Em formação

Streptococcus pyogenes - Biologia


Observe os cocos gram-positivos (roxos) em cadeias (setas).

Organismo

  • Streptococcus pyogenes, um estreptococo beta do grupo A, é um coco Gram-positivo normalmente organizado em cadeias.

  • Anaeróbio facultativo (def).

Habitat

  • Colonização assintomática do trato respiratório superior em humanos.

Fonte

  • A faringite consiste em morrer de pessoa para pessoa, principalmente por gotículas respiratórias; infecções de pele são transmitidas por contato direto com uma pessoa infectada ou através de fômites (def).

Epidemiologia

  • Os estreptococos beta hemolíticos do grupo A são responsáveis ​​pela maioria das infecções estreptocócicas humanas agudas. Entre 5% e 20% das crianças são portadores assintomáticos. A infecção mais comum é a faringite (def) com o organismo geralmente limitado às membranas mucosas e tecido linfático do trato respiratório superior. As crianças correm maior risco de infecção.

Doença Clínica

  • A infecção mais comum é a faringite (faringite estreptocócica) com o organismo geralmente limitado às membranas mucosas e tecido linfático do trato respiratório superior. Da faringe, no entanto, os estreptococos às vezes se espalham para outras áreas do trato respiratório, resultando em laringite (def), bronquite (def), pneumonia e otite média (def).
  • Ocasionalmente, pode entrar nos vasos linfáticos ou no sangue e se disseminar para outras áreas do corpo, causando septicemia (def), osteomielite (def), endocardite(def), artrite séptica (def)e meningite (def).
  • Se entrar na pele ferida, pode causar piogênicos (def) infecções cutâneas como impetigo, erisipela (def), orcelulite (def).
  • Infecções por estreptococos beta do grupo A podem resultar em duas doenças autoimunes (def), febre reumática e glomerulonefrite aguda, em que anticorpos produzidos contra antígenos estreptocócicos reagem de forma cruzada com as membranas articulares e o tecido da válvula cardíaca no caso de febre reumática, ou células glomerulares e membranas basais dos rins no caso de glomerulonefrite aguda.
  • Certas cepas de S. pyogenes causar infecções invasivas por estreptococos beta do grupo A. A cada ano, nos EUA, ocorrem entre 750 e 1.500 casos de fasceíte necrosante, em que uma protease codificada por estreptococos chamada Exotoxina B destrói o músculo (miosite) ou a cobertura muscular (fasceíte necrosante). Existem outros 750 - 1.500 casos de síndrome semelhante ao choque tóxico (def) devido a estreptococos beta do grupo A que produzem exotoxina pirogênica de estreptococos (Spe).

De Infecções por Streptococcus Grupo A, por Sat Sharma, MD, FRCPC, FACP, FCCP, DABSM, Diretor do Programa, Professor Associado, Departamento de Medicina Interna, Divisões de Medicina Pulmonar e de Cuidados Críticos, Universidade de Manitoba; Coordenador local de Medicina Respiratória, St Boniface General Hospital; e Godfrey Harding, MD, FRCPC, Diretor do Programa de Microbiologia Médica, Professor, Departamento de Medicina, Seção de Doenças Infecciosas e Microbiologia, Hospital St Boniface, Universidade de Manitoba, Canadá.


Streptococcus pyogenes: Biologia Básica para Manifestações Clínicas

Descrição:
Este livro é focado em um dos estreptococos, Streptococcus pyogenes (o Streptococcus do grupo A), a bactéria responsável por doenças, como escarlatina, faringite, impetigo, celulite, fasciíte necrotizante e síndrome do choque tóxico, bem como as sequelas de reumático febre e glomerulonefrite pós-estreptocócica aguda.

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Conteúdo

S. pyogenes normalmente coloniza a garganta, a mucosa genital, o reto e a pele. Dos indivíduos saudáveis, 1% a 5% têm transporte na garganta, vaginal ou retal. Em crianças saudáveis, essa taxa de transporte varia de 2 a 17%. Existem quatro métodos de transmissão dessa bactéria: inalação de gotículas respiratórias, contato com a pele, contato com objetos, superfície ou poeira contaminada com bactérias ou, menos comumente, transmissão através dos alimentos. Essas bactérias podem causar uma variedade de doenças, como faringite estreptocócica, febre reumática, doença cardíaca reumática e escarlatina. Embora a faringite seja principalmente de origem viral, cerca de 15 a 30% de todos os casos de faringite em crianças são causados ​​por GAS, enquanto 5 a 20% das faringites em adultos são estreptocócicas. O número de casos de faringite é maior em crianças do que em adultos devido a exposições em escolas, creches e como consequência da menor imunidade do hospedeiro. Nesses casos, a faringite estreptocócica ocorre com mais frequência de dezembro a abril (final do inverno até o início da primavera) em países sazonais devido ao fato de muitas pessoas respirarem novamente o mesmo ar interno. Os casos de doenças são os mais baixos durante o outono. [7]

