ARTIGO DE REVISÃO

A importância dos biofilmes nas infeções nosocomiais – O estado da arte

Why Bio films are important in nosocomial in fections - the state of the art

A. Henriques¹, C. Vasconcelos², N. Cerca¹

 

¹IBB -Institute for Biotechnology and Bioengineering, Centre of Biological Engineering, University of Minho, Braga

²Serviço de pediatria, Centro Hospitalar S. João, Porto

 

Correspondência

 

RESUMO

As infeções nosocomiais são uma realidade constante no ambiente hospitalar. São responsáveis por um elevado número de casos de infeções e são notoriamente difíceis de erradicar. Um dos motivos pelos quais o tratamento das infeções nosocomiais é difícil deve-se ao facto de muitas destas infeções serem causadas por biofilmes microbianos. Os biofilmes podem ser definidos como comunidades de micro-organismos que vivem aderidos a uma superfície e envoltos numa complexa mistura de compostos tais como proteínas, polissacáridos e DNA extracelular. O crescimento de micro-organismos sob a forma de biofilmes dificulta a sua erradicação, pois estas estruturas podem ser consideradas adaptações dos micro-organismos, de forma a continuar no hospedeiro. É especialmente relevante ter em consideração as infeções causadas por biofilmes no contexto hospitalar, pois podem necessitar de abordagens diferentes para a sua erradicação. Este artigo de revisão tem como objetivo reunir o conhecimento existente do papel dos biofilmes microbianos nas infeções nosocomiais.

Palavras-chave: Biofilmes, infecções, nosocomial, resistência a antibióticos, staphylococcus aureus, staphylococcus epidermidis

 

ABSTRACT

Nowadays nosocomial infections are a reality in all hospital environments. They are the cause of a high number of infections, morbidity and mortality, and are recognised as being notoriously difficult to eradicate. One of the reasons for the problems in the treatment of nosocomial infection is the fact that many of the pathogens involved in this infections form biofilms. Biofilms are normally defined as communities of microorganisms adhered to a surface and surrounded by a polymeric matrix of extracellular components, such as proteins, polysaccharides and e DNA. The growth of microorganisms in biofilms makes their eradication difficult as this type of growth can be considered an adaptation of the pathogens in order to improve their persistence in the host. As such it is of special interest to account for the role of biofilms in nosocomial infections so that the appropriate approach can be taken in order to eradicate them. The aim of this article is to review the existing information on the prevalence of nosocomial infections potentially caused by biofilms.

Key-words: Biofilms. Infections, nosocomial, antibiotic resistance, staphylococcus aureus, staphylococcus epidermidis

 

1. O QUE SÃO INFEÇÕES NOSOCOMIAIS

O termo infeção nosocomial (do grego nosokomeion – local onde se tratam os doentes, hospital) é utilizado para definir infeções com origem hospitalar, ou seja, qualquer tipo de infeção adquirida pelo doente num hospital ou após a sua alta, se a infeção estiver diretamente relacionada com qualquer procedimento hospitalar, como é o caso de uma cirurgia.¹ Nas últimas décadas passou a existir uma maior sensibilização do público em geral para este problema que é hoje reconhecido como um dos maiores flagelos mundiais, na área da saúde, com incidência em todo o mundo.^2;3 O progresso científico tem aumentado a capacidade da comunidade médica em intervir em doentes mas também tem levado ao aumento involuntário do número de pacientes expostos a infeções nosocomiais.^3-6

É reconhecido que a total erradicação das infeções nosocomiais é provavelmente impraticável,⁷ sendo que, em média, têm-se obtido reduções de cerca de 60%.⁸ Os cuidados para reduzir o elevado número de infeções nosocomais, envolvem desde medidas de qualificação da assistência hospitalar a medidas de vigilância sanitária, entre outras, tomadas tanto no âmbito local e como governamental.^9-11 O impacto das doenças nosocomiais é enorme, em termos da saúde do paciente, assim como em aspetos sociais e económicos.^3;5;8;11 para além do problema económico, a aquisição de infeções causadas por agentes patogénicos, que podem ter adquirido resistência a antibióticos, leva também à evolução de multirresistências que dificultam o tratamento dos doentes.^1;12 O grande avanço das últimas décadas é o uso de material descartável e os métodos industriais de esterilização, que significaram constituem um grande progresso no controle das infeções.³ A criação de comissões para o controlo de infeções é hoje um requisito no sistema nacional de saúde em muitos países e inclui o desenvolvimento de sistemas de vigilância epidemiológica de infeções nosocomiais, reconhecido no relatório de 2005 da Direção Geral de Saúde sobre a prevalência de infeção.²

