desenvolver-se por disseminação hematogénica ou não hematogénica
  • Infeções de dispositivos médicos, como:
    • Cateteres IV
    • Válvulas protésicas
    • Articulações protésicas
    • Pacemakers

Doenças mediada por toxinas

Tabela: Características de doenças mediadas por toxinas causadas por S. aureus
Doença Exotoxina Apresentação clínica
SSSS Toxinas esfoliativas A e B
  • Sintomas prodrómicos
  • Erupção eritematosa → bolhas → descamação
  • Dor na pele
  • Poupa a camada mucosa
Síndrome do choque tóxico (TSS) Toxina da síndrome do choque tóxico tipo 1 (TSST-1)
Enterotoxina B
  • Febre
  • Rash
  • Hipotensão
  • Disfunção de múltiplos órgãos
Gastroenterite Enterotoxinas
  • Náuseas e vómitos
  • Cólicas abdominais
  • Diarreia

Doenças Causadas por ECN

Os estafilococos coagulase-negativos podem causar muitas das mesmas condições que S. aureus. Dentro das principais infeções estão incluídas:

  • Infeções de dispositivos médicos (particularmente S. epidermidis)
    • Cateteres IV
    • Válvulas protésicas
    • Pacemakers
    • Articulações protésicas
    • Derivações do SNC
    • Implantes mamários
  • Infeção da ferida cirúrgica
  • EI (válvula nativa e protésica)
  • Osteomielite
  • ITUs (particularmente S. saprophyticus )

Antibióticos e Resistência

Suscetibilidade aos antibióticos

As espécies de Staphylococcus podem desenvolver resistência a antibióticos, sendo necessária a identificação da suscetibilidade para o tratamento adequado. As espécies são frequentemente designadas como:

  • Sensíveis à meticilina
  • Resistentes à meticilina
  • Resistentes à vancomicina

Mecanismo de resistência

  • Meticilina: resistência mediada pela proteína de ligação à penicilina (PBP)
    • Mutações nas PBPs (codificadas pelo gene mecA ) → ↓ afinidade das penicilinas para a PBP
    • Apesar das mutações, estas PBPs ainda são capazes de produzir uma parede celular.
  • Vancomicina: alteração na síntese de peptidoglicano
    • Conferido pelo gene vanA (no plasmídeo)
    • Adquirido por Enterococcus resistente à vancomicina (VRE)
    • Altera o alvo de peptidoglicano D-alanil-D-alanina para D-alanil-D-lactato ou D-alanil-D-serina → ligação pobre de glicopeptídeos e sem interrupção da síntese da parede celular

Escolhas de antibióticos

O agente de escolha e a duração do tratamento para infecção por Staphylococcus dependem da área do corpo afetada, da gravidade da infecção e da sensibilidade antibiótica da cepa.

Tabela: Escolha de antibióticos para Staphylococcus com base na resistência
Suscetibilidade Antibiótico
MSSA e CoNS
  • Penicilinas resistentes à penicilinase
  • Cefalosporinas
MRSA
  • Vancomicina
  • Trimetoprim-sulfametoxazol
  • Clindamicina
  • Linezolide
  • Daptomicina
  • Tetraciclinas
  • Ceftaroline
  • Tigeciclina
VRSA
  • Linezolide
  • Daptomicina
  • Ceftaroline

Referências

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  2. Centers for Disease Control and Prevention. (2020). Staphylococcus aureus in Healthcare Settings. https://www.cdc.gov/hai/organisms/staph.html
  3. Fowler, VG, & Holland, TL. Clinical approach to Staphylococcus aureus bacteremia in adults. UpToDate. Retrieved May 13, 2021, from https://www.uptodate.com/contents/clinical-approach-to-staphylococcus-aureus-bacteremia-in-adults
  4. Tufariello, JM, & Lowy, FD. Infection due to coagulase-negative staphylococci: Epidemiology, microbiology, and pathogenesis. UpToDate. Retrieved May 14, 2021, from https://www.uptodate.com/contents/infection-due-to-coagulase-negative-staphylococci-epidemiology-microbiology-and-pathogenesis
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  6. McMahon, P. Staphylococcal scalded skin syndrome. UpToDate. Retrieved May 19, 2021, from https://www.uptodate.com/contents/staphylococcal-scalded-skin-syndrome
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  8. Gardete, S, & Tomasz, A. (2014). Mechanism of vancomycin resistance in Staphylococcus aureus. The Journal of Clinical Investigation. 124(7):2836-40. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4071404/
  9. Moreillon, P, et al. (1995). Rose of Staphylococcus aureus coagulase and clumping factor in pathogenesis of experimental endocarditis. Infection and Immunity. 63(12):4738-43. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC173679/
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