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Tuberculose: parede micobacteriana, macrófago alveolar, granuloma e latência (recorte: Mycobacterium tuberculosis)

Quatro revisões abertas, restritas à tuberculose por Mycobacterium tuberculosis: as três camadas da parede e os ácidos micólicos; a entrada por partículas inaladas e o macrófago alveolar, onde o bacilo prolifera antes de a resposta de células T se estabelecer; o granuloma, entre a visão clássica de que isolava o bacilo e a evidência recente que a questiona; e a infecção latente, em que a resposta imune contém sem esterilizar, e a reativação, cujo mecanismo ainda não se entende por completo. Ficam de fora a hanseníase, as micobactérias não tuberculosas, as bactérias atípicas (Mycoplasma, Legionella), o diagnóstico laboratorial como técnica, o tratamento e a vacina.

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Essential

  1. Um paciente com tuberculose pulmonar ativa é fonte de infecção; a infecção começa pela inalação, por um contato, de núcleos de gotículas contendo M. tuberculosis.
  2. Pelo tamanho pequeno, esses núcleos escapam das defesas dos brônquios e chegam aos alvéolos terminais, onde são englobados por macrófagos e células dendríticas; tipicamente o macrófago alveolar, embora a prova definitiva em humanos seja difícil de obter.
  3. Nessa fase o bacilo prolifera sem restrição de resposta imune adaptativa, usando evasões como a inibição da fusão fagolisossômica; os macrófagos alveolares controlam mal o bacilo.
  4. Uma resposta de células T se desenvolve, com atraso em relação a outros patógenos respiratórios, e leva a um controle mais eficaz do bacilo.
  5. Em muitas pessoas a resposta imune só consegue conter a infecção: o crescimento bacteriano para, sem esterilização, e bacilos dormentes podem permanecer em lesões antigas (infecção latente); a fração dos infectados latentes que de fato abriga bacilos viáveis é debatida.
  6. Se a resposta imune for rompida, como no HIV, os bacilos dormentes podem ressuscitar e causar tuberculose ativa.

