Identificação Bacteriana e Tipagem Molecular

A identificação bacteriana e a tipagem molecular abrangem os métodos utilizados para determinar a qual espécie bacteriana um isolado pertence e, para além da espécie, para discriminar estirpes para investigação de surtos e vigilância. Varia desde o sequenciamento de genes marcadores conservados e a correspondência de perfis proteicos até à tipagem de estirpes baseada em restrição e sequenciamento.

Definition

A identificação bacteriana atribui um isolado a um grupo taxonómico usando marcadores moleculares ou perfis proteicos, enquanto a tipagem molecular discrimina entre isolados da mesma espécie para avaliar a sua relação para fins epidemiológicos.

Scope

O tópico aborda a identificação baseada em sequências (notavelmente o sequenciamento do gene 16S rRNA), a identificação proteómica por espectrometria de massa MALDI-TOF, e métodos de tipagem molecular de estirpes como a eletroforese em gel de campo pulsado e, crescentemente, a tipagem de genoma completo. É apresentado como um tópico de laboratório e de referência, não como orientação de tratamento.

Core questions

• A que espécie ou género pertence este isolado, e com que confiança os marcadores moleculares podem resolvê-lo?
• Dois ou mais isolados são da mesma estirpe, e qual o limiar de similaridade que define a relação?
• Qual método de tipagem oferece o poder discriminatório e a reprodutibilidade apropriados para a questão?

Key concepts

• Sequenciamento do gene 16S rRNA
• Perfil por espectrometria de massa MALDI-TOF
• Eletroforese em gel de campo pulsado (PFGE)
• Tipagem de sequência multilocus (MLST)
• Tipagem por sequenciamento de genoma completo
• Poder discriminatório e reprodutibilidade
• Critérios de relação de estirpes

Mechanisms

A identificação de espécies pode basear-se na amplificação e sequenciamento do gene 16S rRNA, cujas regiões conservadas e variáveis permitem a colocação taxonómica da maioria das bactérias clinicamente relevantes, com limites onde espécies intimamente relacionadas partilham sequências quase idênticas (Patel, 2001). A espectrometria de massa MALDI-TOF, por sua vez, identifica organismos comparando os seus espectros de massa de proteínas característicos com bases de dados de referência, proporcionando uma identificação rápida a partir de colónias (Greub, 2010). Para a discriminação ao nível da estirpe, a eletroforese em gel de campo pulsado compara padrões de fragmentos de restrição cromossómicos, com critérios padronizados que definem quando os isolados são considerados indistinguíveis, intimamente relacionados ou distintos (Tenover, 1995). O sequenciamento de genoma completo permite agora uma tipagem de maior resolução e é cada vez mais utilizado para vigilância e reconstrução de surtos (Deng et al., 2016).

Clinical relevance

A identificação e tipagem precisas descrevem como os laboratórios nomeiam organismos e ligam isolados relacionados, apoiando a vigilância de prevenção de infeções, a deteção de surtos e a notificação. O tópico explica como esta evidência é produzida e não fornece recomendações diagnósticas ou terapêuticas individualizadas.

Epidemiology

A tipagem molecular é central para a epidemiologia molecular: comparar estirpes entre pacientes, enfermarias ou fontes alimentares ajuda a determinar se os casos partilham uma fonte comum. Os métodos baseados em genoma completo tornaram-se uma ferramenta primária para a vigilância e investigação de surtos de patógenos transmitidos por alimentos e associados a cuidados de saúde (Deng et al., 2016).

Evidence & guidelines

A interpretação da tipagem de estirpes tem sido guiada por critérios padronizados de consenso de especialistas para a leitura de padrões de restrição (Tenover, 1995). O desempenho da identificação e tipagem, a curadoria de bases de dados e os padrões de qualidade são estabelecidos por organismos profissionais e fabricantes de ensaios e não são reproduzidos aqui.

History

A identificação baseada em sequências tornou-se prática à medida que a PCR e o sequenciamento do gene 16S rRNA entraram nos laboratórios clínicos (Patel, 2001), enquanto a tipagem de estirpes reprodutível foi codificada através de critérios de consenso para a interpretação de padrões de PFGE (Tenover, 1995). A espectrometria de massa MALDI-TOF transformou posteriormente a identificação de rotina, encurtando grandemente o tempo de resposta (Greub, 2010), e o sequenciamento de genoma completo estendeu a tipagem à resolução de nucleótido único (Deng et al., 2016).

Debates

Como deve ser definida a relação entre estirpes?

Os critérios de padrões de bandas fornecem categorias de relação reprodutíveis, mas grosseiras, enquanto os métodos de genoma completo oferecem uma resolução mais fina; o campo continua a negociar limiares e como comparar resultados entre métodos e laboratórios.

Seminal works

• patel-2001
• tenover-1995
• greub-2010

Frequently asked questions

Quando é que o sequenciamento do 16S rRNA é mais útil?

É particularmente útil para organismos difíceis de identificar por métodos fenotípicos ou que crescem lentamente, embora possa não distinguir espécies muito intimamente relacionadas cujas sequências de 16S são quase idênticas.

Por que tipar bactérias além de identificar a espécie?

A tipagem discrimina entre isolados da mesma espécie para determinar se fazem parte da mesma cadeia de transmissão, o que é essencial para a investigação de surtos e a vigilância do controlo de infeções.