 

2. QUAL O PAPEL DOS BIOFILMES NAS INFEÇÕES

Há umas décadas atrás, o crescimento bacteriano era maioritariamente considerado como sendo planctónico, ou seja, numa suspensão em meio líquido.¹³ No entanto, hoje em dia, a maioria dos estudos reconhece que grande parte das populações bacterianas, independentemente do contexto em que se encontrem (ambiental, alimentar ou médico), tendem preferencialmente a formar agregados de várias espécies constituindo uma comunidade de micro-organismos.^14;15 Esta comunidade, conhecida como biofilme, pode ser definida como um agregado de micro-organismos que crescem aderidos a uma superfície e revestidos de uma camada heterogénea de compostos extracelulares, de­finida como a matriz do biofilme.¹⁴ A formação de um biofilme numa superfície envolve várias etapas, sendo as principais a adesão inicial à superfície seguida da ligação intercelular, tal como representado na Figura 1.

 

 

2.1 Patofisiologia dos biofilmes

A passagem para um estilo de vida mucoide (associado ao biofilme) está muitas vezes relacionado com mudanças fenotípicas, como por exemplo, algumas bactérias deixam de possuir flagelos, necessários para uma mais ágil mobilidade.^16;17 Estas estruturas estão normalmente associadas à existência planc­tónica, pois permitem às bactérias sobreviverem a condições adversas, deslocarem-se para evitar “pre­dadores” e/ou procurarem nutrientes. Os mecanismos genéticos que acionam mudanças fenotípicas como a mudança do modo de vida planctónica para mucoide estão muitas vezes associados à densidade microbiana ou quorum Esta mudança de estilo de vida envolve uma complexa alteração de expressão ­genética que varia muito de espécie para espécie de bactérias, tal com descrito em diversos estudos.^13;18-26 São muitos os mecanismos genéticos que regulam a passagem de células planctónicas para biofilmes,^27-30 tal como exemplificado na Tabela 1.

 

 

Ao formarem uma comunidade de micro-organismos, as bactérias que vivem nos biofilmes passam a viver em grande proximidade com outras bactérias da mesma estirpe ou de espécies diferentes. Muitas desenvolveram mecanismos rudimentares de comunicação bacteriana, cujo fenómeno é conhecido por “quorum sensing”.³¹ De uma forma simplista, este fenómeno baseia-se no facto de certos membros do biofilme utilizarem a secreção de compostos metabólicos que vão agir como sinais de comunicação para os restantes membros da comunidade do biofilme.³² Inicialmente o “quorum sensing” foi descrito em bactérias Gram negativas, tendo recentemente já sido descrito que biofilmes compostos por bactérias Gram positivas, como o Staphylococcus aureus, também possuem esta capacidade.³³

Uma das vantagens descritas do mecanismo de “quorum sensing” é a rápida adaptação a alterações ambientais.³⁴ Outra vantagem evolutiva foi descrita como sendo possibilitar às populações de bactérias presentes no biofilme distinguirem “self de nonself”, isto é “sentirem” a densidade populacional de bactérias da mesma espécie/estirpe dentro de um biofilme que muitas vezes é composto por mais de um tipo de microorganimo.³⁵ Esta capacidade de deteção da densidade ou quantidade de bactérias da mesma estirpe, através da concentração de produtos metabólicos segregados permite aos micro organismos gerir o seu metabolismo de forma a utilizar os recursos disponíveis mais eficientemente e também responder mais eficientemente a desafios, como por exemplo a agentes antimicrobianos,³⁶ como discutido na secção seguinte.

