Chlamydiae
Microbiologia
Chlamydiae têm um envelope gram-negativo sem peptidoglycan detectável; contudo, análises genómicas recentes revelaram que tanto C. trachomatis como C. pneumoniae codificam proteínas que formam um caminho quase completo para a síntese de peptidoglycan, incluindo proteínas de ligação à penicilina.10 As clamídias também compartilham um antígeno lipopolissacarídeo específico do grupo e usam adenosina trifosfato hospedeiro (ATP) para a síntese da proteína clamidial.10 Embora as clamídias sejam auxotróficas para três dos quatro trifosfatos nucleosídeos, elas codificam enzimas glucose-catabolizantes funcionais, que podem ser usadas para gerar ATP.10 Como na síntese de peptidoglicanos, por alguma razão, estes genes são desligados, o que pode estar relacionado com a sua adaptação ao ambiente intracelular. Todas as clamídias também codificam uma proteína abundante chamada proteína da membrana externa principal (MOMP ou OmpA) que é exposta superficialmente em C. trachomatis e C. psittaci mas aparentemente não em C. pneumoniae.10 A MOMP é o principal determinante da classificação sorológica de C. trachomatis e C. psittaci isolados. As clamídias são susceptíveis a antibióticos que interferem com a síntese de DNA e proteínas, incluindo tetraciclinas, macrolídeos e quinolonas. C. pneumoniae não tem uma via de recuperação do triptofano ou biossíntese e é resistente a sulfonamidas e trimetoprim.4
Chlamydiae têm um ciclo de desenvolvimento único com formas morfologicamente distintas infecciosas e reprodutivas: o corpo elementar (EB) e o corpo reticulado (RB; Fig. 184-1). Após a infecção, as EBs infecciosas, que têm 200 a 400 nm de diâmetro, ligam-se à célula hospedeira por um processo de ligação electrostática e são levadas para a célula por endocitose que não depende do sistema microtubular. Os EBs são esporádicos; são metabolicamente inativos, mas estáveis no ambiente extracelular. Dentro da célula hospedeira, a EB permanece dentro de um fagosoma de membrana, com inibição da fusão fagosomal-lisossomal. A membrana de inclusão é desprovida de marcadores de células hospedeiras, mas os marcadores lipídicos traficam para a inclusão, o que sugere uma interação funcional com o aparelho de Golgi. As clamídias parecem contornar a via endocítica do hospedeiro, habitando um vacúolo não ácido que é dissociado dos endossomos e lisossomos tardios. Os EBs então se diferenciam em RBs que passam por fissão binária. Após aproximadamente 36 horas, os RBs se diferenciam de volta em EBs. Apesar do acúmulo de 500 a 1000 EBs infecciosos na inclusão, a função da célula hospedeira é minimamente interrompida. Em cerca de 48 horas, a libertação pode ocorrer através da citólise ou de um processo de exocitose ou extrusão de toda a inclusão, deixando a célula hospedeira intacta. Esta estratégia é muito bem sucedida e permite que o organismo cause essencialmente infecção crônica silenciosa.
Um número de estudos in vitro tem desafiado este paradigma bifásico. A clamídia pode entrar em estado persistente in vitro após tratamento com certas citocinas, como interferon-γ (IFN-γ); tratamento com antibióticos, especificamente penicilina; restrição de certos nutrientes, incluindo ferro, glicose e aminoácidos; infecção em monócitos; e choque térmico.4,11 Enquanto no estado persistente, a atividade metabólica é reduzida, e o organismo é frequentemente refratário ao tratamento com antibióticos. Esses diferentes sistemas produzem características de crescimento semelhantes, incluindo perda de infecciosidade e desenvolvimento de pequenas inclusões que contêm menos EBs e RBs e achados ultra-estruturais, especificamente, RBs morfologicamente anormais, o que sugere que eles estão de alguma forma alterados durante seu desenvolvimento, de outra forma normal. Essas RBs anormais são frequentemente chamadas de corpos aberrantes (ABs). Também foi demonstrado que a restrição de certos nutrientes induz persistência em clamídias. A análise ultra-estrutural de C. pneumoniae tratada com IFN-γ também revela inclusões atípicas que contêm grandes ABs reticulados sem evidências de rediferenciação para EBs.
