Identificação e Caracterização Bacteriana

A identificação e caracterização bacteriana é o conjunto de métodos laboratoriais utilizados para recuperar uma bactéria de uma amostra clínica e determinar o que ela é — seu gênero e espécie, e quando relevante sua cepa — para que o resultado possa apoiar o diagnóstico, a seleção de tratamento e a vigilância. Laboratórios modernos combinam métodos clássicos baseados em crescimento e bioquímicos com identificação proteômica por espectrometria de massa e com sequenciamento de ácidos nucleicos.

Definition

A identificação bacteriana é o processo laboratorial de determinação do gênero e espécie (e, quando necessário, da cepa ou tipo) de uma bactéria isolada ou detectada em uma amostra clínica, utilizando métodos fenotípicos, proteômicos e genotípicos.

Scope

A entrada abrange o isolamento primário e a microscopia, a identificação fenotípica por crescimento e reações bioquímicas, a identificação proteômica por espectrometria de massa MALDI-TOF e a identificação genotípica por sequenciamento genético, juntamente com a distinção entre identificação (nomear o organismo) e caracterização (tipagem e determinação de características). Ela trata estes como métodos laboratoriais, e não como orientação clínica.

Core questions

• Qual espécie bacteriana está presente nesta amostra e sua recuperação é clinicamente significativa?
• Qual método de identificação — cultura e bioquímica, espectrometria de massa MALDI-TOF ou sequenciamento genético — é apropriado para este organismo?
• Como os organismos são caracterizados além do nível de espécie, por exemplo, por tipagem para investigação de surtos?
• Quais são os limites de cada método em velocidade, precisão e capacidade de resolver espécies intimamente relacionadas?

Key concepts

• Isolamento primário e cultura pura
• Coloração de Gram e morfologia colonial
• Perfil bioquímico e fenotípico
• Identificação por espectrometria de massa MALDI-TOF
• 16S rRNA e outros sequenciamentos genéticos
• Identificação versus caracterização (tipagem)
• Banco de dados de referência e correspondência espectral
• Tempo de resposta

Mechanisms

A identificação convencional começa com o isolamento de uma cultura pura, seguida pela leitura do crescimento em meios seletivos e diferenciais, morfologia da coloração de Gram e um painel de reações bioquímicas para atribuir o organismo a uma espécie. A identificação proteômica por espectrometria de massa MALDI-TOF, por sua vez, ioniza proteínas de uma colônia e compara o espectro de massa resultante — dominado por proteínas ribossômicas abundantes — com um banco de dados de referência, fornecendo uma identificação em nível de espécie em minutos, uma vez que um isolado esteja disponível; essa abordagem alterou substancialmente os fluxos de trabalho laboratoriais de rotina (Clark et al., 2013). A identificação genotípica sequencia genes conservados, como o 16S rRNA, ou utiliza métodos de ácidos nucleicos mais amplos, permitindo a identificação diretamente de amostras ou de organismos que crescem mal (Espy et al., 2006). Cada via envolve um equilíbrio entre velocidade, custo e poder discriminatório, e a identificação mais rápida tem sido associada ao impulso mais amplo para diagnósticos de doenças infecciosas aprimorados (Caliendo et al., 2013).

Clinical relevance

Uma identificação precisa do organismo é um ponto de partida para o raciocínio clínico sobre uma infecção e para a escolha dos testes de suscetibilidade a serem realizados. Esta entrada descreve como a identificação é alcançada e o que a limita; é material de referência e não prescreve como um resultado particular deve alterar o cuidado de um paciente individual.

Epidemiology

Além de nomear um organismo, os métodos de caracterização e tipagem sustentam a investigação de surtos e a vigilância, determinando se isolados de diferentes pacientes estão relacionados. A mudança para a espectrometria de massa e métodos moleculares tem sido parte de um esforço mais amplo para tornar a detecção de patógenos mais rápida e informativa (Caliendo et al., 2013).

History

A identificação bacteriana baseou-se, durante a maior parte do século XX, em cultura, coloração e fenotipagem bioquímica. A introdução do sequenciamento de ácidos nucleicos e, posteriormente, da espectrometria de massa MALDI-TOF em laboratórios de rotina mudou tanto a velocidade quanto a amplitude da identificação, com a espectrometria de massa, em particular, sendo descrita como uma mudança fundamental na prática rotineira (Clark et al., 2013) e a amplificação molecular expandindo o que poderia ser detectado diretamente de amostras (Espy et al., 2006).

Seminal works

• clark-2013
• espy-2006
• caliendo-2013

Frequently asked questions

Qual a diferença entre identificação e caracterização de uma bactéria?

A identificação nomeia o organismo em gênero e espécie; a caracterização vai além para determinar características ou tipar a cepa — por exemplo, para dizer se isolados de diferentes pacientes pertencem ao mesmo surto.

Por que a espectrometria de massa se tornou comum para a identificação bacteriana?

A espectrometria de massa MALDI-TOF pode identificar muitas bactérias em nível de espécie em minutos após ter um isolado, comparando o espectro de massa proteico do organismo com um banco de dados de referência, o que tornou a identificação de rotina mais rápida do que muitos painéis bioquímicos tradicionais (Clark et al., 2013).