2.2 Os biofilmes e a sua virulência

2.2.1 Adesão inicial

Um dos principais fatores de virulência dos biofilmes é a capacidade dos micro-organismos que o compõem de aderir a superfícies inertes, e de especial importância, de aderirem e colonizarem material médico invasivo como são é o caso dos cateteres, próteses ou pacemakers.³⁷ Para as bactérias, a adesão a superfícies inertes é, em primeiro lugar, um mecanismo de sobrevivência.³⁸ No entanto, é também um fator de virulência muito importante para as bactérias, uma vez que este passo promove a produção e secreção de moléculas como polissacáridos, proteínas e ácidos nucleicos que farão parte da matriz que envolve o futuro biofilme.³⁸ Estas superfícies têm muitas vezes características de hidrofobicidade ou polaridade que favorecem a sua colonização por micro-organismos favorecendo a formação de biofilmes.^39;40

2.2.2 Mecanismos de resistência antimicrobiana

Com a maturação do biofilme, este frequentemente adota uma forma tridimensional e heterogénea, tendo impacto direto na sua virulência. O caso mais estudado deste aumento de virulência prende-se com a resistência a antibióticos, cujos mecanismos ainda não claros aparentam ter origens múltiplas.⁴¹

Embora seja clara esta resistência ou tolerância aos antibióticos, até à data ainda pouco se sabe sobre os mecanismos de resistência dos biofilmes aos mesmos, sendo que parecem estar relacionados tanto com a sua estrutura como com alterações fisiológicas dos micro-organismos.^7;42;43 Segundo diversos autores, as causas que têm sido descritas como responsáveis pela resistência são: a penetração limitada do agente antibiótico pela matriz do biofilme,⁴⁴ a alteração da taxa de crescimento dos micro-organismos que compõem o biofilme⁴¹ assim como outras alterações fisiológicas, incluindo a expressão de possíveis genes de resistência.⁴⁵

Muitas das infeções causadas por biofilmes são especialmente difíceis de erradicar, transformando-se em infeções recorrentes.^7;14 Atualmente é largamente reconhecido o aumento da resistência a múltiplos antibióticos e, quando nos referimos a biofilmes, este problema é especialmente grave.⁴⁶ Vários estudos compararam diretamente a taxa de morte de bactérias em suspensão e em biofilme, sendo que os biofilmes apresentaram elevadas taxas de resistência a vários antibióticos.^46-52

As primeiras evidências indicavam que a própria estrutura tridimensional dos biofilmes, rodeados pela matriz extracelular, funcionaria como uma barreira para a penetração dos antibióticos, resultando num aumento da resistência.^53-55 No entanto, hoje já é conhecido que a barreira difusiva dos biofilmes apenas contribui para uma fração dos casos descritos de resistência a antibióticos.^56;57

2.2.3 Taxa de crescimento das bactérias que compõe os biofilmes

Uma das características dos biofilmes com implicações neste aumento da resistência está associada às diferentes taxas de crescimento dos micro-organismos que o compõem.⁵⁸ Isto é relevante pois os micro-organismos que constituem os biofilmes não têm uma taxa de crescimento sincronizada, existindo uma diversidade de populações em diferentes fases do ciclo celular, o que torna mais difícil a sua erradicação completa por antibióticos,⁵⁹ especialmente aqueles que estão dependentes da multiplicação microbiana. A fração de bactérias do biofilme, cujo ritmo metabólico é muito lento^44;60 consegue desta forma resistir (e persistir) a tratamentos com agentes antimicrobianos. Estas populações podem ser classificadas como dormentes (células não cultiváveis) ou persistentes (células com um fenótipo mais resistente devido ao seu baixo metabolismo).⁶¹

2.2.4 O sistema imune e as Infeções causadas Por biofilmes

A estrutura dos biofilmes também já foi implicada no aumento da resistência à resposta imune do hospedeiro. Recentemente, foi descrito que um biofilme de Staphylococcus epidermidis, composto de forma heterogénica por células ativas, dormentes, ou mortas, é mais resistente ao “ataque” pelo sistema imunitário, em particular macrófagos.^62;63 A resistência de biofilmes de S. epidermidis ao sistema imune tem vindo a ser associada à heterogeneidade e à matriz do biofilmes.^64;65 O mesmo foi descrito para biofilmes de S. aureus.⁶⁶