Um outro modelo de infecção persistente por C. pneumoniae é a infecção contínua a longo prazo. Em contraste com os modelos descritos anteriormente, as culturas contínuas tornam-se espontaneamente persistentes quando tanto as clamídias como as células hospedeiras se multiplicam livremente na ausência de stress. A infecção por C. pneumoniae foi mantida em células HEp-2 e A549 por mais de 4 anos sem centrifugação, adição de cicloheximida ou IFN-γ.12 Os níveis de infecção nestas células infectadas foram elevados (70% a 80%). Os estudos ultra-estruturais revelaram três tipos de inclusões nestas células. Aproximadamente 90% eram inclusões grandes típicas que variavam aproximadamente de 5 a 12 µm de diâmetro. O segundo tipo (inclusões alteradas) continha EBs e RBs normais, mas em números consideravelmente menores do que as inclusões típicas, e ABs pleomórficos, que eram até quatro a cinco vezes o tamanho de RBs normais (2,5 µm de diâmetro); seu citoplasma era homogêneo. O terceiro tipo de inclusão foi pequenas inclusões aberrantes, em média 4 µm de diâmetro, contendo cerca de 60 ABs que eram semelhantes em tamanho às RBs normais, mas que pareciam densas em elétrons e não mais mantinham uma forma esférica lisa. Esses ABs densos mantiveram a estrutura característica da membrana externa clamídial, com muito pouco espaço periplasmático, e as membranas mais fortemente ligadas ao corpo clamídial, semelhante às RBs normais. Não foram observados EBs nessas inclusões. Estes achados mostram que o ciclo de desenvolvimento de C. pneumoniae pode combinar as típicas formas de desenvolvimento com a fase persistente na cultura de tecidos.
Um outro possível mecanismo de persistência clamídial poderia ser através de um efeito direto sobre a célula hospedeira, possivelmente através de um efeito sobre a apoptose, que é um importante regulador do crescimento celular e do desenvolvimento tecidual. A apoptose é um processo geneticamente programado e rigorosamente controlado, ao contrário da necrose, que envolve inflamação inespecífica e danos aos tecidos e enzimas intracelulares, condensação do núcleo, citoplasma e fragmentação. Muitos patógenos microbianos, incluindo clamídias, têm sido encontrados para modular a apoptose celular para sobreviver e se multiplicar. Foi demonstrado que a clamídia spp. induz e inibe a apoptose das células hospedeiras, dependendo do estágio do ciclo de desenvolvimento da clamídia.13 A clamídia protege as células infectadas contra a apoptose como resultado de estímulos externos durante os estágios iniciais da infecção e pode induzir a apoptose da célula hospedeira durante os estágios posteriores do ciclo de vida. Assim, as clamídias podem proteger as células infectadas contra os mecanismos citotóxicos do sistema imunológico, e a apoptose observada no final do ciclo de infecção pode contribuir para a resposta inflamatória porque as células apoptóticas secretam citocinas pró-inflamatórias e facilitam a liberação do organismo das células infectadas. Estudos com culturas tratadas com IFN-γ relataram que células infectadas com C. trachomatis e C. pneumoniae resistem à apoptose como resultado de ligandos externos, através da inibição da ativação da caspace. Dados de estudos com o modelo de células continuamente infectadas a longo prazo mostraram diferenças marcantes no efeito da C. pneumoniae na apoptose em células A549 agudas e cronicamente infectadas.13 A infecção aguda por C. pneumoniae induziu alterações apoptóticas em células A549 nas primeiras 24 e 48 horas após a infecção. A indução da apoptose na infecção aguda pode facilitar a liberação de C. pneumoniae da célula hospedeira. A infecção crônica por C. pneumoniae inibiu as alterações apoptóticas dentro das primeiras 24 horas e até 7 dias. Estes resultados sugerem que a inibição da apoptose pode ajudar a proteger o organismo quando este está no estado intracelular, persistente.