microbiologie medicala -principii generale

Introducere Principii generale de diagnostic

in microbiologia medicala

Microbiologia medicala• Microbiologia medicala (umana si veterinara) studiaza

microorganismele patogene pentru om si animale, mecanismul lor de actiune (patogeneza) si modalitatile de aparare impotriva acestor agenti agresori.

• Clasificare:1. In functie de agentul patogen studiat:q Virusologie medicala: studiaza agentii etiologici infravirali (prioni, q Virusologie medicala: studiaza agentii etiologici infravirali (prioni,

viroizi, virusuri satelit) si virusuri patogene;q Bacteriologia medicala: bacterii patogene;q Micologie medicala: drojdii si fungi filamentosi patogeni;q Parazitologie medicala: parazitii patogeni;2. In functie de obiectul de studiu:q Microbiologie clinica: disciplina a medicinei de laborator;q Imunologie: studiaza raspunsul imun; q Epidemiologie: studiaza aparitia, distributia si controlul bolilor

intr-o populatie.

Microbiologia – parte a biologiei care studiaza microorganismele (forma, structura, activitate fiziologica, genetica, etc) Epidemiologie – Romania: Institut de Sanatate Publica (ISP), Directia sanitar-veterinara (DSVSA, ANSVSA), Institutul Cantacuzino, Institutul de Inframicrobiologie Stefan S. Nicolau - SUA: Centrul de Control si Prevenire a Bolilor (CDC), Food and Drug administration (FDA)

Bacterii la microscop Cultura de fungi filamentosi

Istoric” “parintii microbiologiei”

• Louis Pasteur (1822-1895) – principiul imunizarii prin vaccinare, a introdus in practica vaccinul antirabic si anticarbunos, a descoperit numeroase bacterii patogene si a demonstrat rolul lor in declansarea bolii;

• Robert Koch (1843-1910) – a descoperit agentul etiologic al tuberculozei, antraxului si holerei, a stabilit criterii stiintifice tuberculozei, antraxului si holerei, a stabilit criterii stiintifice riguroase (postulatele lui Koch), a introdus utilizarea mediilor de cultura solide, a facut diferentierea intre bacteriile patogene si germenii saprofiti;

• Dimitri Ivanovski (1864-1920) - a descoperit pentru prima data un virus, a pus bazele virusologiei.

Antonie Van Leeuwenhock – olandez; a construit primul microscop si a vazut mo numite “animalcule”, a studiat forma, mobilitatea mo in infuzia de fan, piper, saliva Pasteur – chimist francez, a demonstrat rolul unor mo in fermentatia alcoolica si lactica, fenomenul de aerobioza si anaerobioza, falsitatea teoriei generatiei spontane, a arata ca la animalele moarte de antrax si ingropate viermii pot aduce sporii la suprafata Ilia Mecinikov (descendent din familia spatarului Nicolae Milescu, elevul lui Pasteur)– descoperit fagocitoza, pus bazele imunologiei Robert Kock – medic german, profesorul lui Victor Babes Sir Alexander Fleming – penicilina (1928) Gerhard Domagk – sulfamide (1935)

Istoric: microbiologi romani • Victor Babes (1854-1926) – a scris primul tratat de bacteriologie

din lume (impreuna cu A.V. Cornil), a descoperit peste 50 de microbi, a pus in evidenta compusii corpusculii Babes-Negri in celulele nervoase ale indivizilor morti de turbare si corpusculii Babes-Ernst in bacilii difterici, studii importante asupra leprei, tuberculozei, holerei, difteriei si antagonismului bacterian;

• Ioan Cantacuzino (1863-1934) – creatorul scolii romanesti de microbiologie si medicina experimentala, fondatorul Institutului Cantacuzino (1921), a elaborat prima lege sanitara din Romania, studii asupra holerei, scarlatinei, tifosului exantematic;Cantacuzino (1921), a elaborat prima lege sanitara din Romania, studii asupra holerei, scarlatinei, tifosului exantematic;

• Constantin Levaditi (1874-1953) – tratamentul cu bismut in tratarea sifilisului, studii asupra spirochetelor, perfectionarea tehnicilor de cercetare microscopica a virusurilor, cultivarea virusului poliomelitei pe alte celule decat cele nervoase, patologia herpesului;

• Mihai Ciuca (1897-1967) – a evidentiat lizogenia (impreuna cu J.B.V. Bordet), studii asupra bacteriofagiei, patogenia si epidemiologia malariei, scarlatinei, studii asupra rickettsiozelor, salmonelozelor;

• Stefan Nicolau (1897-1967) – a introdus notiuni de paraimunitate si septinevrita, studiul bolilor virotice (herpes, turbare, hepatite).