Um outro exemplo da influência do sistema imune na formação de biofilmes são os casos da fibrose cística e da doença pulmonar obstrutiva crónica (DpOc), onde alterações estruturais nos pulmões do hospedeiro, causado por uma alteração da resposta imune, favorecem a formação de biofilmes de micro-organismos como de Pseudomonas aeruginosa.⁶⁷ De facto, foi descrito que a produção de alginato em biofilmes de P. aeruginosa é mais importante para a resistência do biofilme ao ataque pelo sistema imunitário do que para a formação do próprio biofilme.⁶⁸

2.2.5 O papel da estrutura dos biofilmes na persistência da Infecção

Como foi referido anteriormente, a matriz dos biofilmes tem um papel preponderante na fisiologia destasestruturas.^69-71 Alguns dos compostos que estão presentes nesta matriz são proteínas, polissacáridos, lípidos e ácidos nucleicos,⁷² variando frequentemente com as condições ambientais. A presença de proteínas é de extrema importância uma vez que já foi descrito que a sua presença pode alterar a atividade antimicrobiana de alguns antibióticos⁷³ e, daí esta composição da matriz potencia a resistência dos micro-organismos que compõem o biofilme aos agentes antimicrobianos.^69;70

A matriz assume ainda um papel mais importante quando se tem em consideração a presença de material genético (ácidos nucleicos) na sua composição.⁷⁴ Estes componentes, juntamente com o aumento na proximidade das bactérias que compõem estas estruturas, aumentam a probabilidade de aquisição de novo material genético entre estirpes.⁷⁵

Tomemos o exemplo dos biofilmes compostos por P. aeruginosa, que são reconhecidos como difíceis de tratar e causadores de infeções persistentes. Estas bactérias segregam compostos, a que podemos chamar fatores de virulência, como é o caso do pigmento ciânico, que eliminam bactérias de espécies semelhantes de forma a favorecer o crescimento das bactérias no biofilme que o estão a produzir, anulando a concorrência para a utilização de nutrientes.⁷⁶ possuem ainda a capacidade de produção e secreção de ramnolipídeos que fazem parte do seu arsenal de compostos utilizados para “quorum sensing”e que lhe permite serem mais eficazes a colonizarem superficies como tubos endotraqueais e cateter venosos, para iniciarem uma infeção.⁷⁷

Porque os mais diversos micro-organismos têm desenvolvido mecanismos extremamente eficazes para a colonização e persistência em dispositivos médicos (sumarizados na (Tabela 2) que são de utilização comum no dia a dia das intervenções hospitalares, muitos autores recomendam que a melhor abordagem ao controlo das infeções nosocomiais causadas por biofilmes passa pelo controlo da fonte da infeção, optando assim primariamente pela remoção do material invasivo com o forma de resolver a infeção.⁷⁸

 

 

3. EXEMPLOS DE BIOFILMES NOSOCOMIAIS

Muitas infeções nosocomiais são causadas por estirpes de bactérias como por exemplo S. epidermidis, S.aureus, P.aeruginosa, espécies de Candida sp., Escherichia coli, entre outros, que são conhecidas pelas suas capacidades de formação de biofilmes.^79-82 Um dos entraves à erradicação de biofilmes nosocomiais é compreender que os resultados de suscetibilidades a antibióticos tradicionalmente obtidos em laboratório são principalmente feitos em células em suspensão e não num biofilme, onde outras considerações têm de ser tomadas em conta como a permeabilidade dos biofilmes e a natureza mista destas estruturas, onde não existe apenas uma única estirpe de bactérias.⁷ isto significa que o tratamento de infeções nosocomiais causadas por biofilmes, com antibioterapia baseada em resultados laboratoriais clássicos terá certamente dificuldade em erradicar totalmente o biofilme, o que poderá levar à infeção recorrente.⁸³

