Um Inimigo Minúsculo, Um Desafio Gigante: Como a Ciência Enfrenta o Cryptosporidium
- Enfermeira Natalia Balsalobre
- 9 de out. de 2022
- 11 min de leitura
Introdução - O Parasita Invisível que Desafia Nossa Saúde
No mundo invisível a olho nu, microrganismos podem representar grandes ameaças à saúde humana.
Entre eles, destaca-se Cryptosporidium, um protozoário parasita intracelular que pertence ao filo Apicomplexa e à família Cryptosporidiae.
Este patógeno é um importante agente causador de doenças gastrointestinais (criptosporidiose) em humanos e animais em todo o mundo, com transmissão facilitada por ooquistes robustos eliminados nas fezes, que podem sobreviver no ambiente e a muitos desinfetantes comumente utilizados.
A análise microbiológica de Cryptosporidium é um procedimento fundamental para assegurar a saúde pública e a qualidade da água e dos alimentos que consumimos.
Com o aumento da preocupação com a contaminação e a segurança hídrica, entender os métodos e a importância dessa análise se torna essencial.
Este artigo explorará os principais aspectos relacionados à análise microbiológica de Cryptosporidium, incluindo sua relevância, os métodos utilizados e os avanços recentes na caracterização genética desse parasita.
Cryptosporidium possui uma ampla gama de hospedeiros e rotas de transmissão, o que torna as investigações de saúde pública particularmente desafiadoras.
A identificação da espécie e a tipagem discriminatória são necessárias para melhorar as evidências microbiológicas fornecidas pelos testes diagnósticos de rotina.
Atualmente, são reconhecidas pelo menos 38 espécies de Cryptosporidium, um número que cresce a cada ano.
Entre elas, Cryptosporidium hominis e Cryptosporidium parvum são as principais espécies responsáveis pela criptosporidiose em humanos.
Este parasita desempenha um papel essencial no desenvolvimento de doenças em idosos, crianças e indivíduos imunossuprimidos, como pacientes infectados pelo HIV, além daqueles em terapia contra o câncer e transplantados.
No grupo de transplantados, os medicamentos imunossupressores induzem uma diminuição da imunidade, especialmente nos primeiros três meses pós-transplante.
Portanto, a detecção e monitoramento desse patógeno são cruciais para proteger populações vulneráveis.
O Que é Cryptosporidium? Características e Ciclo Biológico
Classificação e Espécies Relevantes
O gênero Cryptosporidium inclui diversas espécies, sendo as mais relevantes para a saúde humana:
Cryptosporidium hominis: Principalmente associado a humanos
Cryptosporidium parvum: Infecta humanos e ruminantes (zoonótico)
Cryptosporidium felis: Encontrado em felinos
Cryptosporidium meleagridis: Associado a aves
Cryptosporidium canis: Encontrado em caninos
Cryptosporidium ubiquitum: Distribuição ampla
Cryptosporidium cuniculus: Associado a coelhos
Cryptosporidium viatorum: Encontrado em humanos
Cryptosporidium muris: Associado a roedores
Ciclo de Vida Complexo
O ciclo de vida do Cryptosporidium ocorre em um único hospedador e dura aproximadamente dois dias.
Começa quando o ooquiste esporulado é ingerido pelo hospedador. No lúmen intestinal, ocorre o desencistamento, liberando esporozoítos que penetram nas células epiteliais do intestino e, muito excepcionalmente, nas do sistema respiratório.
Dentro dessas células, os esporozoítos se arredondam e começam a crescer, transformando-se em trofozoítos.
Após um tempo, o núcleo dos trofozoítos se divide várias vezes, transformando-se em esquizonte (ciclo assexual).
No esquizonte, formam-se os merozoítos, que são liberados após a ruptura da célula hospedadora.
Os merozoítos liberados penetram em novas células intestinais, repetindo o ciclo assexual.
Após dois ou mais ciclos assexuais, os últimos merozoítos gerados sofrem uma diferenciação sexual na célula hospedadora, transformando-se em gametocitos masculinos (microgametocitos flagelados) e femininos (macrogametocitos).
Em seguida, ocorre a fertilização na célula hospedadora que contém o macrogametocito (ciclo sexual).