O clone MT1 (metabólico tipo 1) é frequentemente associado com invasivo Streptococcus pyogenes infecções entre os países desenvolvidos. A incidência e mortalidade de S. pyogenes era alto durante a era pré-penicilina, mas já havia começado a cair antes da ampla disponibilidade da penicilina. Portanto, os fatores ambientais desempenham um papel na S. pyogenes infecção. Incidência de S. pyogenes é de 2 a 4 por 100.000 habitantes nos países desenvolvidos e 12 a 83 por 100.000 habitantes nos países em desenvolvimento. S. pyogenes A infecção é mais freqüentemente encontrada em homens do que mulheres, com taxas mais altas em idosos, seguidos por bebês. Em pessoas com fatores de risco, como doenças cardíacas, diabetes, malignidade, trauma contuso, incisão cirúrgica, infecção respiratória por vírus, incluindo gripe, S. pyogenes a infecção ocorre em 17 a 25% de todos os casos. A infecção secundária de GAS geralmente ocorre dentro de uma semana após o diagnóstico da infecção por influenza. Em 14 a 16% da infância S. pyogenes infecções, há uma infecção de varicela anterior. Tal S. pyogenes A infecção em crianças geralmente se manifesta como infecção grave dos tecidos moles, com início 4 a 12 dias após o diagnóstico de varicela. Há também um aumento de 40 a 60 vezes no risco de S. pyogenes infecção nas primeiras duas semanas de infecção por varicela em crianças. No entanto, 20 a 30% de S. pyogenes a infecção ocorre em adultos sem fatores de risco identificáveis. A incidência é maior em crianças (50 a 80% de S. pyogenes infecção) sem fatores de risco conhecidos. As taxas de escarlatina no Reino Unido eram geralmente 4 em 100.000 habitantes, no entanto, em 2014, as taxas aumentaram para 49 em 100.000 habitantes. A febre reumática e a doença cardíaca reumática (DR) geralmente ocorrem 2 a 3 semanas após a infecção da garganta, que é mais comum entre as pessoas pobres nos países em desenvolvimento. De 1967 a 1996, a incidência média global de febre reumática e RHD foi de 19 por 100.000 com a maior incidência de 51 por 100.000. [7]

Materno S. pyogenes a infecção geralmente acontece no final da gravidez em mais de 30 semanas de gestação a quatro semanas após o parto, o que representa 2 a 4% de todos os S. pyogenes infecções. Isso representa um aumento de 20 a 100 vezes no risco para S. pyogenes infecções. As manifestações clínicas são: pneumonia, artrite séptica, fasceíte necrotizante e sepse do trato genital. De acordo com um estudo feito pelo hospital Queen Charlotte em Londres durante a década de 1930, a vagina não era a fonte comum dessa infecção. Pelo contrário, infecção de garganta materna e contatos próximos com portadores foram os locais mais comuns para S. pyogenes infecção. [7]

Edição de serotipagem

Em 1928, Rebecca Lancefield publicou um método para serotipagem S. pyogenes com base em seu polissacarídeo de parede celular, [8] um fator de virulência exibido em sua superfície. [9] Mais tarde, em 1946, Lancefield descreveu a classificação sorológica de S. pyogenes isolados com base em seu antígeno T de superfície. [10] Quatro dos 20 antígenos T foram revelados como pili, que são usados ​​por bactérias para se anexar às células hospedeiras. [11] A partir de 2016, um total de 120 proteínas M foram identificadas. Essas proteínas M são codificadas por 234 tipos emm gene com mais de 1.200 alelos. [7]

Edição de Lisogenia

Todas as cepas de S. pyogenes são polisogenizados, pois carregam um ou mais bacteriófagos em seus genomas. [12] Alguns dos 'fagos podem ser defeituosos, mas em alguns casos o fago ativo' pode compensar os defeitos em outros. [13] Em geral, o genoma de S. pyogenes cepas isoladas durante a doença são & gt90% idênticas, elas diferem pelo 'fago que carregam. [14]

Fatores de virulência Editar

S. pyogenes possui vários fatores de virulência que permitem que ele se fixe aos tecidos do hospedeiro, evite a resposta imune e se espalhe penetrando nas camadas de tecido do hospedeiro. [15] Uma cápsula bacteriana à base de carboidrato composta de ácido hialurônico envolve a bactéria, protegendo-a da fagocitose por neutrófilos. [2] Além disso, a cápsula e vários fatores embutidos na parede celular, incluindo proteína M, ácido lipoteicóico e proteína F (SfbI) facilitam a ligação a várias células hospedeiras. [16] A proteína M também inibe a opsonização pela via alternativa do complemento, ligando-se aos reguladores do complemento do hospedeiro. A proteína M encontrada em alguns sorotipos também é capaz de prevenir a opsonização ao se ligar ao fibrinogênio. [2] No entanto, a proteína M também é o ponto mais fraco na defesa desse patógeno, pois os anticorpos produzidos pelo sistema imunológico contra a proteína M têm como alvo as bactérias para serem engolfadas pelos fagócitos. As proteínas M são exclusivas para cada cepa e a identificação pode ser usada clinicamente para confirmar a cepa que está causando a infecção. [17]

