Controle do crescimento microbiano

Transcrição

1 Controle do crescimento microbiano

2 Termos técnicos - definição Esterilização: destruição de todas as formas de vida microbiana (incluindo os vírus) Desinfecção: processo de eliminação das formas vegetativas de praticamente todos os Mos patogênicos de superfícies inertes (não garante a eliminação de todos os Mos, nem endósporos) Descontaminação: tratamento que torna seguro o manuseio de um objeto ou superfície inanimada (remoção de Mos) Agente anti-séptico: agente antimicrobiano, visa a destruição de Mos patogênicos para emprego em tecidos vivos (baixa toxicidade para células eucarióticas)

3 Sanitização: tratamento que reduz a contagem microbiana nos utensílios alimentares até níveis seguros de saúde pública Agentes bactericida, fungicida, viricida: que matam bactérias, fungos e vírus, respectivamente Agentes bacteriostático, fungistático, viriostático: que inibem o crescimento de bactérias, fungos e vírus, respectivamente Sepse: do termo grego para estragado, podre indica contaminação bacteriana Assepsia: ausência de contaminação significativa Esterilização comercial: tratamento de calor suficiente para matar os endósporos de Clostridium botulinum nos alimentos enlatados

4 Fatores que influenciam a efetividade dos tratamentos antimicrobianos O número de microrganismos: quanto maior o número, mais tempo se leva para eliminar toda a população. Influências ambientais: presença de matéria orgânica pode inibir a ação de antimicrobianos químicos. Sangue, vômitos e fezes determinam a escolha do antimicrobiano, por exemplo. Tempo de exposição: antimicrobiano químico requer mais tempo para eliminar endósporos, por exemplo. Características microbianas: se a bactéria é Gram-positivo ou Gramnegativo, micobactérias, vírus, cistos de protozoários. Resistência microbiana a biocidas químicos.

5 Ações dos agentes de controle microbiano alteração da permeabilidade da membrana plasmática danos às proteínas e aos ácidos nucléicos Agentes Físicos Químicos (Tortora, Funke e Case)

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7 (Tortora, Funke e Case)

8 Agentes físicos de controle Calor Desnaturação de enzimas Úmido Seco Resistência ao calor difere entre os microrganismos Ponto de morte térmica (PMT): menor temperatura em que todos os microrganismos em uma suspensão líquida serão mortos em 10 minutos Tempo de morte térmica (TMT): período mínimo de tempo em que todos os microrganismos em uma cultura líquida serão mortos em uma dada temperatura Tempo de redução decimal (TRD): Tempo em minutos em que 90% da população de microrganismos em uma dada temperatura serão mortos Conceitos úteis para a indústria alimentícia, de enlatados por exemplos (Tortora, Funke e Case)

9 Métodos físicos de controle microbiano Fervura(100 Caoníveldomar) mata formas vegetativas dos patógenos bacterianos, quase todos os vírus, e os fungos e seus esporos dentro de 10 minutos Vapor de fluxo livre (não pressurizado) equivalente à água fervente, no entanto, endósporos e alguns vírus não são destruídos tão rapidamente Vírus da hepatite pode sobreviver até 30 minutos de fervura Alguns endósporos bacterianos podem resistir à fervura por mais de 20 horas Fervura nem sempre é um bom procedimento confiável de esterilização, mas a fervura breve matará a maioria dos microrganismos patógenos alimentos e água seguros para ingestão (Tortora, Funke e Case)

10 Métodos físicos de controle microbiano Pasteurização Indústria de laticínios Tempos e temperaturas variam dependem dos produtos (viscosidade e gorduras) Antigamente 63 C por 30 minutos Hoje 72 C por 15 segundos (Pasteurização de alta temperatura e curto tempo (HTST) serpentina: mata patógenos e diminui as contagens bacterianas totais, mas o leite deve ser conservado sob refrigeração Atenção!! UHT (tratamento de temperatura ultra-elevada) Diferente da Pasteurização armazenamento sem refrigeração (em menos de 5 s, a temperatura sobe de 74 C para 140 C e retorna para 74 C (tratamentos equivalentes) (Tortora, Funke e Case)

11 Autoclave Maior volume mais tempo Método preferencial para esterilização a menos que o material seja danificado pelo calor ou umidade Vapor de fluxo livre 100 C pressão atmosférica ao nível do mar 1 ATM acima (15 psi) 121 C 15 minutos Mata todos os microrganismos e seus endósporos (Tortora, Funke e Case)

12 Autoclave Controle de qualidade do processo Indicadores de temperatura Controle de esterilização: Temperatura - OK Tempo -??? Controle de esterilização: Temperatura - OK Tempo -OK Indicadores biológicos (Tortora, Funke e Case)