Levaditi – stabilit in Franta Mihai Ciuca – prof univ la Iasi Lizogenia Paraimunitate: stare de rezistenta prin care un organism imun la un germen o prezinta si fata de alt germen, explicabila prin structura unor antigeni asemanatori Septinevrita: diseminarea virusurilor pe cale nervoasa

Istoric: perioada biologiei moleculare

• 1975 Kohler & Milstein dezvolta o tehnica pentru producerea anticorpilor monoclonali;

• 1975 Lyme descopera borelioza;• 1983-1984 Montagnier & Gallo descopera virusul HIV;• 1984 Mullins dezvolta tehnica PCR;• 1986 Primul vaccin contra hepatitei B obtinut prin inginerie • 1986 Primul vaccin contra hepatitei B obtinut prin inginerie

genetica;• Tehnica real-time PCR• Tehnica microarray

Scurt istoric al bioterorismuluiBioterorismul (atacul bioterorist) – eliberarea intentionata

sau diseminarea agentilor biologici patogeni (virusuri, bacterii, toxine) in scopuri daunatoare oamenilor sau animalelor.

Clasificarea bio-agentilor:1. Clasa A: agenti care poseda un risc ridicat pentru

securitatea nationala avand un impact major asupra sanatatii oamenilor.

Francisella tularensis: bacterie care produce tularemia, se Francisella tularensis: bacterie care produce tularemia, se transmite prin inhalare sau ingestie ori muscatura de insecte, doza de infectie 10-50 bacterii/organism, mortalitate scazuta daca boala e tratata dar efectele bolii sunt foarte puternice;

Bacillus anthracis: sporii bacteriei produc antraxul, boala necontagioasa, se trateaza cu antibiotice (ciprofloxacin), nu exista vaccin. A fost folosit in razboiul Finlanda – Rusia, primul razboi mondial, atentatul din 1993 de la Tokyo si in atentatele cu scrisori dupa anul 2001 din SUA (unde au decedat 5 oameni). In 1979 la Sverdlovsk (Ekaterinburg) Rusia a aparut o epidemie datorata unor spori (< 1g spori) scapati de la o baza militara sovietica, 77 persoane s-au imbolnavit de antrax pulmonar si 66 persoane au decedat;

Istoric: in antichitate - aruncau cu fecale in dusmani; Evul Mediu – ciuma bubonica; primul razboi mondial – atacuri asupra oamenilor si animalelor. Germanii au folosit sabotajul biologic in campania din rusia, franta, romania si au trimis culturi in SUA B. anthracis 1916 Razboiul Finlanda – Rusia: generalul german Staff a furnizat bacteria luptatorilor scandinavi pentru a fi folosita impotriva armatei imperiale ruse. Rezultate necunoscute 1917 pt a omora caii. Baronul Otto Robert Carl von Rosen a fost arestat in 1917 la frontiera finlandeza avand o cultura de antrax. Si britanicii au avut o idee asemanatoare in al doilea razboi mondial pt a omora vitele nemtilor, dar nu se stie sigur daca au si aplicat-o. 1993 Aum Shinrikyo atentat nereusit la Tokyo 1979 desi s-au luat imediat masuri de imunizare a populatiei 2001 atentatele din America, tulpina folosita apartinea unui laborator al armatei americane USAMRIID,

Leziuni la nivelul fetei provocate de Bacillus anthracis(dupa Songer J.G. & Post K.W. – Veterinary Microbiology)

Plaga asociata cu cangrena provocata de Yersinia pestis(dupa Songer J.G. & Post K.W. – Veterinary Microbiology)

Scurt istoric al bioterorismuluiVirusul variolic (familia Poxviridae): virus foarte contagios, rata

mare de mortalitate (20 – 40%), exista un program mondial de vaccinare;

Clostridium botulinum: bacterie care produce toxina botulinica ce cauzeaza paralizie si moartea prin asfixie;

Yersinia pestis: agentul patogen al ciumei bubonice, se transmite prin muscatura de insecta si aerosoli (mai rar);

Virusul febrei hemoragice (virusul Ebola, Marburg, Lassa, Virusul febrei hemoragice (virusul Ebola, Marburg, Lassa, Machupo): Mortalitatea virusului Ebola este de 50 – 90%, nu exista vaccin, moartea fiind provocata de hemoragii multiple ce determina socul hipovolemic si distrugerea organelor interne.

2. Clasa B: agenti cu diseminare moderata si rata de mortalitate mai scazuta.

Brucella sp., toxina epsilon de la C. perfringens, agenti patogeni transmisi prin alimente (E. coli O157:H7, Salmonella sp.) sau apa (Vibrio sp., Cryptosporidium parvum), agenti virali (virusul encefalitei).

Virusul variolic: boala a fost eredicata prin anii ‘70. Vaccinurile furnizeaza protectie doar 3-5 ani, revaccinarea asigura o protectie mai ridicata. Existau tulpini foarte virulente in laboratoarele fostei URSS si SUA. Ciuma: se pare ca a fost folosita ca agent patogen in Europa medievala (Marea Ciuma/Ciuma Neagra) Virusul Ebola: hemoragii multiple, soc hipovolemic - hipotensiune, puls rapid, piele palida si rece, hiperventilatie, sete intensa, anxietate. Virusul Marburg a fost descoperit in Germania, la Marburg, nu are tratament, a fost adus de un transport de maimute africane (studii de lab). 21 oameni infectati, 7 au murit, transmitere de la om la om Alt filovirus adus in America de maimutele africane (Reston virus, oreas in Virginia) 4 oameni infectati nu au murit Virusurile din Arenaviridae (ultimele 2) au raspandire mai rapida dar rata de mortalitate mai mica Clasa B – virusul encefalitei Venezuelan equine encephalitis, eastern equine encephalitis, western equine encephalitis) Yellow rain: micotoxine fungice folosite in razboiul din Vietnam de catre Viet Cong – soldati americani in care s-au gasit toxine de trichotecene