Nome Descrição
Estreptolisina O Uma exotoxina, uma das bases da propriedade beta-hemolítica do organismo, a estreptolisina O causa uma resposta imune e a detecção de anticorpos anti-estreptolisina O (ASO) pode ser usada clinicamente para confirmar uma infecção recente. Ele é danificado pelo oxigênio.
Estreptolisina S Uma exotoxina cardiotóxica, outro componente beta-hemolítico, não imunogênica e O2 estável: um potente veneno celular que afeta muitos tipos de células, incluindo neutrófilos, plaquetas e organelas subcelulares.
Exotoxina pirogênica estreptocócica A (SpeA) Superantígenos secretados por muitas cepas de S. pyogenes: Esta exotoxina pirogênica é responsável pela erupção da escarlatina e por muitos dos sintomas da síndrome do choque tóxico estreptocócico, também conhecida como síndrome do choque tóxico (TSLS).
Exotoxina C pirogênica estreptocócica (SpeC)
Exotoxina B pirogênica estreptocócica (SpeB) Uma protease de cisteína e a proteína secretada predominante. Múltiplas ações, incluindo a degradação da matriz extracelular, citocinas, componentes do complemento e imunoglobulinas. Também chamada de estreptopaina. [18]
Estreptoquinase Ativa enzimaticamente o plasminogênio, uma enzima proteolítica, em plasmina, que por sua vez digere a fibrina e outras proteínas
Hialuronidase A hialuronidase é amplamente considerada como facilitadora da disseminação da bactéria através dos tecidos ao quebrar o ácido hialurônico, um importante componente do tecido conjuntivo. No entanto, muito poucos isolados de S. pyogenes são capazes de secretar hialuronidase ativa devido a mutações no gene que codifica a enzima. Além disso, os poucos isolados capazes de secretar hialuronidase não parecem precisar dela para se espalhar pelos tecidos ou causar lesões na pele. [19] Assim, o verdadeiro papel da hialuronidase na patogênese, se houver, permanece desconhecido.
Estreptodornase A maioria das cepas de S. pyogenes secretam até quatro DNases diferentes, às vezes chamadas de estreptodornase. As DNases protegem as bactérias de serem aprisionadas em armadilhas extracelulares de neutrófilos (NETs) ao digerir a teia de DNA dos NETs, ​​à qual estão ligadas as serina proteases de neutrófilos que podem matar as bactérias. [20]
C5a peptidase A peptidase C5a cliva uma potente quimiotaxina neutrófila chamada C5a, que é produzida pelo sistema complemento. [21] A peptidase C5a é necessária para minimizar o influxo de neutrófilos no início da infecção, pois as bactérias estão tentando colonizar o tecido do hospedeiro. [22] A peptidase C5a, embora necessária para degradar a quimiotaxina C5a de neutrófilos nos estágios iniciais da infecção, não é necessária para S. pyogenes para evitar o influxo de neutrófilos conforme a bactéria se espalha pela fáscia. [23]
Protease de quimiocina estreptocócica O tecido afetado de pacientes com casos graves de fasceíte necrosante é desprovido de neutrófilos. [24] A serina protease ScpC, que é liberada pela S. pyogenes, é responsável por prevenir a migração de neutrófilos para a disseminação da infecção. O ScpC degrada a quimiocina IL-8, que de outra forma atrairia os neutrófilos para o local da infecção. [22] [23]

Edição de Genoma

Os genomas de diferentes cepas foram sequenciados (o tamanho do genoma é 1,8-1,9 Mbp) [25] codificando cerca de 1700-1900 proteínas (1700 na cepa NZ131, [26] [27] 1865 na cepa MGAS5005 [28] [29]). Sequências completas do genoma da cepa tipo de S. pyogenes (NCTC 8198 T = CCUG 4207 T) estão disponíveis no DNA Data Bank of Japan, European Nucleotide Archive e GenBank sob os números de acesso LN831034 e CP028841. [30]

Formação de biofilme Editar

Biofilmes são uma forma de S. pyogenes, bem como outras células bacterianas, para se comunicarem entre si. No biofilme, a expressão gênica para fins múltiplos (como defesa contra o sistema imunológico do hospedeiro) é controlada por meio de detecção de quorum. [31] Uma das vias de formação de biofilme no GAS é a via Rgg2 / 3. Ele regula os SHP (peptídeos hidrofóbicos curtos) que são feromônios com detecção de quorum, também conhecidos como autoindutores. As SHP's são traduzidas para uma forma imatura de feromônio e devem ser processadas, primeiro por uma enzima metaloprotease no interior da célula e depois no espaço extracelular, para atingir sua forma ativa madura. O modo de transporte para fora da célula e o (s) fator (es) de processamento extracelular ainda são desconhecidos. O feromônio SHP maduro pode então ser levado para as células próximas e a célula da qual se originou por meio de uma proteína transmembrana, o oligopeptídeo permease. [31] No citosol, os feromônios têm duas funções na via Rgg2 / 3. Em primeiro lugar, eles inibem a atividade de Rgg3, que é um regulador transcricional que reprime a produção de SHP. Em segundo lugar, eles se ligam a outro regulador transcricional, Rgg2, que aumenta a produção de SHP's, tendo um efeito antagônico ao Rgg3. A ativação de seu próprio ativador transcricional de SHP cria um ciclo de feedback positivo, que é comum para a produção de peptídeos de detecção de quorum. Ele permite a produção rápida de feromônios em grandes quantidades. A produção de SHP's aumenta a biogênese do biofilme. [31] Foi sugerido que o GAS alterna entre a formação e degradação de biofilme, utilizando vias com efeitos opostos. Enquanto a via Rgg2 / 3 aumenta o biofilme, a via RopB o interrompe. RopB é outra proteína semelhante a Rgg (Rgg1) que ativa diretamente SpeB (exotoxina B pirogênica estreptocócica), uma protease de cisteína que atua como fator de virulência. Na ausência desta via, a formação de biofilme é aumentada, possivelmente devido à falta de feromônios degradantes de protease ou outros efeitos de neutralização da via Rgg2 / 3. [31]