O zigoto resultante se desenvolve e dá origem aos ooquistes esporulados infectantes.
Características dos Ooquistes
Os ooquistes são ovoides, medindo de 4-7 micras (μm) e contendo quatro esporozoítos em seu interior. Podem ser de dois tipos:
Ooquistes de parede fina: Não saem ao exterior e produzem autoinfecção
Ooquistes de parede espessa: Desenvolvem uma capa grossa ao redor e são eliminados nas fezes
Importância da Análise Microbiológica de Cryptosporidium para a Saúde Pública
Impacto na Saúde Humana
A criptosporidiose representa um significativo problema de saúde pública global, afetando particularmente populações vulneráveis.
Em voluntários adultos saudáveis, foram documentadas diversas doses infecciosas, mas como os protozoários se multiplicam no hospedador, a ingestão de pequenas quantidades pode causar infecção.
A situação é mais grave em indivíduos imunodeficientes, que são muito mais suscetíveis.
O parasita desempenha um papel essencial no desenvolvimento de doenças em idosos, crianças e indivíduos imunossuprimidos, como pacientes infectados pelo HIV, além daqueles em terapia contra o câncer e transplantados.
No grupo de transplantados, os medicamentos imunossupressores induzem uma diminuição da imunidade, especialmente nos primeiros três meses pós-transplante, tornando-os particularmente vulneráveis a infecções por Cryptosporidium.
Cryptosporidium em Populações Imunossuprimidas
Estudos recentes têm investigado a presença e a diversidade genética de Cryptosporidium em pacientes imunossuprimidos.
Uma pesquisa realizada com pacientes transplantados renais e indivíduos imunossuprimidos de um ambulatório suspeitos de ter infecção por Cryptosporidium revelou dados importantes sobre a prevalência e os subtipos do parasita nessas populações.
O estudo utilizou amostras fecais de 97 pacientes transplantados renais (Grupo 1) e 53 indivíduos imunossuprimidos de um ambulatório (Grupo 2).
Todas as amostras foram analisadas por exame parasitológico de fezes, teste imunocromatográfico e reação em cadeia da polimerase em tempo real (PCR em tempo real).
As amostras positivas para Cryptosporidium foram testadas usando PCR aninhado para o gene gp60, seguido por sequenciamento para determinação do subtipo.
Os resultados mostraram que o exame parasitológico foi negativo em todas as amostras do Grupo 1 e positivo em quatro amostras do Grupo 2.
No entanto, o PCR em tempo real revelou Cryptosporidium em 13 amostras: quatro no Grupo 1 (três C. hominis e um C. parvum) e nove no Grupo 2 (sete C. hominis, um C. parvum e um misto C. hominis/C. parvum).
Este resultado destaca a maior sensibilidade dos métodos moleculares em comparação com as técnicas parasitológicas convencionais.
Relevância em Surtos e Vigilância Epidemiológica
A análise microbiológica de Cryptosporidium é crucial para a investigação de surtos e a vigilância epidemiológica.
Na Inglaterra e País de Gales, todos os laboratórios de diagnóstico clínico são solicitados a encaminhar amostras de fezes positivas para Cryptosporidium para a Unidade de Referência Nacional de Cryptosporidium (CRU), gerenciada pela Public Health Wales (PHW), para genotipagem por PCR em tempo real.
Os dados de genotipagem de Cryptosporidium de laboratórios na Inglaterra são integrados a partir do Sistema de Gerenciamento de Informações Laboratoriais (LIMS) da CRU no Sistema de Vigilância de Segunda Geração (SGSS) da UK Health Security Agency, um banco de dados que armazena e gerencia resultados laboratoriais para vigilância regional e nacional de todas as doenças infecciosas.
Esses dados são usados para monitorar os números e a epidemiologia de Cryptosporidium spp. na Inglaterra e no País de Gales.
Em 2022 e 2023, totais de 2698/4107 (66%) e 5504/7494 (73%) das amostras de fezes positivas para Cryptosporidium, respectivamente, foram encaminhadas e genotipadas com sucesso na CRU, informando a vigilância nacional e as investigações de excesso/surtos.