Cabinet clasa 4 biohazard (BSL-4) in care se lucreaza cu virusul Ebola(sursa Wikipedia)

Costum special cu presiune pozitiva

Scurt istoric al bioterorismului

Atacuri cu Salmonella sp. la Chicago (1972), Oregon (1984).3. Clasa C: agenti potential patogeni care pot fi manipulati prin

inginerie genetica pentru a deveni foarte virulenti si au avantajul ca sunt disponibili, usor de produs si diseminat, pot produce mortalitate ridicata.

Virusul HIV (produce SIDA), virusuri aviare (de exemplu, virusul Virusul HIV (produce SIDA), virusuri aviare (de exemplu, virusul H1N1), virusul SARS (sindromul respirator acut sever).

In 1972 police in Chicago arrested two college students, Allen Schwander and Stephen Pera, who had planned to poison the city's water supply with typhoid and other bacteria. Schwander had founded a terrorist group, "R.I.S.E.", while Pera collected and grew cultures from the hospital where he worked. The two men fled to Cuba after being released on bail. Schwander died of natural causes in 1974, while Pera returned to the U.S. in 1975 and was put on probation.[11] In Oregon in 1984, followers of the Bhagwan Shree Rajneesh attempted to control a local election by incapacitating the local population. This was done by infecting salad bars in 11 restaurants, produce in grocery stores, doorknobs, and other public domains with Salmonella typhimurium bacteria in the city of The Dalles, Oregon. The attack infected 751 people with severe food poisoning. However, there were no fatalities. This incident was the first known bioterrorist attack in the United States in the 20th century.[12]

Literatura recomandataBioterrorism and Biocrimes: The Illicit Use of Biological Agents Since 1900 by W. Seth Carus

Biohazard: The Chilling True Story of the Largest Covert Biological Weapons Program in the World--Told from Inside by the Man Who Ran It by Ken Alibek

Principii generale de diagnostic Prelevarea probelor

1. Probele trebuie sa fie obtinute intr-un mod aseptic dintr-o zona reprezentativa pentru evolutia bolii;

2. Probele trebuie colectate in timpul stadiului acut al infectiei si inainte de a initia terapia cu agenti antimicrobieni;si inainte de a initia terapia cu agenti antimicrobieni;

3. Probele trebuie etichetate corespunzator;4. Probele trebuie transportate in conditii optime, in termen de

maxim 48 de ore de la recoltare.

Principii generale de diagnostic

Examenul de laborator:- Metode directe: microscopie (optica, in camp intunecat,

fluorescenta), coloratii; - Izolarea microorganismelor in cultura pura si examinarea

caracterelor de cultura si de colonie;- Metode indirecte: determinarea caracterelor biochimice, - Metode indirecte: determinarea caracterelor biochimice,

analize imunologice, analiza moleculara;- Testarea sensibilitatii la agentii antimicrobieni.

Principii generale de diagnostic Interpretarea rezultatelor

Postulatele lui Koch-Henle: stabilesc daca un microb poate fi incriminat drept cauza a unei boli.

1. Microbul este depistat in toate cazurile bolii respective iar distributia lui in organism corespunde leziunilor caracteristice bolii;

2. Microbul este izolat in cultura pura si poate fi studiat;3. Cultura pura din microbul suspectat inoculata la un animal 3. Cultura pura din microbul suspectat inoculata la un animal

receptiv reproduce boala cu leziunile caracteristice din care microbul poate fi reizolat.Postulatele moleculare ale lui Koch (Falkow, 1988):

1. Fenotipul/tulpina investigata trebuie sa fie asociata unei specii patogene;

2. Inactivarea specifica a genei/genelor care codifica structura de patogenitate suspecta trebuie sa determine pierderea semnificativa a virulentei tulpinii microbiene;

3. Reversia sau substitutia alelica a genei mutante trebuie sa restaureze patogenitatea.

Regula crede pozitivul – considera suficient un singur rezultat pozitiv din serie ori din asociere. Regula creste sensibilitatea pt ca ofera bolnavilor mai multe sanse de detectare a bolii; scade specificitatea pt ca sansele persoanelor fara boala respectiva sa fie prost diagnosticati sunt mai mari Regula crede negativul – considera necesarea pozitivitatea tuturor testelor Un diagnostic negativ nu inseamna ma mo. Suspectat nu este agentul patogen

Literatura recomandataVeterinary Microbiology: Bacterial and Fungal Agents of Animal Disease, 1e by J. Glenn Songer and Karen W. Post

Sherris Medical Microbiology, Fifth Edition by Kenneth Ryan, C. George Ray, Nafees Ahmad and W. Lawrence Drew

microbiologie medicala -principii generale

Documents