S. pyogenes é a causa de muitas doenças humanas, desde infecções superficiais leves da pele até doenças sistêmicas com risco de vida. [2] As infecções geralmente começam na garganta ou na pele. O sinal mais marcante é uma erupção cutânea semelhante a morango. Exemplos de leve S. pyogenes as infecções incluem faringite (faringite estreptocócica) e infecção cutânea localizada (impetigo). Erisipela e celulite são caracterizadas pela multiplicação e disseminação lateral de S. pyogenes nas camadas profundas da pele. S. pyogenes invasão e multiplicação na fáscia podem levar à fasceíte necrotizante, uma condição com risco de vida que requer intervenção cirúrgica imediata para reduzir a morbidade e mortalidade. [32] [33] A bactéria é encontrada em infecções neonatais. [34]

Infecções devido a certas cepas de S. pyogenes pode estar associada à liberação de toxinas bacterianas. As infecções na garganta associadas à liberação de certas toxinas levam à escarlatina. Outro toxigênico S. pyogenes infecções podem levar à síndrome do choque tóxico estreptocócico, que pode ser fatal. [2]

S. pyogenes também pode causar doença na forma de síndromes pós-infecciosas "não piogênicas" (não associadas à multiplicação bacteriana local e formação de pus). Essas complicações autoimunes mediadas seguem uma pequena porcentagem de infecções e incluem febre reumática e glomerulonefrite aguda pós-infecciosa e PANDAS. Todas as três condições aparecem várias semanas após a infecção estreptocócica inicial. A febre reumática é caracterizada por inflamação das articulações e / ou do coração após um episódio de faringite estreptocócica. A glomerulonefrite aguda, inflamação do glomérulo renal, pode ocorrer após faringite estreptocócica ou infecção cutânea. PANDAS, inflamação do cérebro.

Esta bactéria permanece extremamente sensível à penicilina. A falha do tratamento com penicilina é geralmente atribuída a outros organismos comensais locais que produzem β-lactamase, ou falha em atingir níveis adequados de tecido na faringe. Certas cepas desenvolveram resistência a macrolídeos, tetraciclinas e clindamicina.

Edição de Bionanotecnologia

Muitos S. pyogenes as proteínas têm propriedades únicas, que foram aproveitadas nos últimos anos para produzir uma "supercola" altamente específica [35] [36] e uma rota para aumentar a eficácia da terapia com anticorpos. [37]

Edição de edição de genoma

O sistema CRISPR desse organismo [38] que é usado para reconhecer e destruir DNA de vírus invasores, parando assim a infecção, foi apropriado em 2012 para uso como ferramenta de edição de genoma que poderia potencialmente alterar qualquer pedaço de DNA e posteriormente RNA. [39]


CRISPR-Cas em Streptococcus pyogenes

A descoberta e caracterização do sistema imunológico CRISPR-Cas procariótico levou a uma revolução na edição do genoma e nas tecnologias de engenharia. Apesar de a maioria das aplicações ter surgido após a descoberta do sistema CRISPR-Cas9 tipo II-A de Streptococcus pyogenes, sua importância biológica neste organismo tem recebido pouca atenção. Aqui, fornecemos uma visão geral abrangente do conhecimento atual sobre os sistemas CRISPR-Cas de S. pyogenes. Discutimos como a interação entre a imunidade mediada por CRISPR e a transferência horizontal de genes pode ter modelado a evolução desse patógeno. Revisamos a literatura atual sobre os sistemas CRISPR-Cas presentes em S. pyogenes (tipos I-C e II-A) e descrevemos suas características bioquímicas e funcionais distintas. Finalmente, resumimos as principais aplicações biotecnológicas que surgiram com a descoberta do sistema CRISPR-Cas9 em S. pyogenes.

Palavras-chave: CRISPR Cas9 Streptococcus pyogenes sistema imunológico adaptativo que edita fagos de elementos genéticos móveis.

Figuras

As três etapas do CRISPR-Cas…

Os três estágios da imunidade adaptativa CRISPR-Cas. Etapa 1: Adaptação. Durante esta fase, ...

Organização genômica do tipo I-C ...

Organização genômica de loci CRISPR-Cas tipo I-C e tipo II-A em S. pyogenes ...

Mecanismo de maturação CRISPR-Cas e ...

Mecanismo de maturação e interferência CRISPR-Cas em sistemas tipo II. (uma). RNA CRISPR ...

Aplicações de Cas9 guiada por RNA. Cas9 ...

Aplicações de Cas9 guiada por RNA. Cas9 ( Em azul ) a partir de S. pyogenes e…


Streptococcus pyogenes genoma exposto

Streptococcus pyogenes é um patógeno exclusivamente humano responsável pela fascite necrosante (doença comedora de carne), síndrome do choque tóxico, febre reumática e uma série de outras doenças - mais do que qualquer outro microrganismo. Nos Anais de 10 de abril da National Academy of Sciences, Joseph Ferretti e colegas da Universidade de Oklahoma relatam a conclusão de um projeto de cinco anos para sequenciar o genoma de S. pyogenes, e eles explicam suas descobertas sobre os mecanismos de virulência da bactéria.