Esses números destacam a importância do monitoramento contínuo desse patógeno.
Métodos de Análise Microbiológica de Cryptosporidium: Das Técnicas Clássicas às Inovações Moleculares
Métodos Tradicionais de Detecção
O diagnóstico laboratorial da criptosporidiose é geralmente realizado pelo exame direto de amostras de fezes por microscopia óptica.
Além disso, antígenos ou material genético podem ser detectados nessas amostras, e anticorpos específicos para Cryptosporidium spp. podem ser detectados em amostras de soro.
No entanto, apenas os métodos moleculares são capazes de diferenciar as espécies de Cryptosporidium e melhorar seu diagnóstico laboratorial.
Entre os métodos tradicionais utilizados, destacam-se:
1. Exame parasitológico de fezes (PSE): Utiliza métodos de sedimentação, como o método de sedimentação espontânea de Lutz para diagnóstico geral de parasitas intestinais e uma técnica de sedimentação por centrifugação com duas centrifugações de 2.000 x g/5 min.
2. Coloração específica: Esfregaços fecais corados com a técnica de Safranina-Azul de Metileno para identificação de oocistos de Cryptosporidium.
3. Testes imunocromatográficos: Testes rápidos para detecção de antígenos de Cryptosporidium em amostras fecais, como o kit RIDA® QUICK Cryptosporidium N1203 (R-Biopharm, AG, Alemanha).
Avanços em Métodos Moleculares
Como diferentes espécies de Cryptosporidium são morfológica e morfometricamente idênticas, os métodos moleculares tornaram-se ferramentas importantes para distinguir essas espécies, constituindo estratégias fundamentais para compreender a transmissão da infecção por Cryptosporidium.
Essas técnicas também podem ser aplicadas para determinação do subtipo de Cryptosporidium e, consequentemente, uma ferramenta importante para estudos epidemiológicos e de transmissão.
Entre os métodos moleculares mais utilizados, destacam-se:
1. PCR em tempo real (TaqMan PCR): Combina uma reação duplex para detecção de Cryptosporidium spp. e C. parvum e uma reação simples para detecção de C. hominis. Este método é altamente sensível e específico, permitindo a detecção e diferenciação das principais espécies de Cryptosporidium em amostras clínicas.
2. PCR aninhado para o gene gp60: Utilizado para subtipagem de C. parvum e C. hominis por sequenciamento de DNA do gene gp60, seguido de determinação do subtipo. Esta técnica permite uma caracterização mais detalhada dos isolados de Cryptosporidium, fornecendo informações valiosas para estudos epidemiológicos.
3. Análise multilocus de número variável de repetições em tandem (MLVA): Esquema pioneiro de genotipagem de sete loci, baseado em análise multilocus de número variável de repetições em tandem, que foi validado e implementado para Cryptosporidium parvum pela Unidade de Referência Nacional de Cryptosporidium para a Inglaterra e País de Gales.
Inovações na Tipagem e Caracterização Genética
A implementação de esquemas de genotipagem multilocus representa um avanço significativo na caracterização de Cryptosporidium.
A necessidade de um esquema de genotipagem multilocus (MLG) padronizado priorizando C. parvum foi acordada em uma oficina de especialistas internacionais em 2016, financiada pela Ação COST da FA1408 da UE "Uma Rede Europeia para Parasitas de Origem Alimentar: Euro-FBP".
Investigações na CRU sob o projeto Aquavalens (Programa-Quadro Setimo da União Europeia) levaram à descoberta de novos loci VNTR, alguns dos quais foram identificados como adequados para um esquema MLG focado em Uma Saúde e foram incluídos na subsequente avaliação e validação de sete loci selecionados.
Este trabalho resultou, em 2021, no início da divulgação de resultados derivados do esquema MLVA em surtos pela CRU, o primeiro dos quais foi vinculado ao consumo de leite de uma máquina de venda direta na porteira de fazenda de processamento de produtores.
Essa investigação de casos humanos de doença exigiu uma abordagem de Uma Saúde desde o início.
Aplicações Práticas da Análise de Cryptosporidium em Diferentes Setores
Monitoramento da Qualidade da Água
A análise microbiológica de água para consumo humano é um procedimento fundamental para assegurar a saúde pública e a qualidade da água que chega às residências.
