EDITAR APARÊNCIA
As células de Klebsiella pneumoniae aparecer à luz de imagem microscópica como hastes curtas, com um comprimento de 1-2 µm e largura de 0,5–0,8 µm. Eles estão presentes individualmente ou em pares e são cercados por uma cápsula mucosa (glicocálice). Na coloração de Gram, eles são corados de rosa a vermelho, são gram-negativos. Como é típico do gênero Klebsiella, eles não são ativamente móveis (móveis), então eles não têm flagelos (flagelos). No entanto, a superfície celular é ocupada por fimbrias. As colônias bacterianas cultivadas em um meio nutriente não têm uma coloração especial, são convexas levantadas, redondas na vista superior e bastante grandes com um diâmetro de 3-4 mm, sua aparência viscosa é típica. Isso é causado pelo acúmulo de polissacarídeos extracelulares, que, juntamente com a água presente, formam um biofilme.
Crescimento e METABOLISMO
como de costume para os representantes das Enterobacteriaceae, o teste da catalase é positivo e o teste da oxidase é negativo. Klebsiella pneumoniae é facultativamente anaeróbica, ou seja, pode crescer com ou sem oxigênio. É capaz de utilizar o dissacarídeo lactose. Mais informações podem ser encontradas na seção evidências bioquímicas.
além disso, é um dos microrganismos fixadores de nitrogênio, pode reduzir o nitrogênio molecular elementar (N2) à amônia (NH3) ou amônio (NH4+) e, assim, torná-lo biologicamente disponível. Isso é feito com a ajuda do complexo enzimático nitrogenase em um ambiente anóxico, uma vez que o complexo enzimático é inativado pelo oxigênio. Klebsiella pneumoniae é diazotrópica, por isso pode crescer com N2 como fonte de nitrogênio para acumular substâncias específicas das células, como aminoácidos.
meios nutrientes simples são adequados para o cultivo, por exemplo, ágar caseína-soja-peptona (ágar CASO), a bactéria também pode ser cultivada em ágar Columbia blood. Muitas vezes, são utilizados meios nutrientes seletivos adequados para isolar e distinguir representantes de enterobactérias, por exemplo, ágar MacConkey e ágar azul de eosina-metileno (EMB), ambos contendo lactose. Para posterior seleção, recomenda-se um meio nutriente, que como fonte de carbono (composto orgânico para produção de energia) contém apenas citrato e inositol, é baseado no Ágar citrato de Simmons com adição de 1% de inositol. Klebsiella pneumoniae é mesofílica, o crescimento ideal ocorre a uma temperatura de 30-37 °C, as colônias são visíveis após a incubação por um a dois dias. O crescimento também ocorre a 41 ° C, mas não a 5 ° C. Estirpes bacterianas isoladas a partir do exame médico do material, normalmente crescem otimamente a 37 ° C. no entanto, vários detecção de reações para identificação de proceder melhor, a uma temperatura de incubação de 30 ° C.
Chemotaxonomy
Componentes da célula bacteriana atuam como antígenos, em Klebsiella estas são de 77 K-antígenos (K refere-se à cápsula), bem como 9 somáticas S-antígenos. De importância diagnóstica são os antígenos K, por exame sorológico os diferentes sorotipos podem ser distinguidos, o que, entre outras coisas. é utilizado na elucidação das relações epidemiológicas. No entanto, existe também um método ELISA para a detecção dos antígenos o. A determinação também pode ser realizada com a ajuda de estudos genéticos.
genética
o conteúdo de GC, ou seja, a proporção das nucleobases guanina e citosina no DNA bacteriano, é de 57,0 mol por cento para a cepa bacteriana DSM 30104 (da coleção de cepas DSM German Collection de microrganismos e culturas celulares). DSM 30104 é o tipo de cepa da subespécie Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae e, portanto, também a espécie, ele foi isolado do sangue humano. O genoma foi completamente sequenciado em 2012.