Ferretti et al. determinou o S. pyogenes sequência do genoma usando a abordagem shotgun do genoma inteiro. O genoma contém 1.752 genes codificadores de proteínas previstos, dos quais mais de 40 genes associados à virulência putativos foram identificados. Outros genes até agora identificados codificam proteínas provavelmente associadas ao 'mimetismo molecular' microbiano das características do hospedeiro e implicadas em doenças como febre reumática e glomerulonefrite aguda. Quatro genomas diferentes de bacteriófagos também foram detectados, o que implica que os bacteriófagos são importantes na transferência horizontal de genes e sugerindo um possível mecanismo para gerar novas cepas bacterianas com potencial patogênico aumentado (Proc Natl Acad Sci USA 2001, 98:4658-4663).

Espera-se que a compreensão do completo S. pyogenes o genoma facilitará o desenvolvimento de medicamentos mais eficientes e o desenho de vacinas mais específicas.


Tratamento de biofilmes de GAS & # x02014 Aspectos clínicos e experimentais

A penicilina continua sendo o agente terapêutico mais importante para medicar as infecções por GAS da pele e do trato respiratório superior, como impetigo, erisipela, celulite, amigdalite, faringite ou escarlatina (Bisno et al., 2002 Shulman et al., 2012). Felizmente, não há nenhum caso confirmado de GAS resistente a beta-lactâmicos até o momento. Pacientes com intolerância à penicilina podem ser tratados com cefalosporinas ou macrolídeos como eritromicina, azitromicina ou claritromicina. Digno de nota, são relatados números crescentes de infecções com cepas resistentes a macrolídeos, variando até 38% dos isolados resistentes à eritromicina (Syrogiannopoulos et al., 2001 Sauermann et al., 2003 Richter et al., 2005 Ardanuy et al., 2010 Rubio -Lopez et al., 2012). Isso leva a uma diminuição na adequação desta classe de agente para o tratamento calculado da infecção local por GAS.

As infecções sistêmicas graves por GAS, como sepse, fasciite necrosante ou síndrome semelhante ao choque tóxico estreptocócico (STSS), são mais comumente tratadas com penecilina em combinação com clindamicina. A combinação com clindamicina provou ser benéfica para prevenir a produção de toxina GAS durante a terapia (Zimbelman et al., 1999 Russell e Pachorek, 2000).

Embora pareça não haver isolados de GAS resistentes à penicilina de ocorrência natural, foi afirmado que em cerca de 30% das infecções por GAS os patógenos não são completamente erradicados, apesar da antibioticoterapia adequada e da suscetibilidade geral dos isolados de GAS (concentração inibitória mínima [MIC] & # x02264 0,25 mg / L), resultando potencialmente em infecções recorrentes e transporte persistente (Conley et al., 2003 Baldassarri et al., 2006 Ogawa et al., 2011). Existem duas explicações discutidas na literatura. Por outro lado, a persistência intracelular de GAS poderia impedir o sucesso da erradicação da bactéria pelo tratamento antibiótico dos pacientes (Podbielski e Kreikemeyer, 2001). Por outro lado, os biofilmes são discutidos como uma causa para o insucesso do tratamento. Foi demonstrado que isolados de GAS organizados em estruturas de biofilme podem sofrer concentrações de penicilina de até 400 mg / l (concentração mínima de erradicação do biofilme [MBEC] & # x02265 400 mg / l). Isso excede de longe os CIMs usuais, exibindo níveis de resistência clínica (Conley et al., 2003 Baldassarri et al., 2006 Lembke et al., 2006 Shen et al., 2013). Assim, os GAS organizados em estruturas de biofilme são capazes de sobreviver ao tratamento com antibióticos adequado para o GAS planctônico. Para alcançar um melhor resultado clínico e menores taxas de falha do tratamento, seria necessário adaptar o tratamento das infecções por GAS para atingir uma degradação eficaz da estrutura do biofilme.

Abordagens experimentais de tratamento de biofilme com GAS

A degradação das estruturas do biofilme bacteriano pode ser alcançada pelo tratamento com endolisinas. Isso foi relatado para vários patógenos Gram-positivos, por exemplo, Staphylococcus aureus, Streptococcus pneumoniae, Bacillus antracis, Streptoccus suis (Loeffler et al., 2001 Schuch et al., 2002 Becker et al., 2008 Domenech et al., 2011). Mesmo espécies com alta tendência a múltiplas resistências a antibióticos podem ser eficientemente mortas por tais lisinas.

Para a degradação de biofilmes de GAS, o bacteriófago estreptocócico específico codificado por bacteriófago C1 lisina C (PlyC) é de especial interesse. Foi demonstrado que esta N-acetilmuramoil-L-alanina amidase multimérica hidrolisa as paredes celulares do GAS e elimina as células bacterianas. em vitro e na Vivo (Krause, 1957 Fischetti et al., 1971 Raina, 1981 Loeffler et al., 2001 Nelson et al., 2001, 2006 K & # x000F6ller et al., 2008). Shen e colegas, além disso, demonstraram que o PlyC degrada as estruturas do biofilme GAS e as células associadas ao biofilme de forma eficiente, afetando assim os biofilmes GAS significativamente mais do que a penicilina (Shen et al., 2013). Essas habilidades tornam o PlyC um suplemento candidato razoável para o tratamento terapêutico de infecções por GAS. No entanto, mais em vitro, na Vivo, e estudos clínicos são necessários para elucidar a aplicabilidade de PlyC para erradicação de biofilme de GAS em pacientes.