In the clinic

  • Parede bacteriana em geral e a composição própria nas micobactérias · A parede celular é comum às bactérias, Gram-positivas e Gram-negativas, segundo a fonte, mas pode diferir muito nas características bioquímicas e estruturais. A estrutura central da parede do Mycobacterium tuberculosis tem três componentes principais: um polímero reticulado de peptidoglicano, um polissacarídeo muito ramificado, o arabinogalactano, e ácidos micólicos de cadeia longa. · A complexidade da parede é o que distingue as micobactérias.
  • O componente distintivo · O último componente distintivo da parede micobacteriana são ácidos graxos únicos, chamados ácidos micólicos. · As três camadas sustentam o crescimento celular e a virulência e formam uma barreira contra antibióticos.
  • Como as camadas se ligam · As extremidades das cadeias de arabinano do arabinogalactano são o ponto de ligação dos ácidos micólicos. · É nesse ponto de ligação que os ácidos micólicos se prendem à parede.
  • O granuloma e o que se acreditava dele · Com o tempo, as células se agrupam em um agregado compacto e organizado de macrófagos maduros cercados por fibroblastos, entremeados por neutrófilos, células dendríticas, células NK, linfócitos B e linfócitos T CD4+ e CD8+: essa estrutura é o granuloma. · Historicamente, e até recentemente, considerou-se que ele representava um esforço concentrado do sistema imune para isolar, murar e erradicar o bacilo.
  • Granuloma inicial (fase inata) · No granuloma inicial, as células (macrófagos inflamatórios, neutrófilos e células dendríticas) englobam as micobactérias e se infectam, e macrófagos e células dendríticas apresentam mal os antígenos aos linfócitos T CD4+ ali; a apresentação eficiente só ocorre depois, no linfonodo. · As células do granuloma inicial (macrófagos inflamatórios, neutrófilos e células dendríticas) se infectam, e a apresentação eficiente de antígenos só ocorre mais tarde, no linfonodo.
  • A evidência recente · Segundo Bozzano et al. (2014), evidências recentes questionaram a visão do granuloma como estrutura protetora do hospedeiro: o conceito de que ele restringe o crescimento do bacilo foi questionado, e no modelo de peixe-zebra com M. marinum o recrutamento de monócitos ao granuloma pode favorecer a proliferação do patógeno. · Granulomas são estruturas dinâmicas, inicialmente exploradas pela bactéria para replicar e se espalhar; segundo a revisão, parece que o desfecho dos focos infecciosos é determinado no nível do granuloma local, e não sistemicamente.
  • Depois da primoinfecção · A primoinfecção causa doença clínica em apenas cerca de 10% dos indivíduos; nos demais, a resposta imune interrompe o crescimento do bacilo. Segundo Ahmad (2011), o patógeno é completamente erradicado em apenas cerca de 10% das pessoas; segundo esta revisão, na maioria a resposta imune só consegue conter a infecção, e alguns bacilos permanecem em estado não replicante (dormente ou latente) em lesões antigas: é a infecção latente por M. tuberculosis. · Alguns bacilos escapam por atenuar os mecanismos microbicidas das células imunes; a latência é parada do crescimento, não esterilização, e a fração dos infectados latentes que de fato abriga bacilos viáveis é debatida.
  • Risco de doença ativa ao longo da vida · Estima-se que 5% a 10% dos infectados desenvolverão tuberculose ativa ao longo da vida; em coinfectados pelo HIV, o risco de doença ativa é de 5% a 15% ao ano e de cerca de 50% ao longo da vida. · A revisão apresenta estimativas separadas e não as reconcilia; não as some. Os bacilos dormentes conservam a capacidade de ressuscitar e causar tuberculose ativa se a resposta imune for rompida; pacientes com linfopenia de CD4, com ou sem HIV, têm risco aumentado.
  • O que se sabe do mecanismo da reativação · Dois mecanismos bem caracterizados aumentam a probabilidade de reativação: a depleção quantitativa e qualitativa de linfócitos T CD4+ e o comprometimento da sinalização do TNF-α. · Ainda não se entende o mecanismo preciso que induz a transição da dormência para a reativação; entre infectados latentes, é impossível prever quem reativará, quando e onde.

Test yourself before moving on

A parede celular do Mycobacterium tuberculosis é a sua característica distintiva. Que três componentes formam a estrutura central dessa parede e qual deles a distingue?

The answer stays in Assessment, with no spoiler here.

Answer in Assessment
Sources (4)
  1. Abrahams KA, Besra GS. Mycobacterial cell wall biosynthesis: a multifaceted antibiotic target. Parasitology. 2018;145(2):116-133.
    The cell wall is common to all bacteria, both Gram-positive and Gram-negative, but can have vast differences in terms of the biochemical and structural features.
  2. Ahmad S. Pathogenesis, immunology, and diagnosis of latent Mycobacterium tuberculosis infection. Clin Dev Immunol. 2011;2011:814943.
    Tuberculosis is a communicable disease and patients with pulmonary TB are the most important source of infection. Infection is initiated by inhalation of droplet nuclei
  3. Elkington P, Polak ME, Reichmann MT, Leslie A. Understanding the tuberculosis granuloma: the matrix revolutions. Trends Mol Med. 2022;28(2):143-154.
    In initial infection, Mtb aerosol droplets are typically inhaled to the well-ventilated lower lobes and phagocytosed by alveolar macrophages, although definitive proof in humans is difficult to obtain and not all early lesions are basal.
  4. Bozzano F, Marras F, De Maria A. Immunology of tuberculosis. Mediterr J Hematol Infect Dis. 2014;6(1):e2014027.
    even if latency consists in arrest of bacterial growth, not in bacterial sterilization.

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