Existem muitos exemplos práticos de biofilmes causadores de doenças nosocomiais, nomeadamente a pneumonia associada ao ventilador.⁸⁴ A pneumonia bacteriana de origem nosocomial ocorre tipicamente entre as 48 e 72 horas após a admissão num hospital e pode ser dividida em 2 subtipos: pneumonia associada ao uso de ventiladores, e pneumonia não-associada ao uso de ventiladores.^4;84 O aparecimento de pneumonia facilmente duplica o período de hospitalização^5;85 Um estudo realizado nos Estados Unidos da América revelou que o custo de tratamento da pneumonia associada ao uso de ventiladores custa em média 40 mil dólares por doente.⁸⁶ A prevalência de pneumonia em lares de terceira idade também é alta, podendo totalizar 13-48% de todas as infeções nesse contexto.^5;86 A cavidade oral é um reservatório importante de bactérias que podem causar infeções pulmonares.⁸⁷ A presença de placa dentária, um conhecido biofilme com múltiplas espécies bacterianas, também influencia o início e progressão da pneumonia por causa da aspiração de bactérias do biofilme para o aparelho respiratório.^86;87 No total, a mortalidade associada a pneumonia nosocomial estima-se em cerca de 25%.^86;88;89

Enquanto que as pneumonias de origem não nosocomial são principalmente causadas por estirpes como Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae, e Mycoplasma pneumoniae, já na pneumonia nosocomial são isolados organismos frequentemente associados à cavidade oral como P. aeruginosa, S. aureus, e bactérias entéricas Gramnegativas.^4;86 O percurso mais provável para a colonização do aparelho respiratório com bactérias normalmente encontradas na cavidade oral é feito pela micro-aspiração das bactérias presentes nos biofilmes orais que são aspiradas para o aparelho respiratório.^86;90 Do ponto do vista microbiológico, a pneumonia precoce (presente no momento da entubação ou então logo após incubação) é caracterizada pela presença de espécies bacterianas como por exemplo o H. influenza, S aureus sensíveis à oxacilina e Strep. pneumoniae, enquanto a pneumonia tardia é caracterizada pela presença de alguns micro-organismos resistentes a antibioterapia como os MRSA, P. aeruginosa, Acinetobacter spp. e Enterobacter spp.^91;92

Um outro caso onde os biofilmes representam um papel importante na doença está relacionado com as infeções do trato urinário.⁹³ Atualmente, são a primeira ou segunda causa mais frequente de infeções nosocomiais.⁹⁴ A utilização de cateteres urinários tornou-se comum nas últimas décadas, e utilizações que anteriormente eram breves e temporárias, passaram a ser de prazo mais alargado.⁹⁵ A utilização frequente e por vezes desnecessária deste tipo de dispositivos aumenta o risco para os doentes do desenvolvimento de infeções, como as infeções urinárias que por vezes progridem para infeções mais graves como é o caso das urosepsis.^96;97

Estirpes de micro-organismos frequentemente associadas a infeções urinárias são Proteus mirabilis e E. coli.⁹⁵ No caso de P. mirabilis, já foi descrito que este possui um conjunto de genes de virulência associados à produção eficiente de biofilmes persistentes que o tornam especialmente bem adaptado para sobrevivência e proliferação no ambiente existente no sistema urinário.¹⁵ Segundo o relatório de 2005 da Direção Geral de Saúde, que reporta o estado das infeções nosocomiais em Portugal em 2003, as infeções em que E. coli foi identificada como responsável perfazem cerca de 15% de todas as infeções nos ocomiais.² As estirpes de E. coli consideradas uropatogénicas, já foram descritas como capazes de formar biofilmes, o que contribui para a sua persistência e dificuldade de erradicação do aparelho urinário.^93;98 O aumento da ocorrência de infeções urinárias com micro-organismos resistentes ao tratamento com antibióticos, aliado à dificuldade de erradicação de microorganismos causadores destas infeções devido à sua capacidade de formação de biofilmes, tem tornado este tipo de infeções um dos maiores desafios no tratamento de infeções nosocomiais.⁹⁶

