Clostridium botulinum é gram-positivo, formando bacilos endosporosos que se assemelham a uma raquete de ténis devido à presença de esporos na extremidade sub-terminal.
Produz uma neurotoxina extremamente letal chamada toxina botulínica e causa botulismo, uma doença neuroparalisítica rara e potencialmente fatal. O botulismo manifesta-se como várias síndromes clínicas que vão desde intoxicação alimentar, infecção de feridas a botulismo infantil.
O termo botulinum deriva do latim “botulus”, que significa salsicha; como as salsichas mal cozidas estavam anteriormente associadas a intoxicação alimentar. Botulinum também é produzido por outros clostridia como C. butyricum, C. baratti, e C. argentinense.
Lethal dose de toxina botulinum para um humano é 2μg ou menos, então C. botulinum tem o potencial de ser usado como uma arma biológica. O CDC listou-o como ‘agentes de Categoria A’, juntamente com Bacillus anthracis, Yersinia pestis, etc.
Patogénese
Transmissão:
É ubíquo na natureza, amplamente distribuído como saprófito no solo, esterco animal, vegetais e lama marinha. Alimentos enlatados caseiros, condimentos e produtos de peixe são as fontes mais comuns de infecção com C. botulinum. A ingestão de mel contaminado é a principal causa do botulismo infantil.
Temperatura de cozimento insuficiente seguida de embalagem em condições anaeróbicas facilita a germinação de esporos e neurotoxinas de síntese.
Mecanismo de ação da toxina Botulinum (BoNT)
Clostridium botulinum é não-invasivo. A sua patogénese deve-se à produção de uma poderosa neurotoxina ‘toxina botulínica’ (BoNT), provavelmente a substância mais tóxica conhecida por ser letal para a humanidade. Ela produz paralisia flácida. Existem 7 tipos serológicos de neurotoxina botulínica rotulados como tipos A, B, C , D, E, F, e G. O botulismo humano é causado principalmente pelos tipos A, B, E e F (raramente).
C. A toxina botulínica é categorizada como um agente potencial de bioterrorismo, mas o botox está em uso para suavizar rugas faciais.
Após a entrada (seja ingerida, inalada ou produzida em uma ferida), a toxina botulínica é transportada através do sangue para terminais nervosos colinérgicos periféricos. Os locais terminais nervosos mais comuns são as junções neuromusculares, terminações nervosas parassimpáticas pós-ganglionares e os gânglios periféricos. Não afeta o SNC.
Em condição normal: Após estimulação dos nervos periféricos e cranianos, a acetilcolina é normalmente libertada das vesículas no lado neural da placa terminal motora. A acetilcolina liga-se então a receptores específicos no músculo, induzindo contração.
(Fonte de imagem: lumenlearning.com)
Toxina Botulínica age ligando-se a vesículas sinápticas de nervos colinérgicos, evitando assim a liberação de acetilcolina (Ach) nas terminações nervosas periféricas, incluindo as junções neuromusculares. Isto resulta na falta de estímulo às fibras musculares, relaxamento irreversível dos músculos e paralisia flácida.
As toxina botulínica produz paralisia flácida ela pode ser usada terapeuticamente para o tratamento de condições espasmódicas como estrabismo (olhos desalinhados), blefaroespasmo (piscar incontrolável), e mioclonos.
Aprovações clínicas
As manifestações do botulismo são devidas à diminuição da acetilcolina no nervo craniano e terminais nervosos parassimpáticos. Os sintomas comuns incluem:
- Diplopia (visão dupla) ou embaçamento da visão
- Disfagia (dificuldade de deglutição)
- Disartria (dificuldade de fala) ou embaçamento da fala
- Paralisia flácida simétrica descendente dos músculos voluntários.
- Reflexos tendinosos profundos diminuídos
- Fatiga
- Tonturas
- Nausea
- Constipação
- Paralisia muscular respiratória pode levar à morte.
Não há défices sensoriais ou cognitivos
Tipos de botulismo
Existem três grandes tipos de botulismo humano baseados na forma como são adquiridos:
- > Botulismo alimentar: Resulta do consumo de alimentos contaminados com toxina botulínica pré-formada, tais como alimentos enlatados caseiros.