A presença de microrganismos patogênicos na água pode levar a sérios problemas de saúde, incluindo doenças transmitidas pela água, que afetam milhões de pessoas em todo o mundo.
Cryptosporidium representa um desafio particular para o tratamento de água devido à resistência dos oocistos a desinfetantes convencionais.
Como mencionado anteriormente, os oocistos são resistentes a alguns desinfectantes como: cloro a 80 partes por milhão (ppm) durante 30 min, peróxido de hidrêgenio a 3%, ácido peracético, fenol, glutaraldeído a 2%, ortoftaldeído (OPA) e etanol a 70%.
Esta resistência destaca a importância de não confiar exclusivamente na desinfecção química para controle de Cryptosporidium em sistemas de água, mas sim implementar uma abordagem de barreira múltipla que inclua filtração adequada e monitoramento regular.
Segurança Alimentar
A transmissão de Cryptosporidium ocorre principalmente pela ingestão de água ou alimentos crus contaminados com oocistos, como: leite ou sidra não pasteurizados, ostras, frutas e hortaliças.
Portanto, a análise microbiológica de alimentos é essencial para garantir a segurança do consumidor.
No ambiente laboral, ocorre principalmente a transmissão direta de pessoa para pessoa ou de animal (principalmente crias de ruminantes) para pessoa (zoonose) por via fecal-oral, ou indireta por fômites, ao tocar superfícies ou objetos contaminados com fezes, como: brinquedos, acessórios de banho, trocadores e baldes de fraldas, etc.
Saúde Animal e Produção Pecuária
De uma perspectiva de saúde animal, C. parvum é uma importante causa de doença diarreica em ruminantes neonatos com impactos econômicos para os agricultores.
No Reino Unido, Cryptosporidium em diarreia neonatal é diagnosticado por veterinários ou laboratórios privados usando microscopia corada, ensaios de imunoenzimáticos, ensaios imunocromatográficos e kits comerciais de amplificação de ácido nucleico, ou pela Agência de Saúde Animal e Vegetal (APHA) usando microscopia corada com Ziehl-Neelsen modificada.
Em uma abordagem de Uma Saúde, fezes de animais saudáveis ou doentes podem ser amostradas durante a investigação de surtos humanos ligados ao contato animal.
Estas são testadas pela APHA usando microscopia de imunofluorescência e amostras positivas para Cryptosporidium são encaminhadas para a CRU para genotipagem e subtipagem, o que tem fornecido informações úteis de ligação em surtos.
Prevenção e Controle: Estratégias para Reduzir a Contaminação por Cryptosporidium
Medidas de Controle Ambiental
Considerando a sobrevivência ambiental dos oocistos de Cryptosporidium, é essencial implementar medidas eficazes de controle ambiental.
Os oocistos podem permanecer viáveis e infecciosos durante vários meses em água doce e salgada, em fezes, no solo e em superfícies frias e úmidas.
Podem também sobreviver quase uma semana na maioria dos congeladores domésticos (a temperatura superior a -20°C), mas são inativados pela radiação solar ou pela dessecação.
Algumas estratégias eficazes incluem:
1. Tratamento adequado de água: Implementação de sistemas de filtração eficientes que possam remover partículas do tamanho de oocistos de Cryptosporidium (4-7 μm).
2. Controle de fontes de contaminação: Gerenciamento adequado de fezes de animais e tratamento de esgoto para reduzir a contaminação ambiental.
3. Dessecação e exposição solar: Quando possível, expor superfícies contaminadas à luz solar direta e condições de secagem.
Práticas de Higiene e Segurança
Em ambientes ocupacionais com risco de exposição a Cryptosporidium, é crucial implementar práticas rigorosas de higiene e segurança.
As atividades laborais com risco incluem diversas áreas listadas na Classificação Nacional de Atividades Econômicas (CNAE), como agricultura, pecuária, abate de animais, captação e distribuição de água, recolha e tratamento de águas residuais, entre outras.
