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.

Clostridium botulinum cover image

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

Alimento enlatado caseiro fonte de botulismo

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.

Honey como fonte de 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.

Mecanismo da toxina botulínica
Mecanismo da toxina botulínica
(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:

  1. Diplopia (visão dupla) ou embaçamento da visão
  2. Disfagia (dificuldade de deglutição)
  3. Disartria (dificuldade de fala) ou embaçamento da fala
  4. Paralisia flácida simétrica descendente dos músculos voluntários.
  5. Reflexos tendinosos profundos diminuídos
  6. Fatiga
  7. Tonturas
  8. Nausea
  9. Constipação
  10. 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.

  1. 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.
  2. 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.

Diagnóstico do botulismo
Diagnóstico do 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:
    1. Negro e produção de C. botulinum A, b, f (proteolítico)
    2. 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.