Além dessa endolisina, outras substâncias com amplas propriedades antibacterianas conhecidas inibem os biofilmes de GAS. De especial interesse pode ser o mel manuka que está disponível como mel esterilizado de grau médico (medihoney) para tratamento de feridas tópicas. Maddocks e outros descreveram medihoney para inibir a expressão de sof e sfb1 genes que codificam para proteínas de superfície estreptocócicas de ligação à fibronectina, resultando na redução da ligação ao tecido humano e da capacidade de formação de biofilme (Maddocks et al., 2012). Deve-se considerar que esses achados foram relatados apenas para um isolado clínico que representa um serótipo M28 (MGAS6180 M28). Resta saber se esses efeitos são transferíveis para outras cepas /emm genótipos, uma vez que existem diferenças notáveis ​​das redes regulatórias relatadas como discutido acima.

Além disso, foi demonstrado que o mensageiro de ácido graxo ácido cis-2-decenóico produzido por Pseudomonas aeruginosa pode induzir a dispersão de biofilmes de GAS e outras bactérias. Se tais substâncias pudessem ser administradas em pacientes em combinação com antibióticos convencionais, isso provavelmente levaria à erradicação de infecções associadas ao biofilme de GAS (Davies e Marques, 2009).

Além do tratamento químico de biofilmes de GAS maduros, também foram relatados efeitos probióticos de bactérias fisiológicas na formação de biofilmes de GAS (Guglielmetti et al., 2010a, b Fiedler et al., 2013). Foi demonstrado que as bactérias que colonizam fisiologicamente o trato respiratório superior, como Streptococcus oralis e Streptococcus salivarius, protege as células epiteliais da aderência ao GAS. Essa observação indica um papel dessas bactérias na saúde do hospedeiro. Foi relatado que S. oralis poderia induzir proteção de células eucarióticas, mesmo sem se ligar amplamente às células ou produzir bacteriocinas que afetam o GAS (Fiedler et al., 2013). Mais para frente, S. salivarius foi mostrado para fornecer proteção da célula hospedeira contra GAS, formando um biofilme impermeável para que as células epiteliais do hospedeiro sejam inacessíveis para a colonização inicial do tecido com GAS (Fiedler et al., 2013). Outros autores afirmaram S. salivarius K12 para antagonizar o crescimento de GAS, expressando os lantibióticos salivarina A2 e B, influenciando subsequentemente a formação de biofilme de GAS (Di et al., 2013, 2014).

Conclusão

A medicação antibiótica padrão para pacientes com infecções de GAS não é suficiente para erradicar os biofilmes de GAS. Terapêuticas alternativas ou adicionais são atualmente investigadas. O fago lisina C representa o candidato mais promissor para aplicação clínica. No entanto, são necessários mais esforços no desenvolvimento de estratégias de tratamento para prevenir o tratamento extensivo e repetido com antibióticos em pacientes com infecções recorrentes de GAS associadas ao biofilme.


Conteúdo

O estreptococo β-hemolítico do grupo A pode causar infecções da garganta e da pele. [5] Isso pode variar de condições muito leves a doenças graves com risco de vida. Embora não esteja completamente claro o que faz com que pessoas diferentes desenvolvam doenças diferentes como resultado da infecção pela mesma bactéria patogênica, suspeita-se que fatores fenotípicos e epigenéticos do hospedeiro sejam a fonte de tal variação. Na verdade, os muitos fatores de virulência do GAS podem influenciar a epigenética do hospedeiro. Além disso, pessoas com sistema imunológico suprimido ou comprometido podem ser mais suscetíveis a certas doenças causadas por GAS do que outras pessoas com sistema imunológico intacto. Um estudo de 2019 mostra que a evasão do GAS da detecção imunológica é facilitada pela proteína S, uma proteína extracelular associada à parede celular que permite a camuflagem por fragmentos de ligação de glóbulos vermelhos lisados. [6]

Os humanos também podem carregar o GAS na pele ou na garganta e não apresentam sintomas. [7] Esses portadores são menos contagiosos do que os portadores sintomáticos da bactéria. [7]

As infecções não invasivas causadas por GAS tendem a ser menos graves e mais comuns. Eles ocorrem quando a bactéria coloniza a área da garganta, onde reconhece as células epiteliais. [8] As duas infecções mais proeminentes de GAS são ambas não invasivas: faringite estreptocócica (faringite), onde causa 15-30% dos casos na infância e 10% dos casos em adultos, e impetigo. [3] Eles podem ser tratados de forma eficaz com antibióticos. A escarlatina também é uma infecção não invasiva causada por GAS, embora muito menos comum.

As infecções invasivas causadas por estreptococos β-hemolíticos do Grupo A tendem a ser mais graves e menos comuns. Isso ocorre quando a bactéria é capaz de infectar áreas onde as bactérias geralmente não são encontradas, como sangue e órgãos. [7] As doenças que podem ser causadas como resultado disso incluem a síndrome do choque tóxico estreptocócico (STSS), fasciite necrosante (NF), pneumonia e bacteremia. [3]

Além disso, a infecção de GAS pode levar a outras complicações e condições de saúde, nomeadamente febre reumática aguda e glomerulonefrite pós-estreptocócica.

