Por que identificar os micro-organismos?
A detecção e identificação de micro-organismos em qualquer ambiente é essencial para controle de qualidade, controle de processos de fabricação e manipulação, garantia da segurança em alimentos e qualidade microbiológica em ambientes hospitalares.
A identificação de micro-organismos também é essencial para tomada de decisão de ações corretivas em casos de contaminações, ou na validação da higienização em que se deve ter um ambiente controlado, como um hospital com alas de tratamento intensivo, onde a condição dos pacientes é delicada e eles não podem estar expostos a micro-organismos patogênicos, ou que possam levar a uma piora do quadro da saúde.
Os micro-organismos estão em todos os lugares!
Os micro-organismos são os seres vivos que estão presentes nos lugares mais comuns, como no ar, na água, no solo, no corpo humano, nos alimentos, nos animais, e até nos mais improváveis, como no vácuo, por exemplo.
Alguns são micro-organismos benéficos aos humanos, como aqueles utilizados para fabricação de alimentos (os fermentadores), outros podem ser utilizados como alimentos funcionais, ou como probióticos. Os classificados como micro-organismos deteriorantes, diminuem o rendimento do processo de fabricação, produzem substratos indesejados, competem com micro-organismos benéficos pela fonte de alimento. Além disso, alguns podem formar biofilme, que criam condições para crescimento de micro-organismos patogênicos. Os micro-organismos patogênicos são os responsáveis pelas doenças transmitidas por alimentos (DTAs) e pelas IRAS em ambientes hospitalares. Alguns deles, por exemplo, apresentam grandes danos à saúde do consumidor final e não podem ser identificados nem em pequenas quantidades em alimentos.
Identificação de micro-organismos e suas limitações
As limitações dos métodos tradicionalmente utilizados para o isolamento e cultivo de micro-organismos em laboratório, contribuem para a falta de conhecimento sobre a diversidade microbiana em amostras ambientais. Estas limitações incluem a utilização de meios e condições de cultivo incompatíveis com as condições encontradas no ambiente natural dos micro-organismos (Palleroni, 1996).
Apenas uma pequena fração dos micro-organismos na natureza, entre 0.1 a 1%, dependendo do habitat, são cultivados por intermédio do emprego de métodos microbiológicos convencionais (Amann et. al, 1995).
Em algumas circunstâncias, como bacteremias, a identificação e o tratamento adequado são críticos: a cada hora de demora no tratamento adequado de uma septicemia, a mortalidade aumenta de 10 a 20%. O tempo de hospitalização e o preço de uma internação igualmente diminuem com a identificação precoce dos micro-organismos envolvidos em uma sepse.
Você conhece quais são as principais metodologias para identificação de micro-organismos? Veja como podemos identificá-los:
Metodologias para identificação de micro-organismos
Cultivo microbiológico
Esta metodologia depende da reprodução de condições para crescimento ideal do micro-organismo (meios seletivos e diferentes condições de crescimento). A análise é fenotípica e a detecção é apenas de organismos cultiváveis, que representa apenas 1% do total de espécies da amostra. Os resultados desta metodologia são os mais demorados.
Métodos bioquímicos
A identificação de micro-organismos por métodos bioquímicos consistem em kit comerciais, que possuem provas bioquímicas, que identificam diferentes grupos de micro-organismos. Portanto, é necessário o prévio conhecimento de qual grupo deseja identificar. Para esta análise é feita a cultura, a suspensão bacteriana e a inoculação. Na maioria dos kits, os resultados são interpretados de maneira visual, outros são plotados em um software e a leitura é automatizada.
Métodos automatizados
Para este método são necessárias a cultura bacteriana e a prévia seleção do grupo que deseja identificar, através da coloração de Gram, por exemplo. Todos os estágios de identificação de leitura de resultados são automatizados, acelerando o processo de análise microbiológica clássica.
Técnicas de espectrometria de massas
Método MALDI-TOF – Este método permite um diagnóstico muito mais rápido, podendo levar até 15 minutos após obter um material enriquecido. A amostra da cultura é colocada em uma placa e bombardeada com um laser que a evapora. Um sistema ioniza e aspira o material volatilizado, que chega a detectores, os quais registram o tempo em que a substância chega ao detector e sua quantidade. Cada micro-organismo tem um espectro característico que é analisado por um software e faz a leitura dos resultados. À medida que o uso dessa técnica aumenta, os bancos de dados ficam mais completos e a identificação, melhor.
Técnicas moleculares
As técnicas moleculares para identificação de micro-organismos são baseadas em análises genotípicas de moléculas como DNA e RNA, sem necessidade de os micro-organismos estarem vivos e oferece uma “imagem” de toda a comunidade microbiana da amostra. A detecção é feita mesmo com um número baixo de micro-organismos e os resultados são mais rápidos e precisos que nas demais técnicas. Além das muitas aplicações que este método engloba, como evolução e genômica comparativa, forense, epidemiologia, diagnósticos médicos e terapêuticos.
Sequenciamento de primeira geração
O método de Sanger foi criado em 1977 e é usado desde então, envolve síntese de um molde de DNA de um gene de interesse por reação de PCR. Apresenta limitações quanto a escalabilidade e tempo dos resultados.
Sequenciamento de nova geração (NGS)
Desde 2005, o sequenciamento de nova geração é a metodologia mais eficaz para sequenciamento de DNA para identificação de micro-organismos, pois permite uma nova metodologia de sequenciamento em larga escala, de bilhões de moléculas de DNA simultaneamente e em uma única amostra.
Diversas plataformas de NGS foram baseadas nas metodologias de Pirosequenciamento (454 – Roche), Sequenciamento por ligação (SOLiD), Metodologia de semicondutores (Ion), Sequenciamento por síntese (Illumina) e Sequenciamento de moléculas únicas (Pacific Biosciences e o Oxford Nanopore).
Para cada situação há uma diferente metodologia de identificação. Para esclarecer, vamos compará-las para sabermos qual apresenta melhor benefício, em menos tempo e com maior especificidade.
Comparação das metodologias de identificação de micro-organismos
Agora que você já conhece as maneiras de identificar os micro-organismos, quer ver a comparação completa das metodologias de identificação?
Tenho certeza que este e-book vai te ajudar!
Referências:
Amann, R. I.; Ludwing, W.; Schleifer, K. H. Phylogenetic identification and in situ detection os indivual microbial cells without cultivation. Microbiological Reviews, v. 59. 1995.
Palleroni, N. J. Microbial diversity and the importance of culturing. Culture Collections to Improve the Quality of Life. Baarn, The Netherlands: Centraalbureai voor Schimmelcultures. 1996.