IX Semana de Biologia da UFPB
Mini-curso
Laboratório de Genética de Microrganismos - DBM
GENOMAS PROCARIÓTICOS
Microbiologia de Bactérias Gram-positivas: Uma Abordagem Etnofarmacológica
Generalidades
► Comparação de células eucarióticas e procarióticas
● Procariotos:
▬ As bactérias: Eubactérias (E. coli),
Algas Azul-esverdiadas;
▬ As Archaea: Arqueobactérias
metanogênicas;
▬ Termófilas extremas  600ºC;
▬ Halófitas extremas  25% NaCl;
Microbiologia de Bactérias Gram-positivas: Uma Abordagem Etnofarmacológica
Generalidades
Tipos de Elementos Genéticos
Células Eucarióticas
Células Procarióticas
● Vários cromossomos
complexos com histonas
● Cromossomo
único e circular
● Presença de íntrons
● Raros íntrons
● Mitocôndrias/Cloroplastos
Plasmídos
Vírus
Transposons
Microbiologia de Bactérias Gram-positivas: Uma Abordagem Etnofarmacológica
Generalidades
Célula bacteriana
Célula animal
Microbiologia de Bactérias Gram-positivas: Uma Abordagem Etnofarmacológica
Organização Genética dos Genomas Procarióticos
► E. Coli  2.400 Genes
► Organização: Nucleóide  DNA + Proteína
► Plasmídios
► Replicação dos Plasmídios
a) Replicação de entidades independentes
b) Replicação de epíssomo integrado
Microbiologia de Bactérias Gram-positivas: Uma Abordagem Etnofarmacológica
Tipos de Plasmídios
► Plasmídios de Fertilidade (F);
► Plasmídios de Resistência (R);
► Plasmídios de COL  Genes Colicinas;
► Plasmídios Degradativos;
► Plasmídios de Virulência;
Microbiologia de Bactérias Gram-positivas: Uma Abordagem Etnofarmacológica
Transposons
► Genes de resistência  Tn1amp
► Elementos de inserção
POR QUE EXISTEM ELEMENTOS DE TRANSPOSIÇÃO?
DNA Egoísta
► Aumenta a taxa de mutação da célula
► Adaptação
Microbiologia de Bactérias Gram-positivas: Uma Abordagem Etnofarmacológica
Recombinação  Transferência Gênica
1 – Transformção
2 – Transdução
3 – Conjugação
Microbiologia de Bactérias Gram-positivas: Uma Abordagem Etnofarmacológica
Aspectos Genéticos da Resistência
Bacteriana a Drogas
Microbiologia de Bactérias Gram-positivas: Uma Abordagem Etnofarmacológica
Generalidades
QUIMIOTERÁPICOS x ANTIBIÓTICOS
► Origem dos principais antibióticos
Microrganismos
Produtores
Antibiótico
Penicillium
Penicilinas
Cephalosporium
Cefalosporina
Streptomyces
Estreptomicina, neomicina, canamicina,
tobramicina, cloranfenicol, eritromicina,
rifampicina, vancomicina, tienamicina
Micromonospora
Gentamicina, sisomicina
Bacilus
Polimixinas, bacitracina
Chromobacterium
Aztreonam
Microbiologia de Bactérias Gram-positivas: Uma Abordagem Etnofarmacológica
Ação dos Antimicrobianos
► Bacteriostática
► Bactericida
Microbiologia de Bactérias Gram-positivas: Uma Abordagem Etnofarmacológica
Histórico
1928 – Alexander Fleming  Penicilina
1935 – Gerhard Domark  Sulfa
1940 – II Guerra Mundial  Antibióticos “Balas Mágicas”
1940 – Menos que 1% dos S. aureus  Resistentes a Penicilina
1946 – 60% Produtores de Penicilinases
► Estreptomicina, Tetraciclinas, Cloranfenicol, Eritromicina,
Penicilinas semi-sintéticas
▬ RESISTÊNCIA NA ERA PRÉ-ANTIBIÓTICA ▬
Streptomyces
Microbiologia de Bactérias Gram-positivas: Uma Abordagem Etnofarmacológica
Resistência bacteriana a drogas
► Resistência natural  Ex. Escherichia coli  benzilpenicilina
► Resistência adquirida  Ex. E. coli  ampicilina
“O antibiótico não induz resistência. A resistência
adquirida é um fenômeno espontâneo da bactéria,
sendo os antimicrobianos apenas agentes seletores
de amostras resistentes.”