(* Observe que meningite, sinusite e pneumonia podem ser causadas por estreptococos do Grupo A, mas são Muito de mais comumente associado a Streptococcus pneumoniae e não deve ser confundido.)

Infecções graves Editar

Algumas cepas de estreptococos do grupo A (GAS) causam infecção grave. As infecções graves são geralmente invasivas, o que significa que a bactéria entrou em partes do corpo onde a bactéria geralmente não é encontrada, como sangue, pulmões, músculo profundo ou tecido adiposo. [9] Aqueles em maior risco incluem crianças com varicela, pessoas com sistema imunológico suprimido, vítimas de queimaduras, pessoas idosas com celulite, diabetes, doença vascular ou câncer e pessoas em tratamento com esteróides ou quimioterapia. Os usuários de drogas intravenosas também apresentam alto risco. O GAS é uma importante causa de febre puerperal em todo o mundo, causando infecções graves e, se não for diagnosticado e tratado prontamente, a morte em puérperas. A doença GAS grave também pode ocorrer em pessoas saudáveis ​​sem fatores de risco conhecidos.

Todas as infecções graves de GAS podem causar choque, falência de órgãos multissistêmicos e morte. O reconhecimento e o tratamento precoces são essenciais. [10] [11] Os testes de diagnóstico incluem hemogramas e urinálise, bem como culturas de sangue ou fluido do local da ferida.

As infecções graves por estreptococos do Grupo A geralmente ocorrem esporadicamente, mas podem ser transmitidas por contato pessoa a pessoa. [12] Contatos próximos de pessoas afetadas por infecções graves por estreptococos do Grupo A, definidas como aqueles que tiveram contato domiciliar prolongado na semana anterior ao início da doença, podem apresentar risco aumentado de infecção. Esse risco aumentado pode ser devido a uma combinação de suscetibilidade genética compartilhada dentro da família, contato próximo com portadores e a virulência da cepa de estreptococos do Grupo A que está envolvida. [13]

Políticas de saúde pública internacionalmente refletem visões diferentes sobre como os contatos próximos de pessoas afetadas por infecções graves por estreptococos do Grupo A devem ser tratados. A Health Canada [14] e o CDC dos EUA recomendam que contatos próximos procurem seu médico para avaliação completa e podem exigir antibióticos [15]. A orientação atual da Agência de Proteção à Saúde do Reino Unido é que, por uma série de razões, contatos próximos não devem receber antibióticos, a menos que sejam sintomáticos mas que eles devem receber informações e conselhos para procurar atendimento médico imediato se desenvolverem sintomas. [13] No entanto, a orientação é mais clara no caso de pares mãe-bebê: mãe e bebê devem ser tratados se desenvolver uma infecção invasiva por GAS nos primeiros 28 dias após o nascimento [13] (embora algumas evidências sugiram que esta orientação seja não seguido rotineiramente no Reino Unido [16]).

O diagnóstico é feito por um cotonete da área afetada para testes laboratoriais. Uma coloração de Gram é realizada para mostrar cocos Gram-positivos em cadeias. Then, the organism is cultured on blood agar with an added bacitracin antibiotic disk to show beta-hemolytic colonies and sensitivity (zone of inhibition around the disk) for the antibiotic. Culture on agar not containing blood, and then performing the catalase test should show a negative reaction for all streptococci. S. pyogenes is CAMP and hippurate tests negative. Serological identification of the organism involves testing for the presence of group-A-specific polysaccharide in the bacterium's cell wall using the Phadebact test. [17] [18]

The rapid pyrrolidonyl arylamidase (PYR) test is used for the presumptive identification of group A beta-hemolytic streptococci. GBS gives a negative finding on this test. [19]

S. pyogenes infections are best prevented through effective hand hygiene. [20] No vaccines are currently available to protect against S. pyogenes infection, although research has been conducted into the development of one. [21] Difficulties in developing a vaccine include the wide variety of strains of S. pyogenes present in the environment and the large amount of time and number of people that will be needed for appropriate trials for safety and efficacy of the vaccine. [21] [22]

The treatment of choice is penicillin, and the duration of treatment is around 10 days. [23] Antibiotic therapy (using injected penicillin) has been shown to reduce the risk of acute rheumatic fever. [24] In individuals with a penicillin allergy, erythromycin, other macrolides, and cephalosporins have been shown to be effective treatments. [25]

Treatment with ampicillin/sulbactam, amoxicillin/clavulanic acid, or clindamycin is appropriate if deep oropharyngeal abscesses are present, in conjunction with aspiration or drainage [ citação necessária ] In cases of streptococcal toxic shock syndrome, treatment consists of penicillin and clindamycin, given with intravenous immunoglobulin. [ citação necessária ]

For toxic shock syndrome and necrotizing fasciitis, high-dose penicillin and clindamycin are used. Additionally, for necrotizing fasciitis, surgery is often needed to remove damaged tissue and stop the spread of the infection. [20]

No instance of penicillin resistance has been reported to date, although since 1985, many reports of penicillin tolerance have been made. [26] The reason for the failure of penicillin to treat S. pyogenes is most commonly patient noncompliance, but in cases where patients have been compliant with their antibiotic regimen, and treatment failure still occurs, another course of antibiotic treatment with cephalosporins is common. [25]

The 30-valent N-terminal M-protein-based vaccine as well as the M-protein vaccine (minimal epitope J8 vaccine) are two vaccines for GAS that are currently getting close or becoming clinical studies, however, other vaccines using conserved epitopes are progressing. [27]

