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Ferramentas moleculares para o controle de infecções

A utilização de metodologias moleculares pode incrementar significantemente a eficácia e desempenho das técnicas de rastreamento, identificação e pesquisa do microbioma e da resistência aos antimicrobianos no ambiente de cuidado ao paciente, de forma a auxiliar consideravelmente o combate às IRAS - infecções relacionadas à assistência à saúde.



No post blog anterior, Como e por que monitorar as superfícies do ambiente hospitalar?, explicamos como os resultados do sequenciamento do microbioma hospitalar podem ser interpretados em função da carga microbiana nas amostras analisadas, e retornar uma ideia dos locais mais ou menos contaminados.


Agora, vamos mostrar algumas aplicações da utilização do método de sequenciamento de DNA de alto desempenho do gene marcador 16S rRNA e de detecção de genes de resistência aos antimicrobianos por PCR em tempo real desenvolvidos pela BiomeHub. Os resultados aqui utilizados foram obtidos em coletas de ambientes de UTI e UTI Neonatal ao longo de um ano de monitoramento, e estão publicados neste artigo científico.



Sequenciamento de DNA de alto desempenho

Figura 1.

Na figura 1 os valores de sequências de DNA bacteriano, ou reads, obtidos, no eixo Y do gráfico, estão em escala log₁₀: 10¹, 10², 10³, 10⁴, 10⁵, e os boxplots ilustram a distribuição desse total de reads nas amostras analisadas em cada mês, em uma mesma UTI de hospital.


Percebe-se que, pela distribuição dos dados, em todos os meses as medianas permanecem entre 10³ a 10⁴, representando uma quantidade moderada de bactérias nas amostras. Mas, especialmente entre setembro-dezembro, as medianas e distribuições aparecem com uma quantidade de reads um pouco menor, representando que em geral, algumas amostras estavam menos contaminadas durante este período.


Este tipo de dado também pode ser plotado por superfície/amostra coletada. Na figura 2 estão exibidos os boxplots ordenados pelos valores de mediana - dos maiores para os menores, ilustrando as amostras com maior carga bacteriana e as menores, para sítios de coleta na UTI Neonatal.


Estes gráficos podem considerar a quantidade total de bactérias, ou também apenas por algumas bactérias de interesse, como as relacionadas às IRAS, por exemplo. Abaixo podemos ver amostras de swab retal (PTStool) como as amostras com maior quantidade de bactérias - 10⁵, considerado carga alta; e logo em seguida, amostras coletadas de oxímetros, e swab nasal (PTNasal), também com carga bastante alta. Amostras coletadas de locais como a fototerapia, mini freezer e telas da UTI Neonatal foram os que apresentaram os menores níveis de contaminação, com mediana inferior a 10¹ e valores máximos de até 10³.


Figura 2.

Individualmente ou em conjunto, os dados acima podem ser acessados por local ao longo de um período, contanto que o local amostrado seja sempre o mesmo, para identificação de padrões e melhor compreensão dos focos de contaminação.


Pode-se também identificar a distribuição de bactérias específicas ao longo do período de coleta das amostras, avaliando a distribuição e a mediana das sequências. A figura 3 mostra que:

  • A espécie Staphylococcus epidermidis teve um aumento de medianas a partir do mês de abril/2019,

  • A espécie Klebsiella pneumoniae foi mais detectada em Julho/2019,

  • A espécie Escherichia coli foi mais detectada em Outubro/2018, e,

  • As espécies do grupo Acinetobacter baumannii complex foram mais abundantes em agosto/2016 e depois a partir de abril/2019.


Figura 3.

Há também uma outra forma de se acompanhar e relacionar perfis dos pacientes aos perfis de microbioma ambiental encontrados, e identificar padrões ou tendências, como na figura 4.


Neste gráfico foram plotadas a proporção (%) de amostras positivas para cada bactéria em uma UTI Neonatal, no ambiente (HE) à esquerda, e nos pacientes (PT) à direita. Percebe-se uma maior positividade para K. pneumoniae e Pseudomonas aeruginosa, por exemplo, em ambientes, quando também as amostras de paciente têm maior positividade.


Figura 4.
Figura 5.

O rastreio e monitoramento de sequências específicas de DNA de cada microrganismo, ou oligotype, também pode ser analisado para compreensão de fontes e rotas de contaminação em um ambiente hospitalar, como ilustrado na figura 5.


Foram avaliadas as amostras de paciente (PT) com as maiores taxas de positividade para os oligotypes dos microrganismos específicos listados, mas que também tem bastante relação com as positividades observadas nas amostras dos leitos (Bed).






PCR em tempo real de genes de resistência aos antimicrobianos

Em complemento às análises de microbioma hospitalar, realizadas por sequenciamento de DNA de alto desempenho, pode-se também realizar o rastreio e monitoramento de genes de resistência aos antimicrobianos, utilizando a metodologia de PCR em tempo real - RGene.


Figura 6.

Na figura 6 vemos a proporção (%) de amostras positivas para cada gene de resistência testado ao longo de um ano de estudo em uma UTI Neonatal.


A proporção de amostras positivas para os genes de resistência também pode ser avaliada de acordo com as superfícies testadas, para identificação de pontos críticos e de atenção.


Ainda pode-se observar se os padrões de aumento/redução de proporção de amostras positivas entre pacientes e ambientes que se sobrepõem.


Em conjunto, as análises de microbioma e genes de resistência fornecem uma visão ampla e um panorama importante no conhecimento da dinâmica bacteriana em um ambiente hospitalar.


O rastreamento ativo, baseado nessas novas tecnologias, e medidas como a administração racional de antimicrobianos, aumento na adesão à higienização das mãos, utilização consciente da precaução de contato e isolamento, podem permitir o controle eficaz e limitar a disseminação de bactérias multirresistentes, propiciando controles das IRAS, melhoria dos desfechos para os pacientes e redução de custos para as instituições de saúde.


Em 2021, a ANVISA lançou o Programa Nacional de Prevenção e Controle de Infecções Relacionadas à Assistência à Saúde para o período de 2021 a 2025. A finalidade é reduzir em todo o país a incidência de infecções hospitalares, implementando práticas de prevenção e controle de infecções baseadas em evidências.


Neste sentido, você sabe o que sua instituição está fazendo para atender ao PNPCIRAS?


Entre em contato conosco e conheça a nossa ferramenta de monitoramento do Microbioma Hospitalar para gestão de risco, rastreabilidade de surto e prevenção de IRAS.



Fonte:


Christoff AP, et al. One year cross-sectional study in adult and neonatal intensive care units reveals the bacterial and antimicrobial resistance genes profiles in patients and hospital surfaces. PLoS ONE 15(6): e0234127, 2020. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0234127.

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