Microbiologia de Bactérias Gram-positivas: Uma Abordagem Etnofarmacológica
Bactérias que preocupam
Bactéria
Resistência a
antimicrobianos
Doenças
principais
Staphylococcus aureus
Todos
Infecção de feridas,
sistêmicas e
endocardites
Enterococcus
Vancomicina,
aminoglicosídeos,
cefalosporinas, penicilinas
Infecção de feridas,
urinária, sistêmicas e
endocardite
Mycobacterium
tuberculosis
Aminoglicosídeos,
isoniazina, rifamicina,
pirazinamida
Tuberculose
Streptococcus
pneumoniae
Aminoglicosídeos,
penicilina, cefalosporinas,
cloranfenicol, tetraciclina
Pneumonia, meningite
Haemophilus influenzae
Cloranfenicol, penicilina,
tetraciclina, trimetoprim
Meningite, pneumonia
Pseudomonas ssp.
Imipenem, quase todos
Pneumonia, infecções
Microbiologia de Bactérias Gram-positivas: Uma Abordagem Etnofarmacológica
As causas da resistência
► Capacidade de adaptação ao novo ambiente  Variabilidade
genética gerada por mutação e mecanismos de transferência
● Condições que favorecem a seleção e disseminação de genes de
resistência aos antibióticos
► Uso abusivo dos antimicrobianos nos hospitais
► Venda livre/Aquisição direta pelo doente (Automedicação)
► Indicação indiscriminada por médicos
► Uso como aditivo em ração animal
Microbiologia de Bactérias Gram-positivas: Uma Abordagem Etnofarmacológica
As causas da resistência
► A tecnologia do DNA recombinante  organismos transgênicos 
vetores plasmídios
► Pressão seletiva natural de muitos antibióticos (fungos e
bactérias)
► Exposição a outros agentes seletivos como mercúrio
► Fatores atuais:
Maior imunodepressão (decorrente da AIDS, quimioterapia
anticâncer e maior freqüência de transplantes)
► Modernos meios de transportes
Microbiologia de Bactérias Gram-positivas: Uma Abordagem Etnofarmacológica
Cell wall synthesis
Como salvar os antimicrobianos
► Medidas tecnológicas
● A busca de novos antimicrobianos
● Modificar ou rejuvenescer drogas já existentes
● Obtenção de vacinas por técnicas convencionais ou moleculares
► Medidas ecológicas
● Admitir que a resistência bacteriana é sério problema de SAÚDE
PÚBLICA (F=G + A)
● Adotar ações que reduzam o uso dos antimicrobianos:
▬ Só usá-los se indispensável  Diagnóstico
▬ Realizar ANTIBIOGRAMAS
▬ Programas de vigilância hospitalar e comunitária
▬ Usar vacinas que aumentem as defesas do organismo e reduzam as
necessidades de drogas
Microbiologia de Bactérias Gram-positivas: Uma Abordagem Etnofarmacológica
Controle infecção hospitalar
Microbiologia de Bactérias Gram-positivas: Uma Abordagem Etnofarmacológica
Seleção de linhagens
resistentes as antimicrobianos
Transferência de genes de
resistência para patógenos e
não patógenos
Falha da droga e aumento
do custo do tratamento
Microbiologia de Bactérias Gram-positivas: Uma Abordagem Etnofarmacológica
Controle laboratorial do tratamento das
infecções bacterianas
► Determinação da sensibilidade das bactérias aos
antimicrobianos
● Antibiograma com discos/Método de difusão em placas
● Determinação da concentração inibitória mínima (CIM ou MIC)
Inóculo
Discos
Placa ágar
Plaqueamento
24-48h
Microbiologia de Bactérias Gram-positivas: Uma Abordagem Etnofarmacológica