Outra das estirpes de bactérias muito estudada no campo dos biofilmes nosocomiais são os biofilmes de S. epidermidis, que conseguem facilmente colonizar dispositivos médicos como cateteres e causar infeções persistentes.43 O grupo de Staphylococcus coagulase negativos (SCN), no qual se insere S. epidermidis, são os micro-organismos causadores de infeção em 48-67% de pacientes com shunts do sistema nervoso central, e responsáveis por 50-70% das infeções associadas à utilização de cateteres.⁹⁹ Os SCN também estão descritos como responsáveis por 40-50% das infeções de válvulas cardíacas¹⁰⁰ e responsáveis por 20-50% das infeções resultantes de cirurgias de substituição de articulações.¹⁰¹ Um dos motivos que tem vindo a ser apontado pelo qual S. epidermidis é dos mais frequentes causadores de infeções por biofilmes prende-se com o facto de o reservatório deste micro-organismo ser a pele e membranas mucosas do ser humano.^42;102;103 De facto, S. epidermidis foi considerado durante muito tempo como um organismo comensal, ou até mesmo benéfico para o ser humano, impedindo a colonização por parte de outros micro-organismos patogénicos.¹⁰² No entanto, estudos genéticos identificaram certos marcadores de virulência (operão icaABDC) presentes em isolados clínicos de origem nosocomial, ausentes nos isolados que normalmente habitam a flora humana,^42;104 sugerindo a aquisição de fatores de virulência nas estirpes nosocomiais. O operão icaABDC também está presente em S. aureus,¹⁰⁵ um conhecido patogéneo humano que, para além de causar infeções por biofilmes, possui um vasto leque de toxinas e pode causar, entre outros, endocardite aguda, pneumonia e é o responsável pelo síndrome do choque tóxico.¹⁰⁶ A aquisição de novos fatores de virulência por bactérias que formam biofilmes foi inicialmente identificada em biofilmes orais.¹⁰⁷ Existe também alguma evidência de possível transmissão horizontal de fatores de virulência relacionados com biofilmes em Staphyloccous spp.,¹⁰⁸ pelo que é possível que a aquisição do operão icaABDC por isolados nosocomiais de S. epidermidis tenha tido origem no micro-organismo tradicionalmente virulento S. aureus.¹⁰⁹

 

4. PREVALÊNCIA DE INFEÇÕES NOSOCOMIAIS DERIVADAS DE BIOFILMES A NÍVEL MUNDIAL

Estima-se que os biofilmes são a causa de uma grande percentagem de infeções nosocomiais.¹¹⁰ O facto é que uma grande parte destas infeções, nos EUA (cerca de 60%), são causadas pela utilização de dispositivos médicos ouimplantes cirúrgicos,como por exemplo válvulas cardíacas, pacemakers cardíacos, cateteres urinários, lentes de contacto, entre muitos outros.^94;111

De acordo com a Organização mundial de Saúde, a qualquer altura existem mais de 1.4 milhões de pessoas doentes com infeções nosocomiais, representando entre 5 e 10% de todos os doentes admitidos em hospitais em países desenvolvidos e até 25% em países em desenvolvimento.¹¹² Dessas infeções, 26% são infeções associadas ao sistema urinário, 20% são infeções de feridas cirúrgicas, 12% são resultado de pneumonia e 11% bacteriemias (dados de 2007).¹¹³ Um relatório da União Europeia da mesma altura registou cerca de 3 milhões de infeções nosocomiais das quais resultaram 50 mil mortes durante um ano.¹¹⁴

Embora nos dias de hoje exista um grande número de estudos sobre a prevalência de infeções nosocomiais a nível mundial,^112;115-121 ou sobre a capacidade de micro-organismos causadores de doenças nosocomiais possuírem a capacidade de formar biofilmes, a relação direta entre os dois fenómenos (infeções nosocomiais e biofilmes) ainda não é investigada frequentemente.^{43;94;122;123} A maioria das publicações refere prevalências gerais de infeções nosocomiais, mas a percentagem destas infeções de facto atribuídas ao crescimento de biofilmes é desconhecida.¹²⁴ Atualmente apenas podemos especular sobre possíveis casos de infeções nosocomiais causadas por biofilmes, usando como base o agente causador da infeção e a sua capacidade para formar biofilmes.⁴⁵

Tomemos por exemplo o méxico, onde recentemente foi publicado um artigo sobre a prevalência de infeções nosocomiais em unidades de cuidados intensivos neonatais.¹²⁵ Durante o período do estudo, a incidência de infeções nosocomiais na unidade de cuidados intensivos neonatais era cerca de 20%, sendo que destas infeções 30,4% estavam associadas a um cateter do sistema venoso central e 63.6% estavam associadas a pneumonias em doentes com ventilação assistida.¹²⁵ Os três principais agentes infeciosos encontrados neste estudo foram S. epidermidis (37.1%), Enterococcus faecalis (14.8%), E. coli (11.1%). todas estas estirpes já foram anteriormente descritas como associadas à formação de biofilmes nosocomiais.^{3;42;93;125-127}