As medidas de prevenção incluem:
1. Higiene das mãos: Lavagem cuidadosa das mãos após contato com animais, solo ou materiais potencialmente contaminados.
2. Uso de equipamento de proteção individual: Luvas, aventais e máscaras quando apropriado.
3. Educação e treinamento: Conscientização dos trabalhadores sobre os riscos e medidas preventivas.
Abordagem Uma Saúde
A abordagem Uma Saúde reconhece que a saúde humana, animal e ambiental estão interconectadas.
No caso de Cryptosporidium, essa abordagem é particularmente relevante devido ao caráter zoonótico de muitas espécies do parasita.
A implementação do esquema MLVA como um serviço clínico, o desenvolvimento e automação da detecção de aglomerados de casos e a ação para investigações de saúde pública representam avanços significativos na aplicação da abordagem Uma Saúde.
Está em andamento uma visão geral dos planos para maximizar a utilidade e fornecer os benefícios de saúde pública do MLVA para a investigação de todos os casos de C. parvum na Inglaterra e no País de Gales.
Conclusão: O Papel Fundamental da Análise Microbiológica no Combate ao Cryptosporidium
A análise microbiológica de Cryptosporidium representa um componente essencial dos esforços de saúde pública para controlar e prevenir a criptosporidiose.
Através do uso de técnicas avançadas de detecção e caracterização molecular, podemos não apenas identificar a presença deste patógeno, mas também compreender sua diversidade genética, fontes de infecção e rotas de transmissão.
Os avanços recentes na genotipagem multilocus, como o esquema MLVA implementado pela Unidade de Referência de Cryptosporidium da Inglaterra e País de Gales, representam um progresso significativo na nossa capacidade de investigar surtos, monitorar tendências epidemiológicas e implementar medidas de controle direcionadas.
Para populações vulneráveis, como pacientes imunossuprimidos, transplantados e crianças, a detecção precoce e precisa de Cryptosporidium é particularmente crucial.
Os estudos mostram que métodos moleculares como PCR em tempo real são significativamente mais sensíveis que os métodos parasitológicos tradicionais, permitindo um diagnóstico mais preciso e oportuno.
Além disso, a abordagem Uma Saúde, que integra conhecimentos e esforços das áreas de saúde humana, animal e ambiental, mostra-se essencial para o controle eficaz deste patógeno que circula entre humanos e animais e contamina nossos recursos hídricos.
À medida que avançamos no entendimento deste parasita complexo, torna-se cada vez mais claro que o investimento em métodos analíticos avançados, vigilância contínua e colaboração intersetorial é fundamental para proteger a saúde pública contra a criptosporidiose.
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Perguntas Frequentes (FAQ)
1. O que é Cryptosporidium e como ele é transmitido?
Cryptosporidium é um protozoário parasita que causa a doença gastrointestinal conhecida como criptosporidiose. É transmitido principalmente pela via fecal-oral, através do consumo de água ou alimentos contaminados com oocistos do parasita, ou através do contato com pessoas ou animais infectados.
2. Quais são os sintomas da criptosporidiose?
Os sintomas geralmente incluem diarreia aquosa, cólicas abdominais, náuseas, vômitos, febre e perda de peso. Em indivíduos imunocompetentes, os sintomas geralmente duram 1-2 semanas, mas em imunossuprimidos podem ser graves e persistentes.
3. Por que o Cryptosporidium é difícil de eliminar da água?
Os oocistos de Cryptosporidium são extremamente resistentes a desinfetantes convencionais como cloro em concentrações normalmente usadas no tratamento de água. Eles podem sobreviver por meses em água fria e requerem filtração adequada ou métodos de desinfecção alternativos para serem removidos ou inativados.
4. Quais métodos de análise são mais eficazes para detectar Cryptosporidium?
Métodos moleculares como PCR em tempo real e sequenciamento genético são mais sensíveis e específicos que os métodos tradicionais baseados em microscopia. Eles permitem não apenas detectar o parasita, mas também identificar espécies e subtipos, o que é crucial para estudos epidemiológicos.
5. Quem deve realizar a análise de Cryptosporidium?
A análise deve ser realizada por laboratórios especializados, acreditados e habilitados pelas autoridades competentes, que possuam equipamentos adequados e pessoal técnico qualificado para executar os métodos necessários e interpretar corretamente os resultados.
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