Agência Fiocruz de Notícias

Informes do Centro Europeu para a Prevenção e Controle de Doenças divulgaram que a Alemanha vem registrando um aumento significativo no número de pacientes com síndrome hemolítica urêmica e diarreia sanguinolenta causada por Escherichia coli. Essa espécie bacteriana é um bacilo gram-negativo pertencente à família Enterobacteriaceae, anaeróbico facultativo e é encontrada naturalmente no trato intestinal de seres humanos e de muitas outras espécies de animais. Historicamente, E. coli é caracterizada com base nos antígenos O (lipopolissacarídeo, LPS) e H (flagelar) os quais permitem classificá-la em sorotipos. Entretanto, mais recentemente, o termo patotipo vem sendo utilizado para definir linhagens ou grupo de cepas que compartilham atributos de virulência e que estão envolvidos em doenças de uma mesma natureza.

Imagem de Escherichia coli

Atualmente são reconhecidos diferentes patotipos (ou patovares) agentes de infecções extra-intestinais e intestinais. Os patotipos intestinais ou diarreiogênicos são diferenciados, principalmente, pelos fatores específicos de virulência os quais determinam a manifestação do quadro diarréico, a severidade clínica e a ocorrência de complicações decorrentes da infecção. Estudos em epidemiologia molecular têm revelado que a elevada diversidade patogênica encontrada na espécie é resultado da aquisição de genes de patogenicidade ou de virulência possibilitando a emergência de linhagens ou de subpopulações mais virulentas.

Análises preliminares das amostras envolvidas no surto, realizadas pelo Laboratório de Referência Nacional para Escherichia coli na Alemanha, caracterizaram a amostra bacteriana como pertencente ao sorotipo O104:H4 e portadora do gene stx variante 2,  codificador de uma potente toxina,  permitindo  assim classificá-la como STEC, ou seja, E. coli produtora da toxina Shiga (STEC, sigla de Shiga toxin-producing E. coli). Características genéticas encontradas em outro patotipo da espécie conhecido como Escherichia coli enteroagregativa (EAEC, sigla de enteroaggregative E. coli), foram também detectas nas amostras do surto, indicando que a cepa envolvida consiste de um híbrido STEC-EAEC.

Análises subsequentes de sequenciamento e de bioinformática revelaram que a bactéria causadora do surto tem um genoma com tamanho estimado de 5,2 Mb e apresenta elevada similaridade genética com a cepa EAEC 55989, isolada de um caso grave de doença diarreica na República Centro-Africana. A bactéria também adquiriu sequências específicas que parecem ser semelhantes às envolvidas na patogênese da colite hemorrágica e síndrome hemolítica urêmica. Os resultados revelaram ainda que a bactéria é carreadora de diversos genes codificadores de resistência para antimicrobianos.

A atual epidemia na Alemanha é causada por um sorotipo de E. coli até então nunca envolvido em surtos, conta com um número elevado de mortes e estima-se um aumento nas taxas de morbo-mortalidade. Os casos ocorridos acometeram majoritariamente adultos e mulheres e desses, uma parcela significativa evoluiu para um quadro sistêmico grave conhecido como Síndrome Hemolítica Urêmica (HUS, sigla de Hemolytic Uremic Syndrome), caracterizada por insuficiência renal, anemia hemolítica e trombocitopenia revelando-se extremamente grave, podendo levar a uma permanente perda da função renal e mesmo à morte.

As STEC são caracterizadas pela habilidade de produzir potentes citotoxinas que inibem a síntese protéica de células eucarióticas. Essas toxinas são designadas Verotoxinas (VT) pela atividade em células Vero assim como Shiga toxinas (STX) em função de sua similaridade com a toxina produzida pela Shigella dysenteriae1. Atualmente são descritos dois principais grupos de STX, 1 e 2, e ambos os tipos apresentam variantes antigênicas caracterizando subtipos. Alguns subtipos na variante STX2 são mais associados com casos mais graves em humanos.

A importância das STEC como patógeno humano ganhou notoriedade no início da década de 80 quando foi associada com a ocorrência de surtos graves de diarréia sanguinolenta, conhecida como colite hemorrágica. O termo Escherichia coli enterohemorrágica (EHEC) foi originalmente utilizado para classificar subpopulações de STEC consideradas altamente patogênicas e responsáveis por casos mais severos em seres humanos, apresentando quadro de colite hemorrágica e HUS. As EHEC além de expressarem STX são portadoras de outros atributos de virulência como o gene eae, codificador da intimina que é a adesina responsável por mediar a aderência íntima da célula bacteriana com a célula intestinal. Estudos posteriores revelaram que a ausência do gene eae não torna a cepa menos virulenta e a designação STEC vem sendo utilizada para todos os isolados de E. coli produtores de STX. O espectro clínico da infecção por STEC em seres humanos pode incluir tanto quadros assintomáticos como a presença de diarréia aquosa líquida seguida ou não, de diarreia sanguinolenta.