Recentemente foi também publicado outro estudo sobre a prevalência de infeções nosocomiais em unidades de cuidados intensivos no Este da china.¹²⁸ Uma vez mais, os micro-organismos descritos como causadores destas infeções eram todos potenciais formadores de biofilmes: P. aeruginosa, E. coli, S. epidermidis, S. aureus, Klebsiella pneumoniae, entre outros,¹²⁸ mas neste estudo não foram testadas as capacidades de formação de biofilme desses isolados. Com valores de prevalência de infeções nosocomiais (3 a 27%) ligeiramente superiores à prevalência descrita para unidades semelhantes em países desenvolvidos (7.7 a 16.5%), é, no entanto, comparável às prevalências descritas para países da América do Sul (como a Argentina e o Brasil) e ligeiramente mais baixa que a taxa de prevalência descrita para a Índia.^115;129

Em Portugal tem havido um aumento da consciencialização dos profissionais de saúde para uma prática clínica segura desde há muitos anos, seguindo primariamente as chamadas precauções padrão e as recomendações do centre for Disease control (cDc) de 1987^1;130 e utilizando sistematicamente barreiras apropriadas e técnicas que reduzam a probabilidade de exposição e infeção cruzada. Foi também criado um programa Nacional de controlo de infeção para dinamizar o combate à infeção nas instituições prestadoras de cuidados de saúde. Num documento do ministério da Saúde português intitulado “infecção Nosocomial em Portugal: diagnóstico da situação/linhas de ação prioritárias”² é referido que em 2003 a prevalência de doenças nos ocomiais era de 8.4% nos doentes hospitalizados e cerca de 22.7% dos doentes já eram portadores de infeção na altura em que foram internados. Desta forma, cerca de 31% dos doentes no hospital constituem um risco de transmissão de infeção, no entanto a maioria destas infeções é causada pela flora microbiana endógena do doente ou por micro-organismos transmitidos no ambiente hospitalar.

Num estudo sobre boas práticas hospitalar, foi sugerido que a forma de funcionamento do hospital em causa (hospital Universitário de coimbra) poderia levar ao aumento da transmissão de infeções, uma vez que as taxas de ocupação das enfermarias seria muito elevada e os médicos e enfermeiros trabalhariam muitas vezes em rotatividade entre as urgências e o internamento.¹ O mesmo estudo refere que os S. aureus resistentes à meticilina (MRSA) foram o micro-organismo mais frequentemente isolado em cultura, mesmo após a resolução clínica da infeção, a manutenção de culturas positivas foi, segundo interpretação dos autores, um indício de passagem de colonização em vários doentes.¹ No entanto, este estudo não previu a possibilidade da formação de biofilmes. Na nossa perspetiva, esta é uma justificação igualmente plausível à indicada, devido às características dos biofilmes, aqui discutidas, nomeadamente a alta resistência aos antibióticos, resultante em infeções recorrentes e persistentes^{.7;12;42;43;93;126}

Os MRSA são uma das estirpes causadoras de infeções nosocomiais que mais preocupações traz aos profissionais de saúde, devido à redução das alternativas terapêuticas.^{3;6;10;84;131} Neste momento estão identificadas 5 principais linhagens de MRSA no mundo: ibérica, Brasileira, húngara, Nova iorque/Japão, e pediátrica, responsáveis por surtos se infeções.^132;133 O complexo clonal Brasileiro já foi detetado em muitos países, como a Argentina,¹³⁴ Uruguai, Paraguai, chile, portugal,¹³⁵ itália¹³⁶ e República checa,¹³⁷ e a sua disseminação parece o resultado da capacidade colonizadora das mucosas humanasedapele.^84;138 Um estudo recente verificou que os membros deste complexo clonal de MRSA Brasileiro possuíam, invitro, uma maior capacidade de formar biofilmes, entre 3 a 4 vezes superior comparadas com estirpes de MRSA que não faziam parte de um complexo clonal causador de surtos de infeção.⁸⁴ O facto de estas estirpes, com uma maior virulência, possuírem uma maior capacidade de formar biofilmes demonstra que o papel dos biofilmes em infeções nosocomiais pode estar principalmente relacionado com a sua capacidade de persistência e a dificuldade de tratamento devido às limitações causadas pela permeabilidade da matriz de polímeros que envolve as estirpes que compõem o biofilme.^7;12;42