está presente como um cromossomo bacteriano em forma de anel e tem um tamanho de 5.512 pares de kilobase (kb), que é aproximadamente comparável ao tamanho do genoma de Escherichia coli. Existem 5.425 genes codificadores presentes, além disso, 77 tRNAs foram identificados. Os genes foram comparados com o banco de dados de genes de Resistência a antibióticos (ARDB, banco de dados de genes de Resistência a antibióticos), foi possível identificar 15 genes que medeiam a resistência, U. A. para uma classe A beta-lactamase e uma bomba de efluxo. Dez outros genes código para o gene produtos que ampliam as β-lactamases capacidades da bactéria, incluindo o gene é chamado de ampC, que codifica a enzima chamada AmpC-beta-lactamase (neste caso, um cephalosporinase) e o gene chamado xpto, que codifica para uma enzima chamada metalo-β-lactamases (neste caso, um carbapenemase). Desde então, mais de 4 foram.200 genomas (com base no cromossomo bacteriano circular) desta espécie foram sequenciados e 913 anotações de plasmídeos também foram realizadas (a partir de 2018).Plasmídeos muitas vezes carregam a informação genética para resistência a antibióticos (veja abaixo) da bactéria, os produtos genéticos são enzimas que alteram uma certa estrutura química de um antibiótico e, assim, impedem a ação da droga. Em Klebsiella pneumoniae, estas são beta-lactamases codificadas por plasmídeos, como SHV-1, TEM-1, TEM-2 ou outras ESBL (β-lactamases de espectro estendido).Desde o início do século 21, a resistência aos carbapenêmicos também foi observada, causada por carbapenemases (carbapenem hidrolisando beta-lactamase), que são referidas como KPC (Klebsiella pneumoniae carbapenemases) após a bactéria produtora, várias variantes são chamadas KPC-1, KPC-2 ou KPC-3. A peculiaridade dos plasmídeos é que eles são trocados entre diferentes tipos de bactérias por transferência horizontal de genes e, portanto, a resistência aos antibióticos é “transferida”. Um relato de caso clínico da transferência de um plasmídeo com o gene de resistência blaKPC-3 de K. pneumoniae para K. aerogenes é descrito no artigo.
o estudo da sequência nucleotídica de genes individuais mostrou que a espécie Klebsiella pneumoniae tem uma grande diversidade. Outras investigações genéticas, por exemplo, uma modificação do método PCR com DNA polimórfico duplicado aleatoriamente (RAPD), confirmam a ocorrência de três grupos filogenéticos diferentes, que são chamados de KpI, KpII e KpIII. Eles não são idênticos às três subespécies. Mais genéticos investigações nos últimos anos, tais como seqüenciamento do 16S RNA ribossómico (rRNA) e multi-locus sequence analysis (MLSA) de determinados genes levaram à classificação dos representantes do grupo KpII como Klebsiella quasipneumoniae e as cepas do filogenética do grupo KpIII como Klebsiella variicola.
patogenicidade editar
as três subespécies de K. pneumoniae são atribuídos ao grupo de risco 2 Pelo Biosoffverordnung em conjunto com o TRBA (regras técnicas para agentes biológicos) 466. Em K. pneumoniae subsp. pneumoniae e K. pneumoniae subsp. rhinoscleromatis também contém a observação ht, indica que a bactéria é patogênica para humanos e vertebrados, mas, via de regra, não há transmissão entre os dois grupos hospedeiros.
K. pneumoniae tem vários fatores de virulência. A cápsula (glicocálice) protege contra a fagocitose pelos fagócitos, células do sistema imunológico. Interfere no sistema complemento envolvido na defesa contra microrganismos, impedindo sua ativação ou absorção de polipeptídeos já liberados, como C3b. as adesinas permitem que ele se prenda às células hospedeiras. Algumas adesinas de K. pneumoniae atuam simultaneamente como hemaglutininas e são atribuídas às fimbrias (pili). As fímbrias tipo 1 levam a uma aglutinação visível em eritrócitos de cobaias, elas se ligam às células epiteliais humanas do intestino ou às células epiteliais do trato urinário. K. os isolados de pneumoniae de amostras médicas formam mais fimbrias do tipo 1 do que os isolados de amostras ambientais. As fímbrias tipo 3 também ocorrem, medeiam a ligação das bactérias ao sistema radicular da planta, bem como em humanos às células endoteliais, células epiteliais dos alvéolos pulmonares e do trato urinário e ao colágeno tipo V. O papel das fímbrias tipo 3 na infecção de humanos ainda é objeto de pesquisa. Acredita-se que eles são responsáveis pela colonização de dispositivos médicos invasivos que permanecem no corpo por um longo tempo.