13 Filtração Poros de 0,22 µm (Tortora, Funke e Case)

14 (Tortora, Funke e Case)

15 Tipos de membranas / filtros: (a) filtro de profundidade. (b) membrana filtrante convencional. (c) filtro Nuclepore.

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17 Filtração: Filtros HEPA Filtros de partículas de ar de alta eficiência (high efficiency particulate air) Removem quase todos os microrganismos maiores que cerca de 0,3 µm de diâmetro (Tortora, Funke e Case)

18 Radiação esterilizante não-ionizante e ionizante Ionização da água produzindo íons hidroxila altamente reativos que agem no DNA e componentes orgânicos celulares ionizante Ex. Cobalto radioativo > 1nm = não ionizante (Tortora, Funke e Case)

19 Radiação não-ionizante: UV Luz Ultra-violeta danifica o DNA das células expostas produzindo ligações entre timinas adjacentes na cadeia de DNA Inibem a replicação correta do DNA durante a reprodução da célula comprimento de onda mais efetivo: 260 nm Desvantagem Luz não muito penetrante microrganismos devem estar expostos, se estiverem protegidos por uma superfície não serão atingidos Pode lesar os olhos humanos e a exposição prolongada pode causar queimaduras e câncer de pele em seres humanos (Tortora, Funke e Case)

20 Câmara de Biossegurança -Ligue o fluxo laminar (filtração do ar) -Limpe a superfície interna com álcool 70% -Ligue a luz UV por 15 minutos antes de usar Filtros HEPA + Luz Ultra-violeta (Tortora, Funke e Case)

21 Congelamento a baixas temperaturas - 80 C Diminui o metabolismo das bactérias; Devido a temperatura ótima da atividade enzimática e devido ao fato de não ter água no estado líquido disponível para reação; Efeito bacteriostático. (Tortora, Funke e Case)

22 Congelamento a baixas temperaturas Ideal para bactérias: congelamento rápido!! Usar criopreservantes como glicerol ou DMSO Com o crescimento lento há a formação de cristais de gelo que rompem a estrutura celular e molecular das bactérias Uma parte da população morre, mas sempre há sobreviventes! (Tortora, Funke e Case)

23 Métodos químicos de controle microbiano Tecidos vivos Objetos inanimados Poucos atingem a esterilidade, a maioria reduz a população para níveis seguros ou removem as formas vegetativas

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25 Clorexidina

26 CB-30 T.A. tem como principal composto o cloreto de alquil dimetil benzil amônio, que é um agente catiônico de atividade em superfície, com poderosa ação germicida. Usado corretamente nas diluições recomendadas é altamente eficaz contra bactérias, fungos e esporos. Herbalvet T.A. é um produto para desinfecção e desodorização de ambientes à base de amônia quaternária associada a um produto tensoativo (detergente); o que dispensa o uso de qualquer outro produto para limpeza. As amônias quaternárias (cloreto de benzalcônio) são conhecidas por seu excelente poder desinfetante, atuando em bactérias Gram-positivas e Gram-negativas, fungos, algas e alguns tipos de vírus; e por sua alta segurança em termos de toxicidade.

27 O óxido de etileno é irritante da pele e mucosas, provoca distúrbios genéticos e neurológicos. É um método, portanto, que apresenta riscos ocupacionais.

28 Métodos químicos de controle microbiano

29 Métodos químicos de controle microbiano Mata as bactérias e fungos, mas não tem ação em endósporo e vírus não-envelopados - Não deixa resíduos!! 70% é a concentração mais usada 60-95% parecem matar com a mesma rapidez

30 Ação oligodinâmica dos metais pesados Capacidade de quantidades muito pequenas de metais pesados, especialmente a prata e cobre, exercerem atividade antimicrobiana Ação de íons do metal pesado se combinam com grupos sulfidrila nas proteínas celulares desnaturação

31 Agentes antimicrobianos utilizados in vivo

32 Paul Ehrlich Bala mágica Que mate um microrganismo, sem matar seu hospedeiro Idéia de Toxicidade Seletiva!

33 Agentes antimicrobianos utilizados in vivo Agentes quimioterápicos: sintéticos ou naturais (antibióticos). Antibiótico: substância produzida por microrganismos que, em pequenas quantidades, inibe o crescimento de outros microrganismos. 1940: primeiro teste clínico da penicilina por um grupo de cientistas da Universidade de Oxford, liderados por Howard Florey e Ernst Chain. Mais da metade dos antibióticos produzidos são obtidos de espécies de Streptomyces bactéria filamentosa do solo. Alguns de Bacillus e outros dos fungos Penicillium e Cephalosporium. Droga antimicrobiana ideal é a que tem toxicidade seletiva: capacidade do composto de inibir bactérias ou outros agentes patogênicos sem provocar efeitos adversos no hospedeiro.