5. PREVENÇÃO E TRATAMENTO DE INFEÇÕES NOSOCOMIAIS CAUSADAS POR BIOFILMES

Um dos principais objetivos das terapêuticas antimicrobianas, sejam elas por infeções causadas por biofilmes ou não, é a redução da utilização de anti-bióticos através da sua utilização mais racional. Esta utilização implica reconhecer quais os agentes anti-microbianos mais eficientes para as diferentes situações e, como tal, existem agentes com um maior potencial para eficácia no tratamento de infeções causadas por biofilmes. O tratamento eficaz de infeções causadas por biofilmes passa não só pela escolha acertada do antibiótico a utilizar, mas também da concentração e período de tratamento. Ensaios clássicos de determinação de resistência antimicrobiana, como a determinação da concentração mínima inibitória, não são adequados para aferir da resistência dos biofilmes.^{47;65;139-142} Estudos recentes demonstraram que a utilização da azitromicina em concentrações sub-óptimas (abaixo do necessário para um efeito bacteriocida), para além de impedir a eliminação completa da infeção tem como consequência a seleção de bactérias com fenótipos resistentes que prevalecem e passam a ser as maiores fontes de infeção.^143;144 É relevante também notar que concentrações subótimas de fluoroquinolonas foram consideradas úteis como profilaxia para impedir a formação de biofilmes de S. epidermidis.¹⁴⁵ No entanto, existe a possibilidade de aumentar a pressão seletiva para a expansão de clones de bactérias resistentes ao antibiótico usado.⁷

A importância da resistência dos biofilmes aos antibióticos apresenta um duplo desafio no futuro próximo. Por um lado, novas terapias antimicrobianas necessitam de ser encontradas, tais como a utilização de novas superfícies médicas revestidas com compostos que inibem a formação de biofilme ^146-148 ou a utilização de vírus específicos contra bactérias (bacteriofágos) com ação contra biofilmes.^139;149-152 Estas novas estratégias promissoras poderão resultar numa diminuição significativa das infeções nosocomiais por biofilmes. No entanto, com um expectável aumento de pacientes internados nos hospitais, deverá haver cada mais uma consciencialização por parte dos profissionais de saúde no tratamento destas infeções, nomeadamente no que diz respeito às condições de assepsia e do tratamento abusivo com antibióticos, indicado como o principal responsável pelos recentes aumentos de microorganismos com resistências a antibióticos.¹⁵³

Uma abordagem mais abrangente para o controlo da infeção passará necessariamente, pela remoção precoce dos dispositivos médicos de forma a controlar possíveis fontes de infeção, uma vez que o tratamento de infeções causadas por biofilmes nem sempre é eficaz como discutido anteriormente. O avanço da tecnologia médica e do desenvolvimento de dispositivos médicos mais resistentes à colonização microbiana e mais eficientes (que possam reduzir o tempo necessário para a resolução do problema) serão certamente um dos fatores mais importantes na abordagem ao tratamento e prevenção de infeções nosocomiais, assim como aprevenção da infeção e a profilaxia com os antibióticos e dosagem correta.¹⁴⁵

A consciencialização de equipas médicas e de investigação científica para a prevalência de biofilmes. Nos casos de infeções nosocomiais no nosso país, permitirá no futuro um tratamento de doentes mais eficaz e um esforço da comunidade científica mais focado nos problemas práticos, com o objetivo da redução da incidência e mortalidade destas infeções.

 

AGRADECIMENTO

A. Henriques tem uma bolsa de pós-doutoramento financiada por fundos europeus e nacionais no âmbito do projeto com referência PTDC/BIA-MIC/098228/2008 (FCOMP-01-0124-FEDER-008991).

 

REFERÊNCIAS

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Correspondência:

Nuno Cerca Instituto de Bioengenharia e Biotecnologia (IBB), Centro de Engenharia Biológica Universidade do Minho, campus de Gualtar, Braga

Email: nunocerca@ceb.uminho.pt