- Botulismo de feridas: É uma intoxicação sistémica resultante do crescimento de C. botulinum e da produção de toxinas nas feridas. Apresenta-se como botulismo alimentar, excepto pela ausência de características gastrointestinais.
- Botulismo infantil: O botulismo infantil é muito mais suave do que a versão adulta. Resulta da ingestão de alimentos (geralmente mel) contaminados com esporos de C. botulinum por crianças ≤1 ano de idade. Os esporos germinam no intestino, e as células vegetativas secretam a toxina botulínica. As manifestações clínicas incluem a incapacidade de sugar e engolir, voz enfraquecida, ptose, pescoço mole e fraqueza extrema, daí a chamada síndrome da criança mole. É uma doença auto-limitada; o prognóstico é excelente se administrada por cuidados de suporte e alimentação assistida.
Os poros não germinam normalmente no intestino adulto, porém podem germinar no intestino dos lactentes.
Diagnóstico laboratorial
Diagnóstico do botulismo inclui isolamento e identificação dos bacilos por procedimentos bioquímicos culturais convencionais e demonstração da presença de neurotoxina botulínica em uma amostra de paciente ou no alimento (para investigação de surtos) com o teste de neutralização de toxina
Demonstração da toxina botulínica (teste de neutralização do rato) em soro ou fezes confirma o diagnóstico clínico de botulismo.
Amostra
Soro, fezes, conteúdo gástrico, vómito, esfregaço de ferida, exsudado ou tecidos, dependendo do tipo de botulismo.
(Image source- Lindström & Korkeala, 2006)
Microscopia directa
Coloração grama de esfregaços feitos de comida suspeita ou fezes-revela bacilos gram-positivos não capsulados com esporos subterminais, ovais, salientes.
Cultura
- Isolamento – a cultura é feita em ágar sangue ou caldo de carne cozida (RCM) de Robertson.
- Em caldo RCM: Turbidez ocorre com partículas de carne virando:
- Negro e produção de C. botulinum A, b, f (proteolítico)
- Pink- C. botulinum C, D, E (sacarolítico).
- Em ágar sangue: As colônias são grandes, irregulares, semi-transparentes, hemolíticas, e com borda finalizada.
O crescimento em meios de cultura pode ser confirmado por coloração de Gram, testes bioquímicos, ou ensaios moleculares. A serotipagem é feita com antisera de tipo específico.
Características identificadoras do Clostridium botulinum
- Motil por flagelo de peritricato.
- Expõe a actividade lipase no ágar-gema de ovo.
Teste de Neutralização da toxina (Bioensaio do rato)
Bioensaio in vivo do rato é o teste “padrão ouro” para detectar toxina botulínica activa. Este ensaio envolve a injeção intraperitoneal de alimentos suspeitos de contaminação em um rato e a observação por 4-6 dias de doença/morte.
Se essa atividade letal puder ser neutralizada (em outro conjunto de ratos) pela injeção de anticorpos contra um dos sorotipos da toxina botulínica, confirma a presença de neurotoxina botulínica.
Diagnóstico molecular
Técnicas moleculares como a reação em cadeia da polimerase (PCR) direcionada aos genes da neurotoxina são ideais para a detecção e identificação de C. botulinum. Outras tipagens (por exemplo, tipagem de toxinas ou de genes) podem ser feitas usando eletroforese de gel de campo pulsado (PFGE) e polimorfismo de comprimento de fragmento amplificado (AFLP).
Referências e outras leituras
- Tille, P. (2017). Bailey &Microbiologia Diagnóstica Scott (14 edição). Mosby.
- Procop, G. W., & Koneman, E. W. (2016). Koneman’s Color Atlas e Textbook of Diagnostic Microbiology (Sétima edição, International edition). Lippincott Williams e Wilkins.
- Rasooly, R., & Do, P. M. (2008). Development of an In Vitro Activity Assay as an Alternative to the Mouse Bioassay for Clostridium botulinum Neurotoxin Type A. Applied and Environmental Microbiology, 74(14), 4309-4313.
- Lindström, M., & Korkeala, H. (2006). Diagnóstico Laboratorial do Botulismo. Clinical Microbiology Reviews, 19(2), 298-314.
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