34 Antibióticos: ações Inibição da síntese de proteínas Inibição da síntese da parede celular Danos à membrana plasmática Inibição da síntese de ácidos nucléicos Inibição da síntese de metabólitos essenciais

35 Ação das drogas antimicrobianas

36 Ação das drogas antimicrobianas Inibição da síntese da parede celular: antibióticos beta-lactâmicos inibem síntese completa do peptideoglicano impedem a ligação peptídica cruzada, ligando-se às transpeptidases. Inibição da síntese protéica: inibem a formação de ligações polipeptídicas durante o alongamento da cadeia, por meio da união com a subunidade 50S; reagem com a subunidade 30S, interferindo na fixação do trna, portanto impedindo a adição de aminoácidos no alongamento da cadeia polipetídica; alteração da conformação da subunidade 30S, impedindo a leitura correta do mrna;

37 Ação das drogas antimicrobianas Danos à membrana plasmática polimixina B liga-se ao fosfolipídeo da membrana, rompendo-a (uso tópico). drogas antifúngicas agem sobre o ergosterol (esterol da MP); não tem efeito sobre bactérias. Inibição da síntese de ácidos nucléicos interferência nos processos de replicação e transcrição do DNA dos MO (baixo grau de toxicidade seletiva). Inibição da síntese de metabólitos essenciais Um tipo de sulfa, p.e., compete com o PABA (ácido paraminobenzóico), um substrato para a síntese do ácido fólico (vitamina que atua como co-enzima para a síntese de aminoácidos e bases dos ácidos nucléicos).

38 Espectro de ação do antibiótico amplo espectro: que atua tanto em Gram + como em Gram - pequeno espectro (ou espectro estreito): atua em um único grupo. Espectro de ação antimicrobiano de uma seleção de agentes quimioterápicos.

39 Agentes antimicrobianos utilizados in vivo Drogas sintéticas Análogos de fatores de crescimento: sulfas, isoniazida. Sulfonamidas ou Sulfas: sulfanilamida, análogo ao ácido p-aminobenzóico, um componente do ácido fólico. Isoniazida: análogo da nicotinamida, tem espectro de ação estreito, eficaz apenas contra Mycobacterium tuberculosis, interferindo na síntese do ácido micólico (componente específico da parede das micobactérias). Quinolonas: classe de drogas sintéticas que interage com a DNA girase bacteriana, impedindo o superenovelamento do DNA bacteriano. Amplo espectro. Quinolona protótipo é o ácido nalidíxico. Fluoroquinonas são utilizadas em avícolas, na prevenção de doenças respiratórias.

40 Agentes antimicrobianos utilizados in vivo Drogas naturais antibióticos Antibióticos produzidos por procariotos: aminoglicosídeos, macrolídeos e tetraciclinas. inibidores da síntese protéica. Aminoglicosídeos: contêm aminoaçúcares unidos entre si por ligações glicosídicas. ex.: estreptomicina, kanamicina, gentamicina, neomicina. empregados contra as Gram-negativas, hoje são considerados antibióticos-reserva. correspondem a apenas 3% do total de antibióticos produzidos no mundo. Macrolídeos: o mais conhecido é a eritromicina, útil no tratamento de legionelose (Legionella pneumophila). Tetraciclinas: um dos primeiros antibióticos de amplo espectro, produzidos por Streptomyces spp. em alguns países é empregada como suplemento nutricional para aves domésticas e suínos.

41 Inativação fotodinâmica

42 Streptococcus pneumoniae Inactivation Effective inactivation: 5 µm and 10 µm with both light sources and light doses Cytotoxicity Effects on Macrophages Low impact on cell viability, except for the highest ICG concentration with 20J/cm² CFU Dark

43 A Promising in vivo Protocol For Noninvasive Pneumonia Treatment The PDI is proposed in this study as an alternative or auxiliary treatment of pneumonia In vivo -Material and Methods Animal model Female hairless mice SKH-1 Instillation of 10 8 S.pneumoniae cells 780 nm diode laser device 60 mw/cm 2 of intensity 120 J/cm 2 of light dose Indocyanine green - ICG (Ophthalmos, São Paulo - Brazil ) 100 µm final concentration Instillation method

44 Results Colony-forming units recovery PDI technique inactivated the pathogen in 80% of the animals Survival rate - No recurrence was observed in 50 days

45 ONYCHOMYCOSIS CLINICAL TRIALS Ana Paula da Silva, et al. Onychomycosis is a disease that affects the nail caused by fungi, bacteria and yeasts PDT treatment and new formulations Before PDT After PDT Study of the nail with and without emollient ( Uréia 40%) MEV Microscopia Eletrônica de varredura