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https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/20945
IDENTIFICAÇÃO DE BIOFILME RENAL EM RATOS NATURALMENTE INFECTADOS POR LEPTOSPIRA INTERROGANS ATRAVÉS DE TÉCNICAS HISTOQUÍMICAS E DE MICROSCOPIA ELETRÔNICA DE VARREDURA
Colonização crônica
Leptospirose
Mucopolissacarídeos
Zoonose
Santos, Ana Amélia Nunes | Date Issued:
2015
Author
Co-advisor
Comittee Member
Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisas Gonçalo Moniz. Salvador, BA, Brasil
Abstract in Portuguese
INTRODUÇÃO: A leptospirose é um importante agravo de saúde pública e afeta ao menos um milhão de humanos por ano no mundo. Ratos de esgoto (Rattus norvegicus) são os principais reservatórios de leptospiras patogênicas nas áreas urbanas e excretam, através da urina, elevadas quantidades de bactérias diariamente. As leptospiras sobrevivem no ambiente e são transmitidas para novos hospedeiros através do contato com mucosas e pele. Leptospiras patogênicas formam densos biofilmes in vitro. A patogênese da leptospirose em reservatórios crônicos é pouco conhecida. OBJETIVO: Estudar a formação de biofilme por Leptospira interrogans em R. norvegicus capturados em uma área hiperendêmica de Salvador, Bahia, Brasil. MATERIAIS E MÉTODOS: Capturamos 86 ratos, dos quais 76 (88,4%) foram considerados portadores de L. interrogans através da avaliação por imunohistoquímica (IHQ) anti-L. interrogans e/ou Reação em Cadeia da Polimerase quantitativa em Tempo Real (RT-qPCR) utilizando iniciadores específicos para o gene lipL32. RESULTADOS: Ao exame de IHQ anti-L. interrogans, 69 ratos foram positivos. Destes, 24 (35%) apresentaram co-localização dos túbulos contorcidos proximais (TCP) positivos à IHQ anti-L. interrogans e ao Alcian blue pH 2,5 (AB). A co-localização positiva confirmou a presença de biofilme no interior dos TCP. A coloração especial pelo Mucicarmim de Mayer (MM) resultou negativa no rim de todos os animais colonizados. A coloração positiva ao AB indicou que a matriz extracelular do biofilme pode ser composta de mucopolissacarídeos ácidos ou alginato; já a coloração negativa ao MM excluiu a composição por mucinas. A microscopia eletrônica de varredura usando vermelho rutênio (VR) revelou densa deposição de matriz extracelular amorfa entre as espiroquetas, indicando composição mucopolissacarídica ou glicoproteica da matriz do biofilme. A média de ratos apresentando túbulos colonizados (TC) com co-localização positiva foi estatisticamente maior do que a média de animais que apresentaram TC mas não apresentaram co-localização (p=0.0059), o que demonstra uma associação positiva entre a intensidade de túbulos colonizados e a formação de biofilme. Nenhuma associação significativa para idade, sexo ou local de captura foi identificada para ratos com presença de biofilme renal. O exame histopatológico evidenciou discretas alterações renais em ratos colonizados e com biofilme. CONCLUSÕES: A formação de biofilmes por L.
interrogans em reservatórios crônicos pode representar um novo mecanismo de virulência na leptospirose. Além disso, esse fenótipo pode interferir no modo de transmissão e sobrevivência de leptospiras no ambiente. Esperamos desta forma contribuir para o conhecimento da patogenia da leptospirose e para o desenvolvimento de novas estratégias para o seu controle.
Abstract
INTRODUCTION: Leptospirosis is an important public health problem and affects at least one million people each year worldwide. Norway rats (Rattus norvegicus) are the main reservoir hosts of leptospires in urban environments. They excrete large amounts of bacteria daily. Leptospires survive in the environment and are transmitted to new hosts by contact with mucous membranes and skin. Pathogenic leptospires form dense biofilms in vitro. The pathogenesis of chronic leptospirosis in reservoirs is largely unknown. The aim of this work was to study biofilm formation by Leptospira interrogans in R. norvegicus caught in a hyperendemic area in Salvador, Bahia, Brazil. MATERIAL AND METHODS: We caught 86 rats, out of which 76 (88.4%) were carriers of L. interrogans according to immunohistochemistry (IHC) anti-L. interrogans and/or quantitative real time PCR (RT-qPCR) using LipL32 primers. RESULTS: From the 69 rats positive for IHC anti-L. interrogans, 24 (35%) presented co-localization of proximal tubules concomitantly positive in IHC and Alcian blue (AB) pH 2.5. The positive co-localization confirmed the presence of biofilm in the proximal convoluted tubules. Mayer's Mucicarmine (MM) special staining was negative in all colonized kidneys. AB positive staining indicated that the biofilm extracellular matrix was composed of acid mucopolysaccharides and / or alginate. Negativity to MM excluded the presence of mucins. Scanning electron microscopy using ruthenium red (RR) revealed dense deposition of amorphous extracellular matrix between spirochetes, indicating mucopolysaccharidic and / or glycoprotein composition of the biofilm matrix. The mean of rats presenting colonized tubules (CT) with positive co-localization was statistically greater than the mean of animals presenting CT but without co-localization (p = 0.0059), which demonstrated a positive association between the intensity of colonized tubules and biofilm formation. No significant association for age, sex or capture site was found for rats with renal biofilm. Histopathological examination revealed discrete renal alterations in colonized rats with biofilm. CONCLUSIONS AND STUDY CONTRIBUITIONS: Biofilm formation by L. interrogans in chronic reservoirs may represent a new virulence mechanism in leptospirosis. In addition, this phenotype may interfere with the transmission mode and survival of leptospires in the environment. We hope to contribute to the knowledge of leptospiral pathogenesis and to the development of new control strategies.
Keywords in Portuguese
Rattus norvegicusColonização crônica
Leptospirose
Mucopolissacarídeos
Zoonose
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