Cases of GAS are still present today, but were also evident before World War I. This was shown by a training camp located in Texas, where a harmful strain of pneumonia complicating measles was caused by a strain of Streptococcus. [28] Existence of streptococci strains was additionally found in World War II. An epidemic of streptococcal infection in the United States Navy during this war indicated that this type of disease was able to exist and spread in formerly unexposed individuals by environments that serological types of group A streptococci preferred. [28] In later years, a positive test result for the presence of group A streptococci was found in 32.1 percent of individuals after throat cultures were carried out in a 20 yearlong (1953/1954-1973/1974) study performed in Nashville, TN. [28] Also, from 1972-1974, recurring GAS illness was observed with a prevalence of 19 percent in school-aged children as well as a prevalence rate of 25 percent in families. [28] The severity of streptococcal infections has decreased over the years, and so has rheumatic fever (a sequelae of GAS) which is indicated by the change in numerous hospitals from containing wards allocated for the sole purpose of treating rheumatic fever to hardly seeing the disease at all. [28] Environmental factors, such as less crowding and the increase of family living space, can account for the reduction in incidence and severity of group A streptococci. [28] With more space for individuals to reside in, it provides the bacteria with less opportunities to spread from person to person. This is especially important considering an estimated 500,000 deaths worldwide all occurring after acute rheumatic fever, invasive infection, or subsequent heart disease can be accredited to GAS. [29] This number is quite large, often leaving the health care system encumbered, since 91 percent of patients infected with invasive GAS need to be hospitalized with 8950-11,500 episodes and 1050-1850 deaths taking place each year. [29] A later study that occurred from 2005-2012 found that there were 10,649-13,434 cases consequently resulting in 1136-1607 deaths per year. [30]

Acute rheumatic fever Edit

Acute rheumatic fever (ARF) is a complication of respiratory infections caused by GAS. The M-protein generates antibodies that cross-react with autoantigens on interstitial connective tissue, in particular of the endocardium and synovium, that can lead to significant clinical illness.

Although common in developing countries, ARF is rare in the United States, possibly secondary to improved antibiotic treatment, with small isolated outbreaks reported only occasionally. It is most common among children between 5 and 15 years old and occurs 1–3 weeks after an untreated GAS pharyngitis. [ citação necessária ]

ARF is often clinically diagnosed based on Jones Criteria, which include: pancarditis, migratory polyarthritis of large joints, subcutaneous nodules, erythema marginatum, and sydenham chorea (involuntary, purposeless movement). The most common clinical finding is a migratory arthritis involving multiple joints. [31]

Other indicators of GAS infection such as a DNAase or ASO serology test must confirm the GAS infection. Other minor Jones Criteria are fever, elevated ESR and arthralgia. One of the most serious complications is pancarditis, or inflammation of all three heart tissues. A fibrinous pericarditis can develop with a classic friction rub that can be auscultated. This will give increasing pain upon reclining.

Further endocarditis can develop with aseptic vegetations along the valve closure lines, in particular the mitral valve. Chronic rheumatic heart disease mostly affects the mitral valve, which can become thickened with calcification of the leaflets, often causing fusion of the commissures and chordae tendineae.

Other findings of ARF include erythema marginatum (usually over the spine or other bony areas) and a red expanding rash on the trunk and extremities that recurs over weeks to months. Because of the different ways ARF presents itself, the disease may be difficult to diagnose.

A neurological disorder, Sydenham chorea, can occur months after an initial attack, causing jerky involuntary movements, muscle weakness, slurred speech, and personality changes. Initial episodes of ARF, as well as recurrences, can be prevented by treatment with appropriate antibiotics.

It is important to distinguish ARF from rheumatic heart disease. ARF is an acute inflammatory reaction with pathognomonic Aschoff bodies histologically and RHD is a non-inflammatory sequela of ARF.

Post-streptococcal glomerulonephritis Edit

Post-streptococcal glomerulonephritis (PSGN) is an uncommon complication of either a strep throat or a streptococcal skin infection. It is classified as a type III hypersensitivity reaction. Symptoms of PSGN develop within 10 days following a strep throat or 3 weeks following a GAS skin infection. PSGN involves inflammation of the kidney. Symptoms include pale skin, lethargy, loss of appetite, headache, and dull back pain. Clinical findings may include dark-colored urine, swelling of different parts of the body (edema), and high blood pressure. Treatment of PSGN consists of supportive care.

PANDAS Edit

Obsessive–compulsive disorder and tic disorders are hypothesized to arise in a subset of children as a result of a post-streptococcal autoimmune process. [32] [33] [34] Its potential effect was described in 1998 by the controversial hypothesis called PANDAS (pediatric autoimmune neuropsychiatric disorders associated with streptococcal infections), a condition thought to be triggered by GABHS infections. [32] [34] [35] The PANDAS hypothesis is unconfirmed and unsupported by data, and two new categories have been proposed: PANS (pediatric acute-onset neuropsychiatric syndrome) and CANS (childhood acute neuropsychiatric syndrome). [33] [34] The CANS/PANS hypotheses include different possible mechanisms underlying acute-onset neuropsychiatric conditions, but do not exclude GABHS infections as a cause in a subset of individuals. [33] [34] PANDAS, PANS and CANS are the focus of clinical and laboratory research but remain unproven. [32] [33] [34]


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