Uma página sobre o gênero Staphylococcus saprophyticus
Classificação
Taxas de ordem superior
Bactérias; Firmicutes; Bacilli; Bacillales; Staphylococcaceae
Espécie
NCBI: Taxonomia
Staphylococcus saprophyticus
Descrição e significado
Staphylococcus saprophyticus é uma espécie facultativa de Staphylococcus Gram-positivo, coagulativo-negativo, que é uma das principais causas de cistite nas mulheres e está associado com infecção do trato urinário (IU) não complicada em humanos. É o segundo patógeno mais comum associado às IU, causando 10-20% de todas as IU em mulheres jovens sexualmente ativas. Como outros Staphylococci, S. saprophyticus é globular e assemelha-se a cachos de uvas. O S. saprophyticus coloniza o trato urinário de humanos e é isolado de amostras de urina. As mulheres jovens são mais susceptíveis à colonização nas vias urinárias e as relações sexuais promovem a sua propagação. O S. saprophyticus não está normalmente presente no corpo. Também é isolado das carcaças de animais mortos.
Em 1962, Torres Pereira isolou pela primeira vez um estafilococos coagulósico negativo com antígeno 51 de mulheres com ITU aguda. Este antígeno foi posteriormente classificado como S. saprophyticus. Os testes laboratoriais para identificar o S. saprophyticus são baseados na sua resistência ao antibiótico Novobiocin e na ausência de coagulase.
Estrutura do genoma
As de 2005, o genoma de S. saprophyticus (cepa ATCC 15305) foi totalmente sequenciado por pesquisadores japoneses. S. saprophyticus contém um cromossomo circular de 2.516.575 bp, 2.446 ORF’s, e dois plasmídeos de 38,4 e 22,9 kb de tamanho. O genoma foi sequenciado para melhor compreender a patenogênese do organismo. Foi usado o seqüenciamento do genoma inteiro, seqüenciamento em inserções de 1-2 kb ou 10 kb. As inserções foram então montadas usando os programas PHRED/PHRAP/CONSED. As lacunas foram preenchidas por PCR em sequência directa, usando iniciadores específicos nas extremidades de cada lacuna.
O genoma de S. saprophyticus contém muitos elementos móveis incluindo cromossomas estafilocócicos (SCCs), uma sequência de inserção e uma ilha genómica. Pensa-se que os SCCs tenham sido integrados no genoma através de um processo de dois passos e contenham um sistema de modificação de enzimas de restrição e uma recombinase de cromossomas em cassete (Ccr). Os SCCs são responsáveis por contribuir para a patogenicidade e resistência aos antibióticos nos estafilococos. A ilha genômica em S. saprophyticus está associada à resistência aos antibióticos estreptomicina e fosfomicina ao contrário das ilhas genômicas em outros genomas de Staphylococci, que estão associadas à patogenicidade, como em Staphylococci aureus. Estes elementos móveis permitem a transferência de genes laterais entre outras espécies bacterianas.
Os dois plasmídeos transportam o gene para uma aquaporina que regula a osmolaridade da célula. Cópias múltiplas dos plasmídios permitem a expressão de mais canais de água.
Estrutura e metabolismo celular
Staphylococcus saprophyticus é uma espécie de Staphylococcus coagulósico negativo. Como outros Staphylococci, é Gram-positivo, tem forma globular e é um anaerobe facultativo. Tem sistemas de transporte abundantes para se adaptar às constantes mudanças de pH, osmolaridade e concentração de uréia na urina humana. Uma das adaptações é o gene expresso nos dois plasmídeos. Os plasmídeos contêm um gene codificador da aquaporina Z. A quantidade de canais de água criados é regulada pelo número de cópias dos plasmídeos. Para regular o pH, S. saprophyticus contém dois antitransportadores Na+/H+ que mantêm a célula em homeostasia pela captação de prótons. As bactérias precisam de ferro para sobreviver. S. saprophyticus não tem sideróforos, mas usa outros meios para adquirir ferro. Tem tanto um siméter de pH como um siméter dependente de sódio para transportar cátions divalentes, incluindo o ferro, para dentro da célula. Estes sistemas de transporte permitem que o S. saprophyticus cresça rapidamente no trato urinário.
S. saprophyticus contém urease, que hidrolisa uréia e produz um derivado de amônia. É assim que a célula metaboliza o nitrogênio. Sabe-se que a atividade da urease é um fator causador de infecção em UTIs.