Geralmente os pacientes se recuperam em até sete dias mas 5-10% dos casos  podem evoluir para o quadro de HUS. Como a evolução para HUS normalmente é observada em crianças e idosos, ou indivíduos imunocomprometidos, o surto tem levantado a hipótese de que a bactéria híbrida possa ser mais virulenta uma vez que a faixa etária bastante acometida (indivíduos adultos) é incomum. A doença ocorre após a ingestão de uma dose infectante baixa e o período de incubação é de três a quatro dias.

Diferentemente dos demais patotipos de E. coli, as STEC tem potencial zoonótico e geralmente os animais portadores desses microrganismos são assintomáticos. As STEC podem ser encontradas no trato gastro intestinal de uma variedade de animais como, suínos, ovinos, aves e até entre cães e gatos; entretanto, os bovinos representam o principal reservatório. Consequentemente, o contato direto ou indireto com amostras fecais desses animais é identificada como a principal via de transmissão desses patógenos. A contaminação ambiental de STEC em terras de pastagens e em águas de irrigação justificariam a detecção desses patógenos em produtos variados como legumes, verduras e frutas.

No presente surto  os indícios epidemiológicos têm sustentado a hipótese de que o consumo de vegetais crus contaminados por STEC representam a origem da infecção. Os relatos mais recentes apontam  brotos de feijão cultivados em uma fazenda de produtos orgânicos no norte da Alemanha como a provável fonte da infecção. Uma vez esclarecida a principal fonte de contaminação alimentar, esforços serão concentrados no sentido de identificar a procedência do gado bovino para a tomada de ações mais específicas no controle da infecção.

Estudos epidemiológicos revelam que as STEC não representam uma das principais causas de doença diarréica, mas quando presentes podem estar associadas com quadros clínicos de grande severidade. Em países desenvolvidos como Canadá, Estados Unidos e Japão, as STEC são incriminadas como agentes etiológicos de casos esporádicos e de diversos surtos  associados com quadros clínicos mais graves. As infecções por STEC em humanos são raras em países em desenvolvimento e poucos surtos são relatados. Na América Latina, as infecções por STEC são endêmicas e reponsáveis por 2% das diarréias agudas em crianças até 5 anos de idade e a ocorrência de HUS pode ser  encontrada em 20-30% dos casos. A STEC é reportada em países como a Argentina, Chile, México, Uruguai e Brasil e os quadros infecciosos relatados apresentam variações em alguns de seus aspectos clínico-epidemiológicos e na distribuição e prevalência dos sorotipos associados.

No Brasil, as STEC representam um importante problema de saúde pública para algumas de suas regiões e têm sido isoladas de alimentos e animais. Em casos de doença diarreica, as STEC foram detectadas, principalmente, em crianças menores de cinco anos de idade apresentando quadros clínicos sem gravidade. Casos que evoluíram para quadros mais graves também têm sido relatados envolvendo sorotipos específicos.

Todos os patotipos de E. coli agentes de infecção intestinal são transmitidos por via fecal-oral. A baixa dose infectante das STEC e a capacidade da espécie em sobreviver em uma variedade de condições, podem contribuir para a diversidade dos veículos e vias de transmissão descritas. A maior parte das infecções ocorre após a ingestão de água e alimentos contaminados. Embora existam muitas fontes em potencial de infecção para STEC, os bovinos representam o seu principal reservatório e a contaminação pode ocorrer após o contato direto com as fezes bovinas ou indiretamente, através do consumo de seus produtos derivados preparados inapropriadamente para o consumo.

As infecções causadas pela E. coli representam um problema relevante para a saúde pública, principalmente, nos países da América Latina requerendo uma vigilância epidemiológica e de base laboratorial permanente. Estudos em populações patogênicas de E. coli vem sendo desenvolvidos em todas as partes do mundo, na área da pesquisa básica e aplicada, envolvendo pesquisas relacionadas ao diagnóstico, prevenção, virulência, diversidade, evolução  e epidemiologia de suas infecções. Muitas das relevantes informações obtidas foram adquiridas a partir de pesquisas desenvolvidas por pesquisadores brasileiros de universidades e centros de pesquisas localizados em diversas regiões do país. Muitos desses pesquisadores juntamente com pesquisadores de outros países latino americanos e dos Estados Unidos da América, integram o grupo interdisciplinar Latin American Coalition for Escherichia coli Research (Lacer), coordenado por Alfredo G. Torres da Universidade do Texas, que tem dentre os seus objetivos disseminar a informação relacionada ao tema e integrar diferentes grupos de pesquisa na área.

*Adriana Hamond Regua Mangia é pesquisadora da Escola Nacional de Saúde Pública Sergio Arouca (Ensp/Fiocruz) e membro do Latin American Coalition for Escherichia coli Research

Publicado em 10/6/2011.