15.4: Técnicas assépticas

Objetivos de

• Descreva os fatores de virulência exclusivos de fungos e parasitas
• Compare os fatores de virulência de fungos e bactérias
• Explique a diferença entre parasitas protozoários e helmintos
• Descreva como os helmintos fogem do sistema imunológico do hospedeiro

Embora fungos e parasitas sejam importantes patógenos causadores de doenças infecciosas, seus mecanismos patogênicos e fatores de virulência não são tão bem caracterizados quanto os das bactérias. Apesar da relativa falta de mecanismos detalhados, os estágios da patogênese e os mecanismos gerais de virulência envolvidos na produção de doenças por esses patógenos são semelhantes aos das bactérias.

Virulência fúngica

Os fungos patogênicos podem produzir fatores de virulência semelhantes aos fatores de virulência bacteriana que foram discutidos anteriormente neste capítulo. Nesta seção, veremos os fatores de virulência associados às espécies de Candida, Cryptococcus, Claviceps e Aspergillus.

Candida albicans é um patógeno fúngico oportunista e agente causador de candidíase oral, infecções vaginais por leveduras e candidíase cutânea. A cândida produz adesinas (glicoproteínas de superfície) que se ligam aos fosfolipídios das células epiteliais e endoteliais. Para auxiliar na disseminação e invasão de tecidos, a Candida produz proteases e fosfolipases (ou seja, exoenzimas). Uma dessas proteases degrada a queratina, uma proteína estrutural encontrada nas células epiteliais, aumentando a capacidade do fungo de invadir o tecido hospedeiro. Em estudos com animais, foi demonstrado que a adição de um inibidor de protease levou à atenuação da infecção por Candida. ¹ Da mesma forma, as fosfolipases podem afetar a integridade das membranas celulares hospedeiras para facilitar a invasão.

O principal fator de virulência do Cryptococcus, um fungo que causa pneumonia e meningite, é a produção de cápsulas. O polissacarídeo glucuronoxilomanana é o principal constituinte da cápsula de Cryptococcus. Semelhantes às células bacterianas encapsuladas, as células de Cryptococcus encapsuladas são mais resistentes à fagocitose do que as Cryptococcus não encapsuladas, que são efetivamente fagocitadas e, portanto, menos virulentas.

Como algumas bactérias, muitos fungos produzem exotoxinas. As toxinas fúngicas são chamadas de micotoxinas. O Claviceps purpurea, um fungo que cresce no centeio e grãos relacionados, produz uma micotoxina chamada toxina do centeio, um alcalóide responsável pela doença conhecida como ergotismo. Existem duas formas de ergotismo: gangrenoso e convulsivo. No ergotismo gangrenoso, a toxina da cravagem do centeio causa vasoconstrição, resultando em fluxo sanguíneo inadequado para as extremidades, levando eventualmente à gangrena. Um famoso surto de ergotismo gangrenoso ocorreu na Europa Oriental durante o século V dC devido ao consumo de centeio contaminado com C. purpurea. No ergotismo convulsivo, a toxina atinge o sistema nervoso central, causando mania e alucinações.

A micotoxina aflatoxina é um fator de virulência produzido pelo fungo Aspergillus, um patógeno oportunista que pode entrar no corpo por meio de alimentos contaminados ou por inalação. A inalação do fungo pode levar à doença pulmonar crônica aspergilose, caracterizada por febre, escarro com sangue e/ou asma. A aflatoxina atua no hospedeiro como mutagênica (substância que causa mutações no DNA) e cancerígena (substância envolvida em causar câncer) e tem sido associada ao desenvolvimento de câncer de fígado. Também foi demonstrado que a aflatoxina atravessa a barreira hematoplacentária. ² Uma segunda micotoxina produzida pelo Aspergillus é a gliotoxina. Essa toxina promove virulência induzindo a autodestruição das células hospedeiras e evitando a resposta imune do hospedeiro inibindo a função das células fagocíticas, bem como a resposta pró-inflamatória. Como a Candida, o Aspergillus também produz várias proteases. Uma delas é a elastase, que decompõe a proteína elastina encontrada no tecido conjuntivo do pulmão, levando ao desenvolvimento de doenças pulmonares. Outra é a catalase, uma enzima que protege o fungo do peróxido de hidrogênio produzido pelo sistema imunológico para destruir patógenos.

Exercício\(\PageIndex{1}\)

1. Liste os fatores de virulência comuns a bactérias e fungos.
2. Quais funções as micotoxinas desempenham para ajudar os fungos a sobreviverem no hospedeiro?

Virulência de protozoários

Os patógenos protozoários são parasitas eucarióticos unicelulares que têm fatores de virulência e mecanismos patogênicos análogos aos patógenos procarióticos e virais, incluindo adesinas, toxinas, variação antigênica e a capacidade de sobreviver dentro de vesículas fagocíticas.

Os protozoários geralmente têm características únicas de ligação às células hospedeiras. O protozoário Giardia lamblia, causador da doença intestinal giardíase, usa um grande disco adesivo composto por microtúbulos para se fixar na mucosa intestinal. Durante a adesão, os flagelos da G. lamblia se movem de forma a retirar o fluido de debaixo do disco, resultando em uma área de menor pressão que facilita a adesão às células epiteliais. A giárdia não invade as células intestinais, mas causa inflamação (possivelmente por meio da liberação de substâncias citopáticas que causam danos às células) e encurta as vilosidades intestinais, inibindo a absorção de nutrientes.