S. saprophyticus contém uma autolisina que se pensa estar envolvida na ligação da fibronectina. Também foi descoberto que a S. saprophyticus contém um polipéptido de superfície de 160kDa que age como a hemaglutinina e medeia a ligação da fibronectina. O anticorpo para o papapeptídeo inibe a hemaglutinação. S. saprophyticus contém uma aderência específica que contribui para a adesão às células eucarióticas no trato urinário.
Ecologia
Staphylococcus saprophyticus adere às células uroepiteliais e aos eritrócitos das ovelhas causando hemoglutinação. O S. saprophyticus é uma infecção oportunista e está raramente presente em humanos normais com um sistema imunitário saudável. Espermicidas e infecções candidais afetam a flora vaginal, aumentando o risco de infecção. O Staphylococcus não consegue sobreviver fora de um animal hospedeiro.
Pathology
Staphylcoccus saprophyticus não é naturalmente encontrado em humanos saudáveis. Ele infecta os humanos através de relações sexuais ou através do contacto com animais. O S. saprophyticus coloniza as vias urinárias de mulheres jovens e homens de todas as idades. A infecção pode se espalhar para as áreas retal e vaginal. As alterações da área genital provocadas por espermicidas e infecções candidais aumentam a susceptibilidade da infecção pelo S. saprophyticus. Sabe-se que a actividade da urease é um factor causador de infecção nas IU. Os cálculos renais e uretais estão associados à infecção por S. saprophyticus. As doenças mais graves causadas pela infecção são a pielonefrite, septicemia, nefrolitíase e endocardite. Foi descoberto que o risco de infecção aumenta nos meses de verão e primavera, com contato com animais domesticados (vacas, ovelhas, porcos), e através de natação ao ar livre.
“Os fatores de virulência do S. saprophyticus incluem aderência às células uroteliais por meio de uma proteína associada à superfície, ácido lipoteico; uma hemaglutinina que se liga à fibronectina, uma hemolisina; e produção de limo extracelular”.
Pesquisas recentes mostraram que o S. saprophyticus é uma infecção oportunista.
Aplicação à Biotecnologia
Não parece haver usos positivos para o Staphylococcus saprophyticus por ser um patógeno.
Pesquisa atual
Uma das pesquisas recentes sobre o Staphylcoccus saprophyticus:
“Actividade Bactericida Urinária de Ciprofloxacina Alargada (1,000 miligramas) versus Levofloxacina (500 miligramas) em Voluntários Saudáveis que recebem uma única dose oral”
Flouroquinolonas são o fármaco de escolha para o tratamento de IU, mas a sua eficácia é afectada pelo pH e conteúdo da urina. Foram feitas pesquisas em 2 medicamentos de empresas farmacêuticas alemãs. Um medicamento de libertação prolongada, Ciprofloxacin e outro medicamento Levofloxacin, foram testados. O Levoflaxacin demonstrou ser mais eficaz que a Ciprofoxacina contra o S. saprophyticus. Este foi um estudo de laboratório e não um estudo clínico. Apenas 12 voluntários foram utilizados.
“A presença de peptidoglicano O-acetiltransferase em várias espécies estafilocócicas correlaciona-se com a resistência à lisozima e patogenicidade”
A capacidade de resistir aos ataques de lisozimas permite aos micróbios infectarem e colonizarem mais eficazmente. Neste estudo, verificou-se que a acetilação de peptidoglicanos por O confere resistência à lisozima. O S. saprophyticus teve a acetilação de O de suas paredes celulares, mas não tanto quanto outros organismos mais patogênicos. S. saprophyticus é agora mostrado como uma infecção oportunista.
“Sequência do genoma inteiro de Staphylococcus saprophyticus revela a patogênese da infecção do trato urinário não complicada”
Investigadores japoneses usaram sequência de espingarda de genoma inteiro para sequenciar todo o genoma de Staphylococcus saprophyticus. Eles seqüenciaram em seqüenciamento em inserções de 1-2 ou 10 kb. As inserções foram então montadas usando os programas PHRED/PHRAP/CONSED. As lacunas foram preenchidas por PCR em sequência directa, utilizando iniciadores específicos nas extremidades de cada lacuna. As funções dos ORFs previstos foram atribuídas com base em uma pesquisa do programa BLAST contra uma base de dados de proteínas não redundantes. Foram realizados diferentes ensaios de aderência e hemoglutinação. Ao sequenciar todo o genoma, os pesquisadores elucidaram as adaptações para sobrevivência e patenogênese de S. saprophyticus.
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Edited by Paul Wong, student of Rachel Larsen, UCSD.