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Legionella: Casos de Pneumonia e a Metagenômica

A identificação de bactérias do gênero Legionella pode ser difícil. Entenda com a metagenômica pode modificar o desfecho clínico das infecções produzidas por elas!

Bactérias do gênero Legionella causam infecções potencialmente severas em seres humanos. Entretanto, por conta das manifestações clínicas inespecíficas, métodos de detecção limitados e rígidos requisitos de cultivo, o diagnóstico das infecções por Legionella ainda é um desafio. 

Nesse sentido, o sequenciamento metagenômico de nova geração (mNGS) tem sido uma ferramenta muito utilizada para identificação de Legionella, elevando suas taxas de detecção.

Ficou curioso? Acompanhe o texto para descobrir como ocorrem as infecções por Legionella e como a Metagenômica tem contribuído para sua detecção! 

Infecções por Legionella

O gênero Legionella possui mais de 58 espécies, das quais 25 são consideradas patógenos humanos. Em geral, as infecções causadas por estas bactérias gram-negativas são chamadas de ‘legioneloses’.

O agente etiológico mais comum destas infecções é a Legionella pneumophila, que causa um tipo de legionelose conhecida por “Doença dos Legionários”. Nela, as bactérias colonizam o epitélio pulmonar, de tal forma a gerar uma pneumonia cujas taxas de mortalidade podem chegar a 20%.

Transmissão das Legionella spp.

O principal meio de transmissão destas bactérias é pela inalação de gotículas de água contaminadas com o patógeno. Um exemplo disso pode ser observado no uso de água contaminada em nebulizadores, chuveiros e umidificadores.

Além disso, a utilização de sistemas hídricos contaminados por indústrias e estabelecimentos de saúde também podem causar legioneloses. Estas são infecções não contagiosas, ou seja, não são transmitidas entre pessoas, sendo que as bactérias são adquiridas exclusivamente do meio-ambiente.

Sinais e sintomas das infecções por Legionella

Algumas infecções por Legionella podem ser assintomáticas, enquanto outras podem produzir doenças severas, potencialmente fatais.

Na maior parte dos casos, as pneumonias causadas por Legionella pneumophila são indistinguíveis de outras pneumonias bacterianas somente através dos sintomas. Sintomas da Doença dos Legionários incluem:

  • Febre;
  • Calafrios;
  • Dores musculares (mialgia);
  • Dores de cabeça (cefaleias);
  • Tosse não produtiva;
  • Diarréias.

As Legionella spp. também podem causar uma doença conhecida por Febre de Pontiac, que produz sintomas parecidos com os citados acima, embora de forma autolimitada. Ademais, legioneloses extrapulmonares também existem, embora sejam mais raras. Os principais sítios de colonização destes casos são o cérebro, o baço e os linfonodos.

Pneumonia por Legionella: caso em 2022

Em agosto de 2022, um surto de pneumonias de origem desconhecida foi registrado por um estabelecimento de saúde em San Miguel de Tucumán, na Argentina.

Segundo uma nota informativa da OPAS (Organização Panamericana de Saúde), cerca de 11 casos foram registrados, dos quais 7 deles eram relativos a homens (com idade média de 45 anos) e dez apresentavam comorbidades, como hipertensão, tabagismo e diabetes. 4 dos pacientes ficaram internados, 2 em ambulatório e 4 morreram, apenas um teve alta.

Por meio de um Lavado Bronco Alveolar (LBA), amostras foram coletadas e enviadas à Administração Nacional de Laboratórios e Institutos de Saúde, o laboratório de referência da Argentina.

Elas foram submetidas ao sequenciamento metagenômico e foram analisadas por métodos de bioinformática.
A amplificação e sequenciamento dos produtos do gene ribossomal 16S presentes na amostra permitiu caracterizar a infecção por Legionella.

Identificação de Legionella por Metagenômica: como funciona? 

A detecção e identificação das Legionella spp. por métodos de metagenômica tem ganhado espaço no contexto clínico. 

Por se tratarem de bactérias bioquimicamente inertes, os testes bioquímicos são de pouca utilidade na identificação das legionelas. Além disso, o cultivo destas bactérias pode levar até 14 dias, o que também inviabiliza o emprego de espectrofotômetros de massa.

Este é um tempo de resposta muito elevado para pacientes em estado crítico. Dessa forma, métodos mais eficazes de detecção e identificação se fazem necessários.

Uma das alternativas é o uso do sequenciamento metagenômico de nova geração, com auxílio de ferramentas de bioinformática, que facilitam a identificação das espécies.  

A metagenômica permite o estudo genômico específico de espécies microbianas sem a necessidade da cultura bacteriana. Por conta disso, seu uso pode trazer agilidade no diagnóstico das infecções, contribuindo para uma identificação rápida do patógeno em pacientes que estão em estágios graves de infecção.

O sequenciamento metagenômico permite que a reconstrução de diversos genomas de uma comunidade microbiana complexa como Legionella

PCR x mNGS no combate à Legionella

Um outro método utilizado para detecção de Legionella é a PCR (Reação da Cadeia da Polimerase). A PCR é um meio rápido e fácil para detectar a Legionella, podendo ser utilizada em larga escala e em amostras ambientais. 

No entanto o mNGS possui uma enorme vantagem, uma vez que é uma técnica sem alvo específico, o que permite a descoberta de novas espécies e cepas, cobertura mais ampla e aquisição de informações sobre de genes de interesse, como aqueles envolvidos na resistência a antimicrobianos. 

Em comparação, a PCR é limitada pela necessidade de hipóteses diagnósticas, o que é um problema em situações como a Doença dos Legionários, cuja apresentação clínica é bastante inespecífica entre as pneumonias bacterianas.

O mNGS, portanto, torna o diagnóstico de patologias muito mais ágil, pois se trata de um método não-direcionado, não sendo necessário estabelecer hipóteses para a obtenção de resultados. 

Conclusão

As infecções por Legionella spp. são conhecidas como legioneloses. Estas bactérias são adquiridas exclusivamente do meio-ambiente, especialmente pelo contato direto com água contaminada.

Uma forma particularmente severa de legionelose apresenta-se como uma pneumonia, para a qual é dado o nome de Doença dos Legionários. Esta é uma doença cujos sintomas são pouco distinguíveis de outras pneumonias bacterianas.

Sendo assim, o diagnóstico laboratorial é essencial para a correta identificação do agente etiológico. Apesar disso, métodos convencionais, como a cultura bacteriana, os testes bioquímicos e a espectrofotometria de massas encontram entraves relacionados com a própria natureza bioquímica destas bactérias.

Nesse sentido, a Metagenômica de Nova Geração, amparada por métodos de análise em bioinformática, têm se provado como alternativas viáveis para essa finalidade. Um exemplo disso pode ser observado ainda em 2022, quando um surto de legionelose ocorreu na Argentina.

Referências

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Legionellosis – World Health Organization (WHO).

Metagenômica: o “projeto genoma” dos micróbios. Temas atuais de Biologia – UFSCAR.

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