os lipopolissacarídeos (LPS) da membrana externa atuam como antígenos, as cadeias polissacarídicas direcionadas externamente são chamadas de antígenos o (compare o esquema Kauffmann-branco usado para salmonela). K. pneumoniae possui nove antígenos o diferentes, sendo o o1 o mais abundante. Os antígenos o também interferem na cascata de reação do sistema complemento. Além disso, o O1 está envolvido na necrose do tecido infectado. Os sideróforos bacterianos também são importantes para a patogenicidade. Eles servem para fornecer às células íons de ferro essenciais para o metabolismo, ligando os íons Fe3+. K. pneumoniae forma enterobactina (enterochelin), enquanto apenas algumas cepas produzem adicionalmente aerobactina. Nos sorotipos K1 e K2, foi encontrado um plasmídeo no qual a informação genética para a aerobactina de hidroxamato é codificada. Se esses genes são transferidos para uma cepa sem plasmídeo com a ajuda da transformação, as células transformadas têm uma virulência aumentada em um fator de 100. Além disso, a yersiniabactina, um sideróforo típico das espécies de Yersinia, é formada por algumas cepas.
Bioquímicos detecções
K. pneumoniae está intimamente relacionado com K. aerogenes (anteriormente colocado no gênero Enterobacter) e Enterobacter cloacae. As bactérias mostram uma versatilidade pronunciada em termos de utilização de vários carboidratos e, com algumas exceções, têm as mesmas características bioquímicas, como as enzimas presentes e as propriedades metabólicas resultantes.
Representantes do gênero Klebsiella realizam fermentação 2,3-butanodiol para produção de energia como fermentação típica, a acetoína, um produto intermediário da fermentação 2,3-butanediol, é detectada no teste Voges-Proskauer. Representantes dos gêneros relacionados Enterobacter e Klebsiella reagem positivamente aqui. Em princípio, isso também se aplica a K. pneumoniae, mas as subespécies ou cepas bacterianas individuais mostram reações diferentes, ou seja, também um resultado negativo no teste VP. O tipo DSM 30104, em contraste com a descrição da espécie, é VP-negativo (isto é, não produz acetoína a partir de piruvato), mas mostra um resultado positivo no teste vermelho metílico, que é típico para representantes da fermentação ácida mista. Essas diferenças no fenótipo fisiológico refletem a diversidade genética das espécies de bactérias. Outras características bioquímicas também não estão claramente definidas dentro da espécie. Assim, o teste de indole é basicamente adequado como uma característica distintiva entre K. pneumoniae (indole negativo) e Klebsiella oxytoca (indole positivo), mas também existem algumas cepas indole-positivas de K. pneumoniae.
trabalhos de detecção adicionais
em vez de detectar a bactéria, muitas vezes se limita à determinação do sorotipo ou à detecção de fatores de virulência individuais ou genes de resistência. Os antígenos K e o podem ser determinados “convencionalmente” serologicamente (referidos como sorotipagem na literatura em inglês) e, desde a disseminação de métodos biológicos moleculares, também por estes, por exemplo, com a ajuda de análise de sequência multi-locus (MLSA). Em comparação com os numerosos genomas sequenciados da espécie, foi possível mostrar que o sorotipo O1 quase sempre ocorre em cepas com os antígenos cápsula K1 ou K2. Os sorotipos K1 e K2 são considerados hipervirulentos. Os antígenos da cápsula também podem ser determinados por PCR multiplex (mais de uma seção do genoma é detectada) e eletroforese em gel de campo pulsado (PFGE).
a identificação usando o método MALDI-TOF em combinação com espectrometria de massa (MS) é basicamente adequada para detectar Klebsiella, mas nem sempre é confiável em termos de distinção de gêneros intimamente relacionados, por exemplo, para Raoultella. Os espectros de muitas espécies Gram-negativas pertencentes às enterobactérias mostram um grande Acordo (a partir de 2013), o que dificulta a identificação. Outro estudo sistemático de bactérias cultivadas em uma solução nutritiva líquida contendo sangue mostrou que, em particular, as bactérias com uma cápsula não são identificadas corretamente. Por outro lado, ao detectar resistência a antibióticos, MALDI-TOF pode ser usado para detectar a ausência ou presença reduzida de proteínas na membrana externa (inglês: proteínas da membrana externa, OMP). Por K. pneumoniae, OmpK36 é importante aqui, uma importante membrana porina através da qual os antibióticos β-lactâmicos entram na célula. Em cepas resistentes, está ausente ou é formado em pequenos números.