Alguns protozoários são capazes de apresentar variações antigênicas. O patógeno intracelular obrigatório Plasmodium falciparum (um dos agentes causadores da malária) reside dentro dos glóbulos vermelhos, onde produz uma proteína de membrana de adesão conhecida como pFEMP1. Essa proteína é expressa na superfície dos eritrócitos infectados, fazendo com que as células sanguíneas grudem umas nas outras e nas paredes dos vasos sanguíneos. Esse processo impede o fluxo sanguíneo, às vezes levando à falência de órgãos, anemia, icterícia (amarelecimento da pele e esclera dos olhos devido ao acúmulo de bilirrubina a partir dos glóbulos vermelhos lisados) e, posteriormente, morte. Embora o pFEMP1 possa ser reconhecido pelo sistema imunológico do hospedeiro, variações antigênicas na estrutura da proteína ao longo do tempo impedem que ela seja facilmente reconhecida e eliminada. Isso permite que a malária persista como uma infecção crônica em muitos indivíduos.

Os fatores de virulência do Trypanosoma brucei, o agente causador da doença do sono africana, incluem a capacidade de formar cápsulas e sofrer variações antigênicas. T. brucei evita a fagocitose produzindo uma camada densa de glicoproteína que se assemelha a uma cápsula bacteriana. Com o tempo, são produzidos anticorpos hospedeiros que reconhecem esse revestimento, mas o T. brucei é capaz de alterar a estrutura da glicoproteína para evitar o reconhecimento.

Exercício\(\PageIndex{2}\)

Explique como a variação antigênica dos patógenos protozoários os ajuda a sobreviver no hospedeiro.

Virulência de helmintos

Helmintos, ou vermes parasitas, são parasitas eucarióticos multicelulares que dependem muito de fatores de virulência que lhes permitem entrar nos tecidos do hospedeiro. Por exemplo, a forma aquática larval do Schistosoma mansoni, que causa a esquistossomose, penetra na pele intacta com o auxílio de proteases que degradam as proteínas da pele, incluindo a elastina.

Para sobreviver dentro do hospedeiro por tempo suficiente para perpetuar seus ciclos de vida, muitas vezes complexos, os helmintos precisam fugir do sistema imunológico. Alguns helmintos são tão grandes que o sistema imunológico é ineficaz contra eles. Outros, como lombrigas adultas (que causam triquinose, ascaridíase e outras doenças), são protegidos por uma cutícula externa resistente.

Ao longo de seus ciclos de vida, as características da superfície dos parasitas variam, o que pode ajudar a prevenir uma resposta imune eficaz. Alguns helmintos expressam polissacarídeos chamados glicanos em sua superfície externa; como esses glicanos se assemelham a moléculas produzidas pelas células hospedeiras, o sistema imunológico falha em reconhecer e atacar o helmintos como um corpo estranho. Esse “truque de glicano”, como tem sido chamado, serve como uma capa protetora que permite que o helmintos escape da detecção pelo sistema imunológico. ³

Além de evitar as defesas do hospedeiro, os helmintos podem suprimir ativamente o sistema imunológico. S. mansoni, por exemplo, degrada os anticorpos do hospedeiro com proteases. Os helmintos produzem muitas outras substâncias que suprimem elementos das defesas inatas inespecíficas e adaptativas específicas do hospedeiro. Eles também liberam grandes quantidades de material no hospedeiro que pode sobrecarregar localmente o sistema imunológico ou fazer com que ele responda de forma inadequada.

Exercício\(\PageIndex{3}\)

Descreva como os helmintos evitam ser destruídos pelo sistema imunológico do hospedeiro.

Conceitos principais e resumo

• Os patógenos fúngicos e parasitários usam mecanismos patogênicos e fatores de virulência semelhantes aos dos patógenos bacterianos.
• Os fungos iniciam infecções por meio da interação de adesinas com receptores nas células hospedeiras. Alguns fungos produzem toxinas e exoenzimas envolvidas na produção de doenças e cápsulas que protegem a fagocitose.
• Os protozoários aderem às células-alvo por meio de mecanismos complexos e podem causar danos celulares por meio da liberação de substâncias citopáticas. Alguns protozoários evitam o sistema imunológico por meio da variação antigênica e da produção de cápsulas.
• Os vermes helmínticos são capazes de evitar o sistema imunológico revestindo seu exterior com moléculas de glicano que os fazem parecer células hospedeiras ou suprimindo o sistema imunológico.

Notas de pé

1. 1 K. Fallon e cols.. “Papel das proteases aspárticas na infecção disseminada por Candida albicans em camundongos.” Infecção e imunidade 65 no. 2 (1997) :551—556.
2. 2 C.P. Wild et al. “Exposição intra-uterina à aflatoxina na África Ocidental.” Lancet 337 nº 8757 (1991) :1602.
3. 3 I. van Die, R. D. Cummings. “Glycan Gimmickry por helmintos parasitas: uma estratégia para modular a resposta imune do hospedeiro?” Glicobiologia 20 no. 1 (2010) :2—12.